本文關(guān)鍵詞： RFID 三維空間定位 RFID定位中間件　出處：《華南理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：精確高效的目標(biāo)定位對于大量已經(jīng)存在和即將出現(xiàn)的應(yīng)用具有重要的意義。RFID系統(tǒng)以其具有的快速掃描、體積小、可重復(fù)使用、容量大、安全性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在物流跟蹤、倉庫管理、人員管理、自動操作等方面獲得了廣泛的使用。已經(jīng)存在的定位技術(shù)包括GPS、Wi-Fi、Bluetooth、Zig Bee、RFID、RFID UWB,每種技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn)和具體的適用范圍,綜合成本、精度、范圍、能耗四個方面的綜合衡量,RFID成為室內(nèi)定位的一種優(yōu)選方案。RFID定位算法根據(jù)使用的場景不同有不同的分類方法。根據(jù)定位目標(biāo)的不同可以分為:主動式定位和被動式定位;根據(jù)定位的方法可以分為:基于方向測量的定位(Angle of Arrival,AOA)、基于信號強(qiáng)度的定位(Received Signal Strength Indicator,RSSI)、基于到達(dá)信息(Time Of Arrival,TOA和Time Difference Of Arrival)的定位;根據(jù)空間維度可以分為:二維空間定位、三維空間定位。目前二維空間的定位算法已經(jīng)有了大量的研究,三維空間的定位由于環(huán)境的復(fù)雜性、空間的多維性、噪聲的干擾等因素的影響,三維空間定位在提高定位精度、節(jié)省定位成本是一個較大的挑戰(zhàn)。本文介紹了已有RFID二維和三維空間定位算法,總結(jié)算法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),提出了一種改進(jìn)三維空間無源標(biāo)簽定位算法和一種改進(jìn)三維空間有源標(biāo)簽定位算法,算法的仿真與對比驗(yàn)證了算法的精確性;同時本文提出了擴(kuò)展已有的RFID中間件的定位中間件架構(gòu)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。本文進(jìn)行的主要工作包括:(1)分析RFID三維空間定位算法研究現(xiàn)狀,總結(jié)已有RFID三維空間定位算法的優(yōu)缺點(diǎn)。對現(xiàn)有RFID中間件和RFID定位引擎架構(gòu)進(jìn)行分析研究,為RFID定位中間件的架構(gòu)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。(2)提出一種改進(jìn)Nelder-Mead最小化誤差函數(shù)目標(biāo)定位和APM目標(biāo)定位的三維空間無源標(biāo)簽定位算法,算法通過劃分閱讀器信號強(qiáng)度等級估計閱讀器到目標(biāo)標(biāo)簽的距離,使用基于距離的三球交匯公式估計目標(biāo)標(biāo)簽坐標(biāo),最后使用最小二乘法的平面擬合估計減少目標(biāo)標(biāo)簽估計誤差;算法的數(shù)據(jù)仿真對比表明,本算法使用8個閱讀器和Nelder-Mead最小化誤差函數(shù)算法使用64個閱讀器得到相近的定位誤差,同時本算法誤差范圍為0.2-0.7m,APM算法誤差范圍為0.2-1.8m,本算法有更高的定位精度和誤差穩(wěn)定性。(3)提出一種改進(jìn)Nelder-Mead最小化誤差函數(shù)FBM方案的三維空間有源標(biāo)簽定位算法,算法通過估計閱讀器發(fā)射信號球在上下平面的截面圓心和圓半徑,使用數(shù)學(xué)模型求解目標(biāo)閱讀器的坐標(biāo);算法的數(shù)據(jù)仿真對比表明,本算法誤差范圍為0.4-0.62m,Nelder-Mead最小化誤差函數(shù)FBM的定位誤差范圍為0.55-0.7m,本算法具有更高的定位精度和邊界誤差穩(wěn)定性。(4)研究擴(kuò)展RFID中間件的RFID定位中間件架構(gòu)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。擴(kuò)展RFID中間件定位處理層包括數(shù)據(jù)融合模塊、定位模塊、Web視圖模塊三個大的功能模塊,同時RFID定位中間件集成三維空間有源標(biāo)簽定位算法和無源標(biāo)簽定位算法具體實(shí)現(xiàn)。(5)針對改進(jìn)算法的數(shù)據(jù)測試與擴(kuò)展RFID中間件架構(gòu)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)的性能測試。本文為基于RFID的三維空間室內(nèi)定位研究與設(shè)計,提供了有益的借鑒。
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【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.44

【參考文獻(xiàn)】

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1 殷凱;謝文威;;在工廠方法模式中.NET反射技術(shù)應(yīng)用的研究[J];常州工學(xué)院學(xué)報;2006年04期

2 陳一寶;;基于簡單工廠模式的一些研究[J];電腦知識與技術(shù);2009年18期

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1 俱瑩;基于RFID的室內(nèi)定位算法研究[D];天津大學(xué);2010年

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本文編號：1548481