面向物聯網套用的高精度無源RFID定位方法研究

《面向物聯網套用的高精度無源RFID定位方法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由王宏義擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：面向物聯網套用的高精度無源RFID定位方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王宏義
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

在物聯網套用中，基於無源射頻識別技術的定位系統由於具有諸多優點而成為當前室內無線定位技術的研究熱點。然而受到無源系統的低成本、低功耗和頻寬窄的限制，要想實現精確定位難度較大。無論對標籤的定位還是對讀寫器的定位，研究出低成本、高精度的快速定位方法都具有極其重要的理論和現實意義。本項目將對無源射頻識別定位中讀寫器對標籤的定位和標籤對讀寫器的定位進行深入研究。在讀寫器對標籤的定位方法研究中，重點解決當前的射頻識別定位系統中定位精度差（特別是對非定製標籤）和定位速度慢這兩方面的問題；在標籤對讀寫器的定位方法研究中，重點研究讀寫器讀取到的標籤數量與系統定位精度的關係，並提出提高定位精度的改進方法。

結題摘要

隨著無線技術、移動器件的快速發展，人們對物聯網系統中位置信息的感知和定位服務有了越來越多的需求，很多實際套用，如財產管理、供應鏈管理、室內導航以及緊急服務等方面都需要精確的位置信息。因此，研究高精度的定位系統能滿足很多套用需求，同時對物聯網的發展具有極大的推動作用。本項目主要研究基於無源射頻識別系統的室內定位系統。本項目的研究內容主要包括無源射頻識別定位系統基礎架構的搭建、讀寫器定位系統、多標籤識別方法等內容。 在無源射頻識別定位系統基礎架構的搭建方面，本項目完成了對電子標籤和讀寫器的原型開發，攻克了天線高增益、高轉換效率、超低功耗電路、晶片面積最佳化、線性限壓、自動阻抗匹配等與標籤相關的關鍵技術；解決了射頻發射功率控制、射頻接收自動增益控制、射頻收發隔離、基帶預失真、射頻前端載波抑制、濾波和直流抑制、幀檢測與同步等與讀寫器相關的關鍵技術。 在讀寫器定位系統中，完成了定位精度與標籤數量關係的理論分析，在理論分析與實驗結果的基礎上提出了權值法、均值-均值法、均值-權值法等三種提高系統定位精度的方法，實驗結果表明，提出的三種算法的定位精度明顯高於傳統的算法。在提出的三種算法中，均值-權值法具有最高的定位精度。 在多標籤識別方法中，項目組提出了兩種算法，依次為帶有短幀回復機制的區域抑制算法（ACSR）、捕獲環境下的收集型分裂樹算法（CCT）。ACSR算法的主要特點是標籤的數據傳輸量少，而CCT算法的主要特點是可套用於捕獲環境。這兩種算法的研究成果都已發表在了SCI期刊上。 除了上面的研究成果，項目組還於2013年作為主要起草人制定了射頻識別國家標準1項，該標準中突破了數據編碼、防碰撞算法等一系列關鍵技術。項目組申請的1項專利於2014年獲得了湖南省專利發明一等獎。