基于无线射频识别的室内定位研究.pdf

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1、中国科学技术大学硕士毕业论文基于无线射频识别的室内定位研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：徐晗曦计算机软件与理论黄刘生教授二O一二年四月十八日IMLIIIIILIILklIIIlUItLIlllllllUIY2125193UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfor’master’SdegreeResearchonRFIDIbasedIndoorLOCa¨ZatiOnAuthor’SName：HanxiXuSpeciality-ComputerSoftwareandTheorySupervis

2、or：”’●1rinlSlledtlme：ProfLiushengHuangV—April18m，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：礁唆亟签字日期：三!竖生三旦兰!旦中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论

3、文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。囱公开口保密(年)作者签名：橙坠亟导师签名：童型垦签字曰期：20l许_日pB签字日期：印年，曩_?日摘要无线射频识别(RadioFrequencyIDentification，RFID)是一种非接触式的自动识别技术，通过无线信号识别特定目标以收集相关信息。这种被视作取代传统条形码技术的下一代识别技术，近年来随着RFID工艺的

4、提高和成本的降低，也开始被应用于无线室内定位。众所周知，室内定位技术一直以来都有着重要的现实意义和巨大的市场需求，而RFID技术对于室内定位的意义在于，当有一天超市中的商品、书架上的书籍所贴上都是RFID标签时，基于RFID的室内定位技术将为满足这些场景中的人员和物品定位需求提供一个全新的解决方案。然而现有的RFID定位算法还存在着一些不足。比如以加权平均法为代表的确定性算法，通常需要用密集的标签布置来换取较高的定位精度。而RFID概率定位算法虽然能在相对稀疏的标签环境中达到较高的定位精度，却又有着极高的计算复杂度，需要依靠额外的硬件设备才能实现移动目标的实时定位。

5、在这样的背景下，本文以RFID概率定位算法为基础，提出了两种高效的RFID定位算法。算法能够在相对稀疏的标签环境中，不依赖额外的硬件，实现移动目标的实时定位。本文的主要贡献如下：1．我们提出了一种基于速度运动模型的RFID概率定位算法。该算法一方面继承了概率定位算法的优点，能够以相对稀疏的标签布置，达到相对较高的定位精度；另一方面，算法利用速度信息预估目标范围，再采用降低采样密度、降低概率计算复杂度等策略提高算法的效率，从而消除了需要额外硬件设备这一特殊要求。仿真实验显示，我们提出的基于速度运动模型的RFID概率定位算法，可以达到10。秒数量级的平均定位时间。2．我

6、们研究了降低采样密度对概率算法的定位速度和精度的影响，总结出了对于不同的系统需求，采样密度的选择原则。同时我们还发现，在降低采样密度后，算法的定位精度会随着标签摆放位置的不同而发生变化，我们在对这一现象进行了仔细分析后，找出了精度变化的原因。这就为实际系统架构中的标签摆放或采样点选择提供了理论上的指导。3．我们提出了一种运动模型无关的RFID概率定位算法。该算法不仅无需额外的硬件设备，而且不需要知道包括速度在内的定位目标的运动模式信息，是一种适用度更广的概率定位算法。在这种算法中，我们仍然采用了降低采样密度、降低概率计算复杂度等策略提高定位效率，证实了我们提出的几种

7、提高定位速度的策略能够普遍的适用于RFID概率定位算法。仿真实验结果显示，摘要运动模型无关的RFID定位算法亦可达到毫秒级的平均定位时间。4．在对我们提出的两种算法的比较实验中，我们发现了RFID概率定位算法中，存在着严重影响定位精度的“干扰位置”。本文通过理论分析和实验设计，证实了干扰位置是影响概率定位算法精度的重要原因，并提出了三种排除干扰位置提高定位精度的策略。仿真实验结果表明，我们提出的三种策略均能在不同程度上提升概率定位算法的精度。关键词：无线射频识别概率定位算法概率扫描模型运动模型IIABSTRACT_————————————————————————