射频识别定位技术研究

论文摘要

射频识别是一种利用射频信号自动识别目标并获取信息的技术。普通的定位技术不能满足室内定位环境和精度的要求,而射频识别技术具有非接触和非视距的特点,适用于工场、仓库和商场等室内外物流、目标物管理定位。已经成为当今研究热点。本文主要研究射频识别技术在室内无线传播环境下的定位问题。室内环境复杂,多径传播、随机噪声干扰等影响较大。因此,室内定位系统的算法研究具有挑战性。本文首先介绍了RFID的基本原理和关键技术。在分析研究现有的定位理论基础上进行了如下的研究和仿真:1、从大量测量值的经验损耗模型中选取出信号强度和几何路径的映射关系模型;2、选用LANDMARC定位系统,借助参考标签辅助定位的思想,利用最小化距离差的方法推导出最近邻居算法的二维位置估计。同时对LANDMARC系统的算法进行了改进,提出了动态范围调整算法(DRAL),进一步减小了环境随机因素对定位测量的影响;3、采用不同的参数设置对改进的算法进行了大量的仿真验证和对比。为了进一步提高系统的定位精度,采用射线跟踪模型来描述室内无线传播,通过射线跟踪的方法获得室内无线传播环境的细节,根据室内无线传播环境电子地图计算出不同位置的路径损耗数据库;在定位测量中搜索数据库的经验损耗资料;再结合实际路径损耗值对待定位标签进行定位估计,具有一定的实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 射频识别技术概论
• 1.1.1 RFID系统的构成
• 1.1.2 国内外发展现状
• 1.2 常用定位技术概述
• 1.2.1 GPS系统简介
• 1.2.2 RT-KGPS系统简介
• 1.2.3 A-GPS系统简介
• 1.2.4 RFID定位系统简介
• 1.2.5 E-OTD（增强观测时间差分）手机定位技术简介
• 1.2.6 UL-TOA和TDOA手机定位技术简介
• 1.2.7 AOA手机定位技术
• 1.2.8 不同定位技术的比较
• 1.3 本文研究的目的和内容
• 第二章 射频识别技术研究
• 2.1 射频识别技术基本原理
• 2.2 射频识别技术系统组成
• 2.3 射频识别技术的工作频率及标签
• 2.3.1 RFID系统的工作频率
• 2.3.2 有源和无源标签
• 2.4 射频识别技术系统的分类
• 2.5 射频识别系统的关键技术研究
• 2.5.1 数据编码与调制
• 2.5.2 数据完整性
• 2.5.3 系统安全性
• 2.5.4 多路存取理论
• 第三章 射频识别定位相关理论研究
• 3.1 无线电波传播机制
• 3.1.1 无线电波传播机理
• 3.1.2 自由空间传播及其损耗
• 3.1.3 反射波的传播
• 3.1.4 绕射波的传播
• 3.2 常用定位算法
• 3.3 常用求解算法及评估
• 第四章 射频识别室内定位技术的原理及实现
• 4.1 室内定位信道模型的选择
• 4.1.1 信道衰落的统计特性模型
• 4.1.2 路径损耗经验模型
• 4.2 信号强度与几何距离的映射
• 4.3 室内定位系统的原理及实现
• 4.3.1 系统的技术指标
• 4.3.2 系统的组成原理
• 4.3.3 系统标签位置初步估计
• 4.3.4 迭代处理
• 4.3.5 系统仿真及性能比较
• 4.3.6 系统的特点及存在的问题
• 4.4 动态范围调整定位算法
• 4.4.1 距离估计
• 4.4.2 待定位标签位置计算
• 4.4.3 DRAL算法性能仿真
• 第五章 射线跟踪技术在射频识别定位的应用研究
• 5.1 射线跟踪理论基础
• 5.1.1 射线基坐标系
• 5.1.2 反射波射线跟踪
• 5.1.3 绕射波射线跟踪
• 5.1.4 场强计算
• 5.2 射线跟踪技术及常用方法
• 5.2.1 镜像法
• 5.2.2 极小光程法
• 5.2.3 测试射线法
• 5.2.4 射线管法
• 5.2.5 发射反弹射线法
• 5.3 射线跟踪模型在射频识别定位技术中的应用
• 5.3.1 建立模型
• 5.3.2 射线跟踪
• 5.3.3 射线跟踪正向算法
• 5.3.4 射线跟踪反向算法
• 5.3.5 射线跟踪正、反向算法的比较
• 5.3.6 场的计算
• 5.3.7 射线跟踪在定位中的应用
• 5.3.8 序列位置数据库的建立
• 5.3.9 定位流程
• 5.3.10 定位估计
• 第六章 射频识别定位技术的未来展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录