亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于RSSI的無源標(biāo)簽室內(nèi)定位方法

        2020-03-31 11:10:10寶,王杰,楊
        物流技術(shù) 2020年2期
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)

        張 寶,王 杰,楊 濤

        (1.四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,四川 綿陽 621000;2.西南科技大學(xué) 信息工程學(xué)院,四川 綿陽 621010)

        1 引言

        RFID 技術(shù)性價(jià)比高,維護(hù)費(fèi)用低、安全性高,其應(yīng)用可涉及交通物流、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、電子商務(wù)、智能制造和倉儲管理等諸多方面[1-2]。RFID系統(tǒng)工作不受環(huán)境干擾[3],能配合無人機(jī)高速且同時(shí)識別多個(gè)標(biāo)簽[4],國內(nèi)外學(xué)者對其進(jìn)行大力研究,提出許多新的方法和改進(jìn)算法。Wada,等[5]提出了一種新的通信距離識別方案,RFID閱讀器通過讀取標(biāo)簽來識別通信范圍,利用通信范圍的邊緣來估計(jì)標(biāo)簽的方向。Manzoor,等[6]提出一種利用多標(biāo)簽定位未知標(biāo)簽的算法,與傳統(tǒng)的LANDMARC算法不同,該算法可用于三維標(biāo)簽定位。Martin,等[7]在分析反向散射應(yīng)答器信號的基礎(chǔ)上,提出了一種無源超高頻RFID標(biāo)簽的二維定位系統(tǒng),結(jié)合固有相位和幅值的估計(jì),引入最大似然位置估計(jì)器,從而較精確地實(shí)現(xiàn)了二位標(biāo)簽系統(tǒng)的定位。JI Xiu,等[8]提出一種利用相鄰信標(biāo)節(jié)點(diǎn)校正RSSI測距的N-APIT 算法,提高了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的覆蓋率,通過仿真證實(shí)該算法在減少測距誤差和節(jié)點(diǎn)覆蓋方面具有顯著的優(yōu)越性。

        2 基于RSSI的無源RFID定位算法

        本文采用基于RSSI的定位算法設(shè)計(jì)室內(nèi)定位實(shí)驗(yàn),該算法實(shí)現(xiàn)成本低,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證容易,無需網(wǎng)絡(luò)和額外設(shè)備,僅需閱讀器正常工作即可實(shí)現(xiàn)定位,在惡劣環(huán)境下仍然適用。

        基于RSSI 的室內(nèi)定位算法,通過測量試驗(yàn)環(huán)境中目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的RSSI值,利用信號傳播衰減模型,計(jì)算信息傳播過程中由路徑損耗引起的損失值,進(jìn)而得到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)與信號發(fā)出點(diǎn)間的直線距離,通過選擇合適的算法,得到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息,從而實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的定位。在表征RF 信號的衰減程度與傳播距離兩者間關(guān)聯(lián)時(shí),常用忽略偶然誤差ζ的對數(shù)距離路徑損耗模型[9],其公式為

        式中:P—實(shí)測RSSI 值,dBm;P0—參考 RSSI 值;n—路徑損耗指數(shù);d—閱讀器與標(biāo)簽的間距,m;d0—參考距離,通常取值為1m。

        本文選用的室內(nèi)定位方法具體做法是,在室內(nèi)選擇一處無遮擋無干擾的區(qū)域,并按規(guī)則在該區(qū)域內(nèi)布設(shè)若干無源標(biāo)簽,相鄰標(biāo)簽的前后左右間距相同,按標(biāo)簽布置方式建立坐標(biāo)系,記錄參考標(biāo)簽的坐標(biāo)值。當(dāng)RFID讀取系統(tǒng)電源接通后,由實(shí)驗(yàn)人員通過Android開發(fā)板控制閱讀器模塊工作狀態(tài),人為設(shè)置好閱讀器功率參數(shù)后,下達(dá)閱讀器讀取命令,由天線發(fā)出RF 信號,掃描并識別周圍區(qū)域中的無源標(biāo)簽。當(dāng)閱讀器讀取到標(biāo)簽信號后,將獲取并在屏幕上顯示該標(biāo)簽的EPC號和對應(yīng)的RSSI值。利用路徑損耗模型,便可解算出兩者間距,再由三邊測量法構(gòu)建方程組,獲取閱讀器的坐標(biāo)信息。

