rfid定位技术论文

rfid定位技术论文

有些网友觉得rfid定位技术论文难写，可能是因为没有思路，所以小编为大家带来了相关的例文，希望能帮到大家!

基于RFID的室内定位篇一

摘要：随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。 关键字：射频识别 室内定位

1 概述

随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。

2 RFID工作原理

RFID (Radio Frequency Identification)系统称为射频识别系统，其能量供应和数据交换是应用无线电和雷达技术实现的。RFID系

统一般是由两部份组成——阅读器、应答器 。

a.应答器：应答器放在需要识别的物体上，可以发送和接收信息，可根据收到的操作命令作为读/写等处理;

b.阅读器：阅读器是采集应答器信息并对应答器发出操作命令的装置，发出的命令包含选择，读/写，取消选择命令等。 一台典型的阅读器包含有高频模块(发送单元和接收单元)、控制单元以及与应答器连接的祸合元件。此外，阅读器还应该有附加接口(RS232\RS485\USB等)，以便将获得数据进一步传给另外的系统(计算机、机器人控制装置等)。

应答器是RFID系统的数据信息载体，由耦合元件以及微电子芯片组组成。它具有智能读写及加密通信的能力。一般是无源的，即内部不含电源，工作时，接收阅读器发出的射频电磁波，经内部整流、电容稳压后作为电源。此外还有有源应答器，一般是由电池供电，可以在较高频段工作，识别距离较长，和阅读器之间的通信速率也较高。系统的基本丁作流程是：阅读器通过发射天线发

送一定频率的射频信号，当应答器进入发射

天线工作区域时产生感应电流，应答器获得能量被激活;应答器将自身编码等信息通过其内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从应答器发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理;主系统根据逻辑运算判断该应答器的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。

3 系统组成

3.1 总体描述

本系统的设计思路是在入口处给人员一RFID电子标签，也叫电子卡，里面标有标签的编号以及个人信息，在各个主要的据点安装阅读器。当人员接近阅读器时，会自动读取出标签。信息以有停留时间、行走路线等其它相关数据。阅读器将数据传人后台服务器，对数据进行平滑、数据校验以及数据暂存等，数

据经RFID中间件进行加工、处理后，传送到应用程序接口。基本的流程见图1。 基本机理：每个电子卡内都有一个32位的号码，当电子卡呈现在阅读器读出范围内时，电子卡被阅读器不断发射的电磁问询信号激活，从而反馈给阅读器一个携带有电子卡号码的应答信号，正是通过电子卡与阅读器互相之间的信号问询与应答，阅读器就能够准确快速地识别电子卡内携带的号码，并将读到的电子卡号码按照一定的输出格式输出给计算机、外部控制器或其他终端设备，从而实现对电子卡的识别。当佩带电子卡的人员来到终端人口处时，附近的阅读器将读到的电子卡号码通过RS232传递给报到终端机，报到终端机再通过计算机网络将数据(读到的电子卡号码)传递给远地的计算机服务器。这样与服务器相连的报到终端机和查询终端机就能够实时更新数据。 3.2系统组成本系统主要由人员定位、数据传输、计算机系统组成。

人员定位：主要是基于RFID无线网络平台，其中包括定位网络节点(应答器)、无线ID模块、标准电缆等，RFID无线网络跟踪定位系统采用RFID无线网络技术，应答器设置成一个电子卡，而阅读器则是安装在室内固定的位置上，安装在超市的天花板或者走廊墙壁上，通常其位置是已知的，利用这些已知位置的阅读器来定位处在运动状态的应答器。所安置的网络模块将自动组成一个RFID通信网络，这个通信网络实际就是一个定位网络，每一个网络节点就是一个定位点，网络节点可通过自动读取移动目标的信息和信号强度，来确定移动目标的位置信息，网络定位点在已有的通信电缆的地方直接通过RS232接口与现有的通信电缆相连接，再通过交换机将信息上传到终端管理计算机，实现人员的定位系统的全部功能。

数据传输：包括分线拉接头、电缆接头，网络连接等，网络节点可通过自动读取移动目标的信息和信号强度，在RFID通信中各个节点之间传输，网络节点在有通信电缆的地方直接接人已有的通信电缆，通过等再将信息传到终端管理计算机，人员跟踪定位系统软件处理，实现人员跟踪定位系统的全部功能。

