[發明專利]一種基于RFID技術的方向感知方法

無效

• 申請號: 201310451672.X
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103474758A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 何怡剛;佐磊
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/22;G06K7/00
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 姜芳蕊;寧星耀

技術領域

本發明屬于射頻識別（Radio?frequency?identification，RFID）通信領域，涉及一種基于RFID技術的方向感知方法方法，特別是涉及基于無源UHF?RFID標簽及天線極化分集原理的方向感知方法。

背景技術

????無源UHF?RFID系統被廣泛應用于供應鏈、倉儲及設備管理等應用領域中。無源UHF?RFID系統鏈路分為閱讀器至標簽的前向鏈路及標簽至閱讀器的反向鏈路。前向鏈路中，閱讀器天線發射攜帶指令數據的連續波（Continuous?Wave，CW）信號，標簽天線接收CW信號后經由整流器電路為標簽芯片提供能量。反向鏈路中，標簽通過改變負載阻抗反向散射調制閱讀器天線發射的CW信號，將標簽響應數據發送回閱讀器。

???現有基于標簽集的無源UHF?RFID系統性能優化方法，利用極化分集原理，在目標物表面貼附互相垂直的兩個標簽，使得目標物處于任意方位時，均有標簽與閱讀器天線處于極化最優或近似最優匹配，確保目標物被識別，從而提高系統性能。但該方法并未提出基于RFID技術及極化分集理論的方向感知方法。

????現有基于RFID技術的方向感知方法利用閱讀器接收到的標簽反向散射信號功率，通過構造貝葉斯估計判斷目標物方向，但該方法需要閱讀器平均接收功率作為先驗條件，成本高、高效低，且限制了其適用范圍。

發明內容

????為解決現有基于RFID技術的方向感知方法存在的上述技術問題，本發明提供一種低成本、高效率且適用范圍廣，可在不增加標簽數量且無需先驗條件的基礎上，實現目標物的方向感知的基于RFID技術的方向感知方法。

????本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種基于RFID技術的方向感知方法，基于天線極化分集理論，將兩標簽呈????????????????????????????????????????????????貼附于目標物表面；利用極化方向正交（水平極化及垂直極化）的閱讀器的天線發射指令；閱讀器接收標簽反向散射信號并測量標簽反向散射信號功率；根據最大似然估計原理，計算兩標簽與閱讀器的天線水平極化方向夾角估計值，進而計算目標物方向的估計值。

所述閱讀器的天線為線極化天線或天線陣，能發射水平及垂直極化電磁波。

所述目標物方向的估計值為

，

其中，，為兩標簽與閱讀器的天線水平極化方向夾角估計值。

所述兩標簽與閱讀器的天線水平極化方向夾角估計值為

，

其中，表示閱讀器天線發射水平極方向化電磁波時的標簽反向散射信號平均功率，表示閱讀器天線發射垂直極方向化電磁波時的標簽反向散射信號平均功率，?表示標簽編號，表示閱讀器天線水平極化方向，表示閱讀器天線垂直極化方向。

所述標簽反向散射信號平均功率為

，

其中，表示閱讀器接收到的標簽反向散射信號功率，表示閱讀器接收的標簽反向散射信號序號，表示閱讀器天線水平及垂直極化時接收的標簽反向散射信號個數，表示閱讀器天線極化方向，表示標簽編號。

本發明解決了現有基于RFID技術方向感知方法需要閱讀器平均接收功率作為先驗條件的問題，給出了基于天線極化分集理論的目標物方向估計方法，實現成本低，效率高且適用范圍廣，可在不增加標簽數量且無需先驗條件的基礎上，實現目標物的方向感知。

附圖說明

圖1為本發明采用的標簽布置示意圖；

圖2為本發明所提供實施例的設備布置示意圖。

圖中，B1---標簽1,?B2---標簽2，TX---閱讀器天線，M?---目標物。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。

在目標物表面貼附兩個標簽，分別記為標簽1、標簽2，且兩標簽夾角為，如圖1所示。圖1中，，為標簽1、標簽2與閱讀器天線水平極化（H）方向的夾角；直線l為兩標簽夾角等分線，有

???????????????????????（1），

則即為直線l與閱讀器天線水平極化（H）方向的夾角。本發明采用表征目標物方向。

假設閱讀器在其天線水平及垂直極化時接收標簽1、標簽2的反向散射信號功率分別為，其中表示閱讀器天線極化方向，表示標簽編號，H表示閱讀器天線水平極化方向，V表示閱讀器天線垂直極化方向。。由于閱讀器天線水平及垂直極化時發射的電磁波呈正交關系，故可以表示為