        圖1 三邊測量法定位示意圖

        三邊測量法定位如圖1所示,三邊測量法[10]定位原理:假設(shè)待定目標(biāo)坐標(biāo)為(x,y),利用已知坐標(biāo)A 點(diǎn)(x1,y1)、B 點(diǎn)(x2,y2)、C 點(diǎn)(x3,y3)和 AO 距離 d1、BO 距離 d2、CO 距離d3,建立公式(2)的方程組用于求解待定目標(biāo)的坐標(biāo)值。

        由公式(2)通過計(jì)算可得到待定目標(biāo)的坐標(biāo)(x,y)為:

        即:

        其中

        3 室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        3.1 定位流程設(shè)計(jì)

        本文采用如圖2 所示的定位流程,先進(jìn)行RFID硬件系統(tǒng)選型,通過測試實(shí)驗(yàn)求取路徑損耗指數(shù)n和參考信號強(qiáng)度P0,再根據(jù)本文選用方法進(jìn)行定位實(shí)驗(yàn)。

        圖2 RFID室內(nèi)定位流程

        3.2 硬件選型結(jié)果

        (1)UHF-RFID 閱讀器。RFID 閱讀器選型結(jié)果見表1。

        表1 閱讀器選型結(jié)果

        (2)UHF 無源標(biāo)簽。無源電子標(biāo)簽采用抗金屬PCB材質(zhì),可不受環(huán)境金屬物質(zhì)干擾,選型結(jié)果見表2。

        表2 無源標(biāo)簽選型結(jié)果

        4 室內(nèi)定位實(shí)驗(yàn)研究

        4.1 模型參數(shù)解算

        利用對數(shù)距離路徑損耗模型定位,需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)具體環(huán)境進(jìn)行測定并解算n 和P0。將d0取值為1m,令f(x)=P,x=-10lgd,代入式(1),則得f(x)=P0+nx,通過測量多組數(shù)據(jù),用最小二乘估計(jì)法擬合直線,獲取模型參數(shù)值。

        由于標(biāo)簽附著物材質(zhì)不同,不同材質(zhì)損耗系數(shù)差異很大,實(shí)驗(yàn)時(shí),要保證附著物材質(zhì)一致,故將所有標(biāo)簽附著在相同的地板上,減小定位誤差。以圖3所示的方式,首先標(biāo)記閱讀器的位置,以0.5m的距離為間隔標(biāo)記6 個(gè)點(diǎn),將同種型號的10 塊標(biāo)簽依次放在各點(diǎn)測量5 次,記錄標(biāo)簽的RSSI 值并求取各點(diǎn)處的平均值。觀測時(shí),閱讀器和標(biāo)簽離地高度為0.5m,閱讀器天線增益設(shè)置為26,保持天線方向與標(biāo)簽垂直,標(biāo)簽無遮蓋。

        圖3 模型參數(shù)解算實(shí)驗(yàn)

        表3 所示為各點(diǎn)處RSSI 值的平均值,f(x)即為信號強(qiáng)度值。利用MATLAB將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以最小二乘法擬合直線,如圖4 所示,求解出模型參數(shù)中n 為1.77,P0為-64.53。

        表3 x與P0的測量值

        4.2 室內(nèi)定位實(shí)驗(yàn)研究

        圖4 最小二乘法擬合直線求解模型參數(shù)

        將標(biāo)簽按照圖5所示的陣型排布,參考標(biāo)簽之間兩兩間隔0.5m,分別記錄標(biāo)簽1~16的坐標(biāo)信息。將閱讀器和天線離地高度也設(shè)置為0.5m,天線的正面與地面平行,確保天線以最大范圍工作。將閱讀器放置在四周布滿標(biāo)簽的不同區(qū)域,重復(fù)若干次實(shí)驗(yàn),閱讀器每讀取一次標(biāo)簽信息,實(shí)時(shí)記錄標(biāo)簽EPC 信息和RSSI值,并測量此時(shí)閱讀器的坐標(biāo)。

        圖5 標(biāo)簽布置

        圖6 為本次實(shí)驗(yàn)采用的RFID 硬件系統(tǒng),包括RFID閱讀器模塊、天線、顯示屏、Android開發(fā)板。圖7為定位系統(tǒng)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)圖,以4×4的方式布設(shè)無源標(biāo)簽。

