RFID作为物联网的支撑技术之一,是一种无需直接接触地识别科技,采用了无线射频讯号读取和传输电子标签所储存的信息,RFID技术具有非视距传输、识别速度快等特征,而RFID技术中用到的储存信息的电子标签具有体积小、成本便宜、可重复使用等特点。广泛应用于物流追踪、交通运输、商场货物管理、物品定位等领域。RFID系统由RFID标签和RFID阅读器组成,常用的RFID标签和RFID阅读器分别如Figure 1和Figure 2所示。
Figure 1薄片式RFID标签
Figure 2 RFID阅读器
RFID系统框架:
RFID系统框架如Figure 3所示。RFID标签分为有源和无源有源标签,有源标签可以算是比较广义的RFID,由于标签自身有源,信号处理也可做得非常复杂,定位精度会高这些。能在理想状况下超过覆盖100米范围,定位误差5米左右,主要借助三角定位来完成,但这个领域也完全可以使用诸如uwb,ZigBee等等节点完成定位。无源标签是大多数时候所指的RFID,由于标签自身没有计算能力,所有信号处理都应受限于读写器接收至的反射讯号,因此信号处理算法选择余地会小很多。且由于读写器识别范围基本上在10米范围以内,一般是相当精细的定位才能研究无源标签的定位。
Figure 3 RFID系统框架图RFID室内定位技术
基于RFID的室内定位方法就是通过已知位置的读写器,对标签进行定位,可以分为非测距方式跟测距方法。基于测距的方式是指借助各种测距技术对目标设备与各标签之间的实际距离进行大概,再借助几何形式来恐怕目标设备的位置。常用的基于测距的定位方式有:基于信号到达时间(Time of Arrival,TOA)定位、基于信号到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)定位、基于RSSI定位、基于信号到达角(Angle of Arrival,AOA)等。这些科技与UWB、Wi-Fi中引入的科技原理一致,只是RFID信号的传播距离遭到能量的约束而特别近,一般只有几米至几十米距离。
非测距方法
非测距方式是指初期收集画面的信息,然后将获得至的目标与场景信息进行匹配,从而对目标进行定位。典型的谋求方式是参考标签法跟指纹定位法,其中参考标签法常见的算法是质心定位法,指纹定位法与Wi-Fi定位、Beacon定位等科技中引入的基本相似。质心定位法原理如Figure 4所示,在定位空间布置一些读写器,读写器的位置已知,当目标标签开启场景时,同时有多个读写器能够读到目标标签信息,这些读写器的位置跟连线组成一个多边形,这个多边形的质心即可认为是目标标签的位置坐标。质心定位算法实现方法简单且易操作,但是定位效率非常低,常用于对定位效率规定不高,硬件设施有限的场景。
Figure 4质心定位原理图RFID技术定位优点
基于RFID技术的定位方式的特点在于成本便宜,有源RFID标签成本一般在几十元,而无源RFID标签成本可以做到几元钱,且标签体积最小,通常制作成薄片的颜色,且RFID射频信号穿透性较强,可进行非视距通信。RFID系统的通信强度很大,相比与Wi-Fi和Zigbee等必须网络接入的平台,一个RFID读写器,可以再1秒时间内完成上百个标签的读写。相比于ZigBee、蓝牙和Wi-Fi无线定位技术,RFID的节点成本很低,定位速度最快,但是其通信能力较弱,因而RFID定位非常适用于需要简单的标记对象,但不需要进行长期数据通信的场合。
RFID技术定位缺点
但是,现有的借助RFID技术的定位系统有许多缺点,定位误差大,系统部署复杂,容易遭到环境制约等,如基于RSS的定位方式受限于RSS自身波动较大和对环境干扰敏感,精度很难进一步提高,基于TOA和TDOA的定位方式有源标签,对时间监测的精确性要求较高,但是因为无源RFID系统的低通信速度,很难观测到准确地时间。总的说来,RFID定位技术适用范围窄,定位精度差,用于实际的实例较少。
地磁定位技术
相比与基于RFID技术的定位方式,地磁定位不需要任何软件设施,定位目标也无需添加任何标签,适用于任何复杂状况跟超大室内情景,定位精度高,一次获得场景的数据然后,无需再进行额外的维护,成本极低。杭州十域科技正是基于地磁室内定位技术的定位服务及数据服务提供商,由多位海内外知名专家联合成立,应用用途丰富,旨在为客户提供数字化人员定位系统整体解决方案。
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