计算机系统：计算机硬件系统包括主机、电源系统、转换接口、软件保护器、打印机等;软件系统包括：信号采集与处理系统、通信系统、分析统计系统、数据库，人机界面等。

3.3 系统功能模块描述

系统的中央管理控制软件是定位系统的中心，以控制阅读器和RFID卡的工作状态，以及进行定位数据统计处理等。主要特点是：界面简单美观，易于操作控制;通过串口通信协议，实现对阅读器的控制与数据传送;定位信息的录入简单，方便，维护性和保密性好;快速查询实时定位数据等。

系统软件主要用VC++做开发工具;SQL Server数据库用于各个阅读器及定位信息的存储和查询;串口通信控件实现主机控制阅读器的工作模式，并与阅读器进行数据交换。阅读器控制模块主要通过串口通信控件来实现主机对阅读器的控制以及数据交换的功能;数据库管理模块是应用SQL Server数据库进行定位信息的存储、修改、查询、维护等，完成标签参数采集的实时地理坐标、阅读器、传感器等的数据采集，采用数据库的完整性约束等技术，结合室内地理信息实现室内定位系统所需的人员实时分布信息，综合各方面的参数进行提取、分析、处理等。保证数据的完整性和可靠性，而且便于录人查询工作;跟踪查询极模块是结合WEB技术。把阅读器和获取的RFID卡信息迅速通过数据库查询配对，得到相应的定位人员信息资料，并将其显示在屏幕上，便于查询人员了解到整个场所的现场情况。 结束语

以上提出了一种低成本的室内射频识别(RFID)定位系统，该系统是基于移动台自定位方案。在我们的系统中可以采用阅读器安装在室内固定的位置上，安装在室内的天花板或者走廊墙壁上，通常其位置是已知的，利用这些已知位置的阅读器来定位处在运动状态的电子标签。阅读器通过检测其周的电子标签对自己的位置进行定位并将位置传输给计算机系统。 参考文献

[1]M. Hazas. J. Scott and J. Krumm. Location-Aware Computing Comes of Age. IEEE Compute r Magazine, 37(2):95~97, Fe b, 2004

[2]Microsoft Research Home. The Easy LivingSystem.https://research.microsoft.com/easyliving/,2000-2006

[3]游战清,李苏剑.均线射频识别技术( RFID) 理论与应用[M]. 北京, 电子工业出版社, 2004.

[4]程晓莉,方少元.基RFID的会议报到系统的设计[J].电工程师,2005,31(7).

[5]李士宁,覃征.基于传感器网络的超级RFID系统[J].无线通信技术,2005,3.

[6]孙瑜,范平志,射频识别技术及其在室内 定位中的应用[J],计算机应用,

[7] 张铎.自动识别技术.中国物资流 通.2001,(19):22- 25.

[8]关媛媛,安世全,刘光明,提供精确室内定 位信息Cricket系统[J].重庆工业高等专科 学校学报.

[9]邓平.蜂窝网络移动台定位技术研究[D]. 西南交通大学博士学位论文, 2002,5.

浅析室内定位技术基本原理篇二

摘要：在室内环境无法使用卫星定位时，使用室内定位技术作为卫星定位的辅助定位，解决卫星信号到达地面时较弱、不能穿透建筑物的问题。最终定位物体当前所处的位置。

关键词：室内定位 技术方案 前景分析

一、 定位技术

除通讯网络的蜂窝定位技术外，常见的室内无线定位技术还有：Wi-Fi、蓝牙、红外线、超宽带、RFID、ZigBee和超声波。

1. Wi-Fi技术

通过无线接入点(包括无线路由器)组成的无线局域网络(WLAN)，可以实现复杂环境中的定位、监测和追踪任务。它以网络节点(无线接入点)的位置信息为基础和前提，采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，对已接入的移动设备进行位置定位，最高精确度大约在1米至20米之间。如果定位测算仅基于当前连接的Wi-Fi接入点，而不是参照周边Wi-Fi的信号强度合成图，则Wi-Fi定位就很容易存在误差(例如：定位楼层错误)。另外，Wi-Fi接入点通常都只能覆盖半径90米左右的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。

