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1、基于有源RFID智能社区中人员定位系统简介一、研究背景世界范围内在室外定位技术中，包括美国的全球定位技术、欧盟的伽利略球定位技术、中国的北斗全球定位技术、俄罗斯的格林纳斯全球定位技术，他们已广泛应用在全球的军用、民用的领域。其中全球定位技术是应用最为广泛的、最具影响力的。是通讯卫星和终端接收设备相互交互信息，对目标物体实现经巧度定位。但是在室内定位方面，因为室内障碍物较多，并且存在非视距效应和多路径效应，信号很容易被外界因素干扰。基于室内环境的复杂性，不能对物体实施准确的经韩度的定位计算，定位产生的误差较大，甚至不能够对目标物体跟踪定位。为克服这些缺点无线射频识别定位技术成为室内定位技术的热口
2、技术。射频识别技术简称RFID，是从世纪年代兴起的一种无线自动识别技术，其物理原理是通过电磁场藉合或磁场稱合者来发射电磁波来进行信息的传递，并通传递的信息来识别物体因此，RHD读写器读取标签时无需接触。RF瓜具有便利应用、小体积、长寿命、大容量、无机械磨损、无需可见光源、可重复使用、强抗污染能力和强耐久性等特点。RFID标签可处在恶劣环境下工作，读取距离可根据情况调整，能够采用防碰撞算法来支持多个目标、移动目标的识别。射频识别技术利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据达到识别和定位的目的。这种技术成本低、传输范围大，同时有非接触和非视距的优点，可望成为化选的室内定位技术。据调查，全球采用RF
3、ID实时定位系统的企业越来越多，业内专家预测，RFID实时定位系统在未来十年间将会呈现持续、快速的发展势头。实时定位系统的特点就是在恰当的时间提供准确的信息，从而提高效率，提供更好的服务。实时定位系统可广泛应用于医疗部口对病人的实时定位、企业对资产的管理与追逐、智能楼宇的人员追踪定位等领域。当前对瓜定位技术的研究主要集中在两个方面，即定位算法和定位方案。比较流行的定位算法主要有角定位法、位置指纹算法、空间邻近法。不同算法其定位精度、算法复杂度及对硬件的要求等都会有很大差别，因此在实现定位系统的时候需要根据实际的环境和需求选择合适的算法，或者对算法进行适当的改进。目前许多高校和企业都在研巧定位，
4、提出了不少优秀的定位方案。二、国内外研究现状近年来在国外RFID发展势头良好，RFID的标准制定、天线技术、中间件、安全与隐私、防碰撞等方面王作己经广泛的展开，并形成了较成熟的应用。在标准制定方面，目前国际上没有形成统一的标准。现有五大标准，其中，EPCGlobal是由北美UCC（产品统一编码姐织）和欧洲EAN（产品标准姐织）共同成立，美国的沃尔玛连锁集团、英国Tesco等多家流通企业都是EPC的成员，并且旧、微软、AutoIDlab等公司都在进行技术研究支持。而AIM、UID、ISO则欧美国家和曰本为主；的成员由亚洲、非洲、大洋洲等国家为主。相比之下，EPCGlobal由于实力较强RFID在
5、美国、英国等国家都有了广泛的应用。其中涉及流水线生产交通运输、医疗管迪气防伪防盗、人员跟踪伽气物流等领热基于实时定位系统（）是阻的一个重要应用方向，目前已经取得了成功的研究成果。民使用无线遥感技术为用户提供无线服务，主要应用于已经具备无线连接特性的网络区域内的物体进行实时定位跟踪。例如，在运输过程中对货物的跟踪。目前己经有很多RFID实时定位的成功案例。例如：2008年美国装甲车制造商NavistarDefense使用400个可重复使用的.4有源RF瓜栋签、五个无线定位传感器和个定位接入点搭建了一个实时跟踪系统，跟踪装甲车的生产过程该系统使得NAVISTAR公司能在任何时间内准确的判断装甲车所
