基于射频识别的室内定位技术综述

用于室内定位的技术主要包括红外传播技术、802.11 WLAN技术、无线传感器网络(WSNs)、超声波定位。而射频识别(RFID)技术依赖其合理的系统造价、良好的定位精确度、较强的抗干扰能力、无接触通信以及RFID射频标签的部署、携带便捷等诸多优点,正逐渐应用于室内追踪定位中。本文从用于室内定位的RFID标签的角度出发,将当前主要的RFID室内定位技术分为无源、有源和半无源RFID定位3类,并对每一类中涉及到的主要定位算法的当前发展状况及其优缺点做了详细分析。     

一种利用有源RFID标签的室内定位机制

目前,现有的定位技术不能完全满足室内定位感知的要求,但随着RFID(射频识别)技术的成熟,低成本建设室内定位系统这一问题有望得到解决。从定位算法和参考标签两个角度,对采用RFID技术解决室内定位问题进行了讨论。在现有的室内定位技术中,LANDMARC系统通过引入参考标签,可以减少需要使用的RFID读写器数量,并根据不同标签之间的残差加权算法,可以获得较高的定位精度。本文在分析了LANDMARC系统的基础上,提出了一种新机制解决了它潜在的问题,并证明了该机制在提高定位精度上确实有效。     

一种NCITS 256协议超高频无源射频识别标签

设计了一种符合NCITS 256协议的无源超高频射频识别标签.标签携带2kbit的标准商用EEPROM.在读卡器发射功率为915MHz 4W EIRP的情况下,芯片的读距离为1.5m,写距离为0.3m.芯片在SMIC 0.18μm EEPROM CMOS工艺下流片实现,面积为1mm×1mm.标签使用Dickson倍压电路从读卡器发射的电磁波中提取能量.Dickson倍压电路使用肖特基管实现,转换效率为25%.     

基于参考标签的射频识别定位算法研究与应用

对基于参考标签的最近邻居定位算法提出了若干改进,提出了动态k值设定的方法,参考标签可信度的概念和最近邻标签偏差校正算法,并采用了目标标签历史轨迹算法.基于多天线的时分复用搭建了室内定位系统,并且依据改进后的算法开发了相应的界面软件.实测表明改进算法的定位精度和在恶劣环境下定位结果的稳定度比原算法有了明显提高.     

基于RFID的室内定位系统研究

RFID技术是一种全新的非接触自动识别技术,是物联网技术进行用户识别和定位处理的前提。文章在简单介绍RFID技术的基础上对基于到达时间、基于到达时间差、基于到达角、基于到达信号强度和基于相位的定位技术进行了分析。分析结果表明基于相位信息的定位系统相比其他系统而言,对硬件要求不高,可操作性强,有较强的抗干扰能力,具有较高的实用价值。     

一种基于RFID标签阵列的室内定位方法

针对基于天线阵列测角的射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)定位系统成本高、无法估计目标姿态的问题,提出了一种基于标签阵列的姿态检索的定位算法。首先,分析了天线方向角、标签阵列姿态角和标签阵列信号到达角之间的关系,建立了标签阵列姿态检索的定位模型;其次,对标签阵列中相位误差来源进行了分析,利用标签间的相位差对标签阵列信号进行重构,降低了读写器收发电路、标签电路及多径效应引入的相位误差对定位精度的影响;同时,分析了标签阵列中的互耦效应对相位的影响,提出了互耦效应相位校正方法,提升了标签阵列的测角精度;最后,提出了一种标签阵列姿态估计算法,使用多个天线的方向角实现对标签阵列姿态角估计和定位。实验结果表明,系统在室内环境下平均定位误差为0.2 m,标签阵列的姿态角估计平均误差为4.35°。     

一种用于无源射频识别标签的上电复位电路

提出了一种新型的低压低功耗上电复位电路。该电路利用MOS管多种二级效应,采用多种低压低功耗技术,满足降低功耗的需要。整个上电复位电路的静态功耗低于1μW,应用于1.8 V与1.2 V电源电压。设计采用SMIC 0.18μm EEPROM工艺,可应用于其他低电源电压以及低功耗要求的芯片设计。     

一种NCITS 256协议超高频无源射频识别标签

设计了一种符合NCITS 256协议的无源超高频射频识别标签.标签携带2kbit的标准商用EEPROM.在读卡器发射功率为915MHz 4W EIRP的情况下,芯片的读距离为1.5m,写距离为0.3m.芯片在SMIC 0.18μm EEPROM CMOS工艺下流片实现,面积为1mm×1mm.标签使用Dickson倍压电路从读卡器发射的电磁波中提取能量.Dickson倍压电路使用肖特基管实现,转换效率为25%.     

使用无线射频识别RFID技术进行室内定位研究

无线射频识别技术在各领域的应用越来越广泛,发挥着巨大的作用。室内定位应用无线射频识别技术能够更好的适应发展环境。根据无线射频识别技术特点要求进行系统理论创新,改进基础应用算法,增强定位精度。本文对使用无线射频识别技术进行室内定位进行相应的研究。     

基于改进粒子滤波的RFID室内目标定位算法

针对于LANDMARC算法的RFID室内定位精度受传输路径影响严重,直接采用粒子滤波自适应性差的问题,提出一种基于改进粒子滤波的RFID室内定位算法.该算法首先利用极限学习机(ELM)拟合阅读器接收信号强度与标签距离之间的非线性关系,构建信号传输模型,筛选邻近标签集;然后采用自适应学习因子优化粒子滤波过程,提高粒子全局...     

