[发明专利]基于直接序列扩频技术的有源RFID定位方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种有源RFID定位方法，具体是一种基于直接序列扩频技术的有源RFID定位方法的设计。

背景技术

现有的射频定位短距离技术有雷达定位、无线测向走位、信号强度RSSI定位、TOA(射频信号传输时间)以及TDAO(射频信号传输时间差)等定位方法。雷达搜寻定位系统，就是使用雷达在不同方向上向外发射信号，再通过对被搜寻目标返回信号的分析，来确定被搜寻目标的位置，这种做法的典型例子，就是利用军事雷达来搜寻敌方的飞机，但是这种方法由于设备昂贵，体积庞大，显然也不适用于一般定位应用。无线测向走位系统，首先需要在被搜寻的对象身上，安装一个简单的无线信号发生装置，间歇性的向外发射信号，搜寻人员需要利用走向天线和监听设备来确定信号源的大致方向，并根据信号的强弱，来判断被搜寻目标的大概位置，这种方法虽然简单，但准确性差。

由于技术的进步，当今许多单芯片制成的微功率收发机，都具有信号强度指示(RSSI)功能，因而，利用接收到的信号强度大小(RSSI)，来判别移动目标位置，也成为一种定位的方法。

利用测量射频信号从搜寻目标，到监听接收机传输时间(TOA)定位的方法，由于对信号源和信号接收机两者时间的同步要求很高，因而也不实用;利用测量两种不同信号(例如射频信号和超声波信号)，从信号源到信号接收机传输时间差(TDOA)定位的方法，由于需要使用两种不同的信号，也就需要使用两种发射和接收不同信号的设备，例如超声波发生和接收设备，这就加大了成本，同时，这种定位方法的准确性与时间差测量的精度直接相关，这就增加了它的使用难度，这也就妨碍它的应用。

RFID（Radio Frequency Identification）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。但是在现有技术中的RFID定位方法存在的缺点是容易受到信号的干扰，并且在对移动目标进行定位时如果距离较远也存在测量精度不高的缺点。

目前基于RSSI的测距方法一般采用如下的对数损耗模型：式中，d是发射机和接收机之间的距离；d₀是参考距离；η是信道衰减指数；一般取值2～4；X_σ是均值为零、均方差σ的高斯随机噪声变量；PL(d₀)是距离发射机d₀处的信号强度；PL(d)是距离发射机d处的信号强度；PL(d₀)可以通过经验得出，或者从硬件规范定义得到。由此方程可以通过信号强度PL(d)求出距离d。另外也有衰减因子模型，该类模型包括了建筑物类型影响以及阻挡物引起的变化。这些方法虽然非常简单，也不需要增加格外的硬件，但由于RSSI信号强度的测定误差极大，影响因素也很多，因而准确性也非常差，特别是小范围近距离更是如此。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中RFID定位方法存在的缺点而提供一种基于直接序列扩频技术的RFID定位方法。

本发明的技术方案是：基于直接序列扩频技术的RFID定位方法，具体包括：

S1、设置固定标签的位置，并将固定标签的位置信息和ID信息通过阅读器发送至上位计算机，由上位计算机进行存储；

S2、由阅读器向固定标签发送定位指令，固定标签接收定位指令；

S3、固定标签在覆盖范围区域内与移动标签进行直接扩频通信，移动标签将本身的ID信息通过直接扩频序列回复至固定标签；

S4、固定标签计算与移动标签的距离，并将距离信息与固定标签的ID信息发送至阅读器，阅读器接收所有固定标签发送的定位信息并上传到上位计算机，由上位计算机根据存储的固定标签的ID信息与接收到的定位信息进行比对得到移动标签的位置信息。

进一步的，所述固定标签和移动标签在默认状态下都处于周期性睡眠状态，每隔固定的时间会从周期性睡眠中苏醒过来侦听范围内是否有定位指令。

进一步的，所述移动标签向固定标签发送的定位信息在移动标签中要经历的过程为：信息编码，信号格式的生成，直接扩频调制，基带滤波，整形，正交上变频，通带滤波，信号放大，最终通过天线发送给固定标签。