学文网近年社会应用的各方面对定位的需求日益增高，与此同时 RFID技术也发展迅猛。目前RFID技术已经广泛被应用于定位技术。本文主要介绍了RFID的系统构成以及目前主流的定位算法。
【关键词】RFID 定位 算法 发展趋势
1 RFID 系统组成及应用
1.1 RIFD系统组成
一般来讲，RFID定位系统的主要部件有：阅读器（Reader）、射频标签（Tag）和后台管理机。RFID系统的基本结构***如***1所示。
1.2 RFID的技术应用
RFID技术兴起于20世纪90年代，自挪威应用了第一个实用电子收费系统之后，凭借其体积小、非视距、防水防磁、功耗低、容量大和寿命长等优点，RFID技术便迅速应用于安全管理、质量追踪、交通物流、医疗监控和电子商务等各个方面。例如将RFID技术应用于航空公司中的旅客行李或者集装箱管理时，就可以很大程度的提高分拣率，并且避免货物丢失；如将RFID技术应用于医疗则可以实时监控高风险病人（如传染病人），减少该工作所需的医护工作人员数量等。
2 RFID定位算法技术
2.1 到达时间定位法（TOA）
TOA算法是通过获得发射机发射的信号从发射机发射到达标签然后返回到发射机的时间 ，然后根据时间去计算距离。电磁波在自由空间的传播速度是一个常数，可以标记为： c=3×108m/s。如果标签和阅读器之间的距离记为d，有d=c?t。值得指出的是该方法必须要求阅读器和标签在时间上同步，并且定位精度要求较高。考虑到室内的复杂环境和多径相应，定位精度可能降低。
2.2 信号到达时间差法（TDOA）
TDOA算法在一开始主要应用于雷达系统，类似于TOA，通过计算阅读器发射出的信号到达不同的标签的距离差，即通过双曲线法定位目标。该方法也要求严格的时间同步，同TOA法类似，要求很高的时间精度，再加上噪声影响等，定位精度会被降低。
2.3 方向角定位法（AOA）
基于到达角度测量定位法是利用天线阵列或者有方向性的天线，通过采集目标标签的信号的到达方向进而来确定目标的位置。该定位方法的定位精度很高，但是考虑到天线阵列，其成本也比较高，所以该方法适合要求高精度且考虑成本因素比较小的场合。
2.4 接收信号强度（RSSI）测距
RSSI方法计算标签到阅读器的距离是通过阅读器接到的功率，具体的应用根据的是弗里斯的电磁波传输理论――空间任一点的接收功率或场强（功率正比于场强的平方）仅与距离有关。参照弗里斯的电磁波自由空间传播模型：
上式中 代表第i个阅读器接收到目标标签信号的功率，Pt代表目标标签的发射功率， Gt、分别表示目标标签和第i个阅读器天线的增益，λ表示电磁波的波长，Di表示标签到第 i 个阅读器的距离。在RFID定位系统的实际应用中， 是可以通过测量得到的，λ、Pt、Gt、 都是已知的，然后可以根据公司计算出Di，即阅读器到目标标签的距离。
3 结束语
随着定位服务需求的增加和定位技术的快速发展，RFID定位技术的未来发展趋势主要有以下方面，如多目标、高精度、高速响应比、小体积、高信息安全性和高抗干扰能力等。近年来，据统计RFID产业已经超过百亿规模，因此RFID产业在未来将会得到更多的投入与研究。
参考文献
[1]NISSANKAB，PRIYANTHA，ANITCHAKRABORTY，HARIBAL AKRISHANA.The Cricket Location Support System [C].Proceedings of MobiCom，Boston，MA，2000（8）：32-431.
[2]朱庆厚.到达时间差（TDOA）测向定位研究[D].电视技术，2007（2）.
[3]龚耀寰.自适应滤波（第二版）[M].成都电子科技大学出版社，2003.
[4]Wang Y，Jia X，Lee H K.An Indoors Wireless Positioning System Based on Wireless Local Area Network Infrastructure [J].The 6th International Symposium on Satellite Navigation，Melbourne.Australia， 2003.
作者单位
北京工业大学软件学院 北京市 100022
转载请注明出处学文网 » 基于RFID的室内定位技术