一种基于位置指纹的室内WLAN定位方法

针对室内信号时变性导致定位不准的问题,提出了一种改进的3阶段位置指纹定位法。采样阶段,将采集信号的坐标、方位、接收信号强度的高斯分布及其对应的无线接入点等信息存储在数据库中生成位置指纹;在校正阶段中,利用参考点间信号强度的关联性信息,使用局部加权线性回归法,计算出一些虚拟点的信号强度;最后是线上实时定位阶段。通过与传统的加权K最邻近算法、直方图和联合聚类等3种定位方法相比较,该算法在同样的场景下可以取得更好的定位精度。     

射频识别动态定位方法

提出一种新型的通过参考标签和移动RFID射频读写器进行定位的方法。该定位方法的主要优点是不需要记录任何测量信息如TOA、RSSI等,而是通过移动读写器,不断对目标标签和参考标签进行读取,经椭圆还原算法对读区域进行还原,最终以交集计算实现定位。该方法思路简单,但实现了较高精度的RFID室内定位。实验结果表明,该定位方法的精度可在最小的参考标签单元格内（可到达数十厘米级）。同时建立的原型定位系统具有成本低、易于部署等特点,存在应用于大规模RFID仓储定位管理的可行性。     

基于RFID技术的室内定位系统的设计

单纯使用GPS系统无法解决复杂环境下的定位问题,利用各类无线与传感器技术实现室内定位系统成为近年来的研究热点。RFID技术具有成本低、寿命长、通信速率高、覆盖范围广、部署方便等优良特性,因而成为极具前景的室内定位手段。基于RFID技术,研制了以MSP430为主控芯片、兼容CC1101与CC2500两款射频模块的RFID标签与读卡器,采用LAND-MARC算法,实现了一套完整的室内定位系统。通过反复实验分析与参数配置改进,提高了系统的定位精度与稳定性,可应用于人员、资产管理系统等场景。     

基于半有源RFID技术的人员跟踪定位系统

针对人们对特殊复杂环境下信息安全和人员管理的实际需求,而传统GPS定位技术在无法满足实时、高精度定位的问题,提出了一种基于半有源RFID技术的人员跟踪定位方法。设计并开发出的125 kHz低频激励器,激励半径1¹0 m可调,激励区域边沿控制达到分米级。采用低频激励器、RFID阅读器和双频标签搭建的实验系统经过测试,系统稳定可靠,人员定位跟踪信息实时、准确。     

2.4GHz有源RFID标签室内天线定位研究

提出了一种应用于2.4 GHz有源RFID(Radio Frequency Identification)标签室内定位探测天线,通过扫描探测和提取标签信号,精确探测RFID标签的位置。仿真结果表明:在中心频率点(2.4 GHz)S11=–14.78 d B,且H面的波束约在12o,达到窄波束的要求。经对该天线实测得:在2.4 GHz其回波损耗为–14.36 d B、H面的波束约在19o,仿真结果与实测结果比较接近,满足2.4 GHz有源RFID标签室内定位的需求。     

基于激光测距的室内视觉引导定位系统设计

传统的室内视觉引导定位系统定位准确率低,定位效率差,为了解决上述问题是,基于激光测距设计了一种新的室内视觉引导定位系统,将硬件设计部分划分为测距管理模块、通讯模块、控制模块三个模块进行系统设计,选用i ST系列一体开环步进电机集中定位数据的距离测量操作,获取测量效果较为精准的定位数据,并按照相关的数据处理措施对数据进行操控,选择EP013X TCP/IP通讯器对定位数据与主系统进行连接,同时构造良好的关联关系,保证系统与数据间的联系,在促进系统工作的同时实现对系统工作效率提升。利用PIC12F629-I/P DIP8直插单机片处理控制模板与定位系统之间的关系,加强定位控制,并采用不同的数据管理获取更新的数据信息,确保数据的更新度,完成对系统的硬件设计。系统软件部分着重对算法的数据处理与改造,利用相关算法解析数据本质与定位状况,由此实现对系统的软件设计。实验结果表明,该系统设计在较高程度上减少了系统的资源浪费,扩展系统定位性能,提高系统定位效率与有效率,能够更好地为使用者所使用。     

Building information systems based on precise indoor positioning

During the last 10 years, many modern IT-based applications have developed inside buildings. Many of those applications would benefit by the ability to locate people and/or objects inside the building (indoor positioning). However, most of today's indoor positioning systems are not able to deliver precise position information (<10?cm) along with quality parameters. Ultra wide band (UWB) is a new radio-based technology that allows the determination of distances in indoor environments with a very high spatial resolution even through building materials. At the Institute of Geodesy of TU Darmstadt, a high-resolution UWB positioning system (UWB-ILPS; ILPS, indoor local positioning systems) based on trilateration principle has been developed to estimate the position of a mobile station precisely. To benefit from knowing the position and orientation, it is necessary to select and merge data linked to the user's location for indoor location services. By this means, the visitor to a public building may benefit from the system as his position is shown on a digital floor plan generated dynamically or by retrieving location-based information inside the building. Mixed reality systems also offer advantages for a mobile building information system. For this purpose, a webcam was replaced by the digital camera in the UWB-ILPS prototype. Knowing the camera's location in space and its view direction, one is able to merge the real world taken by the webcam with the virtual world represented by a 3D CAD model of the building.