CN103399295A - 一种基于rfid室内定位装置的定位实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定位领域，具体说是一种基于RFID室内定位装置的定位实现方法。已知三个RFID信标的位置坐标分别为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，(x₃，y₃)，设第一RFID阅读器当前的位置坐标为(x，y)，距离三个RFID信标的距离分别为d₁，d₂和d₃，采用基于到达时间TOA的距离计算方法计算出d₁，d₂和d值；再根据来自第一个RFID阅读器到三个RFID信标之间的距离d₁，d₂和d₃，采用三边测量法计算出RFID阅读器的位置坐标，进而室内定位。成果可应用于学校对学生的位置管理、会展中心对展品的位置服务等领域，稍作改进，也可以实现对室内物品的防盗监控。

Description

一种基于RFID室内定位装置的定位实现方法

技术领域

本发明涉及一种定位领域，具体说是一种基于RFID室内定位装置的定位实现方法。

背景技术

随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的定位技术目前还无法很好地实现。因此，专家学者提出了许多室内定位技术解决方案，如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术，以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术等。申请号为201110101432.8的专利申请的无线局域网终端设备室内定位装置及定位方法，包括定位感应器、定位回传系统、定位感应器布置、信号回传无线局域网系统布置和定位感应点设计等硬件技术，实现方法较为复杂；申请号为201110101432.8的专利申请的一种基于有源RFID的室内定位方法，设有L个阅读器，按照二维的正方形网格分布放置X个节点标签和M个参考标签，X个节点标签和M个参考标签分别覆盖着整个定位区域，跟踪标签处于任意定位区域内，X个节点标签、M个参考标签和跟踪标签均为有源RFID标签；跟踪标签采集X个节点标签的信号强度值并根据信号强度值确定跟踪标签所处位置的子区域；阅读器在子区域内采集参考标签和跟踪标签的信号强度值，利用基于信号强度值的定位算法计算出跟踪标签的位置。定位精度较高，但由于采用有源RFID，所以成本较高。本申请人同日申请了“一种基于RFID的室内定位装置”。 该装置由管理终端、3-5个RFID信标和RFID阅读器组成，每个RFID信标分配有唯一的识别号且保存有固定的位置坐标信息，RFID信标与RFID阅读器通过无线方式相连，RFID阅读器与管理终端通过无线方式相连。利用该装置，分别计算三个RFID信标与RFID阅读器之间的距离并运用定位算法得出RFID阅读器的位置坐标，由此计算出移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。

发明内容

    本发明提供了一种基于RFID室内定位装置并由此计算出移动终端或其持有者、设施与物品在室内定位的方法。利用本方法可克服目前室内定位存在定位方法复杂，定位精度较低等问题，具有成本低、安装简单，可扩展性强等优点。

为实现本发明的目标所采用的技术方案是：

1、已知三个RFID信标的位置坐标分别为(x₁,y₁)，(x₂,y₂) ，(x₃,y₃),设第一RFID阅读器当前的位置坐标为(x,y)，距离三个RFID信标的距离分别为d₁，d₂和d₃，采用基于到达时间TOA的距离计算方法，计算出：

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2、管理终端根据来自第一个RFID阅读器到三个RFID信标之间的距离d₁，d₂和d₃，采用三边测量法计算出RFID阅读器的位置坐标：

如果第二个RFID阅读器位于重叠区域内，可以被准确定位。

如果第二个RFID阅读器位于重叠区域204外，无法被定位，解决的办法是部署足够数量的RFID信标，使得被定位区域的所有位置均被3个或3个以上的RFID信标的有效通信范围的重叠区域覆盖，达到无盲区定位。

本发明的有益效果是：无需布线、成本低廉、安装方便，能实现室内人和物的准确检测。成果可用于学校对学生的位置管理、会展中心对展品的位置服务等领域，稍作改进，也可以实现对室内物品的防盗监控。

附图说明

    图1是本发明的实施例结构示意图。

图2是本发明的有效定位区域示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。

图1中，S100为管理终端；T101、T102和T103均为RFID信标；R100为RFID阅读器。RFID信标(T101、T102和T103)与RFID阅读器(R100)之间通过2.4G的射频收发模块相连，管理终端(S100)与RFID阅读器(R100)之间通过专用短距离通信协议DSRC进行互联。

使用时，给人、物等被定位对象分配一个RFID阅读器(R100)，同时为了对无线数据进行标识，RFID信标（T101)、(T102)和(T103）分配有唯一的识别号且保存有固定的位置坐标信息。

已知三个RFID信标（T101)、(T102)和(T103）的位置坐标分别为(x₁,y₁)，(x₂,y₂) ，(x₃,y₃),设某一RFID阅读器(R100)当前的位置坐标为(x,y)，距离三个RFID信标(T101)、(T102)和(T103)的距离分别为d₁，d₂和d₃，采用基于到达时间TOA的距离计算方法，计算出：

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管理终端(S100)根据来自接收来自RFID阅读器(R100)关于到三个RFID信标（T101)、(T102)和(T103）之间的距离d₁，d₂和d₃，采用三边测量法计算出RFID阅读器(R100)的位置坐标：

图2中，T201、T202和T203为RFID信标；R201和R202为RFID阅读器；A201、A202和A203分别为RFID信标（T201)、(T202)和(T203）的有效通信范围；204为RFID信标（T201)、(T202)和(T203）的有效通信范围的重叠区域。

RFID阅读器(R201）位于重叠区域204内，可以被准确定位。

RFID阅读器(R202）位于重叠区域204外，无法被定位，解决的办法是部署足够数量的RFID信标，使得被定位区域的所有位置均被3个或3个以上的RFID信标的有效通信范围的重叠区域覆盖，达到无盲区定位。

Claims (1)

1.一种基于RFID室内定位装置的定位实现方法，其特征在于：

1）已知三个RFID信标的位置坐标分别为(x1,y1)，(x2,y2) ，(x3,y₃),设第一RFID阅读器当前的位置坐标为(x,y)，距离三个RFID信标的距离分别为d₁，d₂和d₃，采用基于到达时间TOA的距离计算方法，计算出：

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2)管理终端根据来自第一个RFID阅读器到三个RFID信标之间的距离d₁，d₂和d₃，采用三边测量法计算出RFID阅读器的位置坐标：

如果第二个RFID阅读器位于重叠区域内，可以被准确定位；

如果第二个RFID阅读器位于重叠区域204外，无法被定位，解决的办法是部署足够数量的RFID信标，使得被定位区域的所有位置均被3个或3个以上的RFID信标的有效通信范围的重叠区域覆盖，达到无盲区定位。

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