RFID (Radio Frequency Identification,射频识别)技术是20世纪50年代从雷达技术中派生的目标识别与定位技术,在20世纪80年代以后得到了迅猛发展。该技术主要用于非接触式双向无线通信,从而获取目标对象的特征信息,达到识别和定位的目的。射频识别技术因其免接触、非视距、高精度、低成本和扩展方便等特性,已成为室内定位技术方案的第一选择。RFID定位方法种类繁多,RSSI(Received Signal Strength Indication,接收信号强度指示)是一种很常见的方法,但该方法定位精度低、易受环境干扰。所以本文设计了一套将超声波与射频技术结合起来,采用TOA (Time Of Arrival,到达时间)定位方法进行有源电子标签识别和定位的室内定位系统。该定位系统充分利用了射频无线电和超声波定位的优点,有效地提高了定位精度。本系统采用的射频无线电频率为物流领域比较常见的超高频433MHz,超声波的频率为21KHz。因为二者在空气中传播速度6个数量级的差异,它们的到达时间差可作为超声波在待定位标签到阅读器之间的传播时间,再乘以声速获得距离信息,从而进行定位。论文工作内容包括硬件和软件两部分的设计制作。硬件方面包括主芯片的选型、原理图设计、PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)的设计以及元器件的焊接。微控制单元模块选择了低功耗的MSP430G2553,射频模块选择了极低功耗的CC1101。系统硬件包括控制单元、电源模块、射频收发模块、超声波发射模块、超声波接收模块和RS232串口模块。软件方面采用C语言完成了各模块驱动程序的编写,无线电通信协议数据包的设计,采用C++完成了定位算法的设计实现和图形化显示程序的编写。定位算法采用的是TOA定位算法,并利用三球面相交于一点的算法进行位置坐标的计算。上位机的MFC程序实现了串口通信和图形化显示的功能,软件平台为Visual Studio2010。系统完成后进行了多个指标的测试,包括超声波测距精度的测试、无线电通信协议的测试以及系统定位精确度的测试。测试结果表明,所设计的基于射频无线电和超声波的室内定位系统定位精度较高,通信距离合适,基本达到了设计要求。