使用無(wú)線射頻識(shí)別RFID技術(shù)進(jìn)行室內(nèi)定位研究

張晶晶 張維

【摘要】 無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，發(fā)揮著巨大的作用。室內(nèi)定位應(yīng)用無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)能夠更好的適應(yīng)發(fā)展環(huán)境。根據(jù)無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)特點(diǎn)要求進(jìn)行系統(tǒng)理論創(chuàng)新，改進(jìn)基礎(chǔ)應(yīng)用算法，增強(qiáng)定位精度。本文對(duì)使用無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行室內(nèi)定位進(jìn)行相應(yīng)的研究。

【關(guān)鍵詞】 無(wú)線射頻識(shí)別 RFID技術(shù) 室內(nèi)定位

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷普及，在進(jìn)行目標(biāo)對(duì)象研究的時(shí)候需要準(zhǔn)確獲取到相應(yīng)的位置信息。特別是在室內(nèi)環(huán)境中由于受到電磁波產(chǎn)生的屏蔽不能夠滿足室內(nèi)定位要求，無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)是利用強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行的定位，根據(jù)信號(hào)的指示確定物體位置。由于無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)具有非接觸性特點(diǎn)，可以在非視覺范圍內(nèi)開展定位實(shí)際應(yīng)用水平較高。

一、無(wú)線射頻識(shí)別RFID技術(shù)特點(diǎn)

無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)簡(jiǎn)稱RFID，是非接觸式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別非視覺空間的物體定位技術(shù)。主要是根據(jù)物體特性通過射頻信號(hào)獲取信息。固定參考標(biāo)簽在定位系統(tǒng)中通過信號(hào)強(qiáng)度對(duì)待定標(biāo)簽進(jìn)行比較，計(jì)算出物體坐標(biāo)。無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)能夠在復(fù)雜的環(huán)境中精確定位物體坐標(biāo)具有較高的可擴(kuò)展性性。根據(jù)參考坐標(biāo)結(jié)合權(quán)重，通過計(jì)算公式獲取定位坐標(biāo)。無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)可以通過多個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)視覺定位，效率較高同時(shí)能夠更好的控制成本投入。適應(yīng)不同的環(huán)境變化造成的物體動(dòng)態(tài)定位。能夠高效率高水準(zhǔn)的獲取到定位信息，比其他技術(shù)在準(zhǔn)確行上更加可靠。無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)支持移動(dòng)屬性，實(shí)時(shí)傳感效果明顯。在輔助標(biāo)簽應(yīng)用中對(duì)于位置定位精度掌握更好。無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)室內(nèi)定位在理論上獲取的信號(hào)更強(qiáng)。待定標(biāo)簽坐標(biāo)位置臨近求解的過程中與RFID閱讀器相近。

二、室內(nèi)定位系統(tǒng)的構(gòu)建

1、建模與仿真。室內(nèi)環(huán)境較為復(fù)雜，需要構(gòu)建模型用于仿真試驗(yàn)。衰減模型將會(huì)解決無(wú)線射頻的發(fā)送距離，保持信號(hào)的強(qiáng)度。室內(nèi)環(huán)境具有多徑效應(yīng)對(duì)信號(hào)具有一定的影響，在常態(tài)損耗模型基礎(chǔ)上相應(yīng)的制定不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提升精度。參考標(biāo)簽的密度決定了精確，但是實(shí)際情況與理論有一定的差異性，各標(biāo)簽的影響相對(duì)較大，產(chǎn)生的沖突較為嚴(yán)重，碰撞效果明顯，這樣會(huì)影響到精度。為了能夠確定具體物質(zhì)的位置需要簡(jiǎn)化冗余的計(jì)算公式，能夠?qū)⒍ㄎ痪瓤刂圃?m以內(nèi)。定位精度會(huì)隨著標(biāo)簽數(shù)量的增多準(zhǔn)確度增高，隨著數(shù)量的減少出現(xiàn)降低。重要的參考標(biāo)簽相對(duì)位置要與參考計(jì)算產(chǎn)生的誤差進(jìn)行抵消。

