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一种基于二维相控阵天线的RFID定位方法

更新时间:2019-12-24 21:56:35 大小:2M 上传用户:守着阳光1985查看TA发布的资源 标签:二维相控阵天线RFID 下载积分:1分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

RFID(Radio Frequency Identification)射频识别系统中,如何在识别标签基本信息的基础上进一步精准地感知标签的实时位置一直是一个重要问题.本文首次提出一种基于二维相控阵天线的非测距RFID标签定位方法(Phased Array based Range Free Tag Localization,PATL).该方法利用相控阵天线辐射波束角度可调的特点,对搜索平面依次进行扫描,并通过统计不同天线区域内标签出现的次数,利用加权算法给出标签的二维位置.该方法能够在不借助参考标签或辅助设备的前提下对多个目标标签进行实时定位.通过利用一款集成有相控阵天线的商用超高频RFID阅读器对方法进行了实验验证.结果表明,算法的定位精度能达到21cm.


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4
Vol. 46 No. 4  
Apr. 2018  
2018  
4
ACTA ELECTRONICA SINICA  
RFID  
一种基线的  
定位方法  
12  
12  
123  
, ,  
笑轩 樟钦 邱兰馨  
( 1.  
北京大学北京网络科中心 北京  
100124;  
2.  
北京大学北京与系统工程技术研究中心 北京  
100124;  
3. 310000)  
国网浙江信息信分浙江杭州  
:
RFID( Radio Frequency Identification)  
系统中 基本信息的基上进一准  
个重要问题 本文提出一种基线非测距  
RFID  
定位方法  
( Phased Array based Range Free Tag LocalizationPATL) .  
该方法利用线度可调的特搜索平  
, , .  
并通过不同线数 利用该方法在不  
对多标标定位 通过利用线频  
RFID . 21cm.  
对方法进验验结果表明 法的定位度能到  
:
;
;
;
;
关键词  
中图分类号  
URL: http: / /www. ejournal. org. cn  
线线 定位 非测重  
:
TN957  
:
A
: 0372-2112 ( 2018) 04-0911-07  
DOI: 10. 3969 /j. issn. 0372-2112. 2018. 04. 020  
文献标识码  
文章编号  
电子学报  
An RFID Tag Localization Based on Phased Array Antenna  
12  
12  
123  
LIANG Xiao-xuan HUANG Zhang-qin QIU Lan-xin  
( 1. Beijing Advanced Innovation Center for Future Internet TechnologyBeijing University of TechnologyBeijing 100124China;  
2. Beijing Engineering Research Center for IoT Software and SystemsBeijing University of TechnologyBeijing 100124China;  
3. State Grid Zhejiang Electric Power Company Information & Telecommunication BranchHangzhouZhejiang 310000China)  
Abstract: In radio frequency identification( RFID) systemsexcepting to identify the basic information of targethow  
to additionally aware the precision position of the target is an important and pressing research topic. In this paperwe propose  
a novel range free tag localization scheme based on phased array antenna for RFID systemcalled PATL. This method takes  
advantage of the adjustable radiation angle of the phased array antenna to scan the surveillance region in turns. By using the  
statistics of the tagsnumber in different antenna beam directionsa weighting algorithm is used to calculate the position of  
the tag. This method can be applied to real-time location of multiple targets without usage of any reference tags or additional  
