[发明专利]一种无线射频定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线精确定位的方法，特别涉及一种在室内精确定位领域，基于射频识别标签信号强度值的无线射频定位方法。

背景技术

无线定位技术是通过特定算法对接收到的电磁波的某些参数进行处理，以此来推断待测对象的位置。测量参数包括测试信号的传输时间、幅度、相位、达到角度和信号强度等。目前，随着无线技术、移动计算装置和和互联网的不断发展，室内定位服务系统越来越引起人们的注意。常用的室内无线定位技术有：

(1)室内GPS定位技术：GPS是目前应用最为广泛的定位技术。但是，当GPS接收机在室内工作时，由于信号受建筑物的影响而大大衰减，其定位精度很低，定位速度也相对较慢，而且定位器终端的成本较高。

(2)蜂窝定位技术：GSM、CDMA等蜂窝网络均支持定位技术，但非视距传播、多径效应和多址干扰等因素降低了其定位精度，且涉及用户的隐私问题，使其推广受到了一定限制。

(3)红外技术：基于散红外技术的有源标签可以用于室内定位，但是它要求待测对象必须与红外线阅读器成一条直线，并且定位距离太近，因而实际应用的意义不大。

(4)基于无线局域网的定位技术：在一定的区域内安装适量的无线基站，根据这些基站获得的待测对象的相关信息，并结合基站的拓扑结构，综合分析，从而确定物体的具体位置。应用此类技术的系统容易建立，但是测量精度差强人意，有待进一步提高。

(5)超声波技术：目前成功运用此技术确实可以取得较高的定位精度，但是需要大量的基础设施支持，成本昂贵，无法大面积推广。

与上述定位系统相比，射频识别标签RFID技术具有非视距和非接触的优点。它能以非凡的速度工作，较大的传输范围以及高性价比也是RFID的优势所在。

射频识别，又称电子标签，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID最早的应用可追溯到第二次世界大战中用于区分联军和纳粹飞机的“敌我辨识”系统。随着技术的进步，RFID应用领域日益扩大，现已涉及到人们日常生活的各个方面，并将成为未来信息社会建设的一项基础技术。RFID技术已广泛应用于医疗监护，监狱犯人管理、大型设备固定资产管理、高速公路收费系统、航空物流识别等诸多领域。

随着芯片技术和生产工艺的不断发展，标签成本的降低、读写距离的提高、存储容量的增大、处理时间的缩短将成为可能，RFID产品的种类将越来越丰富，应用也越来越广泛。

基本的RFID系统由三部分组成：

1.RFID标签。RFID标签由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码。标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信。RFID标签依据发送射频信号的方式不同，分为主动式和被动式两种。主动式标签主动向读写器发送射频信号，通常由内置电池供电，又称为有源标签；被动式标签不带电池，又称为无源标签，其发射电波及内部处理器运行所需能量均来自阅读器产生的电磁波。被动式标签在接收到阅读器发出的电磁波信号后，将部分电磁能量转化为供自己工作的能量。其中主动式标签通常具有更远的通信距离，其价格相对较高，主要应用于贵重物品远距离检测等应用领域。被动式标签具有价格便宜的优势，但其工作距离、存储容量等受到能量来源的限制。

RFID标签根据应用场合、形状、工作频率和工作距离等因素的不同采用不同类型的天线。一个RFID标签通常包含一个或多个天线。RFID标签和阅读器工作时所使用的频率称为RFID工作频率。目前RFID使用的频率跨越低频、高频、超高频、微波等多个频段。RFID频率的选择影响信号传输的距离、速度等，同时还受到各国法律法规限制。

2.RFID阅读器。RFID阅读器的主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号，并接收标签的应答，对标签的对象标识信息进行解码，将对象标识信息连带标签上其它相关信息传输到主机以供处理。根据应用不同，阅读器可以是手持式或固定式。当前阅读器成本较高，且大多只能在单一频率点工作。未来阅读器的价格将大幅降低，并且支持多个频率点，能自动识别不同频率的标签信息。