一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位方法，包括如下步骤：根据实施的实际空间环境将RFID阅读器按六边形类蜂窝式分布；计算各RFID阅读器的环境变量因子；RFID标签所在六边形区域的6个RFID阅读器同时采集RFID标签的多个信号值；利用环境变量因子对每个RFID阅读器的信号值的平均值进行修正得到RFID标签信号值；计算RFID标签到各RFID阅读器的距离，对计算出的6个距离通过类三角定位算法获得20个定位点，通过聚类分析得到RFID标签定位点，从而确定RFID标签在室内空间的具体位置。本发明专利技术还提供一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位系统，实现高精度、宽范围的室内定位技术。

【技术实现步骤摘要】
一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位系统及方法
本专利技术涉及无线射频室内定位
，尤其涉及一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位系统及方法。
技术介绍
室内定位是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控，室内定位系统不同于GPS，AGPS等室外定位系统，目前依然没有形成一个有力的组织来制定同一的技术规范，现行的技术手段都是在各个企业各自定义的私有协议和方案下发展，RFID(无线射频识别技术)是其中比较常用的一种定位技术，它是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别，RFID可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且由于电磁场非视距等优点，传输范围很大，而且标识的体积比较小，造价比较低。现有无线射频定位方法一般采用将RFID阅读器以矩形方式布局，并通过放置参考RFID标签作为坐标定位，例如中国专利(申请号200810198382.8)公开了一种采用区域定位算法的无线射频定位方法，该方法通过比较参考RFID标签与RFID阅读器获取的待测RFID标签的信号强度，初步确定待测RFID标签位置，再利用区域划分算法进一步确定待测RFID标签的具体位置，这种无线射频室内定位系统在一定程度上精确了待测RFID标签的位置，但没有进行抗干扰处理，定位的精确度仍然不够准确，且定位范围较小。中国专利技术专利(申请号200780016788.3)公开了无线微微蜂窝RFID系统和方法，它通过RFID标签所属蜂窝来定位，定位的精度只能确定到RFID标签是位于在哪个蜂窝中，且该专利技术使用的是电-光(E-O)接入点设备，一定程度上资源要求较大且现场施布的难度高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一，在于提供一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位方法，实现高精度、宽范围的室内定位技术。本专利技术要解决的技术问题之一是这样实现的：一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位方法，通过引入环境变量因子以及采用多接入点定位方式，分析各RFID阅读器读取到RFID标签的信号值，将多组定位信息融合去噪取样确定RFID标签位置，所述方法包括如下步骤：步骤10、根据实施的实际空间环境将RFID阅读器按六边形类蜂窝式分布；步骤20、对每一RFID阅读器的室内外环境信号固定距离信号强度进行测量，计算出各RFID阅读器的环境变量因子存入数据库；步骤30、在RFID标签进入室内后，RFID标签所在六边形区域的6个RFID阅读器同时采集RFID标签的复数个信号值，并将该复数个信号值发送给一接收器，由接收器传给计算机；步骤40、利用RFID阅读器对应的环境变量因子对该RFID阅读器检测到的信号值的平均值进行修正，得到各个RFID阅读器的RFID标签信号值；步骤50、利用RFID标签信号值计算RFID标签到各RFID阅读器的距离，对计算出的6个距离数据通过类三角定位算法得到20个定位点，通过聚类分析，得到RFID标签定位点，并在构建的环境图中精确定位出该RFID标签在室内空间的具体位置。