有源RFID定位系統設計與實現

摘要：隨著數據業務和多媒體業務的快速增加，人們對定位與導航的需求日益增大。但是受定位時間、定位精度以及復雜環境等條件的限制，比較完善的定位技術目前還無法很好地利用，針對這些問題，在分析了現有幾種典型的定位技術的特點和不足后，設計并實現了一套有源REID定位系統。該系統以REID技術為核心，利用讀寫器對標簽進行定位。分析表明，該系統具有定位精度高，抗干扎能力強，定位范圍大等特點，適用于多標簽情況。

　　定位系統是指在有限的區域內，如企業內部、校園、港口、倉庫等，對財產和人員進行定位和跟蹤。隨著數據業務和多媒體業務的快速增加，人們對定位與導航的需求日益增大，已成為一個新興產業并成為21世紀最熱門的研究領域之一。目前，常用的定位技術包括紅外線、超聲波、GPS、Wi－Pi等，但這些技術存在定位范圍小、抗干擾能力差、定位精度低等缺陷。本文針對這些不足，設計并實現了有源REID定位系統，該系統很好駟彌補了這些缺陷，適用于更多的場合。

　　1、定位技術分析

　　紅外線定位技術只適合于短距離傳播，且容易被熒光燈或者房間內的燈光干擾，所以該定位技術在定位范圍和定位精確上有很大的局限性。

　　超聲波傳播定位技術雖然距離較遠，但是受多徑效應和非視距傳播影響大，因此該定位技術對環境要求苛刻，且不適用于室內環境定位。

　　GPS定位技術是目前應用最為廣泛的室外定位技術，它是⒛世紀70年代初美國用于軍事目的開發的衛星導航定位系統，主要利用幾顆衛星的測量數據計算移動用戶位置，覆蓋范圍大，但是定位信號到達地面時較弱，不能穿透建筑物，因此該定位技術只適用于室外不適合室內定位。

　　Wi－Pi定位技術應用于小范圍的室內或室外定位，成本較低。但無論是用于室內還是室外定位，Wi － Fi收發器都只能覆蓋半徑在90 m以內的區域，而且很容易受到其他信號的干擾，從而影響其精度，定位器的能耗也較高。

　　在分析了現有技術不足之后，在此基礎上提出了以RFID技術為核心的定位技術。REID技術同現有定位技術相比，不但具有成本上的優勢，而且REID定位技術對環境的要求和受到環境的影響都很小，且定位精度較高，傳輸范圍大，同時還能從定位目標中讀取有關該對象的大量信息。

　　2、系統構成

　　本文設計的有源REID定位系統由閱讀器、標簽、通信網絡和后臺服務器四個部分構成，如圖1所示。

圖1系統構成

　　各個閱讀器內部存儲了自身的位置信息，并能通過無線射頻的方式發送給進人該區域的標簽。標簽與閱讀器之間通過射頻通信可以測量出無線電傳輸的偽距，并據此計算出自身位置信息，然后上報至閱讀器。通信網絡則可以將閱讀器收到的信息傳輸至后臺服務器，同時后臺服務器還可以通過該網絡控制各個閱讀器。

　　系統安裝完成后，標簽能夠通過無線射頻方式完成自身位置的確定，并且通過通信網絡上傳到后臺服務器上。后臺服務器收集標簽信息，并提供標簽位置的網絡服務。