2、標(biāo)簽與讀寫器之間的通信方式。讀寫器發(fā)出指令，接受標(biāo)簽的信號(hào)，并且在相同頻率范圍中對(duì)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別。在無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用中，只有保證標(biāo)簽與讀寫器在相同頻率中才能夠?qū)崿F(xiàn)正常的傳輸。工作頻率決定了系統(tǒng)特性，具有自身的特點(diǎn)。正確選擇頻率是提升系統(tǒng)整體性能的關(guān)鍵。無(wú)線射頻識(shí)別工作頻率有高、低、超高、微波之間的區(qū)別。根據(jù)不同的頻率相對(duì)應(yīng)的頻段為13.56MHZ、135MHZ、433.92MHZ以及2.45GHZ。同時(shí)能夠識(shí)別的范圍為0.1—1.0m、小于0.6m、1—100m、微波主動(dòng)識(shí)別在0.25—0.5m之間，被動(dòng)為1—15m之間。不同頻率在防碰撞性能上相差不多，具有很好的防碰撞性能。但是低頻系統(tǒng)性能價(jià)格較高，主要應(yīng)用在短距、低速。而高頻價(jià)格較低，能夠?qū)崿F(xiàn)多重標(biāo)簽的識(shí)別。并且各頻率對(duì)于環(huán)境的要求也有一定的差異。

3、室內(nèi)定位系統(tǒng)理論的改進(jìn)。室內(nèi)定位系統(tǒng)是指導(dǎo)無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)發(fā)展的重要理論依據(jù)。根據(jù)無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)特點(diǎn)開展室內(nèi)定位系統(tǒng)理論創(chuàng)新。定位技術(shù)要完善定位精度評(píng)價(jià)指標(biāo)，降低誤差值調(diào)整節(jié)點(diǎn)無(wú)線射頻比例，將定位精度控制在2m以內(nèi)。通過無(wú)線射頻定位實(shí)現(xiàn)二維網(wǎng)絡(luò)部署，形成的網(wǎng)格對(duì)定位結(jié)果密度會(huì)相應(yīng)的增加通信沖突，造成有限寬帶堵塞。通過網(wǎng)格連通在定位算法上實(shí)現(xiàn)對(duì)密度的控制。不同的定位系統(tǒng)在應(yīng)用上具有顯著的差異性，需要根據(jù)一定數(shù)量的設(shè)施在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)定位目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，使定位系統(tǒng)在比較理想的環(huán)境中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)置。利用未知節(jié)點(diǎn)根據(jù)總數(shù)之間的比例，降低密集部署，使無(wú)線傳感器在通度較低的情況下確認(rèn)未知節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。

4、定位算法。采用二進(jìn)制搜索進(jìn)行無(wú)記憶算法，將存儲(chǔ)到的信息與查詢的數(shù)進(jìn)行聯(lián)系，由讀寫器發(fā)出序列號(hào)，在能夠識(shí)別的范圍之內(nèi)進(jìn)行序列號(hào)的接收，通過回送的標(biāo)簽進(jìn)行比較，這樣能夠縮短標(biāo)簽的查詢范圍。定位算法需要在較為理想的無(wú)線通信環(huán)境中設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。外界環(huán)境受到各種因素的制約，影響到節(jié)點(diǎn)精度造成節(jié)點(diǎn)距離與角度在測(cè)量上誤差較大。因此需要替換傳感器節(jié)點(diǎn)，定位系統(tǒng)子啊算法上要能夠適應(yīng)不同的環(huán)境，增強(qiáng)容錯(cuò)性。

結(jié)束語(yǔ)：對(duì)無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析，積極構(gòu)建室內(nèi)定位系統(tǒng)，完成建模與仿真試驗(yàn)研究，積極改進(jìn)標(biāo)簽與讀寫器之間的通信方式，根據(jù)要求完善室內(nèi)定位系統(tǒng)理論，更好的指導(dǎo)無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的發(fā)展。創(chuàng)新定位算法，增強(qiáng)物體定位的準(zhǔn)確性。使用無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行室內(nèi)定位在未來的應(yīng)用中發(fā)展前景廣闊，受到越來越多的人關(guān)注。

參 考 文 獻(xiàn)

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