基于直接序列擴頻技術(shù)的有源rfid定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于直接序列擴頻技術(shù)的RFID定位方法，該方法主要包括：固定標簽通過廣播定位信息喚醒指定的移動標簽；移動標簽通過直接擴頻序列回復(fù)位置信息；固定標簽計算出距離信息，并傳送給閱讀器；上位計算機從閱讀器收集多個距離信息，并計算出移動標簽的位置。其通過利用直接擴頻序列完成位置標簽和移動標簽之間的通訊，計算得到標簽位置，這樣就可以解決在測量距離較遠的時候，仍然得到比較高的測量精度。
【專利說明】基于直接序列擴頻技術(shù)的有源RFID定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種有源RFID定位方法，具體是一種基于直接序列擴頻技術(shù)的有源RFID定位方法的設(shè)計。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的射頻定位短距離技術(shù)有雷達定位、無線測向走位、信號強度RSSI定位、TOA (射頻信號傳輸時間)以及TDAO (射頻信號傳輸時間差)等定位方法。雷達搜尋定位系統(tǒng)，就是使用雷達在不同方向上向外發(fā)射信號，再通過對被搜尋目標返回信號的分析，來確定被搜尋目標的位置，這種做法的典型例子，就是利用軍事雷達來搜尋敵方的飛機，但是這種方法由于設(shè)備昂貴，體積龐大，顯然也不適用于一般定位應(yīng)用。無線測向走位系統(tǒng)，首先需要在被搜尋的對象身上，安裝一個簡單的無線信號發(fā)生裝置，間歇性的向外發(fā)射信號，搜尋人員需要利用走向天線和監(jiān)聽設(shè)備來確定信號源的大致方向，并根據(jù)信號的強弱，來判斷被搜尋目標的大概位置，這種方法雖然簡單，但準確性差。
[0003]由于技術(shù)的進步，當(dāng)今許多單芯片制成的微功率收發(fā)機，都具有信號強度指示(RSSI)功能，因而，利用接收到的信號強度大小(RSSI)，來判別移動目標位置，也成為一種定位的方法。
[0004]利用測量射頻信號從搜尋目標，到監(jiān)聽接收機傳輸時間(TOA)定位的方法，由于對信號源和信號接收機兩者時間的同步要求很高，因而也不實用；利用測量兩種不同信號(例如射頻信號和超聲波信號)，從信號源到信號接收機傳輸時間差(TDOA)定位的方法，由于需要使用兩種不同的信號，也就需要使用兩種發(fā)射和接收不同信號的設(shè)備，例如超聲波發(fā)生和接收設(shè)備，這就加大了成本，同時，這種定位方法的準確性與時間差測量的精度直接相關(guān)，這就增加了它的使用難度，這也就妨礙它的應(yīng)用。
[0005]RFID (Radio Frequency Identification)是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或者光學(xué)接觸。無線電的信號是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標簽上傳送出去，以自動辨識與追蹤該物品。某些標簽在識別時從識別器發(fā)出的電磁場中就可以得到能量，并不需要電池；也有標簽本身擁有電源，并可以主動發(fā)出無線電波(調(diào)成無線電頻率的電磁場)。但是在現(xiàn)有技術(shù)中的RFID定位方法存在的缺點是容易受到信號的干擾，并且在對移動目標進行定位時如果距離較遠也存在測量精度不高的缺點。
[0006]目前基于RSSI的測距方法一般采用如下的對數(shù)損耗模型:
【權(quán)利要求】
1.基于直接序列擴頻技術(shù)的RFID定位方法，其特征在于，具體包括: 51、設(shè)置固定標簽的位置，并將固定標簽的位置信息和ID信息通過閱讀器發(fā)送至上位計算機，由上位計算機進行存儲； 52、由閱讀器向固定標簽發(fā)送定位指令，固定標簽接收定位指令； 53、固定標簽在覆蓋范圍區(qū)域內(nèi)與移動標簽進行直接擴頻通信，移動標簽將本身的ID信息通過直接擴頻序列回復(fù)至固定標簽； 54、固定標簽計算與移動標簽的距離，并將距離信息與固定標簽的ID信息發(fā)送至閱讀器，閱讀器接收所有固定標簽發(fā)送的定位信息并上傳到上位計算機，由上位計算機根據(jù)存儲的固定標簽的ID信息與接收到的定位信息進行比對得到移動標簽的位置信息。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定標簽和移動標簽在默認狀態(tài)下都處于周期性睡眠狀態(tài)，每隔固定的時間會從周期性睡眠中蘇醒過來偵聽范圍內(nèi)是否有定位指令。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述移動標簽向固定標簽發(fā)送的定位信息在移動標簽中要經(jīng)歷的過程為:信息編碼，信號格式的生成，直接擴頻調(diào)制，基帶濾波，整形，正交上變頻，通帶濾波，信號放大，最終通過天線發(fā)送給固定標簽。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定標簽通過精同步來獲得上行序列和下行序列偽碼之間的相位差來計算固定標簽與移動標簽之間的距離。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述固定標簽與移動標簽之間的直接序列擴頻的通信過程和計算固定標簽與移動標簽之間距離的過程為:首先固定標簽將或定位指令進行組幀，然后進行擴頻，經(jīng)過正上變頻，調(diào)制到載波上并由天線發(fā)射出去，擴頻信號在固定標簽覆蓋的區(qū)域里進行廣播； 移動標簽收到定位指令，經(jīng)過解調(diào)和解擴后，獲取定位指令，偽碼生成器生成復(fù)制偽碼序列，同步于鎖定的上行序列，復(fù)制偽碼序列作為下行信號調(diào)制到下行載波，通過上述同樣直接序列擴頻的方式發(fā)送給對應(yīng)的固定標簽； 固定標簽獲得反饋由移動標簽回復(fù)的定位信息，則通過比較器對比這一偽碼序列與最初發(fā)送的上行偽碼序列的相位，計算出時間差，減去固定的延時，得到總延時，計算出固定標簽與移動標簽之間的距離。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，序列在擴頻過程中偽碼選擇m序列作為擴頻偽碼，信號的格式由幀頭、標識位、數(shù)據(jù)段和CRC校驗組成，其中所述幀頭用于信號跟蹤，標識位作為到達時間計時標識，數(shù)據(jù)段包含位置標簽和移動標簽的ID，用于不同標簽的區(qū)分，CRC校驗用于差錯校驗。
【文檔編號】G06K7/00GK103632117SQ201310612126
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】徐展, 易顯天, 田忠, 鄧翀 申請人:電子科技大學(xué)