2. 蓝牙技术

蓝牙通讯是一种短距离低功耗的无线传输技术，在室内安装适当的蓝牙局域网接入点后，将网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微网络的主设备。这样通过检测信号强度就可以获得用户的位置信息。蓝牙定位主要应用于小范围定位，例如：单层大厅或仓库。对于持有集成了蓝牙功能移动终端设备，只要设备的蓝牙功能开启，蓝牙室内定位系统就能够对其进行位置判断。不过，对于复杂的空间环境，蓝牙定位系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大。

3. 红外线技术

红外线技术室内定位是通过安装在室内的光学传感器，接收各移动设备(红外线IR标识)发射调制的红外射线进行定位，具有相对较高的室内定位精度。但是，由于光线不能穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播，容易受其他灯光干扰，并且红外线的传输距离较短，使其室内定位的效果很差。当移动设备放置

在口袋里或者被墙壁遮挡时，就不能正常工作，需要在每个房间、走廊安装接收天线，导致总体造价较高。

4. 超宽带技术

超宽带技术与传统通信技术的定位方法有较大差异，它不需要使用传统通信

体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，可用于室内精确定位，例如：战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪等。

超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、

安全性高、系统复杂度低、能够提高精确定位精度等优点，通常用于室内移动物体的定位跟踪或导航。

5. RFID技术

RFID定位技术利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据，实现移动设

备识别和定位的目的。它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且传输范围大、成本较低;不过，由于以下问题未能解决，以RFID定位技术的适用范围受到局限。

1. RFID不便于整合到移动设备之中

2. 作用距离短(一般最长为几十米)

3. 用户的安全隐私保护

4. 国际标准化

5. ZigBee技术

ZigBee是一种短距离、低速率的无线网络技术。它介于RFID和蓝牙之间，可以通过传感器之间的相互协调通信进行设备的位置定位。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以ZigBee最显著的技术特点是它的低功耗和低成本。

6. 超声波技术

超声波定位主要采用反射式测距(发射超声波并接收由被测物产生的回波后，根据回波与发射波的时间差计算出两者之间的距离)，并通过三角定位等算法确定物体的位置。超声波定位整体定位精度较高、系统结构简单，但容易受多径效应和非视距传播的影响，降低定位精度;同时，它还需要大量的底层硬件设施投资，总体成本较高。

二、 服务商

室内定位技术主要分基站定位和惯导定位两种服务商。基站定位服务商主要有：谷歌、诺基亚、TI、苹果、高德、百度等采用WIFI定位;惯导定位服务商主要有：美国的NAVISEER，龙旗瑞谱科技，上海消防研究所。目前商用技术基本采用WIFI,RFID等无线通讯基站方案，针对应急救援主要采用惯性导航等技术方案，因为应急救援面对的场所应该都是灾害性的，基站无[1-4] 线通讯都属于瘫痪状态，还有就是社会成本过高，所以只能采用惯性导航技术，它无需任何额外的基础设施或网络，以无线方式实时输出人员的行走距离与方向信息，可以实现在各种复杂环境中人员的准确定位，为保证人员的生命安全提供有效的保证。

三、 技术方案

目前我们已经能够看到一些室内定位技术的应用介绍了。据我所知的有谷歌、诺基亚、博通、IndoorAtals、Qubulus、杜克大学这几个方案。下面笔者就把它们整理一下，欢迎大家在此基础上进行指正、补充。

3.1 谷歌方案

谷歌手机地图6.0版的时候已经在一些地区加入了室内导航功能，此方案主要依靠GPS(室内一般也能搜索到2～3颗卫星)、wifi信号、手机基站以及根据一些“盲点”(室内无GPS、wifi或基站信号的地方)的具体位置完成室内的定位。目前此方案的精度还不是很满意，所以谷歌后来又发布了一个叫“Google Maps Floor Plan Marker”的手机应用，号召用户按照一定的步骤来提高室内导航的精度。

谷歌一直在努力解决两个问题：获取更多的建筑平面图;提高室内导航的精度。建筑平面图是室内导航的基础，就如同GPS车用导航需要电子导航地图一样。谷歌目前想通过“众包”的方式解决数据源的问题，就是鼓励用户上传建筑平面图。另外，用户在使用谷歌的室内导航时，谷歌会收集一些GPS、wifi、基站等信息，通过服务器进行处理分析之后为用户提供更准确的定位服务。

