基于改进BP神经网络的RFID指纹室内定位算法研究
发布时间：2021-09-05 21:16
随着通信技术的发展,生活中基于位置的服务应用越来越广泛,使得室内定位技术的研究越来越受到重视。由于室内的环境相对复杂,干扰众多,如何提高室内定位精度是目前室内定位领域的主要问题。随着物联网的兴起,RFID作为关键技术之一,具有非视距、时延短、成本低以及传输范围较大等优点,被广泛应用于室内定位领域的研究,使得基于RFID的室内定位技术成为该领域的研究热点。在基于RFID的室内定位的主要方法中,基于非测距的室内定位方法RFID指纹室内定位算法灵活性强、硬件成本较低且能获得较高的精度,是基于RFID室内定位研究中主流的方法。在基于RFID的指纹室内定位算法研究中,将BP神经网络应用于RFID指纹定位是当前的一个研究热点。为了进一步提高室内定位精度,本文基于BP神经网络RFID指纹室内定位算法的以下两个方面加以探索:（1）RFID指纹室内定位算法无论是在离线阶段还是在线定位阶段都需要阅读器采集标签的RSSI值。由于室内定位环境的复杂性,欲获取准确的RSSI值,需要对多次采集的RSSI值进行处理。本文结合目前常用的滤波算法的优缺点,提出一种基于狄克逊检验滤波、粒子滤波和卡尔曼滤波的混合滤波算法,...
【文章来源】：辽宁师范大学辽宁省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于RFID的室内定位方法
基于改进BP神经网络的RFID指纹室内定位算法研究-10-2相关理论基础2.1RFID室内定位系统RFID技术作为物联网的支撑技术之一，在室内定位领域有着远大的应用前景。目前基于RFID的室内定位技术是室内定位研究的热点。RFID系统中的阅读器可同时非接触读取大量标签信号值，RFID的电子标签的体积小而且还可重复使用，RFID系统在室内定位领域占据着重要的地位[53]。下面我们对RFID定位系统的组成以及工作原理加以介绍。2.1.1RFID定位系统的组成RFID定位系统主要是由阅读器、电子标签和数据管理系统所组成。采用RFID系统来完成室内定位时，首先对室内定位区域进行环境部署，将电子标签放置在待定位位置，阅读器和数据管理系统完成连接，然后阅读器经过天线发送一定频率的射频信号，此时电子标签就会产生感应电流而得到能量，电子标签被激活，然后电子标签把自身的数据再经过天线再发送给阅读器。阅读器收到电子标签的信号时，数据库管理系统对电子标签的数据信息进行相应的预处理。RFID定位系统组成如图2.1所示。图2.1RFID定位系统的组成Fig.2.1ThecompositionofRFIDpositioningsystem（1）阅读器阅读器是采集和处理电子标签的信息的，因为有些阅读器能够把读取到的数据信息写到电子标签当中，因此阅读器有时候也被称为读写器。阅读器主要是由射频模块和读写模块以及天线所组成。射频模块是用来为阅读器得到RSSI或者发送RSSI的，它主要
辽宁师范大学硕士学位论文-11-是由射频处理器、射频振荡器、射频接收器和前置放大器这四个部分所组成的。其中读写模块为阅读器中的关键模块，主要是由放大器、微处理器、时钟电路、解码和纠错电路、标准接口和存储器等装置组成，天线模块主要是用来发射信号和接收信号。阅读器的组成结构如图2.2所示：图2.2阅读器组成结构Fig.2.2Thestructureofreader阅读器能够成为单独的整体，也能够嵌入到其它的系统当中作为一个部件。由于阅读器能够单独具有读写功能、数据处理功能以及显示功能，还能够和计算机或其它的系统完成互联，对射频的标签完成相应的操作。（2）电子标签电子标签主要可以分为有源标签、无源标签和半有源标签。有源标签：因为内部安装了电源，具有工作范围较大的优势，但与其他两种电子标签相比，有源标签的价格更贵，体积也更大。由于受到电源使用寿命的影响，有源标签寿命通常为3~10年，有源标签只有在定位系统的定位精度要求比较高时才会被应用。无源标签：该标签的价格低、体积小以及使用寿命长等特点，但是因为没有电源来提供能量，使得工作范围会比较小，通常只有几米。半有源标签：当其电源有电时可作为有源标签使用，当电源没有电时可当无源标签使用，因此半有源标签工作范围大而且使用寿命长，但体积大、价格高，而且当电源没有电时，可能会因为无源标签不能达到有源标签的工作范围，导致失去整个系统功能。由于每个电子标签在出厂时就标有唯一性代码，每个电子标签都具有唯一性，可以帮助定位不同物品。电子标签发射信号时需要利用编码器将电子标签存储单元的数据信射频模块射频处理器射频振荡器射频接收器前置放大器天线供电读写模块放大器解码及纠错电路微处理器、存储器、标准接口、时钟电路
