卢圣文，欧 文

(1.中国科学院物联网研究发展中心，江苏 无锡 214135； 2. 中国科学院大学 微电子学院，北京 100049；3.中国科学院微电子研究所,北京 100029)

0 引言

在我国,目前对奶牛的养殖等主要采用传统编码以及无源RFID进行溯源管理, 存在信息量小、不能采集奶牛生命体征信息、识别距离短和不能主动发送自身信息等问题。随着智能化时代的到来，物联网在各个方面得到广泛应用，牧场管理的智能化需求也日益凸显。牧场管理的智能化主要体现在对动物体的位置信息、生命体征信息两方面的监控，实现养殖过程中对动物健康状态的更精细化的管理。在生命体征方面有体温、血压、呼吸和脉搏等反映健康状态的指标，目前的研究主要集中在对体温的监测上，中国农业科学院的蔡勇研究了牛的体温监测[1]，浙江大学杨威研究了鸡的体温监测[2]。在位置信息方面，关键是传感器的位置信息获取，主要有基于测距的定位方法和距离无关的定位方法两类。基于测距的定位通过测量节点之间的距离或角度关系，使用三边测量法、三角测量法或极大似然估计法计算节点位置。目前的测距方法[3]有到达时间法(Time Of Arrival，TOA)[4]、到达角度法(Angle Of Arrival，AOA)[5]、到达时间差法(Time Difference On Arrival，TDOA)[6]和接收信号强度法(Received Single Strength Indicator，RSSI)[7]。距离无关的定位方法有质心定位法[8]、DV-Hop算法[9]和近似三角形内点法(Approximate Point-in-Triangulation, APIT)[10]等。本文针对牧场管理需求，重点针对低成本和低功耗的要求，实现了集成动物体温采集的RIFD标签，研究改进和实现了基于RSSI测距的定位算法。

1 有源RFID系统组成及其工作原理

有源RFID系统可以分为三个部分：有源标签、读写器和上位机。……