RFID定位技術(shù)研究-答辯

設(shè)計(jì)題目：

RFID系統(tǒng)中的定位技術(shù)研究學(xué)生姓名：專業(yè)班級(jí)：學(xué)院：電氣工程學(xué)院 指導(dǎo)教師：<footer>RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!ContentsRFID的概述1RFID系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理2RFID無線定位方法3MonteCarlo定位算法分析4RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!RFID系統(tǒng)的概述射頻識(shí)別（RFID），是一種利用射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)信息的技術(shù)。一次來實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并達(dá)到識(shí)別對(duì)象的目的。識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID基本組成：（1）電子標(biāo)簽（tag）（2）讀寫器（reader）（3）數(shù)據(jù)處理單元

RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!典型RFID定位系統(tǒng)RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!RFID無線定位方法----TOA定位方法

Reader1Reader2Reader3RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!TOA、TDOA定位方法缺陷分析在室內(nèi)，由于阻擋物較多，基于信號(hào)到達(dá)時(shí)間的TOA定位算法存在一定缺陷。在閱讀器的工作范圍內(nèi)，三臺(tái)閱讀器中只要有一臺(tái)閱讀器接收不到標(biāo)簽信號(hào)，就無法對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行定位。RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!MonteCarlo定位算法MonteCarlo定位算法是一個(gè)遞推算法，在每個(gè)計(jì)算周期一般包含預(yù)測階段和更新階段，遞歸調(diào)用這兩個(gè)階段，就能對(duì)標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)跟蹤定位。1.預(yù)測階段：在第k-1時(shí)刻，通過預(yù)測模型預(yù)測k時(shí)刻標(biāo)簽可能會(huì)出現(xiàn)的位置，即計(jì)算采樣點(diǎn)的位置；2.更新階段：在第k時(shí)刻，測得標(biāo)簽與閱讀器之間的距離，通過測量模型計(jì)算出各采樣點(diǎn)的權(quán)值，選取權(quán)值最大的采樣點(diǎn)的位置作為標(biāo)簽的估計(jì)位置。

RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!改進(jìn)MonteCarlo定位算法預(yù)測模型：在第k-1時(shí)刻，通過預(yù)測模型預(yù)測第k時(shí)刻標(biāo)簽可能會(huì)出現(xiàn)的位置，即計(jì)算采樣點(diǎn)的位置。假設(shè)室內(nèi)噪聲為高斯噪聲，采用高斯分布的預(yù)測模型為：式中，N(0,α2)表示高斯分布；X(k),Y(k)分別為橫縱坐標(biāo)；θ(k)為運(yùn)動(dòng)的角度，方差為αv；dk為時(shí)間步長RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!改進(jìn)MonteCarlo定位算法靜止模型

當(dāng)標(biāo)簽在運(yùn)動(dòng)的過程中停頓時(shí)，由k-1時(shí)刻和k時(shí)刻分別測得的標(biāo)簽到閱讀器的距離，通過靜止模型來判斷標(biāo)簽是否停頓。將計(jì)算出的P(Zk|Zk-1)與門限比較，大于門限則標(biāo)簽靜止，否則標(biāo)簽運(yùn)動(dòng)。RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!1、初始化：將標(biāo)簽的起始位置錄入數(shù)據(jù)庫，時(shí)刻k=1；2、選擇可用Reader：選擇能夠檢測到標(biāo)簽信號(hào)的閱讀器進(jìn)行定位運(yùn)算，即標(biāo)簽在閱讀器天線的覆蓋范圍之內(nèi)。3、判斷標(biāo)簽是否靜止：由靜止模型計(jì)算出標(biāo)簽停頓的概率p；若p大于判別門限，則標(biāo)簽靜止；否則，標(biāo)簽視為運(yùn)動(dòng)；RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!改進(jìn)算法的標(biāo)簽路徑跟蹤圖RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!

RFID基本組成

RFID標(biāo)簽(Tag)：由芯片與天線組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼。標(biāo)簽附著在物體上以標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象RFID閱讀器(Reader)：主要任務(wù)是控制射頻模塊向標(biāo)簽發(fā)射讀取信號(hào)，并接收標(biāo)簽的應(yīng)答，將對(duì)象標(biāo)識(shí)信息連帶標(biāo)簽上其它相關(guān)信息傳輸?shù)街鳈C(jī)以供處理RFID數(shù)據(jù)處理單元：主要任務(wù)管理數(shù)據(jù)庫及防沖突等RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!系統(tǒng)的工作過程如下:閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)應(yīng)答器進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，應(yīng)答器獲得能量被激活；應(yīng)答器將自身編碼等信息通過其內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去；系統(tǒng)接收天線接收到從應(yīng)答器發(fā)送來的載波信號(hào)，并對(duì)接收的信號(hào)送到后臺(tái)主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理

RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!RFID無線定位方法---TDOA定位方法

RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!MonteCarlo定位算法的核心思想是在貝葉斯濾波位置估計(jì)的基礎(chǔ)上，用若干個(gè)帶權(quán)重的采樣來描述移動(dòng)標(biāo)簽在狀態(tài)空間的可能位置分布。但傳統(tǒng)的MonteCarlo定位算法存在以下缺陷：MnoteCarlo定位算法需要大量取點(diǎn)，在更新階段，當(dāng)標(biāo)簽靜止時(shí)，當(dāng)前時(shí)間步的測量信息與上一步的時(shí)間相同，則測量模型無法對(duì)各采樣點(diǎn)的權(quán)重進(jìn)行迭代更新，故MonteCarlo定位算法無法對(duì)靜止物體進(jìn)行定位RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!改進(jìn)MonteCarlo定位算法測量模型：在第k時(shí)刻，測得標(biāo)簽與閱讀器之間的距離，并計(jì)算出各采樣點(diǎn)與閱讀器的距離，通過測量模型計(jì)算出標(biāo)簽的位置Dk為k時(shí)刻采樣點(diǎn)Sk所在的位置到閱讀器的計(jì)算距離值；Zk為k時(shí)刻測得標(biāo)簽到閱讀器的距離；δ為分布模型的標(biāo)準(zhǔn)差。RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!改進(jìn)的MonteCarlo定位算法流程

選擇可用Reader初始化K=1Tag是否靜止MonteCarlo定位Tag位置存入數(shù)據(jù)庫否是K=K+1查詢數(shù)據(jù)庫第K-1的Tag位置RFID定位技術(shù)研究——答辯共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!4、MonteCarlo定位：采用改進(jìn)的MonteCarlo定位算法對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行定位。根據(jù)預(yù)測模型在Xk-1時(shí)刻的周圍產(chǎn)生N個(gè)隨機(jī)采樣點(diǎn)，這些隨機(jī)采樣點(diǎn)的概率相同均為Pi-1=1/N；在N個(gè)隨機(jī)采樣點(diǎn)中找出概率最大的采樣點(diǎn)，得標(biāo)簽位置Xk；5、將標(biāo)簽位置Xk錄入數(shù)據(jù)庫6、查詢數(shù)據(jù)庫，則