进一步的，所述步骤10具体为：根据实施的实际空间环境将RFID阅读器按六边形类蜂窝式分布，若实施的实际空间环境为单栋高楼，则采用垂直分布，若实施的空间环境为单层楼，则采用水平分布。进一步的，所述步骤20中环境变量因子的计算方式具体为：通过测量得到某一RFID阅读器固定距离下的室外环境信号强度平均值An和相同距离下该RFID阅读器的室内环境信号强度平均值Bn，则该RFID阅读器对应的环境变量因子Cn＝An/Bn。进一步的，所述步骤40进一步包括：步骤41、分别对各个RFID阅读器的复数个信号平均值取平均值，获得RFID阅读器各自的信号平均值；步骤42、利用RFID阅读器对应的环境变量因子Cn对该RFID阅读器的信号平均值进行修正，即将RFID阅读器对应的环境变量因子Cn乘以该RFID阅读器的信号平均值，得到修正后的各个RFID阅读器的RFID标签信号值。进一步的，所述步骤50进一步包括：步骤51、利用RFID标签信号值计算RFID标签到各RFID阅读器的距离，RFID标签到RFID阅读器的距离计算公式为：RFID标签到某RFID阅读器的距离＝e*该RFID阅读器的RFID标签信号值+f，其中，e和f是在室外空旷的环境下经过测量得到多组RFID标签到某RFID阅读器的距离和RFID标签信号值后，代入距离计算公式得到的；步骤52、对计算出的6个距离数据通过类三角定位算法得到20个定位点，即每3个距离确定一个定位点，6个距离通过任意三个的组合得到20个定位点，通过对该20个定位点进行位置重叠分析，去掉5个偏差最大的点，对剩余的15个定位点采用k中心点算法的聚类分析，融合出RFID标签定位点；步骤53、调用计算机中预置的环境位置数据库，将RFID标签定位点与环境位置数据库进行比对，在构建的环境图中精确定位出该RFID标签在室内空间的具体位置。本专利技术要解决的技术问题之二，在于提供一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位系统，实现高精度、宽范围的室内定位技术。本专利技术要解决的技术问题之二是这样实现的：一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位系统，通过引入环境变量因子以及采用多接入点定位方式，分析各RFID阅读器读取到RFID标签的信号值，将多组定位信息融合去噪取样确定RFID标签位置，所述系统包括：RFID阅读器分布模块：用于根据实施的实际空间环境将RFID阅读器按六边形类蜂窝式分布；环境变量因子计算模块：用于对每一RFID阅读器的室内外环境信号境信号强度进行测量，计算出各RFID阅读器的环境变量因子存入数据库；RFID标签信号采集模块：用于在RFID标签进入室内后，RFID标签所在六边形区域的6个RFID阅读器同时采集RFID标签的复数个信号值，并将该复数个信号值发送给接收器，由接收器传给计算机；RFID标签信号值修正模块：用于利用RFID阅读器对应的环境变量因子对该RFID阅读器检测到的信号值的平均值进行修正，得到各个RFID阅读器的RFID标签信号值；以及RFID标签定位模块：用于利用RFID标签信号值计算RFID标签到各RFID阅读器的距离，对计算出的6个距离数据通过类三角定位算法得到20个定位点，通过聚类分析，得到RFID标签定位点，并在构建的环境图中精确定位出该RFID标签在室内空间的具体位置。进一步的，所述RFID阅读器分布模块具体为：用于根据实施的实际空间环境将RFID阅读器按六边形类蜂窝式分布，若实施的实际空间环境为单栋高楼，则采用垂直分布，若实施的空间环境为单层楼，则采用水平分布。进一步的，所述环境变量因子计算模块中环境变量因子的计算方式具体为：通过测量得到某一RFID阅读器固定距离下的室外环境信号强度平均值An和相同距离下该RFID阅读器的室内环境信号强度平均值Bn，则该RFID阅读器对应的环境变量因子Cn＝An/Bn。进一步的，所述RFID标签信号值修正模块进一步包括：信号平均值获取模块：用于分别对各个RFID阅读器的复数个信号平均值取平均值，获得RFID阅读器各自的信号平均值；以及R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤10、根据实施的实际空间环境将RFID阅读器按六边形类蜂窝式分布；步骤20、对每一RFID阅读器的室内外环境信号固定距离信号强度进行测量，计算出各RFID阅读器的环境变量因子存入数据库；步骤30、在RFID标签进入室内后，RFID标签所在六边形区域的6个RFID阅读器同时采集RFID标签的复数个信号值，并将该复数个信号值发送给一接收器，由接收器传给计算机；步骤40、利用RFID阅读器对应的环境变量因子对该RFID阅读器检测到的信号值的平均值进行修正，得到各个RFID阅读器的RFID标签信号值；步骤50、利用RFID标签信号值计算RFID标签到各RFID阅读器的距离，对计算出的6个距离数据通过类三角定位算法得到20个定位点，通过聚类分析，得到RFID标签定位点，并在构建的环境图中精确定位出该RFID标签在室内空间的具体位置。