6、处的加工加工阶段，并能获知每个加工过程的时间从而改进生产流程。此外，由于无需人工记录车辆的相关信息。公司节约了约万美元。国外很多医院也采用了RF瓜定位技术。RFID可应用于医疗设备的定位及防盗。波顿Brigham and Women医院在2008年安装实施了民adainse的实时定位系统，总共在8000多个医疗设施贴上了RF瓜标签，通过标签医务人员可跟踪它们的位置，使用电脑就可知道某个设备在哪个房间，极大的提高了病人护理服务的质量和效率，加快了病人流的处理。而且医院也可根据收集到的历史数据判断出设备的使用频率，从而能够做出设备购买和租借的决策。国外一些医院还将RFID定位技术推广到了专业护理和
7、病人识别中。虽然到目前为止，全球市场上的RTLS系统为数不多，但是随着RTLS技术的进一步发展，及其性能改良和便捷化设计，具预测到2016年，民TRLS的应用量将会有很幅度的上升，销售额估计会突破化美元。其必然会有新的标准、规则及新的配套设备。我国在RFID技术与应用的标准化研究工作上有一定的基础。2005年10月，信息产业部科技司批准成立了电子标签标准工作姐，工作组的总体目标是建立一套基本完备的、能为我国RFID产业提供支撑的RFID标准体系。目前工作組己从多个方面开展了相关标准的研究制订工作，已公布的RFID相关标准主要有GB18937-2003全国产品与服务统一标识代码编制规则、TB/T
8、 3070-2002铁路机车车辆自动识别设备技术条件、GB/T20563-2006动物射频识别代码结构、集成电路卡模块技术规范、建设事业IC卡应用技术等应用标准。在技术标准方面，依据ISO圧C15693系列标准己经完成国家标准的起早工作，参照ISO圧C18000系列标准制订国家标准的工作正在进行中，此外，我国在食品安全追溯方面正在研究相关标准，包括：食品安全追溯方法及一般原则、食品安全追溯系统数据规范、食品安全追溯系统管理与维护规范。在集装箱方面，相关的RFID标准已通过ISOTC104标准化工作组讨论，该标准由中集集团起草。目前ISO的集装箱方面的民RFID标准有ISO10374、ISO18
9、185、ISOn363。由中国提出的十进制网络编码也引起了世界的关注。我国的RFID技术的研究上发展迅速。在标签、中间件RF瓜应用等方面均有了广泛、深入的研巧，并且射频识别技术与应用己经列入国家863计划的重大项目。目前我国的典型、著名的RFID应用是中国铁路车号远距离自动识别系统。其实，RF瓜应用己经深度到了我国国民生产、生活的各个方面，许多城市己经实现了公交射频卡作为预付费电子车票应用，付费电子卡等；我国已经在第二代身份证中植入了RF瓜忘片。随着该技术的不断发展，RF瓜在我国居民社区管理、物流、零售业、医巧管理等领域全面开始应用。当前，在RFID实时定位领域的引用，国内研究的较少，但是其发
10、展前景非常可观。我国己经出现了一批从事RFID定位开发的企业，并自主研发出了RFID定位产品。比如一批优秀的企业，其开发的产品也被国外的企业应用。值得我们关注的是，我国是全球最大的RFID应用的潜在市场，但是目前面临的问题是没有掌握核如的RFID技术和产品。这使得国外的关于RFID的标准和技术占领了我国的市场，我国要积极开展RF瓜的相关研究。目前RFID国际标准仍未形成，这给我国制定自主知识产权的RFID标准体系提供了良好契机。为了避免国外占领我国RFID的技术和产品市场，我国应根据我国RF瓜产业的现状，紧跟RFID国际标准化进程，尽快得到国际上获得广泛认可的最新标准瓜T（等效采用）或者MOD
11、非等效采用）。至于能够在RF国际标准的起草阶段就参与或者跟进，将国际上最新的标准化理念和技术指标本化。三、研究的意义近年来，随着科技的进步及城市规模的迅速发展，居民社区的数量不断上升，过去那种依赖人的管理方式已经不能适应当前的需要。科技的进步对现有的居民社区管理模式提出了更多、更新的要求。积极探索和发展智能社区势在必行。智能社区建设就是有效地利用通讯技术、网络技术、计算机技术等现代化技术和设施，对传统的居民社区的管理机制、组织结构、人员等诸方面进行优化、改造、重组，实现智能社区管理工作更科学、更安全、更高效地履巧居民社区的各项功能。智能化区己经成为一个发展趋势，并己经逐渐形成规模在智能社区中人
