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基于RFID的定位算法研究

作　者: 陈晨
导　师: 齐向东
学　校: 太原科技大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: RFID 定位系统定位算法定位精度加权因子坐标估计
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 3次
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内容摘要

近些年来，随着我国经济和科技的迅猛发展，人民生活水平和物质文化需要不断增多，室内定位技术越来越受到人们的关注。以往的红外线，超声波，GPS等定位技术都因多径效应，信号反射等干扰因素而不能满足低成本和高精度的系统构建要求，随着RFID技术的不断发展和广泛应用，基于RFID的室内定位系统应运而生，满足了市场的需求，然而关于定位技术的核心又在于定位算法，一个好的算法往往事半功倍。首先，本文对基于RFID的室内定位系统的研究背景与现状展开分析，介绍了基于RFID的室内定位系统的组成及工作原理，分别从室内无线信道的模型、室内定位的基本方法、定位性能的评价标准三个方面来展开详细而深入的研究。通过实验定性地给出影响基于RFID的室内定位系统精度的因素。然后，本文研究了目前已成型的室内定位系统，并对各定位系统的优势和劣势比较分析。介绍了最小二乘估计，贝叶斯估计等定位估值理论。对LANDMARK系统进行构建并予以仿真，对影响LANDMARK算法定位精度的各个参数进行定量地分析，其中对权重进行了改进，并通过仿真比较了算法的定位精度。继而论述LANDMARK算法和VIRE算法的优缺点。并且对LANDMARK算法和VIRE算法的定位误差仿真比较和定量分析。最后，本文对三边定位算法的定位环境进行设定，然后从阅读器数目、加权因子和迭代方法等方面对三边定位算法进行改进。利用测距所得的坐标数据，采用原三边定位算法和改进后的三边定位算法算得待定位标签的坐标估计，并进行多方面的定位仿真对比，对影响定位精度的因素分析。通过仿真误差对比，对改进后三边定位算法的定位效果进行相关的定量分析和定性分析，并对系统的扩展性和兼容性进行分析。

全文目录

中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-19
  1.1 研究背景与意义  11-12
  1.2 射频识别系统  12-15
    1.2.1 RFID 系统构成  12-14
    1.2.2 RFID 系统的基本原理  14-15
  1.3 课题的研究现状  15-18
    1.3.1 RFID 的研究现状  15-16
    1.3.2 室内定位的研究现状  16-18
  1.4 本文研究思路与内容安排  18-19
第二章 RFID 定位技术  19-31
  2.1 基于 RFID 的室内定位系统构成  19
  2.2 室内无线信道模型  19-22
    2.2.1 对数距离路径损耗模型  19-20
    2.2.2 自由空间传播模型  20-21
    2.2.3 衰减因子传播模型  21-22
  2.3 室内定位基本方法  22-26
    2.3.1 TOA 方法  22-23
    2.3.2 TDOA 方法  23-24
    2.3.3 AOA 方法  24
    2.3.4 RSSI 方法  24-25
    2.3.5 常用定位方法的对比  25-26
  2.4 定位性能评价标准  26-28
    2.4.1 均方误差与标准误差  26
    2.4.2 圆概率误差与球概率误差  26-27
    2.4.3 误差累计分布函数与概率密度函数  27
    2.4.4 几何精度因子  27-28
    2.4.5 相对定位误差  28
  2.5 影响 RFID 定位系统精度的因素  28-29
    2.5.1 参考标签的分布  28
    2.5.2 多径效应  28-29
    2.5.3 定位算法  29
    2.5.4 其他因素  29
  2.6 小结  29-31
第三章 RFID 定位算法仿真  31-49
  3.1 室内定位系统的研究  31
    3.1.1 典型定位系统的对比  31
  3.2 定位估值理论  31-35
    3.2.1 最小二乘估计  31-33
    3.2.2 最小均方差估计  33
    3.2.3 极大似然估计  33-34
    3.2.4 贝叶斯估计  34-35
  3.3 定位算法  35-47
    3.3.1 LANDMARC 算法  35-37
    3.3.2 LANDMARC 算法仿真  37-41
    3.3.3 LANDMARC 算法优缺点  41
    3.3.4 VIRE 算法  41-42
    3.3.5 VIRE 算法与 LANDMARC 算法仿真比较  42
    3.3.6 VIRE 算法优缺点  42-43
    3.3.7 LANDMARC 算法和 VIRE 算法的仿真误差分析  43-47
  3.4 小结  47-49
第四章三边定位算法的改进  49-61
  4.1 优化的三边定位算法  49-52
    4.1.1 定位环境  49
    4.1.2 算法原理  49
    4.1.3 对阅读器数目与标签坐标的优化  49-50
    4.1.4 对加权因子的改进  50-51
    4.1.5 数据迭代  51-52
  4.2 仿真及误差分析  52-57
    4.2.1 仿真实验  52-55
    4.2.2 仿真误差分析  55-57
  4.3 定位效果评价  57-58
    4.3.1 定量分析  57-58
    4.3.2 定性分析  58
  4.4 小结  58-61
第五章结论与展望  61-63
  5.1 全文总结  61
  5.2 全文展望  61-63
参考文献  63-67
致谢  67-69
攻读学位期间发表的学术论文目录  69-70

基于RFID的定位算法研究

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