【参考文献】：
期刊论文
[1]地磁室内定位技术研究[J]. 周家鹏,汪云甲,李昕,曹晓祥,曹鸿基. 测绘通报. 2019(01)
[2]基于KNN算法的可变权值室内指纹定位算法[J]. 戴志诚,李小年,陈增照,何秀玲. 计算机工程. 2019(06)
[3]基于RSSI测距的WiFi室内定位算法研究[J]. 罗宇锋,王鹏飞,陈彦峰. 测控技术. 2017(10)
[4]基于ZigBee的机器人室内定位设计[J]. 浦宇欢,毛丽民,刘龙飞. 实验室研究与探索. 2017(04)
[5]一种用于RSS提取的改进粒子滤波算法[J]. 薛卫星,邱卫宁,花向红. 测绘科学. 2017(11)
[6]射频识别技术的应用与发展研究[J]. 李成渊. 无线互联科技. 2016(20)
[7]室内定位方法综述[J]. 席瑞,李玉军,侯孟书. 计算机科学. 2016(04)
[8]基于iBeacon的智能导览系统的设计与实现[J]. 吴栋淦. 贵阳学院学报(自然科学版). 2014(04)
[9]WiFi定位浪潮渐起[J]. 黄鱼. 中国无线电. 2014(03)
[10]一种改进高斯-卡尔曼滤波的RSSI处理算法[J]. 杨宁,钟绍山,徐耀良,杨亚兰. 自动化仪表. 2013(07)
博士论文
[1]基于智能移动终端声音传感器的低延迟室内定位技术研究[D]. 蔡超.华中科技大学 2019
硕士论文
[1]融合多滤波器的iBeacon室内定位方法研究与实现[D]. 石敏.杭州电子科技大学 2019
[2]基于UWB信号的室内混合定位算法及性能分析研究[D]. 张晓俊.南京邮电大学 2018
[3]基于RSSI的低功耗蓝牙4.0室内定位技术研究[D]. 吴奇轩.浙江大学 2018
[4]基于RSSI的RFID室内定位算法的改进与应用[D]. 陈晓停.华北理工大学 2018
[5]认知无线电频谱分配和认知决策引擎问题研究[D]. 周风.辽宁师范大学 2017
[6]基于WiFi的RSSI指纹定位算法研究[D]. 张文学.电子科技大学 2015
本文编号：3386104
【文章来源】：辽宁师范大学辽宁省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于RFID的室内定位方法
基于改进BP神经网络的RFID指纹室内定位算法研究-10-2相关理论基础2.1RFID室内定位系统RFID技术作为物联网的支撑技术之一，在室内定位领域有着远大的应用前景。目前基于RFID的室内定位技术是室内定位研究的热点。RFID系统中的阅读器可同时非接触读取大量标签信号值，RFID的电子标签的体积小而且还可重复使用，RFID系统在室内定位领域占据着重要的地位[53]。下面我们对RFID定位系统的组成以及工作原理加以介绍。2.1.1RFID定位系统的组成RFID定位系统主要是由阅读器、电子标签和数据管理系统所组成。采用RFID系统来完成室内定位时，首先对室内定位区域进行环境部署，将电子标签放置在待定位位置，阅读器和数据管理系统完成连接，然后阅读器经过天线发送一定频率的射频信号，此时电子标签就会产生感应电流而得到能量，电子标签被激活，然后电子标签把自身的数据再经过天线再发送给阅读器。阅读器收到电子标签的信号时，数据库管理系统对电子标签的数据信息进行相应的预处理。RFID定位系统组成如图2.1所示。图2.1RFID定位系统的组成Fig.2.1ThecompositionofRFIDpositioningsystem（1）阅读器阅读器是采集和处理电子标签的信息的，因为有些阅读器能够把读取到的数据信息写到电子标签当中，因此阅读器有时候也被称为读写器。阅读器主要是由射频模块和读写模块以及天线所组成。射频模块是用来为阅读器得到RSSI或者发送RSSI的，它主要
