基于RFID技术与HMM融合的物联网方向追踪研究

发布时间：2021-01-26 19:51

　　随着物联网行业的蓬勃兴起,方向追踪在工程、建筑、交通等领域得到了广泛的应用。RFID技术以其无源性、安全性、便捷性等优势克服了传统技术的保密性差、代价昂贵、环境依赖性强等方面的不足成为了物联网时代的热门技术,同时HMM作为一种数学统计模型具有较强的时间序列建模能力。因此,为了满足物联网用户的现实需求,本文针对RFID技术与HMM相结合以实现方向追踪进行了深入研究。主要研究内容如下。首先,分析了相位相较于多普勒频偏和RSSI作为计算建模参数的优越性,并提出了一种相位恢复算法,该算法解决了相位在提取过程中的卷绕和跳变问题以确保相位计算的正确性。其次,在标签相位与距离、PDOA与旋转方向之间的几何关系基础上,提出了一种基于DTPDOA的方向计算函数方法。该方法成功地消除了射频链路上读写器、标签等硬件因素对角度计算的干扰以提高结果准确率。再次,由于方向计算函数的数学特性,其输出的角度具有歧义性。本文分析了歧义性产生的原因并说明了消除歧义性的必要性,提出了一种消除方向歧义性的方法,该方法根据HMM的双重随机特性,根据定义的初始概率矩阵、状态转移矩阵、发射矩阵三元组,将方向计算函数输出结果作为观测... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

RFID系统的基本构成

第2章相关基础知识概述-9-最大。由于L1和L2之间的耦合强度较弱，所以它们的耦合系统效率不高，因此电感耦合方式主要适用于频率较低、工作距离较近的RFID系统。图2-2电感耦合工作原理(2)反向散射耦合的工作原理如图2-3所示，其参照雷达模型根据电磁波的空间传播规律，发射源发射出的电磁波碰撞到目标物后被反射回原位置，同时目标物的信息会被携带到发射源。反向散射耦合方法具体的工作方式为：读写器天线以发射功率P1通过自由空间发射电磁波，假设到达标签后的功率为1′，1′的一部分被标签吸收并经过标签内部的工作电路，形成能量供给标签。同理，标签以反射功率P2经自由空间传播到读写器，读写器的天线会及时接收信号并经收发耦合器电路传送至读写器的接收端，读写器根据RFID相关的标准进行编码和调制处理射频信号。与电感耦合方式不同，反向散射耦合方式更适合工作于高频、微波频段的远距离RFID系统，故其又被称为远场工作方式[42]。图2-3反向散射耦合原理接下来，对RFID系统的部件做简要概述。2.1.1电子标签电子标签(Tag)又被称为射频卡或射频标签。从技术层面上看，它是射频识别模块的核心。电子标签由用来存储数据的标签芯片和用来接收无线电波的标签天线组

第2章相关基础知识概述-9-最大。由于L1和L2之间的耦合强度较弱，所以它们的耦合系统效率不高，因此电感耦合方式主要适用于频率较低、工作距离较近的RFID系统。图2-2电感耦合工作原理(2)反向散射耦合的工作原理如图2-3所示，其参照雷达模型根据电磁波的空间传播规律，发射源发射出的电磁波碰撞到目标物后被反射回原位置，同时目标物的信息会被携带到发射源。反向散射耦合方法具体的工作方式为：读写器天线以发射功率P1通过自由空间发射电磁波，假设到达标签后的功率为1′，1′的一部分被标签吸收并经过标签内部的工作电路，形成能量供给标签。同理，标签以反射功率P2经自由空间传播到读写器，读写器的天线会及时接收信号并经收发耦合器电路传送至读写器的接收端，读写器根据RFID相关的标准进行编码和调制处理射频信号。与电感耦合方式不同，反向散射耦合方式更适合工作于高频、微波频段的远距离RFID系统，故其又被称为远场工作方式[42]。图2-3反向散射耦合原理接下来，对RFID系统的部件做简要概述。2.1.1电子标签电子标签(Tag)又被称为射频卡或射频标签。从技术层面上看，它是射频识别模块的核心。电子标签由用来存储数据的标签芯片和用来接收无线电波的标签天线组

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种提高无芯片RFID标签识别可靠性的方法[J]. 岳雪峰,薛严冰,宋智.  微波学报. 2019(03)
[2]多天线RFID系统物理层安全优化方案的研究[J]. 宋慧颖,高媛媛,沙楠.  电子技术应用. 2018(01)
[3]物联网的关键技术和发展趋势[J]. 冯涛.  电子技术与软件工程. 2017(19)
[4]UHF RFID的现状及发展趋势研究[J]. 邹恒,齐增亮,罗友哲.  电子技术与软件工程. 2014(23)



本文编号：3001719