[发明专利]一种基于参考标签RFID定位的自适应方法

摘要

本发明公开了一种基于参考标签RFID定位的自适应方法，包括步骤一)设置环境参数方程、步骤二)单个区域的环境参数确定和步骤三)自适应RFID定位系统的设计。本发明技术能自适应地计算定位空间的环境参数，并能实时动态地适应环境，进而可以使定位方法能实时适应环境的变化，更能精确计算定位；与过去方法相比，解决了由于环境动态变化可能造成定位不精确的问题；例如，人员变身的移动，可能阻碍信号的传播，突然的塌方可能使信号传播强度发生变化造成定位精准降低。

主权项

一种基于参考标签RFID定位的自适应方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一)设置环境参数方程：RSSI的经典信号传播模型为：$RSSI\left(d\right)=RSSI\left(d_0\right)-10\·n\·log\frac{d}{d_0}+X_{\mathrm{\σ}}---\left(1\right)$其中，n表示路径损耗指数，d为目标距离读写器的距离，d₀为近距离地参考距离，RSSI(d)为读写器读取的到与其距离为d处的标签信号强度，RSSI(d₀)为读写器读取的到与其d₀处的标签信号强度，X_σ代表环境干扰，满足高斯分布X_σ(0,σ²)；根据式(1)推出式(2)：$d=d_0\·{10}^{\frac{RSSI\left(d_0\right)-RSSI\left(d\right)-x_{\mathrm{\σ}}}{10n}}---\left(2\right)$d₀为读写器与待定位标签的距离；RSSI(d₀)为读写器与待定位标签距离为d₀且信号是在自由空间传播时的信号强度；x_σ代表环境干扰，满足高斯分布x_σ(0,σ²)；n为环境中信号传播的损耗参数；令A＝RSSI(d₀)+x_σ，则A满足高斯分布(RSSI(d0)，σ²)，则有式(3)：$d={10}^{\frac{RSSI\left(d\right)-A}{-10n}}---\left(3\right)$在读写器与待定位标签所在的平面中固定四个定位参考标签，四个定位参考标签形成一个四边形，四个定位参考标签坐标分别为T₁(x₁，y₁)、T₂(x₂，y₂)、T₃(x₃，y₃)、T₄(x₄，y₄)；设置一个参数参考标签RT，坐标为RT(x₀，y₀)；设P_it(d_i)为定位参考标签T_i传给参数参考标签RT在时间t的信号强度，d_i为参考标签T_i与参数参考标签RT的实际距离；采集m次信号强度，设实际测得信号强度为P₁＝(P₁₁，P₁₂，…，P_1m)，则在采集m次信号强度的时间间隔内，参数参考标签接收到定位参考标签传来的平均信号强度P_i表达为式(4)：$\stackrel{\‾}{P_i}=\underset{t=1}{\overset{m}{\Σ}}{P}_{it}\left(d_i\right)---\left(4\right)$将代入式(3)，则算得设T_i的坐标为(x_i，y_i)，则RT与T_i的距离d_i表达为式(5)：$d_i=\sqrt{{(x_0-x_i)}^2+{(y_0-y_i)}^2}---\left(5\right)$对两个不同的定位参考标签T_i取值，则可构成关于参数n和A的方程组为式(6)：$\left\{\begin{array}{c}{d}_1={10}^{\frac{{\stackrel{\‾}{p}}_1-A}{-10n}}\\ d_2={10}^{\frac{{\stackrel{\‾}{p}}_2-A}{-10n}}\end{array}\right.---\left(6\right)$根据式(6)可求得环境参数n和A；步骤二)单个区域的环境参数确定：两个相邻参考标签与参数参考标签RT构成一个三角形区域；所述两个相邻参考标签将信号传给参数参考标签RT得到两个信号P₁和P₂，则这个三角区域内环境参数的计算过程如以下算法过程：2.1)在一固定时间内，参数参考标签采集两个定位参考标签传播的信号强度m次，则：P₁＝(P₁₁，P₁₂，…，P_1m)，P₂＝(P₂₁，P₂₂，…，P_2m)；2.2)按式(4)计算两定位标签传播的平均信号强度和2.3)按式(5)计算参数参考标签分别与两个定位参考标签的距离d₁和d₂；2.4)按式(6)求得两个定位参考标签与参数参考标签RT构成的三角形区域的环境参数A和n；步骤三)自适应RFID定位系统的设计：3.1)待定位标签进入四个定位参考标签形成的四边形区域；3.2)阅读器采集参数参考标签的信号强度获得的数据，根据步骤二)，实时计算各三角区域的环境参数n和A；3.3)阅读器根据待定位标签的位置，收集对应三角区域的定位参考标签的信号强度，利用实时计算的环境参数，根据公式(3)计算出待定位标签与四个定位参考标签的距离；3.4)根据待定位标签与定位参考标签的距离，计算出待定位标签的坐标值。