使用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位系統(tǒng)的詳細(xì)資料說明

　　隨著移動計(jì)算和嵌入式系統(tǒng)的高速發(fā)展，人們對位置感知的興趣日趨濃厚，因此定位服務(wù)系統(tǒng)也受到越來越多的關(guān)注。全球定位系統(tǒng)（GPS）是目前應(yīng)用最為廣泛的定位系統(tǒng)。然而，在室內(nèi)等用戶無法與軌道衛(wèi)星保持視距的場合，GPS系統(tǒng)定位精度不高，甚至失效。為了提高室內(nèi)定位的精度，人們采用了紅外線定位、超聲波定位、無線局域網(wǎng)定位、射頻識別（RFID）定位等技術(shù)。與其他技術(shù)相比，射頻識別技術(shù)具有非接觸、非視距、傳輸范圍大和性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。

　　LANDMARC系統(tǒng)是最典型的基于RFID技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)。它創(chuàng)造性地引入了參考標(biāo)簽的概念，是將有源RFID技術(shù)應(yīng)用到室內(nèi)定位當(dāng)中并搭建起完整系統(tǒng)、取得較好定位精度的首次嘗試。此外，由于應(yīng)用了大量的參考標(biāo)簽，LANDMARC系統(tǒng)不需要使用大量昂貴的RFID讀寫器，從而使RFID技術(shù)成為室內(nèi)定位一種有成本效益的解決方案。

　　在LANDMARC系統(tǒng)中，待定位目標(biāo)最終會被定位于由最近鄰居構(gòu)成的多邊形內(nèi)，因此，參考標(biāo)簽的布局會對定位算法的精度產(chǎn)生不可忽視的影響。同時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)LANDMARC系統(tǒng)所使用的最近鄰居算法中，最近鄰居參考標(biāo)簽并不總像參考標(biāo)簽網(wǎng)格布局那樣形成矩形。因此，我們對參考標(biāo)簽的網(wǎng)格布局進(jìn)行了探索性的研究，提出了三角形網(wǎng)格布局并比較其與矩形網(wǎng)格布局的性能。仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在沒有應(yīng)用其他數(shù)據(jù)處理手段的情況下，采用三角形網(wǎng)格布局的定位精度比采用矩形網(wǎng)格布局提高了9.1%~16.7%。此外，本文還將介紹采用虛擬參考標(biāo)簽的VIRE室內(nèi)定位系統(tǒng)。VIRE系統(tǒng)在不增加額外硬件設(shè)備下，能獲得比LANDMARC系統(tǒng)更高的定位精度。然而，在室內(nèi)環(huán)境中，標(biāo)簽的信號強(qiáng)度值與標(biāo)簽與讀寫器的距離之間呈現(xiàn)復(fù)雜的曲線關(guān)系，VIRE系統(tǒng)采用的線性插值并不能很好適應(yīng)室內(nèi)的電磁環(huán)境。本文采用拉格朗日插值算法取代線性插值算法估計(jì)虛擬參考標(biāo)簽的信號強(qiáng)度值。然而結(jié)果顯示，基于拉格朗日插值的定位算法誤差比基于線性插值的定位算法高17.7%。

　　最后，本文還提出一種新的室內(nèi)三維空間的定位算法。新算法找出信號強(qiáng)度值在待定位標(biāo)簽信號強(qiáng)度值某個(gè)鄰域內(nèi)的所有參考標(biāo)簽，以這些參考標(biāo)簽的平均距離去估計(jì)待定位標(biāo)簽與讀寫器的距離。仿真結(jié)果表明，所提出的新算法具有較好的定位精度。