基于RFlD標簽的定位原理和技術

摘要 識別和定位是用于室內服務的關鍵信息，常見方法是估計RFID標簽的位置。而在室內環境下，信號遭受嚴重的損耗，標簽的性能也會受到一定的限制。針對這些問題，文中對現存的RFID定位技術和定位原理加以總結，在對RFID定位技術進行闡釋和分類分析的基礎上，討論了在此領域的未來發展趨勢。
關鍵詞 RFID；定位；定位算法

隨著環境感知在室內導航、物流管理、控制接入、實時監控等領域的廣泛應用。室內定位感知系統以及無線網絡的定位研究備受關注，關于RFID(Radio Frequency Identification，RFID)定位技術的研究課題開始出現。基于RFID標簽的定位技術遵循無線定位的基本原理準則，考慮到RFID技術的特殊性和限制性，未來定位方法要注重從射頻傳播模型、讀寫器的多樣性、可擴展性等方面進行研究。文中主要對目前存在的RFID定位技術加以總結，介紹現代室內無線網絡中廣泛應用的定位原理，并對主要的RFID定位方案進行了分類。

1 RFlD技術
RFID是一種非接觸式自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID系統主要由：標簽、讀寫器和數據庫管理單元3部分組成，如圖1所示。

其工作原理是標簽進入磁場后，接收讀寫器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發出存儲在芯片上的信息；或者主動發送出某一頻率的信號。讀寫器讀取信息并解碼后，送至數據管理系統進行數據處理。
RFID標簽可分為兩種：有源電子標簽，標簽的工作電源完全由內部電池供給，同時標簽電池的能量供應也部分地轉換為電子標簽與讀寫器通信所需的射頻能量。無源電子標簽沒有內裝電池，在讀寫器的讀出范圍之外時，電子標簽處于無源狀態，在讀寫器的讀出范圍之內時，標簽從讀寫器發出的射頻能量中提取其工作所需的電源。無源電子標簽體積小、成本低，但在讀寫距離及適應物體運動方面比有源電子標簽差。
RFID讀寫器由天線、射頻收發模塊、信號處理單元、控制單元和接口電路組成。射頻收發模塊完成射頻信號接收、發射、調制解調和功率控制；信號處理單元的主要功能為防沖突算法的實現和信息加密、解密、校驗和糾錯；控制單元協調整個讀寫器的工作；接口電路完成讀寫器和數據管理系統之間的數據傳輸。
數據管理系統由數據庫完成數據的存儲和管理，它通過各種接口和分布于各處的RFID讀卡器通信，實時獲取RFID讀寫器捕獲的標簽信息。

2 室內無線網絡定位原理
室內環境無線信號的傳播往往受到多徑、非視距、衍射和反射的影響，使得目前已提出的室內定位算法并不能精確地測量信號。定位算法可以歸類為距離估計法、場景分析法和鄰近法。