[發(fā)明專利]一種基于射頻識別技術(shù)的室內(nèi)參考定位方法

有效

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• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104181502B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 孫占磊;楊亞男;王偉;王帥;趙罡
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S5/12
• 分類號: G01S5/12;G06K17/00
• 代理公司: 北京慧泉知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11232
• 代理人: 王順榮,唐愛華

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種基于射頻識別技術(shù)(下文稱為“RFID”：radio?frequency?identification)的室內(nèi)參考定位方法，屬于射頻識別技術(shù)領域。

背景技術(shù)

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，人們對定位的需求日益增大，特別是在復雜的室內(nèi)環(huán)境，如機場大廳、展覽館、倉庫、超市、圖書館、公園、地下停車場、礦井等環(huán)境中，需要利用移動終端為人員、設施與物品提供位置信息。因此，人們提出了許多室內(nèi)定位技術(shù)的解決方案，具體如下：

1.室內(nèi)GPS定位技術(shù)：GPS是目前應用最為廣泛的定位技術(shù)。但是，當GPS接收機在室內(nèi)工作時，由于信號受建筑物的影響而大大衰減，而且定位器終端的成本較高。

2.紅外技術(shù)：基于散紅外技術(shù)的有源標簽可以用于室內(nèi)定位，但是它要求待測對象必須與紅外線閱讀器成一條直線，并且定位距離較近，因而實際應用的意義不大。

3.基于無線局域網(wǎng)的定位技術(shù)：在一定的區(qū)域內(nèi)安裝適量的無線基站，根據(jù)這些基站獲得的待測對象的相關信息，并結(jié)合基站的拓撲結(jié)構(gòu)，綜合分析，從而確定物體的具體位置。應用此類技術(shù)的系統(tǒng)容易建立，但是測量精度一般，有待進一步提高。

4.超聲波技術(shù)：目前成功運用此技術(shù)確實可以取得較高的定位精度，但是需要大量的基礎設施支持，成本昂貴，無法大面積推廣。

前述常見的定位技術(shù)之所以不適用于室內(nèi)定位，還有一個很大原因就在于室內(nèi)定位應用的特殊性。為了讓無線信號能夠覆蓋到室內(nèi)環(huán)境的所有范圍，就需要在室內(nèi)環(huán)境中布置大量的發(fā)射端基礎設施，這樣勢必會造成系統(tǒng)總成本的增加，因此需要一種新的技術(shù)和模式來解決室內(nèi)定位問題。

與上述定位系統(tǒng)相比，射頻識別技術(shù)具有非視距和非接觸的優(yōu)點，非凡的工作速度、較大的傳輸范圍以及高性價比也是射頻識別技術(shù)的優(yōu)勢所在。

射頻識別技術(shù)(RFID)，是一種非接觸的自動識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合(電感耦合或電磁耦合)傳輸特性，實現(xiàn)對被識別物體的自動識別，具有許多傳統(tǒng)的自動識別技術(shù)無可比擬的優(yōu)點，如非接觸、距離遠、可讀寫、信息量大、無須人工干預、多目標同時識別等。

現(xiàn)有的RFID系統(tǒng)的定位方法有：1、信號到達時間定位，即TOA(Time?of?Arrival)，該方式將無線信號換算成閱讀器與標簽之間的距離，以閱讀器的坐標為圓心，以該信號的傳播時間所換算出的距離為半徑做圓，多個閱讀器所形成的圓的交點即為RFID標簽的位置。2、信號到達時間差定位，即TDOA(Time?Difference?of?Arrival)，該方式基于測量信號到達多個測量裝置的時間差值來判斷移動目標的位置坐標。3、信號達到角度定位，即AOA(Angle?of?Arrival)，由陣列天線測量到移動目標發(fā)射的無線射頻信號，來判斷移動目標的所在的方向，從而實現(xiàn)根據(jù)信號到達的角度來進行定位。4、接收信號強度定位，即RSSI(Received?Signal?Strength?Indicator)，根據(jù)閱讀器接收到的信號，獲得該信號的信號強度，并根據(jù)該信號強度換算成距離來確定標簽的位置。

RSSI與根據(jù)信號傳播時間的TOA、TDOA和AOA定位相比，受到室內(nèi)環(huán)境中多徑效應的影響要小得多。但是由于室內(nèi)環(huán)境中無線信號傳播模型的復雜性，RSSI的精度一般都比較低。

發(fā)明內(nèi)容

(一)發(fā)明目的

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于射頻識別技術(shù)的室內(nèi)參考定位方法，可以較低的成本、較簡單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)物體的精確定位。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于射頻識別技術(shù)的室內(nèi)參考定位方法，其包括：多個RFID參考標簽，固定布置在覆蓋范圍內(nèi)的一個便攜式RFID閱讀器，由現(xiàn)場工作人員攜帶，可到達覆蓋范圍內(nèi)的任意位置，用于讀取RFID參考標簽和RFID待測標簽的信息；一個信息服務器，其接受該便攜式RFID閱讀器讀寫到的參考標簽和待測標簽的信息，根據(jù)該信息確定該物體的位置；一個客戶端，其與該信息服務器通過局域網(wǎng)相連，用于提供用戶操作界面。