3.2 诺基亚方案

诺基亚采用的是HAIP技术，具体是什么笔者也没能查到更多的资料，不过诺基亚正在努力使它成为蓝牙协议的一部分，这样只要你的设备带有蓝牙模块，就能够使用这种技术进行定位。当然，仅有一个蓝牙模块还不能完成定位，还需要在室内安装一种定位发射台，通过这两者之间的通信完成定位。这种发射台可以覆盖100m×100m的范围，定位精度在30cm～100cm，据说这种发射台还有成本低、功耗低等特点，一台或多台都能完成定位。

3.3 博通方案

博通公司研制了一种用于室内定位的新芯片(BCM4752)，具备三维定位功

能(即你所在位置的高度也算出来)。这种芯片可以通过wifi、蓝牙或NFC等技术来提供室内定位系统支持。更强大的是，该芯片可以结合其它传感器，例如手机里的陀螺仪、加速度传感器、方位传感器等，将你位置的变化实时计算出来，甚至做到没有死角。博通公司的如意算盘是将这种芯片内置到智能手机里。

3.4 IndoorAtlas方案

IndoorAtlas是一家专注于室内导航解决方案的公司，刚成立不久。

IndoorAtlas的方案基于地球磁场，依据是每一个具体位置的磁场信息都不一样。不过使用这种技术进行导航比较麻烦，首先用户需要上传建筑平面图，然后还需要你拿着移动设备绕室内一圈，记录下各个位置的地磁信号特征，这些信息需要上传到IndoorAtlas的服务器。最后，你需要使用IndoorAtlas提供的工具包开发一个应用才能使用定位功能(IndoorAtlas的开发工具包可以在线申请，不过笔者申请了两次都没结果)。

3.5 Qubulus方案

跟IndoorAtlas不同的是，Qubulus公司根据无线电信号(Radio Signature)

来定位。每一个位置的无线电信号数量、频度、强度等也是不同的，Qubulus根据这些差异计算出你的具体位置。使用Qubulus的方案，你同样需要收集室内的无线电信号。Qubulus也提供了开发工具包，很容易申请下来。开发工具包里有一个例子，可以使用Eclipse直接编译通过。

3.6 杜克大学方案

杜克大学则借助现实生活中路标(landmarks)的思想，正在开发一个叫做

UnLoc的应用。此应用通过感知wifi、3G信号死角，以及一些运动特征，如电梯、楼梯等，并根据这些位置已知的路标来计算你的位置。当你移动的时候，就根据其他感应器( 陀螺仪、加速度传感器、方位传感器等)来跟踪你的位置。这一过程精度会逐渐降低，但当你到达下一个路标时，位置就会被校准。

3.7 智慧图方案

北京智慧图科技有限责任公司通过检测Wi-Fi、蓝牙节点(iBeacon)的信

号强度进行定位，目前智慧图定位产品包括终端侧定位与网络侧定位两种[5] 。终端侧定位通过手机检测无线网络信号，进行手机自主定位导航，在手机app中提供了部分室内场馆(机场及商业广场)的室内位置服务功能(定位、导航、POI搜索、优惠查询等)。网络侧定位由Wi-Fi的无线AP检测移动设备的信号，进行定位，主要应用于建筑内的客流数据统计分析，该模式主要为大型商业广场、店铺、公共文化建筑提供服务。

四、前景分析

4.1.室内定位技术的前景

1.未来是移动互联的时代

2.移动服务最后一米的机会

人平均80%的时间在室内，80%移动电话使用和数据连接在室内使用。

4.2.室内定位的需求

1.公共安全及应急响应

在紧急情况下，每一个人都想被救援人员精确定位到，大到建筑物的位置，甚至是楼层或者房间号。

2.定位导览

(1)这建筑物内有什么东西。

(2)我办公室的周围是谁。

(3)我车放在地下停车场什么位置。

(4)超市里的牛奶在什么位置。

(5)大型商场里面最近的餐馆在哪里。

(6)怎么去那里。

4.3. 社交需求

实现名片交换、微博推送、类似微信进行交友互动等等。

4.4.市场推广需求

在百货商场里为客户提供导购服务。手机会告诉你，提供导购服务，附近有哪些商品在打折。

在旅游景区、展馆、机场、实现定位导览，进行展品介绍等。机场，可以精确引导用户办手续、指示卫生间位置等等。

4.5.有价值数据的大数据方式应用