基于RFID技术的位置感知方法研究

发布时间：2017-04-17 03:07

  本文关键词：基于RFID技术的位置感知方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：信息科技的飞速发展推动着无线传感器网络及物联网技术的大发展,而物联网技术的发展使得位置感知这一重要课题获得了科研工作者们前所未有的关注。只有当物体的位置信息明确后,人们才能够根据收集到的数据,结合物体的位置信息提出并执行合理的决策,没有位置信息的数据是没有价值的。诸如超声波技术、红外线技术、无线局域网技术等现存的技术手段在位置感知中均具有某些局限性。由于RFID(射频识别)技术具有的如非接触、非视距等技术特点,且成本较低,使得其在位置感知方法中占有了重要的一席之地。位置感知方法,简单来说就是人们对物体位置信息的获取的方法。而现有的基于测距及基于非测距的方法均存在其各自的优点及不足。本文针对位置感知方法这一问题,结合RFID技术,做了如下的研究:首先,分析了RFID技术的原理及其应用,阐述了基于RFID技术的位置感知的三大类的实现方法,即基于测距,基于非测距,以及基于测距与基于非测距相结合的方法。对基于测距和基于非测距的节点定位方法分别进行了阐述与比较分析。然后,介绍了RFID技术下的常规的无线信号传输模型,结合现实环境进行了实际的测距模型实验,取得了具体的损耗模型公式。考虑到具体环境中某些因素容易对多点定位算法产生不利的影响,提出了一种参考临近信标节点进行RSSI测距修正的k-加权质心算法,仿真结果验证了该方法在修正环境因素影响这方面的有效性。最后,介绍了基于非测距的APIT算法以及几种类APIT改进算法的原理,指出其优缺点。针对类APIT改进算法在实际的情况下,运用RFID技术下的RSSI测距不能准确的实现对距离的估算,提出了一种用临近信标节点进行RSSI测距修正的N-APIT算法,同时提出了对N-APIT算法的网络节点覆盖率及极端情况的改进方法。最后采用Matlab2012b仿真环境对N-APIT算法进行测试,结果表明在5%和10%的测距误差下,N-APIT算法较传统的算法平均误差分别下降了3.15个百分点和12.59个百分点,取得了良好的效果。
【关键词】：RFID技术 位置感知 临近信标节点 k-加权质心 N-APIT
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.44
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 论文的研究内容及结构安排11-13
• 第二章 RFID技术及位置感知13-20
• 2.1 RFID技术概述13-16
• 2.1.1 RFID系统组成及原理分析13-15
• 2.1.2 RFID技术的应用15-16
• 2.1.3 RFID技术发展前景16
• 2.2 位置感知16-19
• 2.2.1 位置感知概述16-17
• 2.2.2 RFID技术的位置感知17-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 无线传感器网络节点定位方法20-31
• 3.1 常用的基于测距的定位方法20-23
• 3.1.1 基于到达角度的AOA方法20-21
• 3.1.2 基于到达时间的TOA方法21-22
• 3.1.3 基于到达时间差的TDOA方法22
• 3.1.4 基于接收信号强度的RSSI方法22-23
• 3.2 常用的基于非测距定位方法23-28
• 3.2.1 LANDMARC方法23-25
• 3.2.2 VIRE方法25-26
• 3.2.3 APIT方法26-27
• 3.2.4 其他的基于非测距定位方法27-28
• 3.3 定位方法的评价指标28-29
• 3.4 多种方法的比较29-30
• 3.5 本章小结30-31
• 第四章 基于RFID技术的多点定位模型31-42
• 4.1 常规无线信号传输模型31-33
• 4.1.1 自由空间模型31-32
• 4.1.2 双路径反射模型32-33
• 4.1.3 阴影模型33
• 4.2 测距模型实验33-35
• 4.3 多点定位及改进算法35-41
• 4.3.1 加权质心算法35-36
• 4.3.2 一种改进的k-加权质心算法36-37
• 4.3.3 仿真与分析37-41
• 4.4 本章小结41-42
• 第五章 APIT及其相关算法42-52
• 5.1 APIT算法概述42-47
• 5.1.1 传统APIT算法42-43
• 5.1.2 PIT测试分析43-44
• 5.1.3 重叠区域的取舍44-45
• 5.1.4 两种误判的分析45-46
• 5.1.5 APIT算法的流程46-47
• 5.2 APIT相关的改进算法47-50
• 5.2.1 S-APIT算法47-48
• 5.2.2 APICT算法48-49
• 5.2.3 RSLA算法49-50
• 5.3 APIT及现有类APIT算法的不足50-51
• 5.4 本章小结51-52
• 第六章 APIT算法的N-APIT改进算法52-64
• 6.1 N-APIT算法原理52-54
• 6.2 N-APIT算法性能改进54-57
• 6.2.1 提升网络节点覆盖率54-56
• 6.2.2 极端情况的处理56-57
• 6.3 N-APIT算法步骤57-58
• 6.4 N-APIT算法仿真分析58-63
• 6.5 本章小结63-64
• 第七章 总结与展望64-66
• 7.1 总结64-65
• 7.2 展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-71
• 作者简介71
• 攻读学位期间的研究成果71

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本文编号：312263