[發(fā)明專利]一種基于RFID的室內(nèi)定位系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710648780.4
• 申請(qǐng)日: 2017-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN109324310A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚洪舟;張浩;曾衍瀚;方魏;王嘉奇;陳翔;廖裕興;張?chǎng)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山市順德區(qū)中山大學(xué)研究院;中山大學(xué);廣東順德中山大學(xué)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)國際聯(lián)合研究院
• 主分類號(hào): G01S5/14
• 分類號(hào): G01S5/14;G06K17/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種基于RFID的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括無源電子標(biāo)簽、閱讀器模塊、天線、單片機(jī)、無線收發(fā)模塊、小車和上位機(jī)；

所述無源電子標(biāo)簽部署在室內(nèi)的地面上的任一位置，其電子產(chǎn)品編碼EPC值前2位表示部署的位置的橫坐標(biāo)后2位表示部署的位置的縱坐標(biāo)；

所述閱讀器模塊安裝在小車上，隨小車在室內(nèi)移動(dòng)，并通過串口與單片機(jī)相連，接收來自單片機(jī)的控制指令來讀取無源電子標(biāo)簽的坐標(biāo)并將讀到的數(shù)據(jù)通過串口返回給單片機(jī)；

所述天線安裝在小車底部使天線能夠識(shí)別到貼在地面上的參考標(biāo)簽；

所述單片機(jī)與閱讀器模塊相連，用于給閱讀器模塊發(fā)送讀取無源電子標(biāo)簽坐標(biāo)的指令并將閱讀器模塊返回來的數(shù)據(jù)處理后通過無線收發(fā)模塊將數(shù)據(jù)發(fā)給與上位機(jī)相連的同一頻段的無線收發(fā)模塊；

所述無線收發(fā)模塊通過SPI接口與單片機(jī)相連，用與數(shù)據(jù)的無線傳輸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述無源標(biāo)簽的電子產(chǎn)品編碼EPC值與室內(nèi)地面的二維平面的坐標(biāo)對(duì)應(yīng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于RFID的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線收發(fā)模塊是NRF24L01無線收發(fā)模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于RFID的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，單片機(jī)在收到閱讀器模塊返回的無源電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)后對(duì)其進(jìn)行處理得到的數(shù)據(jù)包括無源電子標(biāo)簽EPC值、RSSI值和標(biāo)簽個(gè)數(shù)n。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于RFID的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)對(duì)小車進(jìn)行定位方法是：

若單片機(jī)只收到一個(gè)無源電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，則小車的坐標(biāo)是直接將數(shù)據(jù)中的電子產(chǎn)品編碼EPC提取出來前2位作為橫軸坐標(biāo)后兩位作為縱坐標(biāo)；

若天線一次掃描到多個(gè)無源電子標(biāo)簽并通過閱讀器模塊返回給單片機(jī)多組數(shù)據(jù)，則將多個(gè)無源電子標(biāo)簽的電子產(chǎn)品編碼EPC值和RSSI值提取出來利用公式：

計(jì)算出每個(gè)標(biāo)簽和天線之間的距離；公式中RSSI(d₀)為對(duì)應(yīng)d₀米處未知節(jié)點(diǎn)受到的RSSI信號(hào)強(qiáng)度值單位為dBm，d₀為參考距離單位m，d為發(fā)射端與接收端的距離，λ為路徑衰減指數(shù)與周圍環(huán)境和障礙物密切相關(guān)，ξ_σ表示標(biāo)準(zhǔn)偏差為σ的正態(tài)隨機(jī)變量單位dBm而σ取決于具體的多徑環(huán)境；

在計(jì)算出每個(gè)標(biāo)簽與天線的距離后利用反距離權(quán)重插值原理估算出小車坐標(biāo)公式為：

其中Z₀是估算出來的橫坐標(biāo)或者縱坐標(biāo)，Z_i是第i個(gè)標(biāo)簽的橫坐標(biāo)或者縱坐標(biāo)，為第i個(gè)標(biāo)簽與天線距離的r次方，n為標(biāo)簽的數(shù)量。