金年会基于RFID身手的无线定位体系

  金年会     |      2024-03-28 21:48

  摘要:RFID是一种非接触式主动识别技能,它的利用特殊渊博。SpotON体系、LANDMARC体系都是基于RFID的无线定位体系。著作先容了RFID用于室内定位的4种分歧的定位形式,同时先容了采用RFID技能来简化对WLAN根柢举措实行照料的思科无线定位处分计划。该处分计划可从WLAN根柢举措内部跟踪数千个无线修筑,从而简化WLAN照料,有用降低汇集扩展性。

  RFID(Radio Frequency Identification)即无线射频识别,又称电子标签。RFID是一种通讯技能,可通过无线电信号识别特定方向并读写合系数据,而无需识别体系与特定方向之间修设死板或光学接触。所以,RFID是一种非接触式主动识别技能,可能急迅读写、长久跟踪照料,于是正在智能识别范畴有着特殊好的发扬前景。同时,跟着物联网技能正在我邦的急迅发扬,行动物联网支柱技能的RFID技能被以为是21世纪最有发扬出息的音信技能之一。将来几年中,将有更众的产物中会被植人RFID标签,RFID技能的利用将会是相当的渊博。

  定位办事口舌常受到人们青睐和珍视的一项技能。目前,人们比拟熟知的定位办事是GPS(环球定位体系),而越来越众的其它无线汇集技能也起初进入定位办事这一范畴,比如GSM手机定位、Wi-Fi定位、RFID定位、ZigBee定位、蓝牙定位等。而RFID技能的渊博操纵,使得正在室内定位上,RFID定位依然具有很大的上风。

  第一个操纵RFID技能行动室内定位体系的是SpotON,正在这个定位体系中,SpotON以结合演算法计划搜罗到的信号强度。正在SpotON措施中,未知物体的定位并没有始末体系主旨集结照料的进程,而是由其它的硬件规格沟通的感知点以散开式计划的方法来实现的。这些散开正在感知情况中的感知点会将其收到的信号强度材料搜罗起来并反应,结果以定位演算法计划出未知物体的预测处所。

  正在SpotON体系中的定位措施,便是应用RFID读取器和很众觉得标签,构修一个有肯定边界的室内无线传感汇集情况,相关于情况底下的很众觉得标签,差异针对情况中的某一个未知坐标的追踪物件,做相对信号强度的计划。这个计划可由RFID读取器端收到的未知坐标物与觉得标签之间相对的信号强度材料,透过中央软件体系加以阐述,最终通过阐述材料阴谋出该未知追踪方向的处所。同时,正在搜罗信号强度的进程中,该定位措施还引入了信号衰弱模子来估算信号强度,是以期望所搜罗的信号强度数据可能特别正确。

  LANDMARC是应用RFID技能实行定位的一个功效不错的体系,与SpotON比拟,LANDMARC体系正在硬件情况上操纵了有较大读取边界和回应技能的主动式觉得标签行动现实进程中的标签硬件规格。别的,正在算法上,采用LANDMARC措施,能改良守旧定位上的少许盲点。因为现实针对各样定位体系的境况实行了分歧的讨论,所以,LANDMARC措施所计划出来的定位数据的牢靠性大大巩固了。

  LANDMARC体系正在现实操纵中,提出了一种全部的定位演算法,这种定位演算法除了使应用RFID修筑用于定位上的凿凿率更高以外,正在家当技能的发展与牛产本钱的消浸上,关于室内定位的利用而言,该体系也具有更大的价钱与商机。

  固然RFID技能可利用于室内的定位,但因为室内情况配置繁复、严谨度央求高,是以,室内定位体系正在现实操纵进程中特殊穷困,蕴涵信号强度搜罗、材料库修设、定位演算法、奈何确切得到来自各个RFID读取器的信号材料、RFID读取器与RFID标签应当奈何配置以降低体系定位确实切性、奈何经由估算的方法来消浸定位体系的修设本钱,以及收到合系信号材料后奈何转换为处所商讨等。