【技术特征摘要】
1.一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤10、根据实施的实际空间环境将RFID阅读器按六边形类蜂窝式分布；步骤20、对每一RFID阅读器的室内外环境信号固定距离信号强度进行测量，计算出各RFID阅读器的环境变量因子存入数据库；步骤30、在RFID标签进入室内后，RFID标签所在六边形区域的6个RFID阅读器同时采集RFID标签的复数个信号值，并将该复数个信号值发送给一接收器，由接收器传给计算机；步骤40、利用RFID阅读器对应的环境变量因子对该RFID阅读器检测到的信号值的平均值进行修正，得到各个RFID阅读器的RFID标签信号值；步骤50、利用RFID标签信号值计算RFID标签到各RFID阅读器的距离，对计算出的6个距离数据通过类三角定位算法得到20个定位点，通过聚类分析，得到RFID标签定位点，并在构建的环境图中精确定位出该RFID标签在室内空间的具体位置。2.根据权利要求1所述的一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位方法，其特征在于：所述步骤10具体为：根据实施的实际空间环境将RFID阅读器按六边形类蜂窝式分布，若实施的实际空间环境为单栋高楼，则采用垂直分布，若实施的空间环境为单层楼，则采用水平分布。3.根据权利要求1所述的一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位方法，其特征在于：所述步骤20中环境变量因子的计算方式具体为：通过测量得到某一RFID阅读器固定距离下的室外环境信号强度平均值An和相同距离下该RFID阅读器的室内环境信号强度平均值Bn，则该RFID阅读器对应的环境变量因子Cn＝An/Bn。4.根据权利要求3所述的一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位方法，其特征在于：所述步骤40进一步包括：步骤41、分别对各个RFID阅读器的复数个信号平均值取平均值，获得RFID阅读器各自的信号平均值；步骤42、利用RFID阅读器对应的环境变量因子Cn对该RFID阅读器的信号平均值进行修正，即将RFID阅读器对应的环境变量因子Cn乘以该RFID阅读器的信号平均值，得到修正后的各个RFID阅读器的RFID标签信号值。5.根据权利要求1所述的一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位方法，其特征在于：所述步骤50进一步包括：步骤51、利用RFID标签信号值计算RFID标签到各RFID阅读器的距离，RFID标签到RFID阅读器的距离计算公式为：RFID标签到某RFID阅读器的距离＝e*该RFID阅读器的RFID标签信号值+f，其中，e和f是在室外空旷的环境下经过测量得到多组RFID标签到某RFID阅读器的距离和RFID标签信号值后，代入距离计算公式得到的；步骤52、对计算出的6个距离数据通过类三角定位算法得到20个定位点，即每3个距离确定一个定位点，6个距离通过任意三个的组合得到20个定位点，通过对该20个定位点进行位置重叠分析，去掉5个偏差最大的点，对剩余的15个定位点采用k中心点算法的聚类分析，融合出RFID标签定位点；步骤53、调用计算机中预置的环境位置数据库，将RFID标签定位点与环境位置数据库进行比对，在构建的环境图中精确定位出该RFID标签在室内空间的具体位置。6.一种采用类蜂窝式布局的RFID室内定位系统，其特征在于：所述系统包括：RFID阅读器分布模块：用于根据实施的实际空间环...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄添福，彭慧娟，
申请(专利权)人：福建鑫诺通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35