基于反射信号特征的RFID标签和移动终端跨域互联方法

随着物联网、人工智能等技术的飞速发展,基于物联网的“人-机-物”智能感知识别技术成为当前研究的热点方向。在众多的感知识别技术中,射频识别技术(Radio Frequency Identification, RFID)作为物联网的核心技术之一,被广泛应用在物流追踪、身份认证和室内定位等各个领域。由于目前广泛使用的个人移动设备并不支持RFID信息读取,限制了RFID技术的大范围应用。针对智能手机不能直接读取RFID标签信息的问题,提出一种利用用户预定义的基于RFID反射信号的手势特征实现面向智能手机和RFID标签之间的跨域互联方法。该方法不需要对部署的RFID系统或智能手机进行任何硬件修改,通过用户在感兴趣标签面前做出手势而产生的RFID相位特征,并与智能手机捕获到的运动传感器数据的相关时间戳进行匹配,从而实现了智能手机与RFID标签的关联配对。最后,通过实验验证了文中提出的跨域互联方法的可行性。

基于虚拟信号强度的RFID定位方法研究

针对RSSI方法中定位信号之间干扰严重、误差较大、信号波动剧烈等问题,提出了一种基于虚拟信号强度的RFID定位方法。该方法引入虚拟信号强度概念,在定位区域内构造虚拟信号强度空间,然后利用经典信号传播模型计算各虚拟参考标签的信号强度。在采用最近邻方法计算定位坐标时引入Q-Function来计算每个邻居的权值,以减小正态随机变量标准差σ带来的阴影效应,解决实际部署过程中大量高密度参考标签带来的射频信号干扰问题,从而灵活部署参考标签。仿真实验结果表明,该方法与经典的LANDMARC、VIRE方法相比,具有较高的定位精度。

超高频无源RFID室内定位设计

室内定位有多种方案,如蓝牙到达角度(Angle of Arrival,AOA)、Wi-Fi、接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication,RSSI)及超宽带(Ultra Wide Band,UWB)等。在多目标定位、低成本、低功耗场景下,超高频无源射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)具有显著优势。为实现室内多物品快速定位,将超高频无源RFID技术与相控阵技术相融合,建立一套室内定位系统。

基于连续蚁群算法融合的神经网络RFID信号分布模型

基于人工神经网络方法建立了RFID反射信号强度分布模型.该方法仅依赖数据,实施简单.为克服传统BP算法对初值敏感、易陷入局部极值的缺陷,引入一种连续的蚁群优化算法来确定多层神经网络的权值,该算法具有更强的全局搜索能力和效率.讨论了算法的基本理论和具体步骤,最后利用实际RFID设备采集的反射信号强度数据对算法进行测试,对理论信号模型和实际的建模结果进行了比较,并分析了算法的逼近能力和泛化能力.结果表明在考虑到不可避免的误差和扰动下,所提出的方法可以更好地建模RFID信号强度的实际分布,具有良好的性能.

无源UHF RFID标签缺失定位特征估计算法

针对无源UHF RFID标签未激活导致的定位特征缺失问题,鉴于精确建立信道模型存在较大困难,提出了一种基于信号强度欧氏距离-空间欧氏距离线性模型的缺失定位特征估计算法,通过增加特征维数以提高场景分析算法定位精度。对于未激活参考标签,可直接基于线性模型估计所缺失定位特征,以提高场景匹配数据的完备性;对于未激活待定位标签,则基于线性模型首先估计待定位标签与多个基准参考标签的间隔距离,引入最小二乘算法初步估计其位置信息,再基于线性模型反向估计出所缺失定位特征,从而完善待定位标签的定位特征。基于实测实验表明,所提出的缺失定位特征估计计算方法不仅能有效提高所有缺失待定位标签的定位精度,还能提高缺失参考标签周围待定位标签的定位精度,且无需增加硬件设备,符合低成本、高精度的应用需求。