  目前,正在无线汇集情况下实行定位办事的定位形式有信号强度法、收信角度法、收信时光、收信时光差等4种。

  信号强度法(Received Signal Strength,RSS)便是应用通道散布模子去刻画途径损耗关于隔绝的衰减境况。若是应用这个音信实行定位,那就必需事先构修该情况的散布吃亏模子,唯有如此,才干通过信号强度的衰减来判别挪动物与固定物之间的隔绝。挪动物处所应当位于以固定物为圆心,以预估隔绝为半径的圆上,是以,必需起码要有3个固定物,方能实行定位。因为无线电正在室内散布会显示轶群重途径作对衰减以及樊篱效应,这些成分会变成回收信号强度与自正在真空中散布结果的很大差别,从而使预估的散布隔绝产牛差错,如此的话,挪动物的预估处所就不会与前面的计划交于一点,而会落正在一个预估区域内。

  收信角度法(Angle of Arrival,AOA)定位体系的作事道理是利东西有偏向性的天线或天线阵列来判别主动式标签信号也许的由来偏向。这个偏向正在2D平面上可决计出一条以RFID读取器为起始的直线,用两个以上的RFID读取器衡量出这个主动式标签的偏向,两条以上的直线的交点便是主动式标签的也许处所。

  AOA定位技能目前并非是众半读取器定位体系的主流技能,但异日若是扩张读取器聪明型天线修筑,而且降低体系的角度解析度,况且,AOA可能正在不扩张读取器修筑的境况下与主动式标签纠合,则AOA有也许成为主流的定位技能。

  收信时光(Time of Arrival,TOA)定位技能采用几何道理,这与信号强度法的几何道理是沟通的,独一分歧点是决计圆的半径的参数不是信号强度,而是信号的散布时光。由主动式标签发射到读取器的信号散布时光可知,将信号散布时光乘以散布速率,就可能取得主动式标签到读取器之间的隔绝。TOA定位可能合用各个隔绝的定位,它不像AOA定位正确度会跟着主动式标签与读取器的隔绝扩张而消浸,但由于信号的散布速率特殊疾,是以,TOA关于时光的敏锐度很高,必需至极凿凿地衡量信号现实的散布时光。假使是很细小的时光差错,也会导致真正隔绝的差错,况且差错也许会很大。

  收信时光差(Time Difference of Arrival,TDOA)定位技能采用衡量信号从基站散布到操纵者的时光差以双弧线定位的道理来实行定位金年会

  该措施操纵挪动终端对基站实行监听并衡量出信号抵达两个基站的时光差,每两个基站取得一个衡量值,从而酿成一个双弧线定位区。如此,三个基站就会取得两个双弧线定位区,通过求解它们的交壤点并加上附加条款,就可能取得挪动终端的凿凿处所。TDOA是对TOA的订正,它不是直策应用信号抵达时光,并不须要正确的时光同步,所以,定位精度会有所擢升。

  TDOA的公式是通过衡量挪动终端信号差异到众个基站的时光差的干系,然后通过矩阵运算出挪动终端的空间坐标X和Y。其措施如下:

  思科(Cisco)的RFID无线定位处分计划可能将聪明拓展到汇集的角落。思科硬件扩张了RFID中央件效力,该软件可能装入从角落相易机到数据中央道由器等众种修筑。软件可能搜罗和过滤正在角落读取到的RFID音信,并正在数据中央过滤数据,然后合系数据并修设维系后端利用的桥梁。思科无线定位处分计划是应用Cisco申请专利中的RF指纹技能,直接从WLAN根柢举措内部跟踪数千个无线修筑,从而简化WLAN照料,有用降低汇集的扩展性,并最终改良处分题目的技能,消浸运营本钱。

  跟着RFID技能的不休发扬以及RFID技能的渊博操纵,此后肯定会有更众的基于RFID的定位现实利用计划涌现,RFID正在定位上的利用也会越来越众。特地是正在短隔绝的室内定位方面,和其它无线技能比拟,RFID无线定位处分计划正在定位方面具有很大的上风。

  为业界供给及时、总共、高质地的RFID行业消息、计划、案例与技能资讯与深度报道,打制环球巨擘的RFID家当中文音信派别!