12、员的定位是非常重要的，能够有效的提高社区的管理效率。人口老龄化问题日益突出，在社区中对老年人的看护问题日益突出，对有也脑血管、意识不清等疾病的老年人需要及时了解其位置，才能在其发病时对其进行及时的救治。随着科技的进步，智能社区的己经成为现在社区发展的趋势，而社区中人员的定位技术是智能社区的一个重要组成部分。因此，本文的目的是研究和实现一套适合居民狂区的定位系统，使得居民社区的管理更高效、更人性化，让居民生活步入信息化时代。四、RFID技术概况RFID技术是一种新兴的非接触式自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别
13、商速运动物体并可同时识别多个标签。该技术的优点突出：第一，可识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；第二，其采用无线电射频，可透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息；第，可同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读。此外，储存的信息量也非常大。最基本的RFID系统由电子标签、读写器、天线等部分组成。五、系统组成一个RFID定位系统由电子标签、读写器、RFID天线、中间件及后台计算机狙成。如图所示。（）电子标签一般来说，电子标签由读写模块和天线组成，存储着待识别目标的相关信息，它可附在待识别物体的表面，也可植入体内。电子标签是数据的载体，它可多次地被阅读器
14、写入和读出。按读取方式来划分，电子标签可分为只读标签、可写标签、可读可写标签。电子标签有很多形状，大体可分为纸质的标签、玻璃标签、金属标签、塑料标签等。电子标签有很多的分类方法，工作原理来说，瓜标签可分为：有源标签USKW、无源标签、半有源标签。（）有源标签：有源标签内部装有微型电池，为标签芯片的工作提供能量所读取距离要比无源标签的读取距离大得多。因为有源标签内部鬟有电池，所它比无源标签昂贵，它的体积也很大，不方便携带，况且电池的寿命也很短，一般为-11年。所以说，有源标签主要应用在性能要比较高和读写距离要求较话的特殊场合中。（b）无源标签：无源标签一般无内嵌电池，主要是靠电磁感应来产生电流，
15、供内部巧片工作的。它的工作原理是：阅读器发射电磁波，无源标签通过自己的天线接收发射过来的一部分电磁波，通过电磁感应，把电磁波的能量转化为电流，供内部苍片工作，然后内部新片把处理好的数据信息，加载在无源标签天线的发射波上，再传回给阅读器，由于电磁波在传播中的衰减特性，读取距离没有有源标签远。无源标签与有源标签相比价格低、体积小、重量轻，所它在很多领域有着广泛的应巧。（c）半有源标签：半有源与有源标签及其相似，它的内部也嵌入了微型电池。所以它既有有源标签的远距离读取特性，又有无源标签的多适应性。当标签有电时，可以充当有源标签使用。当电池没电时，又可作为无源电子标签继续使用，所半有源标签的使用寿命是前两种标签使用寿命的之和，半有源标签有望成为电子标签一个新的发展领域。（2）巧读写器RFID读写器的任务是接收和发射射频信号，通过射频化发器接收来自标签上的己编码射频信号，对标签的认证识别信息进行解码；将认证识别的信息连带标签上其它相关信息传输到上位机供处理。读写器中的硬件部分控制着读写器的工作。用户可通过相关控制主机或本地终端发布命令来改变或订制工作模式适应具体应巧的需求。绝大多数射频识别系统是按电感稱合的工作原理工作的。读写器在跟踪管理系统的控制下定时地发送一定频率的射频信号，当电子标签进入电磁场时产生感应电流，获得能量和数据，然后向读写器发送自身编码信息。该信息被读写