室内移动机器人RFID标定系统开发

为利用有源RFID信号对室内移动机器人定位,开发了基于有源RFID信号强度的参数标定系统。在阐述RFID的组成及工作原理的基础上,分析信号强度和几何距离的映射关系,确定了RFID参数标定方法。采用有源RFID HR-6020C读写器和WS-HT06电子标签构建RFID标定系统,进行有源RFID的RSSI值采集,计算出机器人定位环境下标定系统参数P(d0)和n,为开发基于RFID信号的室内移动机器人定位系统奠定了基础。

基于复平面圆图的RFID振荡器设计方法研究

为降低RFID射频振荡器功耗并缩小其体积,提出了一种改善其性能的设计方法。采用晶体管和无源网络产生振荡,分析了单项参数的变化规律,给出了提高综合性能的方法以及射频振荡器的电路结构。仿真结果表明,晶体管稳定性对振荡器的设计有一定影响,配以正反馈可增加不稳定性,振荡器起振越快,功率输出越大,综合利用史密斯圆图和复平面上的稳定性边界可有效分配性能指标,为改善射频振荡器的性能开辟了一种新的途径。

基于网格的密度峰值聚类算法的RFID定位

针对单一的一种聚类算法在处理实际定位问题时难以满足其精度需求的问题,提出一种基于网格的密度峰值聚类算法并将其应用于处理RFID定位系统中的空间数据信息,以实现对目标标签的定位。该算法结合了网格聚类算法和密度峰值聚类算法各自的特点,在保留了网格聚类算法处理大规模空间数据集的能力的同时,通过密度峰值聚类算法对网格聚类算法处理复杂聚类信息的能力进行提升,使得在处理基于RFID的室内定位问题时获得的定位效果满足实际需求。通过对3种算法的实验结果进行对比分析,可以看出算法能够提高基于RFID室内定位系统的定位精度,使得定位误差在0.128 m上下波动,具有很好的稳定性。

基于差分进化算法的RFID定位

针对传统射频识别(RFID)定位过程繁琐,系统定位精确度低以及计算较为复杂的问题,提出一种利用差分进化(DE)算法优化RFID定位精确度的方法。该方法首先随机初始参考标签的位置坐标,通过接收信号强度(RSS)值计算出阅读器与标签之间的测量距离,再通过优化阅读器与参考标签和待测标签之间的距离误差,估计出离待测标签最近的位置坐标,最后与经典LANDMARC定位系统做比较。仿真结果表明,经典LANDMARC定位系统的平均定位误差为1.1158 m,而利用差分进化算法优化后的系统平均定位误差为0.0012 m,从而证明利用差分进化算法优化RFID定位的方法是有效的。

基于RSSI分布模型的RFID定位算法

通过大量的测试数据对标签的信号传播随距离衰减性和随时间波动性进行分析后,提出一种通过建立各个采样点上的信号强度分布模型来进行定位的方法。仿真结果证明,在196 m^2的区域里,该算法实现58.33%的待定位标签误差范围在1.5 m以内,75%的待定位标签的误差范围在2.5 m以内。

基于Wi-Fi的RFID定位方案探讨

随着无线定位技术的发展,室内定位技术成为人们关注的热点。基于WiFi的定位技术具有覆盖范围广,信息传输速度快,实现成本较低等优点,研究将射频识别技术(RFID)运用到Wi-Fi室内定位系统中,探讨基于Wi-Fi的RFID定位方案,对基于信号强度和基于距离角度的RFID定位技术进行分析和研究,实现对内置RFID标签的Wi-Fi终端的精确定位。

基于EPC Gen2协议的UHF RFID有源电子标签设计

提出了一种基于EPC Gen2协议的UHF RFID(Radio Frequency Identification)有源电子标签设计方法。标签硬件电路分为三个部分——反射电路、接收电路和基带控制电路。通过理论分析提出一种低误码率的反射电路设计方案,接收电路采用双通道正交解调方案,采用FPGA芯片EP1C3T100C6完成基带控制电路设计。利用读写器对标签进行测试,示波器、频谱仪和上位机程序所得结果均表明标签工作正常。

