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淺析基于RFID和ZigBee的室內定位技術

sz_xindoo2006 ? 來源:sz_xindoo2006 ? 作者:sz_xindoo2006 ? 2022-02-23 11:05 ? 次閱讀

隨著物聯網的研討和無線傳感網絡技能迅速發展,室內定位的ZigBee技能作為一種新興的低成本、低功耗、低速率短間隔的無線傳感網絡技能,它是根據IEEE802.15.4標準開發的無線協議。IEEE802.15.4擔任物理層和MAC層,而ZigBee聯盟擔任制定網絡層和應用層。使用ZigBee技能完成定位具有低成本、低功耗的長處,且信號傳輸不受視距的影響,被廣泛的應用于環境監測工業現場采集、智能家居和醫療護理等范疇。

RFID(Radio Frequency Identification,射頻識別)是使用射頻信號經過空間融合(交變磁場或電磁場)完成無觸摸信息傳遞并經過所傳遞的信息到達自動識別意圖的技能。射頻識別卡的長處就在于它的非觸摸性,因而它在完成識別作業時無須人工干預,適于完成自動化、可識別高速運動物體并可同時識別多個射頻卡,操作方便方便。RFID室內定位技能是一個簇新的技能應用范疇,它小僅涵蓋了射頻技能,還包含了射頻技能、密碼學、通訊原理和半導體集成電路技能,是一個多學科歸納的新興學科。因而,對RFID技能的認識和研討具有深遠的理論意義。

目前完成室內定位主要有根據測距技能和非測距技能,根據測距的定位算法有AOA、TOA、TDOA、RSSI;根據非測距技能的定位算法主要有:DV-Hop定位算法、質心算法、凸規劃定位算法等。根據測距的定位機制定位精度相對較高,在低功率無線設備組成的高密度網中,由于各設備之間的同步無法完成,使用AOA、TDOA估量具體難以完成。雖然可以經過丈量TOA來估量間隔,可是多徑和噪聲,以及參閱時鐘的不精確性,都將使間隔估量的效果變差;根據非測距的定位算法無需丈量節點間的絕地信息和視點信息,是使用網絡連通性計算節點的方位,可是定位精度低。而根據RSSI的間隔估量,可以由傳感器節點本身丈量得到,不需要額定的硬什支持。

與單純使用連通訊息的算法比較,RSSI增添了額定的有價值的信息。所以根據RSSI的測距是無線傳感網絡較常用的辦法。本人經過根據RSSI的測距技能,采用RFID和ZigBee技能相融合的室內定位體系規劃,有效的提高了室內的定位精度,以及完成了房間級的定位。

室內定位體系的整體規劃:

本體系的規劃有5個部分組成,包含上位機、網關、基站、電子標簽、參閱節點。上位機的功用是監控和辦理整個體系。

網關的功用是由協調器來充當,它在整個體系中起著至關重要的左右,首要它要呼應上位機宣布的指令,開啟網絡,等候其他類型的節點入網,其實還要接納各節點的上傳的數據并傳送給上位機軟件處理。基站是由ZigBee模塊和RFIDReader模塊組成,它們之間經過RX/TX進行數據的傳輸,基站的功用是在定位過程中接納上位機發送過來的消息,以調制的方法形成射頻信號,經過天線不斷的向外發送射頻信號;其中的ZigBee模塊也可以作為參閱節點的作用,可以將本身的坐標信息和RSSI值發送給盲節點。

審核編輯:湯梓紅

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