readers. We use a COTS UHF RFID reader which is integrated with a phased array antenna to evaluate our method. The re-  
sults show the average is about 21cm and the time consumption also satisfy the real time performance.  
Key words: RFID; phased array antenna; localization; range-free; weighting  
获得所处环境开展知  
1
引言  
、  
研究 服  
3]  
4]  
( RFID)  
线别  
技术系中一种  
应用具  
1]  
不可技术  
信方  
RFID RFID  
对多有  
的  
RFID  
贴附有  
的日广应  
2017  
定位 并通过数据可更  
,  
用在物流 等领域 有研究表明到  
装  
2]  
的进踪  
RFID 46  
需求将达到  
通过分析  
的  
亿枚  
前 针对  
RFID  
方法分为距  
(
链路信号特度  
非测需要环境中部个  
RFID  
( RSSI) 、  
间  
( ToA)  
( AoA) ) ,  
我们可  
度  
: 2016-07-07;  
: 2017-12-12;  
:
责任编辑 兰英  
收稿日期  
修回日期  
:
基金项目 北京自然科学基金  
( No. 4122010) ;  
( No. 60773186)  
国家自然科学基金  
912  
2018  
、  
的分分为线线 维  
并利用何关非线性方程  
5]  
;
计算统基非测方  
;
线等 线分为束  
需要环境中部大量为  
,  
和多波不同线点 但基本原  
11]  
估计等具  
是相的  
的复环境方法的度通较低  
;
非测方法往往需要这不仅使系统  
环境的多不利于实际  
, ,  
应用 一方比于其他反射链路于到角  
RFID  
方法为  
应用定位精  
6]  
,  
抗干扰能力 因此 我们希望一种基于到角  
不依赖于参非测方法下  
的复环境定位结果  
RFID  
维平线可以线阵  
系统器天线成  
.  
线因此以线线分析如图  
1
获得器天线在重要  
.  
线线线线  
作用 通  
RFID  
系统中所用单个线表现出  
RFID  
N n  
线线天  
使得  
系统的性  
线θ 线线所的信号可以  
n
,  
法对因此 期基于  
:
为  
定位方法多于理例如献  
6]  
r( t) = A( ) s( t) + n( t)  
θ
( 1)  
4
假设够给角  
A( ) ,  
下所θ 为信是每个线  
从而利用何关在理阐述定位的  
7]  
收信号的集合  
; Manzoor  
方法  
依赖于参和信号强度间  
A( ) =a( ) a( ) a( ) ,  
θ θ θ θ 中  
N
a( ) =  
θ
n
1
n
通过估计度 并进一使权  
- j4 dsin( ) /  
π θ2  
- j4 d( n - 1) sin( ) /  
π θn λ  
λ
1,  
e
,  
e
,  
,  
方法估计研究测领  
- j4 d( N - 1) sin( ) /  
π θN  
T
λ
e
线频  
12]  
- j( ·)  
d
这里 λ 波波长  
e  
RFID  
信频线 实际情况下开展标  
( ·)  
,  
相位值的复信号 可以此  
以  
8]  
量提可能性 文介绍了一种  
每个位值决  
8
个单线线线 可现  
45 -  
. d - r d r  
定 当线关  
135  
; 910]  
上的环境中的不  
, ,  
系时 不同我们可以将  
线线读  
,  
θ
2
θ 统一θ 那么相  
N
θ  
提出了一种通过情  
1
B
:
就可以表为  
= 4 d/ ·sin( )  
θ
B
况来估计非测方法  
( 2)  
Δ  
π
λ
本文基提出一种基控  
我们线相  
PATL ( Phased Array  
线 非 测 定 位 方 法  
based Range Free Tag Localization) .  
, ,  
使相位足前我们可  
该方法利用阵  
以得到个较线使等于  
线度可调的特搜索行  
- 1  
= sin  
(
/4 d) .  
Δπ 线图  
θ  
B
, ,  
并通过不同线数 利  
F( ) ,  
θ 反映着线在不同上  
数可表为  
该方法不依赖  
出多标标定  
RFID  
, , ,  
强度 θ θ 能力愈  
B
,  
线线通可  
结果 利用线用  
读  
通过线相位线度  
对方法进验验证  
、 、  
维平外形可以形  
2
相控阵天线  
形 但的方图函个均匀  
线上的两  
线线线阵  
, ,  
它利用电子调的方在不同定  
线图  
, ,  
相位差 使线并通  
: | F( , ) | = | F ( , ) | · | F ( ) | ,  
θ φ θ φ θ 其  
2
数可表为  
1
F ( )  
θ φ 用来表上的线图函  
1
过不使线扫  

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