        表4中列出部分實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù),當(dāng)閱讀器進(jìn)入布滿RFID標(biāo)簽的區(qū)域時(shí),測量并記錄讀取標(biāo)簽時(shí)閱讀器的真實(shí)坐標(biāo),由參考標(biāo)簽的坐標(biāo)和各標(biāo)簽至閱讀器的距離建立方程,解算出閱讀器的定位坐標(biāo)。

        用MATLAB將計(jì)算出的閱讀器定位坐標(biāo)和真實(shí)坐標(biāo)繪制在圖8 中,從圖中可以清晰地看出RFID 定位存在一定誤差。首先是由于標(biāo)簽和閱讀器本身具有一定的尺寸,不能完全等效為一個(gè)點(diǎn)。由于室內(nèi)環(huán)境存在多徑效應(yīng),且無線信號在室內(nèi)各點(diǎn)傳播情況不盡相同,所以相同的路徑損耗指數(shù)不能完全匹配各點(diǎn)的實(shí)際情況,導(dǎo)致距離擬合不準(zhǔn)確,最終影響定位精度。但坐標(biāo)的x軸和y軸誤差幾乎都在10%以內(nèi),基本能滿足大多數(shù)室內(nèi)定位的需求。

        圖6 RFID硬件系統(tǒng)

        圖7 定位系統(tǒng)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)圖

        表4 部分定位實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

        5 結(jié)語

        本文對RFID室內(nèi)定位方法進(jìn)行了研究,提出了利用單閱讀器和低成本的多無源電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)區(qū)域定位的方法。本文基于低成本易實(shí)現(xiàn)的RSSI算法展開,用對數(shù)距離路徑損耗模型計(jì)算出參考標(biāo)簽與閱讀器間距,從而獲取RFID 閱讀器的定位坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)室內(nèi)區(qū)域定位,與實(shí)測坐標(biāo)進(jìn)行比對,分析了定位誤差產(chǎn)生的原因。

        圖8 閱讀器定位坐標(biāo)與真實(shí)坐標(biāo)

        猜你喜歡
        實(shí)驗(yàn)
        我做了一項(xiàng)小實(shí)驗(yàn)
        記住“三個(gè)字”,寫好小實(shí)驗(yàn)
        我做了一項(xiàng)小實(shí)驗(yàn)
        我做了一項(xiàng)小實(shí)驗(yàn)
        記一次有趣的實(shí)驗(yàn)
        有趣的實(shí)驗(yàn)
        微型實(shí)驗(yàn)里看“燃燒”
        做個(gè)怪怪長實(shí)驗(yàn)
        NO與NO2相互轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
        實(shí)踐十號上的19項(xiàng)實(shí)驗(yàn)
        太空探索(2016年5期)2016-07-12 15:17:55
        亚洲经典三级| 欧美xxxxx高潮喷水麻豆| 成年女人黄小视频| 免费无码肉片在线观看| 亚洲 国产 韩国 欧美 在线| av人妻在线一区二区三区| 亚洲av成人无码久久精品老人| 亚洲国产美女精品久久久| 成黄色片视频日本秘书丝袜 | 日本三级吃奶头添泬| 午夜无码国产理论在线| 国内精品一区二区2021在线| 国产精品天堂在线观看| 国产精品久久久福利| 真实国产老熟女粗口对白| 粗大挺进尤物人妻一区二区| 精品久久免费国产乱色也| 一区二区和激情视频| 国产乱子伦一区二区三区| 国产精品色内内在线播放| 激情都市亚洲一区二区| 国产精品毛片一区二区三区| 精品国产一区二区三区久久久狼| aa视频在线观看播放免费| 扒开美女内裤舔出白水| 欧美成人精品午夜免费影视| 国产精品免费久久久免费| 看中文字幕一区二区三区| 天天做天天爱夜夜爽| 曰本女人牲交全视频免费播放| 亚洲av中文aⅴ无码av不卡| 亚洲av三级黄色在线观看| 国产成人无码av一区二区| 无码人妻少妇久久中文字幕蜜桃 | 中文字幕av熟女中文av| 性无码免费一区二区三区在线| 亚洲国产福利精品一区二区| 日本视频一区二区这里只有精品| 亚洲爆乳无码精品aaa片蜜桃 | 亚洲黄片av在线播放| 手机在线免费观看av不卡网站|