张天承

(清华大学 自动化系，北京 100084)



基于低频唤醒和极限学习机的无线定位系统

张天承

(清华大学 自动化系，北京 100084)

摘要:设计了一种基于低频(LF)唤醒技术和极限学习机(ELM)分类算法的无线定位系统。实现了低频唤醒、射频应答的电路结构和通信回路，实现了有源应答器的超低待机监听。通过比较各类型的多种射频定位算法，选用基于ELM分类的定位算法，对低频唤醒接收信号强度指示(RSSI)数据进行分类并实现定位，有效降低了定位算法在线阶段的计算量，在单片机系统中实现了实时定位计算。测试结果表明：定位系统在有效范围内定位精度可达15 cm，定位正确率可达95 %以上，在定位精度和稳定性方面明显优于超高频(UHF)频段射频定位系统。

关键词：无线定位； 低频唤醒； 极限学习机； 接收信号强度指示

0引言

随着电子信息和物联网技术的发展，室内定位在商业、工业、服务业等众多领域有着越来越突出的需求[1]。发展至今，射频通信技术和接收信号强度(RSS)检测成为了室内定位技术的主要技术手段[2～4]。多数定位系统使用超高频(UHF)频段信号的接收信号强度指示(RSSI)进行定位，UHF频段信号强度容易受到墙体、人体和其他遮挡物影响，从而降低了定位准确性。虽然有学者提出了各种改进方法[5～8]，但未能消除信号自身性质对定位准确性的影响。与UHF频段相比，低频(LF)信号波长更长，近场通信更加稳定，不易受遮挡影响，且强度随距离衰减明显，有利于获得更高的定位精度。……