强反射微波中继电路天线高度的计算机辅助设计

本文阐述了用计算机求解有关电波反射点位置的一元三次方程式的原理,并给出了程序框图。在此基础上,还提出了用计算机选择强反射电路天线高度的方法,以及分析空间分集抗K型衰落效果的方法。

基于RFID及超声波的室内定位算法

为解决现有技术使用RFID或超声波进行室内定位时,因传统航位推算法中累计误差较大且灵活性不高的问题,提出了一种基于RFID和超声波结合的室内定位算法。利用测得的信号强度值与赋权值比例算法加权求和得到待定位置的横向坐标,再结合超声波测量与其平行的室内墙面之间的距离,得到室内待定位置的纵向坐标,从而在全局地图的某些固定位置上对室内待定位置进行精准定位。

基于有源RFID标签的体温、脉搏、血氧传感系统设计

文中基于反射式传感器,对体温、脉搏、血氧饱和度数据采集方法进行了详细的理论分析后,在现有数据采集算法的基础上进行改进。通过硬件与软件设计,提高反射式传感器的测量精度。采用258TCP型2.4G全向有源RFID读写器与改进的反射式脉搏、血氧、体温传感器及有源RFID标签搭建硬件平台。设计上位机程序和基于258TCP型阅读器底层程序的数据传输算法,实现人机交互功能。最终实现低功耗、小型化的人体生命体征检测设备。

基于RFID的室内定位(RSSI)

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。

基于RFID读写器的2.4GHz微带天线设计

基于CC2530芯片的RFID读写器采用常规的微波天线,存在体积大、制造成本高的问题,若用微带天线替代微波天线则可使体积与制造成本大大缩减。文章利用ADS软件建立了一个频率为2.4GHz的参数模型,对天线辐射特性进行仿真,通过不断的调整物理尺寸参数和优化匹配,得到一个各项性能参数都达到设计要求的微带天线。

光学元件损伤在线检测图像处理技术

针对光学元件损伤图像中损伤区域的高精度检测问题,对内全反射照明下光学元件损伤图像的处理技术进行了研究。根据在线检测图像中损伤区域中心峰值的信号强度高于局部背景的信号强度这一特点,利用高斯滤波器生成待检测图像的局部信号强度比图像,实现了对损伤区域的低漏检率自动定位;根据CCD的成像原理,利用辐射标定的方法建立起损伤区域的尺寸与其在图像中总灰度的关系方程,实现了损伤区域的亚像素高精度尺寸测量。实验结果表明,与传统的光学元件损伤图像处理算法相比,本文提出的算法在保持低漏检率的同时大大提高了损伤区域的测量精度。

室内环境下无线传感网络路径衰减特性

在室内环境中,墙壁的阻碍和反射会严重的影响无线传感网络中的信号传输特性。针对室内环境中传感节点的部署和应用的环境的特性,研究了无线信号在遇到墙壁反射时的传播特性,推导出了其对应的路径衰减。并基于视距传输和墙壁反射,提出了一种新的室内路径衰减模型。为了验证提出的路径衰减模型,针对室内房间和走廊环境,基于2.4 GHz载波频率,对无线传感节点的路径衰减和遮蔽效应进行了大量的实测实验。实验结果表明:提出的路径衰减模型可以很好地反映无线信号在室内的衰减特性。

脉位调制式声表面波射频标签的回波时延估计

脉冲位置调制式声表面波(SAW)标签利用较少的反射脉冲实现高效编码,正逐渐取代开关键控编码成为声表面波射频标签的主流编码方式。反射回波之间的时延估计精度成为该方式编码容量和解码的核心。该文提出了一种利用计算回波包络二次相关的高精度估计回波脉冲时延的方法。研究了插值算法对相关峰值估计的影响。通过实际声表面波标签回波信号的实际测试和对照实验,证实了该方法的有效性。