【摘 要】
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现如今,由于许多领域对位置信息的需求越来越大,所以室内外定位技术发展迅速,其中RFID室内定位技术由于诸多优点被广泛采用。针对现有RFID定位技术中有源参考标签布设环节存在欠缺且目标无源标签定位精度低等问题,开发设计一套高精度RFID室内定位系统具有比较重大的意义。本文主要研究工作包括以下几点:首先,针对大型室内空间,由于无源标签读写距离的限制,需要预先定位阅读器的位置。为此,提出了通过已知位置的
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现如今,由于许多领域对位置信息的需求越来越大,所以室内外定位技术发展迅速,其中RFID室内定位技术由于诸多优点被广泛采用。针对现有RFID定位技术中有源参考标签布设环节存在欠缺且目标无源标签定位精度低等问题,开发设计一套高精度RFID室内定位系统具有比较重大的意义。本文主要研究工作包括以下几点:首先,针对大型室内空间,由于无源标签读写距离的限制,需要预先定位阅读器的位置。为此,提出了通过已知位置的各有源标签独立发送不同频率的简单单频射频信号,阅读器通过双天线接收该信号实现定位的方案。研究表明通过测量阅读器双天线接收到的同一有源标签信号的相位差以及布设4个及以上已知位置的有源标签,可有效获得阅读器的室内二维或三维坐标。其次,为确定有源标签的最佳布设方法,修改了几何精度因子（GDOP）,通过优化或最小化该GDOP给出了有源标签的最佳布设方法,利用遗传算法对阅读器的坐标进行解算的结果验证了该优化方法可有效减小阅读器室内各点位置解算的最大误差,且位置解算均方根误差小于4厘米。最后,确定阅读器三维空间位置后,通过阅读器天线与目标无源标签构成的发收射频回路,阅读器选择R2000进行原始数据采集,提出将阅读器发送功率、不同发射频率值及其对应无源标签的反射信号强度值和两种反射系数下的反射信号相位值打包成一组,每两组再重新合并为新的一组作为特征输入,距离作为目标输出,分别采用BPNN算法、RBF算法和Elman算法进行回归拟合,结果表明无论无源标签在单独或密集条件下,Elman算法测距结果都较佳,其中无源大标签较为密集且读取距离为1m的情况下,该算法对距离估计的标准差都小于3厘米,当阅读器在室内移动大于等于3个位置,并在每个位置测定阅读器到同一无源标签的距离,通过计算可得利用该测距系统的无源标签定位平均标准差为5.1厘米。通过两个阶段的分别定位,最终得到误差可接受范围内密集无源标签的空间三维坐标,也验证了整个系统的可行性和鲁棒性。
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