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基于RFID的室内定位算法与实验研究

作　者: 郑大帅
导　师: 颜兵兵
学　校: 佳木斯大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: RFID 室内定位 RSSI 虚拟节点
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 3次
引　用: 0次
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内容摘要

位置服务作为众多领域内智能技术的基础性服务在近年来受到高度重视，使得定位技术已成为目前科学研究的一个重要研究领域。室外定位技术中GPS全球导航卫星定位系统已经很成熟。但卫星信号不能穿透建筑物，而且室内环境复杂，存在严重的多径和非视距干扰，在室内难以实现定位。而室内又是与人类生活生产关系最密切的场合，室内位置服务存在大量应用需求。鉴于目前的室内定位系统不能充分满足应用需求，考虑到RFID的低成本性、非视距性等优势，本文通过查阅相当数量的相关资料以及调研相关技术，对现有室内定位系统的性能进行研究分析，设计了基于RFID的室内定位算法并进行了实验研究。针对RSSI受到外界因素干扰可能出现的信号强度波动而产生测量误差，分析了信号传输特性，采用妥当的区域划分方法以及Imax区域判断策略充分发挥其在近距离阶段信号强度下降速率快的特性，降低基于RFID的室内定位算法对RSSI测量误差的敏感度，使基于RFID的室内定位算法可以在存在一定程度的测量误差的条件下，仍然能够工作并保持较好的定位精度。算法中设计的虚拟节点，在降低定位系统成本和可提高定位精度的同时，解决了实际应用中某些位置不便于安装电子标签的问题，阐述了虚拟节点的RSSI求取方法，并在虚拟节点的RSSI求取过程中添加了约束条件，使得求取RSSI过程能够在一定程度上允许测量误差，提高了室内定位算法的鲁棒性。采用Delphi软件设计平台完成室内定位关键算法的程序语言设计，搭建基于RFID的室内定位系统硬件平台，将RFID读写器安装于轮式移动机器人本体上，在布置好参考标签的室内环境中进行室内定位的实验研究，通过实验结果分析，优化了定位算法的位置坐标接入点，验证了算法的鲁棒性及定位精度。实验结果表明本定位系统具有较高的定位精度，能够很好的反应出目标的位置坐标。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-24
  1.1 课题来源与研究背景  10-12
  1.2 国内外定位技术及定位系统的研究现状  12-23
  1.3 主要研究内容  23-24
第2章基于 RFID 的室内定位算法设计  24-33
  2.1 算法总体设计  24
  2.2 算法布局  24-25
  2.3 取值策略  25
  2.4 区域划分及其 Imax区域判断策略  25-27
  2.5 计算虚拟节点的 RSSI  27-29
  2.6 位置坐标计算  29-32
  2.7 本章小结  32-33
第3章基于RFID 的室内定位系统软硬件设计  33-47
  3.1 基于 RFID 的室内定位系统的体系结构  33-36
  3.2 基于 RFID 的室内定位系统软件设计  36-46
  3.3 本章小结  46-47
第4章基于 RFID 的室内定位系统实验研究  47-62
  4.1 信号传输参数标定实验  47-50
  4.2 最优目标位置接入点实验  50-52
  4.3 六点定位算法与加入虚拟节点定位算法比较实验  52-54
  4.4 定位算法性能测试实验  54-55
  4.5 测试定位精度实验  55-61
  4.6 本章小结  61-62
结论  62-64
参考文献  64-66
致谢  66-67
攻读学位期间发表的学术论文及参与项目  67

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