跟着无线通讯的快速开展，由此引起的关于室内定位的无线网络和RFID技能的结合也越来越受重视。人们对物品、人员方位的需求也越来越激烈。在室外的定位，如熟知的GPS定位现已做到让许多人都满足的程度，可是一旦进入到室内，因为建筑物的阻挠以及多径效应，GPS在室内的定位的作用大打折扣，所以室内定位的研讨成为定位后续的研讨要点。住公司中需要对人员和物品进行定位的时分规模很大。传统的标签定位的间隔有缺点，约束了其广泛的运用。所以义提出了RFID技能和无线网络结合，扩展其定位的规模。

无线WiFi在一个免费的2.4GHz频段，有很高的数据传输速度。所以挑选依据WiFi网络通讯的定位标签。WiFi网络有如下优势：WiFi的作业频段在2.4GHz，而且处于免费频段，对用户来说不需要额定的费用;WiFi的传输间隔能够抵达100m，能够掩盖整个大楼;WiFi的传输速率很高，可抵达54 Mbps。

影响定位的精确度不仅仅是关于定位技能的挑选，一起定位算法的挑选也会影响其定位精度。常见的室内定位的算法首要分为两类：依据测距技能的定位算法和间隔无关的算法。依据测距技能的算法一般是经过节点之间的间隔或许视点来核算出不知道节点的方位，实践运用中常见的有：依据接纳信号强度指示算法(RSSI)、抵达视点算法(AOA)、抵达时刻算法(TOA)等。间隔无关的算法有：质心法、APIT算法、凸规划算法等。这些算法都是运用节点之间的附近联系完成定位的。

一般来说，依据测距技能的算法比无需测距的精度要高。本文选用依据无线网络的RFID技能，并在此基础上提出一种算法，完成差错规模小的定位体系。

体系的硬件结构

射频辨认(Radio Frequency Identification，RFID)俗称电子标签。RFID是一种非触摸式的自动辨认技能，它经过射频信号自动辨认方针方针并获取相关数据，辨认作业无需人工干预，可作业于各种恶劣环境。RFID技能可辨认高速运动物体并可一起辨认多个标签，操作便利便利。RFID是一种简略的无线体系，只要两个根本器材，该体系用于操控、检测和盯梢物体。体系由一个问询器(或阅读器)和许多应答器(或标签)组成。

定位体系的硬件包含：阅读器、电子标签和无线WiFi模块。

阅读器是用于读取/写入标签信息的设备。

电子标签分为有源和无源两类。有源技能电子标签内部有电池，它的寿数一般比无源的长。在电池替换前一向经过设定频段向外发送信息。本文所选用的有源技能电子标签具有长时刻的寿数。

无线WiFi模块首要是用于电子标签、阅读器以及AP(用于接纳标签的发射信号)之间的通讯。

RFID定位可用于库房办理、公司人员、物品以及医院患者的精确认位。可是因为间隔约束了其开展，所以把无线WiFi技能和RFID技能结合起来，进一步地进步定位的规模和精度。体系硬件结构如图1所示。

体系软件及定位算法

1)依据信号强度算法

传统的信号传达简单遭到折射、反射、绕射、衍射等影响，接纳到的信号强度是各种途径传达来的信号的叠加。所以有时分信号强度增大，有时分又减小。经过很多的实践，发现接纳信号强度遵守log-normal散布。经过信号在传达中的衰减来估量节点之间的间隔，依据信道模型求解接纳到待定方位的信号场强：

式中：n为途径损耗指数，与周围的环境有关;XΣ是标准差为Σ的正态随机变量;d0是参阅间隔，在室内环境中一般取1 m;PL(d0)为参阅方位的信号强度。

假设有n个AP，m个参阅标签，则AP点接纳到的待定标签的强度量P=(AP1，AP2，…，APn)，收集到的第t个参阅标签的强度矢量为St=(St1，St2，…，Stn)，则待定标签和参阅标签St之间的欧氏间隔为：

