射频识别技术原理、协议及系统设计：第11章 基于RFID的定位机制研究

射频识别技术原理、协议及系统设计第五篇

研究进展射频识别技术原理、协议及系统设计第十一章

基于RFID的定位机制研究本章内容11.1RFID定位技术的背景现状及趋势11.2RFID定位原理11.3当前RFID定位技术的分类详解11.4小结11.1RFID定位技术的背景现状及趋势有望成为室内定位技术的首选价格低廉非接触式传输范围大11.1RFID定位技术的背景现状及趋势定位算法定位方案三角定位法位置指纹法空间近邻法11.2RFID定位原理无线通信定位室内情况下无线信号较弱、干扰较大RFID定位11.2.1室内无线电传播概述吸收折射反射散射绕射引导多径干涉多普勒频移电磁波11.2.2

RFID定位原理分类三角测量法场景感知法TOA/TDOAAOA参考节点法场景指纹法规律建模法11.3.1TOA/TDOA定位技术TOA每个基点，即阅读器天线，分别读取标签一次，采集读取过程的时间，从而确定自身与标签的距离通过确定的标签与天线之间的距离，画出每个天线测定的相对于自身的标签可能所在的位置，即每个天线作为圆心，距离作为半径的一个圆三圆相交即可估算出标签的位置11.3.1TOA/TDOA定位技术TOA每个基点，即阅读器天线，分别读取标签一次，采集读取过程的时间，从而确定自身与标签的距离通过确定的标签与天线之间的距离，画出每个天线测定的相对于自身的标签可能所在的位置，即每个天线作为圆心，距离作为半径的一个圆三圆相交即可估算出标签的位置基于射频电波的速度来测算距离,要求时间测算精确误差较大11.3.1TOA/TDOA定位技术TDOA每个基点，即阅读器天线，分别读取标签一次，采集读取过程的时间在基点集中，两两选取每一对天线，从而算出到达时间差。依据每对天线基点的位置以及时间差，画出曲线曲线相交的位置即为标签的估计位置11.3.1TOA/TDOA定位技术TDOA每个基点，即阅读器天线，分别读取标签一次，采集读取过程的时间在基点集中，两两选取每一对天线，从而算出到达时间差。依据每对天线基点的位置以及时间差，画出曲线曲线相交的位置即为标签的估计位置基于射频电波的速度来测算距离,要求时间测算精确误差较大11.3.2AOA定位技术AOA每个RFID天线分别读取目标标签，从而测算出标签的射频信号到达天线的角度信息获取所有的角度信息后，依据这些信息以及基点的位置，可以计算出标签的传播途径多条传播途径相交的位置即为目标标签的估算位置AzzouziS,CremerM,DettmarU,etal.NewmeasurementresultsforthelocalizationofUHFRFIDtranspondersusinganAngleofArrival(AoA)approach[C]//RFID(RFID),2011IEEEInternationalConferenceon.IEEE,2011:91-AOA定位技术AOA每个RFID天线分别读取目标标签，从而测算出标签的射频信号到达天线的角度信息获取所有的角度信息后，依据这些信息以及基点的位置，可以计算出标签的传播途径多条传播途径相交的位置即为目标标签的估算位置角度信息极为重要精度高，设备成本大11.3.2AOA定位技术采用多个天线阵列，可以较为容易的计算出标签反射信号的所在方位11.3.3基于参考标签的定位每个天线扫描目标标签，构成目标标签的指纹数据对比目标标签的指纹数据与指纹数据库中的数据，估算出离目标标签最近的若干个参考标签将估算出的参考标签的位置进行加权平均计算，得出目标标签的估算位置每个天线扫描场景中所有参考标签，构成所有参考标签的实时指纹数据Ni,LionelM.,etal."LANDMARC:indoorlocationsensingusingactiveRFID."Wirelessnetworks10.6(2004):701-7基于参考标签的定位每个天线扫描目标标签，构成目标标签的指纹数据对比目标标签的指纹数据与指纹数据库中的数据，估算出离目标标签最近的若干个参考标签将估算出的参考标签的位置进行加权平均计算，得出目标标签的估算位置每个天线扫描场景中所有参考标签，构成所有参考标签的实时指纹数据采用实时测量指纹技术场景的变动影响不大，实用性和精确度高11.3.4基于空间指纹的定位获取全场景中每个位置的指纹信息。在获取的过程中，可以不规整的获取不同的位置，不必一定按照示意图实际运用时，每个RFID天线读取目标标签，然后构成目标标签的指纹信息通过对比目标标签与指纹数据库中的信息，获取相近的一个或者若干个指纹。并据此获得目标标签的估算位置DeyleT,NguyenH,ReynoldsM,etal.Rfvision:Rfidreceivesignalstrengthindicator(rssi)imagesforsensorfusionandmobilemanipulation[C]//IntelligentRobotsandSystems,2009.IROS2009.IEEE/RSJInternationalConferenceon.IEEE,2009:5553-55基于空间指纹的定位获取全场景中每个位置的指纹信息。在获取的过程中，可以不规整的获取不同的位置，不必一定按照示意图实际运用时，每个RFID天线读取目标标签，然后构成目标标签的指纹信息通过对比目标标签与指纹数据库中的信息，获取相近的一个或者若干个指纹。并据此获得目标标签的估算位置数据越多，精度越高，初期需要收集大量指纹极大的人力物力成本11.3.4基于空间指纹的定位LocatinginFingerprintSpace采集空间中的WiFi指纹信息建立指纹数据库匹配最佳指纹进行定位11.3.4基于空间指纹的定位Zee通过空间中WiFiAP构建与位置关联的指纹信息自适应的收集指纹不断提高定位精度RaiA,ChintalapudiKK,PadmanabhanVN,etal.Zee:Zero-effortcrowdingsourcingforindoorlocalization[J].Proc.ACMSIGOMM,20基于经验建模的定位BrchanJL,ZhaoL,WuJ,etal.Areal-timeRFIDlocalizationexperimentusingpropagationmodels[C]//RFID(RFID),2012IEEEInternationalConferenceon.IEEE,2012:141-148.11.4小结

准确度耗时部署成本能量消耗基于经验建模低低低低基于空间指纹高低高低基于参考标签中高中中基于信号到达角度高中中高基于信号到达时间（差）低低中低课件说明本课件供教师、学生、读者免费使用；本课件内容采