胡博

摘 要：RFID定位被称为“定位新星”，该技术是继GPS定位技术后兴起的一个重要定位技术。该领域是除手机定位技术外，普通民众值得关注的一个重要领域。RFID定位系统具有自组织性，可以广泛的应用。

关键词：射频识别；定位

射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID），是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，它利用射频信号通过交变磁场或电磁场耦合实现信息传递并通过所传递的信息达到识别的目的。RFID标签实现了无接触操作， 具有体积小，容量大，应用便利，无机械磨损，寿命长，无需可见光源，穿透性好，可重复使用，抗污染能力和耐久性强等特点。并且，RFID标签可以在恶劣环境下工作，读取距离远，并使用了防碰撞技术，可支持多个目标的快速读写、多目标识别、移动识别、非可视识别、实时定位及长期跟踪管理。上世纪九十年代以来，RFID技术得到了飞速的发展。由于应用RFID技术可大幅提高管理与运作效率，降低成本，因此经济发达国家和地区将其应用于很多领域，并积极推动相关技术与应用标准的国际化。目前，RFID技术在物流和供应管理、生产制造和装配、文档追踪、图书馆管理、动物身份标识、航空行李处理、邮件包裹处理、运动计时、门禁控制及电子门票、道路自动收费等方面得到了广泛的应用。自从2003年沃尔玛超市规定其供应商使用RFID标签开始，RFID的商业化发展真正迈出了一大步。而在2006年德国世界杯和2008年北京奥运会等世界性体育比赛中，RFID技术也做出了很大的贡献。

虽然RFID拥有着美好的应用前景和广阔的市场空间，但其在中国的应用尚处于培育阶段。近年来，我国已初步开展了RFID相关技术的研发及产业化工作，并在部分领域开始应用，但相对来说应用基础薄弱，缺乏核心技术，应用分散，不具备规模优势。目前，我国的RFID技术还缺乏具有重大示范效应的典型应用，影响了RFID的推广，加上终端用户对RFID技术所能带来的效益理解不够深，使研究、制造、生产RFID标签及读写器的企业和机构虽然热情很高，但终端用户如物流业、制造业仍在观望和等待。随着相关技术的不断完善和成熟，我国的RFID产业将成为一个新兴的高科技技术产业群，成为国民经济的新增长点。因此，研究RFID技术，发展RFID产业对提高我国社会信息化水平，促进经济可持续发展，提高人民生活质量，增强公共安全等方面将会产生深远的影响。

近几年来，无线通信系统正以惊人的速度成长着。无线技术已经进入了通信、工业、医疗、消费应用、物流运输以及公共安全等领域，其发展与人民的日常生活息息相关。目前，自组织无线传感器网络能提供跟踪、导航等内容的信息服务。

而无线网络的发展，使得用户能广泛地获得无线信息接入，从而对无线网络中的准确定位包括室外定位和室内定位提出了更高的要求。

RFID定位被称为“定位新星”，该技术是继GPS定位技术后兴起的一个重要定位技术。该领域是除手机定位技术外，普通民众值得关注的一个重要领域。

RFID定位系统具有自组织性，无需卫星或者手机网络的配合，其精确度在于RFID设备如读写器、标签的分布，而应用无线射频读写器及标签，用户可以根据自身实际需要，在自己布置的特定区域进行定位。因此，RFID定位系统对于只需在特定区域进行定位的用户，如在超市、图书馆、医疗部门以及生产管理等需要定位、监控以及导航的场合，都具有应用重大的价值。根据调查，仅2005年一年，全球使用RFID定位技术的企业就比前一年增长了3倍之多。从医疗部f-JNN造业，在需要实时数据以及运输中需要定位的地方，都已经出现了RFID 定位系统的身影。例如在英国，一些医院应用RFID定位系统对医疗器械设备进行定位和追踪，有效降低了医疗器械设备失窃的可能性；丰田汽车公司在汽车物流供应链建立了RFID定位系统，该系统既降低了人工成本，也使工作流程自动化，提高了整个流程的工作效率。因此，RFID技术在定位尤其是室内定位领域，具有广阔的应用前景。

随着移动计算和嵌入式系统的高速发展，人们对位置感知的兴趣日趋浓厚，因此定位服务系统也受到越来越多的关注。全球定位系统（GPS）是目前应用最为广泛的定位系统。然而，在室内等用户无法与轨道卫星保持视距的场合，GPS系统定位精度不高，甚至失效。为了提高室内定位的精度，人们采用了红外线定位、超声波定位、无线局域网定位、射频识别（RFID）定位等技术。与其他技术相比，射频识别技术具有非接触、非视距、传输范围大和性价比高等优点。

LANDMARC系统是最典型的基于RFID技术的室内定位系统。它创造性地引入了参考标签的概念，是将有源RFID技术应用到室内定位当中并搭建起完整系统、取得较好定位精度的首次尝试。此外，由于应用了大量的参考标签，LANDMARC系统不需要使用大量昂貴的RFID读写器，从而使RFID技术成为室内定位一种有成本效益的解决方案。

在LANDMARC系统中，待定位目标最终会被定位于由最近邻居构成的多边形内，因此，参考标签的布局会对定位算法的精度产生不可忽视的影响。同时， 通过实验，我们发现LANDMARC系统所使用的最近邻居算法中，最近邻居参考标签并不总像参考标签网格布局那样形成矩形。因此，我们对参考标签的网格布局进行了探索性的研究，提出了三角形网格布局并比较其与矩形网格布局的性能。仿真及实验结果显示，在没有应用其他数据处理手段的情况下，采用三角形网格布局的定位精度比采用矩形网格布局提高了9.1%～16.7%。

此外，采用虚拟参考标签的VIRE室内定位系统。VIRE系统在不增加额外硬件设备下，能获得比LANDMARC系统更高的定位精度。然而，在室内环境中，标签的信号强度值与标签与读写器的距离之间呈现复杂的曲线关系，VIRE系统采用的线性插值并不能很好适应室内的电磁环境。可采用估计虚拟参考标签的信号强度值。然而结果显示，基于拉格朗日插值的定位算法误差比基于线性插值的定位算法高17.7%。

还有一种新的室内三维空间的定位算法。新算法找出信号强度值在待定位标签信号强度值某个邻域内的所有参考标签，以这些参考标签的平均距离去估计待定位标签与读写器的距离。仿真结果表明，所提出的新算法具有较好的定位精度。endprint