淺析基于RFID和ZigBee的室內(nèi)定位技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)的研討和無線傳感網(wǎng)絡(luò)技能迅速發(fā)展，室內(nèi)定位的ZigBee技能作為一種新興的低成本、低功耗、低速率短間隔的無線傳感網(wǎng)絡(luò)技能，它是根據(jù)IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的無線協(xié)議。IEEE802.15.4擔(dān)任物理層和MAC層，而ZigBee聯(lián)盟擔(dān)任制定網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。使用ZigBee技能完成定位具有低成本、低功耗的長處，且信號傳輸不受視距的影響，被廣泛的應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)現(xiàn)場采集、智能家居和醫(yī)療護理等范疇。

RFID(Radio Frequency Identification，射頻識別)是使用射頻信號經(jīng)過空間融合(交變磁場或電磁場)完成無觸摸信息傳遞并經(jīng)過所傳遞的信息到達自動識別意圖的技能。射頻識別卡的長處就在于它的非觸摸性，因而它在完成識別作業(yè)時無須人工干預(yù)，適于完成自動化、可識別高速運動物體并可同時識別多個射頻卡，操作方便方便。RFID室內(nèi)定位技能是一個簇新的技能應(yīng)用范疇，它小僅涵蓋了射頻技能，還包含了射頻技能、密碼學(xué)、通訊原理和半導(dǎo)體集成電路技能，是一個多學(xué)科歸納的新興學(xué)科。因而，對RFID技能的認(rèn)識和研討具有深遠的理論意義。

目前完成室內(nèi)定位主要有根據(jù)測距技能和非測距技能，根據(jù)測距的定位算法有AOA、TOA、TDOA、RSSI;根據(jù)非測距技能的定位算法主要有：DV-Hop定位算法、質(zhì)心算法、凸規(guī)劃定位算法等。根據(jù)測距的定位機制定位精度相對較高，在低功率無線設(shè)備組成的高密度網(wǎng)中，由于各設(shè)備之間的同步無法完成，使用AOA、TDOA估量具體難以完成。雖然可以經(jīng)過丈量TOA來估量間隔，可是多徑和噪聲，以及參閱時鐘的不精確性，都將使間隔估量的效果變差;根據(jù)非測距的定位算法無需丈量節(jié)點間的絕地信息和視點信息，是使用網(wǎng)絡(luò)連通性計算節(jié)點的方位，可是定位精度低。而根據(jù)RSSI的間隔估量，可以由傳感器節(jié)點本身丈量得到，不需要額定的硬什支持。

與單純使用連通訊息的算法比較，RSSI增添了額定的有價值的信息。所以根據(jù)RSSI的測距是無線傳感網(wǎng)絡(luò)較常用的辦法。本人經(jīng)過根據(jù)RSSI的測距技能，采用RFID和ZigBee技能相融合的室內(nèi)定位體系規(guī)劃，有效的提高了室內(nèi)的定位精度，以及完成了房間級的定位。

室內(nèi)定位體系的整體規(guī)劃:

本體系的規(guī)劃有5個部分組成，包含上位機、網(wǎng)關(guān)、基站、電子標(biāo)簽、參閱節(jié)點。上位機的功用是監(jiān)控和辦理整個體系。

網(wǎng)關(guān)的功用是由協(xié)調(diào)器來充當(dāng)，它在整個體系中起著至關(guān)重要的左右，首要它要呼應(yīng)上位機宣布的指令，開啟網(wǎng)絡(luò)，等候其他類型的節(jié)點入網(wǎng)，其實還要接納各節(jié)點的上傳的數(shù)據(jù)并傳送給上位機軟件處理。基站是由ZigBee模塊和RFIDReader模塊組成，它們之間經(jīng)過RX/TX進行數(shù)據(jù)的傳輸，基站的功用是在定位過程中接納上位機發(fā)送過來的消息，以調(diào)制的方法形成射頻信號，經(jīng)過天線不斷的向外發(fā)送射頻信號;其中的ZigBee模塊也可以作為參閱節(jié)點的作用，可以將本身的坐標(biāo)信息和RSSI值發(fā)送給盲節(jié)點。

審核編輯：湯梓紅