基于RFID的标签室内定位算法研究

作     者：孙陆楠 

作者单位：河北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：顾军华

授予年度：2014年

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 13[艺术学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：RFID 室内定位 虚拟参考标签 

摘      要：随着定位技术应用的增多，人们对定位精度的要求也在不断提高。目前GPS定位系统已经深入到人们的生活之中，但由于建筑物阻挡、精度等原因，GPS并不适合在室内环境中使用。在无线传感网络中RFID标签具有更高的耐用性，丰富的数据容量，重复读/写，非接触式等优点。所以，基于RFID的室内定位技术被广泛研究。 目前基于RFID技术的一些室内定位算法还存在一些问题，如定位精度不高、定位系统布置成本高、定位算法复杂度大、定位实时性不够好、容易受周围环境影响等。本文旨在提高定位算法的精度，分别对二维定位和三维定位的算法进行研究。具体内容如下： 1）针对目前室内定位算法的定位精度不高及定位误差波动较大等问题，提出一种基于射频识别（RFID）的动态增加邻近虚拟参考标签的二维室内定位算法。首先利用参考标签信号强度的欧氏距离来选取距离待定位标签最邻近的几个参考标签;然后根据邻近参考标签的欧氏距离大小划分区域，判断待定位标签可能出现的区域并取交集。最后在求得的最小区域中动态添加虚拟参考标签，逐步逼近待定位标签，从而使虚拟参考标签的信号强度更接近实际值。 2）基于RFID的虚拟参考标签三维室内定位算法在二维定位的基础上引入了‘Z’轴，将参考标签布置到三维空间，首先锁定标签所在的一个由邻近参考标签组成的六面体空间，之后将六面体分割成八份，最后确定标签所在的小六面体空间。在动态插入参考标签后，重新选取待定位标签的最邻近参考标签，加权求得待定位标签的三维坐标值。 3）采用拉格朗日插值法来计算虚拟标签的信号强度值，实现二维和三维室内定位算法并与改进算法进行对比。通过系统模拟真实的应用环境，直观的显示定位结果。仿真结果表明改进算法的定位精度得到了一定的提高且运行稳定。