辽宁师范大学硕士学位论文-11-是由射频处理器、射频振荡器、射频接收器和前置放大器这四个部分所组成的。其中读写模块为阅读器中的关键模块，主要是由放大器、微处理器、时钟电路、解码和纠错电路、标准接口和存储器等装置组成，天线模块主要是用来发射信号和接收信号。阅读器的组成结构如图2.2所示：图2.2阅读器组成结构Fig.2.2Thestructureofreader阅读器能够成为单独的整体，也能够嵌入到其它的系统当中作为一个部件。由于阅读器能够单独具有读写功能、数据处理功能以及显示功能，还能够和计算机或其它的系统完成互联，对射频的标签完成相应的操作。（2）电子标签电子标签主要可以分为有源标签、无源标签和半有源标签。有源标签：因为内部安装了电源，具有工作范围较大的优势，但与其他两种电子标签相比，有源标签的价格更贵，体积也更大。由于受到电源使用寿命的影响，有源标签寿命通常为3~10年，有源标签只有在定位系统的定位精度要求比较高时才会被应用。无源标签：该标签的价格低、体积小以及使用寿命长等特点，但是因为没有电源来提供能量，使得工作范围会比较小，通常只有几米。半有源标签：当其电源有电时可作为有源标签使用，当电源没有电时可当无源标签使用，因此半有源标签工作范围大而且使用寿命长，但体积大、价格高，而且当电源没有电时，可能会因为无源标签不能达到有源标签的工作范围，导致失去整个系统功能。由于每个电子标签在出厂时就标有唯一性代码，每个电子标签都具有唯一性，可以帮助定位不同物品。电子标签发射信号时需要利用编码器将电子标签存储单元的数据信射频模块射频处理器射频振荡器射频接收器前置放大器天线供电读写模块放大器解码及纠错电路微处理器、存储器、标准接口、时钟电路
【参考文献】：
期刊论文
[1]地磁室内定位技术研究[J]. 周家鹏,汪云甲,李昕,曹晓祥,曹鸿基. 测绘通报. 2019(01)
[2]基于KNN算法的可变权值室内指纹定位算法[J]. 戴志诚,李小年,陈增照,何秀玲. 计算机工程. 2019(06)
[3]基于RSSI测距的WiFi室内定位算法研究[J]. 罗宇锋,王鹏飞,陈彦峰. 测控技术. 2017(10)
[4]基于ZigBee的机器人室内定位设计[J]. 浦宇欢,毛丽民,刘龙飞. 实验室研究与探索. 2017(04)
[5]一种用于RSS提取的改进粒子滤波算法[J]. 薛卫星,邱卫宁,花向红. 测绘科学. 2017(11)
[6]射频识别技术的应用与发展研究[J]. 李成渊. 无线互联科技. 2016(20)
[7]室内定位方法综述[J]. 席瑞,李玉军,侯孟书. 计算机科学. 2016(04)
[8]基于iBeacon的智能导览系统的设计与实现[J]. 吴栋淦. 贵阳学院学报(自然科学版). 2014(04)
[9]WiFi定位浪潮渐起[J]. 黄鱼. 中国无线电. 2014(03)
[10]一种改进高斯-卡尔曼滤波的RSSI处理算法[J]. 杨宁,钟绍山,徐耀良,杨亚兰. 自动化仪表. 2013(07)
博士论文
[1]基于智能移动终端声音传感器的低延迟室内定位技术研究[D]. 蔡超.华中科技大学 2019
硕士论文
[1]融合多滤波器的iBeacon室内定位方法研究与实现[D]. 石敏.杭州电子科技大学 2019
[2]基于UWB信号的室内混合定位算法及性能分析研究[D]. 张晓俊.南京邮电大学 2018
[3]基于RSSI的低功耗蓝牙4.0室内定位技术研究[D]. 吴奇轩.浙江大学 2018
[4]基于RSSI的RFID室内定位算法的改进与应用[D]. 陈晓停.华北理工大学 2018
[5]认知无线电频谱分配和认知决策引擎问题研究[D]. 周风.辽宁师范大学 2017
[6]基于WiFi的RSSI指纹定位算法研究[D]. 张文学.电子科技大学 2015
本文编号：3386104
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