[发明专利]一种基于天线旋转的RFID定位方法

说明书

本发明提供一种基于天线旋转的RFID定位方法，使用两个旋转的RFID天线，在旋转过程中持续读取RFID标签的信号强度信息，以这些信息为特征，再辅以2‑3张已知位置的参考标签，得到每个天线与待测标签之间的直线距离与相对方向，最终得到待测标签的三维位置。通过上述方式，本发明能够计算出一定三维区域内的一系列RFID标签的位置。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种基于天线旋转的RFID定位方法。

背景技术

目前，全球定位系统GPS(Global Positioning System)在室外定位方面已经取得了丰硕的成果，可以达到很高的定位精度，被广泛应用在地图导航等方面。但GPS无法在室内环境中捕获精准信息，难以达到室内定位的精度需求，同时在室内导航，建筑楼宇，仓库管理，停车引导等领域有非常大的室内定位需求，所以室内定位技术的研究非常必要。室内定位相对于室外定位环境更加复杂，信号的干扰因素也更多，定位难度更大且精度要求更高，一旦精度误差较大，整个定位系统就失去了现实意义与应用价值。

目前应用到室内定位的技术主要有：Wi-Fi、蓝牙、红外线、RFID、ZigBee和超声波等，商用技术基本采用RFID，Wi-Fi等无线通讯基站方案。RFID定位技术通过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。目前使用RFID技术构建室内定位系统也具有很大的优势。随着RFID硬件与软件技术的不断发展，RFID标签的制作成本降低到几毛钱一张，多标签识别防碰撞算法越来越成熟，RFID阅读器的性能等方面也更加优越，大大降低了系统部署成本。它可以在几毫秒内快速读取大量标签的数据，效率极高。

RFID(Radio Frequency Identification)无源感知作为物联网感知层的重要组成部分，在室内定位技术有很大的发展空间，是无线定位技术的一个重要分支。从早期的SpotON系统诞生至今，RFID室内定位技术已经经历了十多年的发展历程，期间产生了各式各样的定位系统。然而由于这些定位系统或多或少地都存在一些问题，在目前十几年的研究过程中仍没有一种被普遍认可的稳定高精度的室内定位系统，室内定位技术尚未得到大规模的应用。

目前定位技术的一些劣势：第一，使用许多的固定位置的静止天线来采集数据，天线部署成本高；第二，静态部署的天线定位范围有限，部署的天线即为定位范围的边缘；第三，需要大量的参考标签，增加了部署的成本和难度；第四，部分使用旋转台的方案是将天线放在旋转台的边缘，旋转天线采集数据，但是这需要比较大的旋转台，不方便部署；第五，对于定位来说，精确度和稳定性还是最重要的，虽然有很多方法已经达到了很高的精确度，但是将精确度，稳定性，部署成本综合起来优化是很难的。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的提供一种基于天线旋转的RFID定位方法，将天线放置在旋转台上，定点匀速旋转天线360°采集动态数据，相比于静态采集有更多的信息用于定位，而且不是将天线放在旋转台边缘，对旋转台的尺寸要求不高，两个天线旋转过程中相互交叠且低于的扫描区域均是可定位区域。只要知道天线与标签之间的相对入射角度和距离即可定位标签。距离可通过路径损耗模型计算得到。天线正对标签的时候信号值最大。根据RSSI取得最大值时的时间戳，结合旋转台的旋转起止时间可以确定天线在此刻的朝向，从而得到天线和标签之间的相对入射角度。

本发明提供一种基于天线旋转的RFID定位方法，所述定位方法步骤如下：

步骤一：RFID天线匀速旋转采集数据；

步骤二：测量确定参考标签的位置；

步骤三：对于采集到的每一张RFID标签，在天线旋转的过程中产生的RSSI数据序列，找到RFDI数据的极大值，即天线面向RFID标签的时刻；截取该时刻左右5s的区间内的RSSI数据，再通过一维离散小波1-D Discrete Wavelet变换后，得到数据；