有源RFID定位系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）技術是20世紀50年代從雷達技術中派生的目標識別與定位技術，在20世紀80年代以后得到了迅猛發(fā)展。該技術主要用于非接觸式雙向無線通信，從而獲取目標對象的特征信息，達到識別和定位的目的。射頻識別技術因其免接觸、非視距、高精度、低成本和擴展方便等特性，已成為室內(nèi)定位技術方案的第一選擇。RFID定位方法種類繁多，RSSI(Received SignalStren

2、gth Indication，接收信號強度指示)是一種很常見的方法，但該方法定位精度低、易受環(huán)境干擾。所以本文設計了一套將超聲波與射頻技術結合起來，采用TOA(TimeOf Arrival，到達時間)定位方法進行有源電子標簽識別和定位的室內(nèi)定位系統(tǒng)。該定位系統(tǒng)充分利用了射頻無線電和超聲波定位的優(yōu)點，有效地提高了定位精度。
　　本系統(tǒng)采用的射頻無線電頻率為物流領域比較常見的超高頻433MHz，超聲波的頻率為21KHz。因為二者在空氣

3、中傳播速度6個數(shù)量級的差異，它們的到達時間差可作為超聲波在待定位標簽到閱讀器之間的傳播時間，再乘以聲速獲得距離信息，從而進行定位。
　　論文工作內(nèi)容包括硬件和軟件兩部分的設計制作。硬件方面包括主芯片的選型、原理圖設計、PCB(Printed Circuit Board，印制電路板)的設計以及元器件的焊接。微控制單元模塊選擇了低功耗的MSP430G2553，射頻模塊選擇了極低功耗的CC1101。系統(tǒng)硬件包括控制單元、電源模塊、射頻收

4、發(fā)模塊、超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊和RS232串口模塊。軟件方面采用C語言完成了各模塊驅動程序的編寫，無線電通信協(xié)議數(shù)據(jù)包的設計，采用C++完成了定位算法的設計實現(xiàn)和圖形化顯示程序的編寫。定位算法采用的是TOA定位算法，并利用三球面相交于一點的算法進行位置坐標的計算。上位機的MFC程序實現(xiàn)了串口通信和圖形化顯示的功能，軟件平臺為Visual Studio2010。
　　系統(tǒng)完成后進行了多個指標的測試，包括超聲波測距精度的測試、