依据信号强度算法代表是LANDMARC算法。该算法首要经过比较不同Et来寻觅与待定标签方位最近的参阅标签。当由K个附近的参阅标签来确认一个待测标签的时分，咱们称之为“K-最附近算法”，待定标签坐标是(x，y)：

其间的Wi和(xi，yi)别离是第i个街坊参阅标签的权重因子和坐标方位。依据经历：

权重越大的，E值越小。

LANDMARC箅法尽管能够处理比较复杂的环境，可是在一些关闭的环境中可能会呈现多径效应，导致定位精度不高。又有研讨者对LANDM ARC算法提出了改善：把不同的阅读器中收获到的标签的RSSI值加入到一个调集，然后求出调集中频率***的标签作为最近间隔的标签，然后再运用经历公式求出待测标签的坐标方位。这样能够获得更精确的精度。

2)三边定位算法

三边定位法：别离以已知方位的3个AP为圆心，以各个到待测标签的间隔最近参阅标签的间隔为半径作圆。所得的3个圆的交点为D。三角形算法示意图如图2所示。

设方位节点D(x，y)，已知A、B、C三点的坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)。它们到D的间隔别离是d1、d2、d3。则D的方位能够经过下列方程中的恣意两个进行求解。

可是在实践运用中，因为丈量差错的存在，三个圆交于一点的状况很难存在。而这是常常的工作，这会导致方程无解，无法定位出待测方针的方位。

3)本文选用的算法

本计划中，咱们选用的定位算法是依据接纳信号强度的算法(即LANDMARC算法)，并在LANDMARC算法的后边运用三边定位算法，使其更精确。

试验前在某公司大楼的走道和三间房内各安顿每隔3 m固定一个电子标签(参阅标签)，在该层楼的东南两北角各放置一个AP。做好上位机与下位机的无线通讯(软件程序的服务器和客户端的衔接)。

试验进行时，当待测标签进入到AP(4个)的规模内，开端接纳到待测标签宣布的信号场强，并传入上位机。一起也接纳各个参阅标签在各个AP的信号场强，并传入上位机。

定位算规律把待测标签在4个AP(AP1，AP2，AP3，AP4)上的场强建立成一个场强矢量，一起参阅标签也建立成场强矢量。经过LANDMARC算法即经过比较待测标签场强矢量与参阅标签场强矢量的欧氏间隔，找出 3个欧氏间隔最小的参阅标签，并得知3个参阅标签的详细方位(在试验前期，参阅标签放置时现已有记载)。关于3个参阅点，不必再依据信号的强度来决议其半径，而是3个以参阅点为圆心，以最近参阅标签之间的间隔(以确认每隔几米放置一个参阅标签)的3/4长度为半径做3个圆，这样3个圆两两相交的可能性会添加。

因为3个圆很难在同一个点相交，所以关于3个圆之间的联系有3种：

◆3个圆两两相交，而且3个圆有公共区域;

◆3个网两两相交，但没有公共区域;

◆3个圆不相交。

详细联系如下：

①当3个圆有公共区域时，则公共区域必定有3个交点，以3个交点作三角形，则待测标签的坐标便是三角形心里坐标。

②当两两相交无公共区域时，必定有两两公共区域。取两圆相交区域的两个交点的连线的中点，然后以这3个中点做三角形，其心里便是待测标签心里坐标。

③3个圆不相交时放弃，承受下一组最近3个参阅标签，若3次还没有找到相交状况，即用3个参阅标签做的方位做三角形，其心里便是待测标签的方位。

本算法的优势为在本来LANDMARC算法的定位精度上，再进行三角定位，进一步进步定位精度。一起，以参阅标签之间的间隔来进行进一步的三角定位，能够削减额定的核算，而且能够削减因为参阅标签场强的改变带来的重复丈量。

结语

本文首要评论了依据信号强度算法和依据非测距的三边算法，一起对LANDMARC算法进行了进一步的改善。由相关试验成果得出：该算法能够抵达定位精度在1.5 m左右的差错，该计划合适广泛运用。