基于RFID的室内定位（RSSI）

李航

摘要：RFID技术被广泛应用在当前的社会各个生产生活方面，如：物流，生产线，停车收费，图书馆借书卡等，有较好的技术基础和应用基础。基于信号强度定位法有较低的成本和较好实现基础，所以本文主要分析信号强度定位法。通过对经典电磁波传播模型和距离路径损耗模型分析，实现仿真定位。

关键词：RFID；RFID定位技术；定位算法；信号强度定位RSSI

中图分类号：TN925+.93 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）06-0127-02

射频识别（简称RFID）技术是一种利用射频信号经识别系统识别目标并获取标签携带信息的的技术。它有操控简易，适用领域广，环境适应性好。现有的定位方式如GPS、北斗等无法满足楼宇内及地下建筑环境定位，RFID技术具有非接触，实施方便，非视距，识别效率高，工作期限长等优点，并且随着该RFID技术的不断成熟，已经应用在生活生产的各个方面。

1 RFID技术基础

系统主要由三部分组成：RFID标签、读写器和微型天线。读卡器发出固定频率的电磁波，当标签处于发射的电磁波范围内便获得能量。此时处于休眠状态的标签被激活并将自身信息经调制后由标签内天线发射出去，供读写器识别处理。如图1。

RFID室内定位系统的结构：由电子标签、射频读写器、中间件以及计算机数据库组成。

RFID室内定位方法中RSSI具有高精度和低成本的优势，因而得到广泛的应用。

2 信号强度定位法（RSSI）

根据能量供给方式不同，RFID定位系统通常可分为主动式和被动式两种定位方法。

对于这两种主动或者被动式，主动式需要在特定的位置安装特定的射频天线，该定位一般在定位物端进行，要进行广泛位置定位，就需要布置更多的射频天线，成本相对较高。被动式定位计算在pc端进行，一个射频天线就能够收发多个射频信号，当需要进行广泛位置定位时，只需在特定位置布置相应的RFID标签，即使是需要更精确的定位，也只需要增加标签的数量，因为标签成本低，所以被动式成本相对较低。

2.1 无线定位的信号强度

接收信号强度指示通过无线电在空中的传播时根据信号的衰减和距离的关系来计算目标和信号接收机之间的距离。根据信号衰减原理，当信号接收器接收到的信号时，计算机通过比对发射信号的强度和接收到信号强度，就可以根据无线信号的在空间中传输的模型估算出发射机与接收的距离。

在一些实际的场所，目标与信号接受机之间不通视的场合，由于信道受到多径衰减和非视距信号传输的影响，会得到与实际目标位置不一样的结果。接收器接收到的的信号包括反射、绕射、散射和透射的电磁波以及直接视距传输的电磁波，会引起信号通过不止一条路径达到接收器，就是多径现象，所以在同一时刻会有不同的时延和相位以及强度的电磁波会传同时送到接收器，从而使接收器接收到的电磁波的衰减值以及相位是随时间而改变的叠加波。下面为距离路径损耗模型：

PL（d）表示路径d的总损耗值；PL（d0）表示近地参考距离（d0=3-10λ），自由空间衰减值；n表示环境和建筑物传播损耗指数（1.6-3.3）；Xδ是标准差的正态随机变量；d0为参考距离；d为接收机到发射机之间的距离；这是比较经典的室内路径损耗模型。

2.2 LandMarc定位算法

LandMarc定位系统采用了“最近邻距离”（KNN）算法，位置确定的固定参考标签部署在要定位区域内。将阅读器分成m个不同的能量等级。在待定位标签附近求得最近的k个参考标签。

该算法通过接收到的功率，计算出目标标签与读写器的距离。使用信号强度定位的方法，可以很容易地搭建RFID定位系统。

3 展望

多径现象是影响基于RSSI定位的主要因素，应分别从基于视距与非视距两个方面出发研究接收器接收到的信号强度，进行处理分析。

更高精度的定位关健在于接收器接收到的是非线性信号，经过模数转换后，非线性的信号会变成线性的信号，在A/D转换过程中采样这一环节会有相对较大的误差，最终会使得定位计算有误差。

参考文献

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Abstract：RFID technology is widely used in all aspects of production and life in the current society， such as： logistics， production lines， parking fees， library card， etc.， and has a good technical foundation and application basis. Because of the lower cost and better implementation basis of the signal strength location method， this paper mainly analyzes the signal strength location method. Through the analysis of classical electromagnetic wave propagation model and distance path loss model， simulation positioning is realized.

Key words：RFID； RFID positioning technology； positioning algorithm； signal strength positioning RSSI