[发明专利]基于虚拟标签算法的无线射频室内定位方法

说明书

技术领域

本发明属于射频识别技术领域，涉及一种基于虚拟标签算法的无线射频室内定位方法。

背景技术

无线射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)是一种通过电磁场利用无线射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目标的目的，并实现非接触式自动数据交换的技术。目前，射频识别技术已被广泛应用于生产、物流、交通运输等应用领域，并在定位跟踪、自动扫描等无人自动管理领域具有广泛的应用前景。特别是随着“物联网”(IoT，Internet of Things)概念引起业界广泛关注，作为一种先进生产力，RFID技术的广泛应用对提高生产效率、提升用户应用对应用的体验具有极大的促进作用。

射频识别系统一般包括RFID读写器、RFID标签、天线和中间件等。RFID读写器与RFID标签之间的通信通过电磁波传输与接收来实现。RFID读写器可以快速扫描读取信号覆盖范围内的多个RFID标签信息。在信号覆盖范围内，RFID标签反射的信号可以透过纸张、木材、塑料甚至墙壁等非金属或非透明材质，进行穿透性通信，穿透性较强。并且，RFID传输的数据内容可以加密，从而保证数据传输过程的安全性。

目前在RFID定位方法研究和应用方面，主要是通过部署大量的参考标签和RFID读写器，采集待定位标签的RSSI信息，基于传统信号传播模型以及三角定位等方法进行位置计算。但现有的基于RFID技术设计的定位系统，在系统可靠性、定位方式、定位精度、定位效率等关键问题上还存在着诸多问题，这些因素造成了现有基于RSSI的定位系统定位精度较差。此外现定位系统的规模相对较小，可扩展性较差。部分定位系统采用部署参考标签的方法来提高使用RSSI定位的精度，但是系统性能受到参考标签密度、部署布局的影响，不适合实际的应用需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于虚拟参考标签算法的无线射频室内定位方法，克服了现有技术设置高密度参考标签带来的射频信号干扰问题，参考标签布局灵活，同时扩展了定位区域范围，提高了室内定位精度。

本发明所采用的技术方案是，一种基于虚拟标签算法的无线射频室内定位方法，将参考标签固定在定位区域内的适当位置，其坐标相对容易的通过测量获得，对参考标签的信号强度，通过设定的RFID读写器每隔一段时间读取一次，以便适应环境因素变化对定位误差带来的影响；而将定位的标签附着在待定位目标上，通过RFID读写器接收到的定位标签的信号来估计其在空间的位置，该方法按照以下步骤实施：

步骤1、进行环境变量的估计

采用经典的对数路径损耗模型，对于确定的T-R间隔距离d从信道中获得的信号强度RSSI的分贝值，用公式(1)来预测：

RSSI=RSSI(d0)-10Nlog(dd0)+Xσ---(1)]]>

其中，N代表路径损耗指数，X_σ代表阴影造成的影响，d₀指发射站的近地参考距离，从该公式(1)可知，由于受到阴影效应的影响，在同一地点RFID读写器获得的定位目标信号强度值将会随时间而变化，