基于RFID的室内定位算法研究

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当前,物联网热潮正席卷全球,各项相关技术借此机遇迅速蓬勃发展。而作为物联网技术基石的无线射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)技术,因其非接触,多目标,非视距,识别速度快,效率高等诸多优点成为国内外研究的焦点。随着移动通信网络,移动互联网的迅猛发展,在当今地球村时代的信息化快节奏社会中,位置信息发挥着巨大的作用,并且对物联网的监测活动至关重要。无线定位中的研究热点──室内定位,不仅改变着人们的生活方式,而且还影响着生活质量。RFID技术凭借其优越性成为最受青睐的室内定位技术,成为一颗闪耀的“定位新星”。因此,基于RFID技术的室内定位相关研究具有强大的理论意义与显著的实际应用价值。本文首先介绍了RFID系统的工作原理及其主要组成部分阅读器和标签的分类及功能,分析了RFID技术的特点及应用案例,并对RFID技术的发展趋势进行展望。然后重点研究了基于接收信号强度的经典定位算法:LANDMARC(LocAtioNiDentification based on dynaMic Active Rfid Calibration)最近邻居定位算法和VIRE(Virtual Reference Elimination)算法,分别对其原理、流程、算法的优缺点进行研究。在此基础上,汲取LANDMARC最近邻居定位算法中的最近参考标签和VIRE算法中构建虚拟参考标签的思想精华,针对LANDMARC算法出现的大量无意义计算问题,提出了一种改进算法──空间划分虚拟网格的室内定位算法。根据阅读器的位置、数目及有效阅读范围的不同,把定位空间预先划分为不同的定位子空间区域,减弱了距离待定位标签较远的阅读器和参考标签对定位的影响;然后通过构建虚拟网格,动态选取“最近邻居”标签的数目的方法来确定待定位标签的位置。利用MATLAB进行仿真实验,结果表明,在不增加真实参考电子标签的情况下,改进的算法定位精确度更高,累积误差分布更为集中,稳定性更好,环境适应能力更强,能够取得较为理想的定位效果。
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