基于RFlD標簽的定位原理和技術(shù)

摘要 識別和定位是用于室內服務(wù)的關(guān)鍵信息，常見(jiàn)方法是估計RFID標簽的位置。而在室內環(huán)境下，信號遭受?chē)乐氐膿p耗，標簽的性能也會(huì )受到一定的限制。針對這些問(wèn)題，文中對現存的RFID定位技術(shù)和定位原理加以總結，在對RFID定位技術(shù)進(jìn)行闡釋和分類(lèi)分析的基礎上，討論了在此領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞 RFID；定位；定位算法

隨著(zhù)環(huán)境感知在室內導航、物流管理、控制接入、實(shí)時(shí)監控等領(lǐng)域的廣泛應用。室內定位感知系統以及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的定位研究備受關(guān)注，關(guān)于RFID(Radio Frequency Identification，RFID)定位技術(shù)的研究課題開(kāi)始出現。基于RFID標簽的定位技術(shù)遵循無(wú)線(xiàn)定位的基本原理準則，考慮到RFID技術(shù)的特殊性和限制性，未來(lái)定位方法要注重從射頻傳播模型、讀寫(xiě)器的多樣性、可擴展性等方面進(jìn)行研究。文中主要對目前存在的RFID定位技術(shù)加以總結，介紹現代室內無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中廣泛應用的定位原理，并對主要的RFID定位方案進(jìn)行了分類(lèi)。

1 RFlD技術(shù)
RFID是一種非接觸式自動(dòng)識別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號自動(dòng)識別目標對象并獲取相關(guān)數據。RFID系統主要由：標簽、讀寫(xiě)器和數據庫管理單元3部分組成，如圖1所示。

其工作原理是標簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收讀寫(xiě)器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)出存儲在芯片上的信息；或者主動(dòng)發(fā)送出某一頻率的信號。讀寫(xiě)器讀取信息并解碼后，送至數據管理系統進(jìn)行數據處理。
RFID標簽可分為兩種：有源電子標簽，標簽的工作電源完全由內部電池供給，同時(shí)標簽電池的能量供應也部分地轉換為電子標簽與讀寫(xiě)器通信所需的射頻能量。無(wú)源電子標簽沒(méi)有內裝電池，在讀寫(xiě)器的讀出范圍之外時(shí)，電子標簽處于無(wú)源狀態(tài)，在讀寫(xiě)器的讀出范圍之內時(shí)，標簽從讀寫(xiě)器發(fā)出的射頻能量中提取其工作所需的電源。無(wú)源電子標簽體積小、成本低，但在讀寫(xiě)距離及適應物體運動(dòng)方面比有源電子標簽差。
RFID讀寫(xiě)器由天線(xiàn)、射頻收發(fā)模塊、信號處理單元、控制單元和接口電路組成。射頻收發(fā)模塊完成射頻信號接收、發(fā)射、調制解調和功率控制；信號處理單元的主要功能為防沖突算法的實(shí)現和信息加密、解密、校驗和糾錯；控制單元協(xié)調整個(gè)讀寫(xiě)器的工作；接口電路完成讀寫(xiě)器和數據管理系統之間的數據傳輸。
數據管理系統由數據庫完成數據的存儲和管理，它通過(guò)各種接口和分布于各處的RFID讀卡器通信，實(shí)時(shí)獲取RFID讀寫(xiě)器捕獲的標簽信息。

2 室內無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )定位原理
室內環(huán)境無(wú)線(xiàn)信號的傳播往往受到多徑、非視距、衍射和反射的影響，使得目前已提出的室內定位算法并不能精確地測量信號。定位算法可以歸類(lèi)為距離估計法、場(chǎng)景分析法和鄰近法。