基于直接序列擴(kuò)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(kuò)頻技術(shù)的RFID定位方法，該方法主要包括：固定標(biāo)簽通過廣播定位信息喚醒指定的移動(dòng)標(biāo)簽；移動(dòng)標(biāo)簽通過直接擴(kuò)頻序列回復(fù)位置信息；固定標(biāo)簽計(jì)算出距離信息，并傳送給閱讀器；上位計(jì)算機(jī)從閱讀器收集多個(gè)距離信息，并計(jì)算出移動(dòng)標(biāo)簽的位置。其通過利用直接擴(kuò)頻序列完成位置標(biāo)簽和移動(dòng)標(biāo)簽之間的通訊，計(jì)算得到標(biāo)簽位置，這樣就可以解決在測(cè)量距離較遠(yuǎn)的時(shí)候，仍然得到比較高的測(cè)量精度。
【專利說明】基于直接序列擴(kuò)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(kuò)頻技術(shù)的有源RFID定位方法的設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的射頻定位短距離技術(shù)有雷達(dá)定位、無線測(cè)向走位、信號(hào)強(qiáng)度RSSI定位、TOA (射頻信號(hào)傳輸時(shí)間)以及TDAO (射頻信號(hào)傳輸時(shí)間差)等定位方法。雷達(dá)搜尋定位系統(tǒng)，就是使用雷達(dá)在不同方向上向外發(fā)射信號(hào)，再通過對(duì)被搜尋目標(biāo)返回信號(hào)的分析，來確定被搜尋目標(biāo)的位置，這種做法的典型例子，就是利用軍事雷達(dá)來搜尋敵方的飛機(jī)，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(cè)向走位系統(tǒng)，首先需要在被搜尋的對(duì)象身上，安裝一個(gè)簡單的無線信號(hào)發(fā)生裝置，間歇性的向外發(fā)射信號(hào)，搜尋人員需要利用走向天線和監(jiān)聽設(shè)備來確定信號(hào)源的大致方向，并根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱，來判斷被搜尋目標(biāo)的大概位置，這種方法雖然簡單，但準(zhǔn)確性差。
[0003]由于技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)今許多單芯片制成的微功率收發(fā)機(jī)，都具有信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)功能，因而，利用接收到的信號(hào)強(qiáng)度大小(RSSI)，來判別移動(dòng)目標(biāo)位置，也成為一種定位的方法。
[0004]利用測(cè)量射頻信號(hào)從搜尋目標(biāo)，到監(jiān)聽接收機(jī)傳輸時(shí)間(TOA)定位的方法，由于對(duì)信號(hào)源和信號(hào)接收機(jī)兩者時(shí)間的同步要求很高，因而也不實(shí)用；利用測(cè)量兩種不同信號(hào)(例如射頻信號(hào)和超聲波信號(hào))，從信號(hào)源到信號(hào)接收機(jī)傳輸時(shí)間差(TDOA)定位的方法，由于需要使用兩種不同的信號(hào)，也就需要使用兩種發(fā)射和接收不同信號(hào)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(shí)，這種定位方法的準(zhǔn)確性與時(shí)間差測(cè)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(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。無線電的信號(hào)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(biāo)簽上傳送出去，以自動(dòng)辨識(shí)與追蹤該物品。某些標(biāo)簽在識(shí)別時(shí)從識(shí)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(biāo)簽本身擁有電源，并可以主動(dòng)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(diǎn)是容易受到信號(hào)的干擾，并且在對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行定位時(shí)如果距離較遠(yuǎn)也存在測(cè)量精度不高的缺點(diǎn)。
[0006]目前基于RSSI的測(cè)距方法一般采用如下的對(duì)數(shù)損耗模型:
【權(quán)利要求】
1.基于直接序列擴(kuò)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(biāo)簽的位置，并將固定標(biāo)簽的位置信息和ID信息通過閱讀器發(fā)送至上位計(jì)算機(jī)，由上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)； 52、由閱讀器向固定標(biāo)簽發(fā)送定位指令，固定標(biāo)簽接收定位指令； 53、固定標(biāo)簽在覆蓋范圍區(qū)域內(nèi)與移動(dòng)標(biāo)簽進(jìn)行直接擴(kuò)頻通信，移動(dòng)標(biāo)簽將本身的ID信息通過直接擴(kuò)頻序列回復(fù)至固定標(biāo)簽； 54、固定標(biāo)簽計(jì)算與移動(dòng)標(biāo)簽的距離，并將距離信息與固定標(biāo)簽的ID信息發(fā)送至閱讀器，閱讀器接收所有固定標(biāo)簽發(fā)送的定位信息并上傳到上位計(jì)算機(jī)，由上位計(jì)算機(jī)根據(jù)存儲(chǔ)的固定標(biāo)簽的ID信息與接收到的定位信息進(jìn)行比對(duì)得到移動(dòng)標(biāo)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(biāo)簽和移動(dòng)標(biāo)簽在默認(rèn)狀態(tài)下都處于周期性睡眠狀態(tài)，每隔固定的時(shí)間會(huì)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(dòng)標(biāo)簽向固定標(biāo)簽發(fā)送的定位信息在移動(dòng)標(biāo)簽中要經(jīng)歷的過程為:信息編碼，信號(hào)格式的生成，直接擴(kuò)頻調(diào)制，基帶濾波，整形，正交上變頻，通帶濾波，信號(hào)放大，最終通過天線發(fā)送給固定標(biāo)簽。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定標(biāo)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(jì)算固定標(biāo)簽與移動(dòng)標(biāo)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(biāo)簽與移動(dòng)標(biāo)簽之間的直接序列擴(kuò)頻的通信過程和計(jì)算固定標(biāo)簽與移動(dòng)標(biāo)簽之間距離的過程為:首先固定標(biāo)簽將或定位指令進(jìn)行組幀，然后進(jìn)行擴(kuò)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(kuò)頻信號(hào)在固定標(biāo)簽覆蓋的區(qū)域里進(jìn)行廣播； 移動(dòng)標(biāo)簽收到定位指令，經(jīng)過解調(diào)和解擴(kuò)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(hào)調(diào)制到下行載波，通過上述同樣直接序列擴(kuò)頻的方式發(fā)送給對(duì)應(yīng)的固定標(biāo)簽； 固定標(biāo)簽獲得反饋由移動(dòng)標(biāo)簽回復(fù)的定位信息，則通過比較器對(duì)比這一偽碼序列與最初發(fā)送的上行偽碼序列的相位，計(jì)算出時(shí)間差，減去固定的延時(shí)，得到總延時(shí)，計(jì)算出固定標(biāo)簽與移動(dòng)標(biāo)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(kuò)頻過程中偽碼選擇m序列作為擴(kuò)頻偽碼，信號(hào)的格式由幀頭、標(biāo)識(shí)位、數(shù)據(jù)段和CRC校驗(yàn)組成，其中所述幀頭用于信號(hào)跟蹤，標(biāo)識(shí)位作為到達(dá)時(shí)間計(jì)時(shí)標(biāo)識(shí)，數(shù)據(jù)段包含位置標(biāo)簽和移動(dòng)標(biāo)簽的ID，用于不同標(biāo)簽的區(qū)分，CRC校驗(yàn)用于差錯(cuò)校驗(yàn)。
【文檔編號(hào)】G06K7/00GK103632117SQ201310612126
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)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(qǐng)人:電子科技大學(xué)