基于RFID的室内人员定位系统设计与研究

摘要

近年来，基于位置服务(LBS)的发展使得人们对位置的要求越来越高，而随着社会经济的发展，大型室内环境（如大型医院、超市、地下停车场、博物馆、大型高楼、地下矿场等）日益增多，人们在室内活动的时间和范围随之增加，这时，室内人员的定位就显得尤为重要，它不仅能在一定程度上提高生活质量，也能保障生命安全。但室内人员定位不同于室外，错综复杂的室内环境、越来越高的精度要求以及定位设备的部署，都将成为室内人员定位系统需要研究的问题。
　　本文针对室内人员定位系统定位精度低、实时性差、用户体验不好等问题重新进行设计改进，主要工作如下：
　　(1)在研究典型的RFID系统及基本架构中底层硬件的基础上，对设计方案进行分析，提出了一种比较精确的室内人员定位方案，研究了阅读器和标签的通信方式并针对它们的硬件结构进行了分析选型。
　　(2)根据电子标签、阅读器、定位激发器等搭建的室内人员定位系统，在Visual Studio2010上用C++进行了室内人员定位软件的开发。详细阐述了软件开发流程，给出了程序类图及部分关键代码，并结合软件界面对软件进行了功能描述。
　　(3)研究了室内人员定位系统的两种经典算法：LANDMARC算法和VIRE算法。LANDMARC算法是用参考标签辅助定位，采用“最近邻居”权重思想，来计算目标位置；而VIRE算法是在LANDMARC算法基础上引入了虚拟参考标签进行改进的算法；通过对两种算法研究，最后在这两种算法的基础上进行改进，提出了采用Lagrange插值多项式来计算虚拟参考标签的RSSI，实验仿真结果表明改进算法确实提高了定位精度。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第2章 室内无线定位方法

2.1 基于RFID的室内定位系统的基本框架

2.2 室内定位常用技术及基本方法

2.3 室内无线信道统计模型

2.4 RFID室内定位系统的影响因素及性能评价标准

2.5 本章小结

第3章 基于RFID室内人员定位系统硬件设计

3.1 RFID室内人员定位系统

3.2 RFID电子标签电路设计

3.3 RFID阅读器电路设计

3.4 系统架构设计及工作流程

3.5 本章小结

第4章 基于RFID室内人员定位系统软件设计

4.1 开发环境

4.2 系统需求分析

4.3 总体设计方案描述

4.4 系统子模块详细设计

4.5 系统实现

4.6 本章小结

第5章 基于RSSI定位算法检验与分析

5.1 LANDMARC算法

5.2 VIRE算法

5.3 算法改进及实验对比

5.4 本章小结

总结与展望

工作总结

工作展望

参考文献

致谢

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