RFID系統(tǒng)中的定位技術(shù)
  定位管理被認(rèn)為是RFID技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向，RFID技術(shù)在實(shí)現(xiàn)定位管理系統(tǒng)的靈活性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性方面具有巨大的潛力?；赗FID的定位管理系統(tǒng)必須能夠根據(jù)不同應(yīng)用的需求進(jìn)行快速部署，并且能夠快速有效地生成位置信息。
 RFID定位技術(shù)概述
各個(gè)領(lǐng)域?qū)Χㄎ还芾淼囊笕找嫱怀觯ㄎ患夹g(shù)的研究也日趨成熟，其中GPS、Wi-Fi和RFID技術(shù)較為成熟。下面對(duì)這幾種主要定位技術(shù)進(jìn)行分析和比較。
1.GPS衛(wèi)星定位技術(shù)
GPS是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開始研制的系統(tǒng)，于1994年建成。它是一套具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，具有全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)。
（1）GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的原理。從整體上說(shuō)，GPS主要由三大部分組成：空間部分、控制部分、用戶部分。
        空間部分由衛(wèi)星星座構(gòu)成。GPS系統(tǒng)由24顆位于高空的衛(wèi)星群提供信息。各個(gè)衛(wèi)星以55°等角均勻地分布在6個(gè)軌道面上，并以11小時(shí)58分的時(shí)間周期環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)。在每一顆衛(wèi)星上都載有位置及時(shí)間信號(hào)?？蛻舳说腉PS設(shè)備在地球上任何地方都可以接收到至少5顆衛(wèi)星的信號(hào)。
       控制部分由地面衛(wèi)星控制中心進(jìn)行管理。這是為了追蹤及控制上述衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)，所設(shè)置的地面管制站的主要工作為修正與維護(hù)使每個(gè)衛(wèi)星保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)，以確保每個(gè)衛(wèi)星都能提供正確的信息供使用者接收機(jī)接收。
       用戶部分則負(fù)責(zé)追蹤所有的GPS衛(wèi)星，并實(shí)時(shí)地計(jì)算出接收機(jī)所在位置的坐標(biāo)、移動(dòng)速度及時(shí)間，GARMIN GPS即屬于此部分。
（2）GPS衛(wèi)星定位技術(shù)的精度與應(yīng)用分析。目前GPS系統(tǒng)提供的定位精度優(yōu)于10m。雖然GPS定位系統(tǒng)發(fā)展得比較成熟，在民用領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，但由于GPS定位原理的限制，則GPS接收器至少要先從3個(gè)衛(wèi)星上獲取信號(hào)，然后根據(jù)信號(hào)畫出三角坐標(biāo)。在空曠的場(chǎng)地上，接收   器能夠暢通無(wú)阻地收到衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，這時(shí)GPS的接收效果就會(huì)很好，但如果有高山、建筑或者隧道擋在接收器和衛(wèi)星之間，GPS的接收效果就會(huì)很差。
2.Wi-Fi定位技術(shù)
   GPS在應(yīng)用上有著很大的局限性，為了彌補(bǔ)GPS定位技術(shù)的不足之處，Wi-Fi定位技術(shù)便成為一種新的解決方案。
（1）Wi-Fi定位技術(shù)的原理。Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)會(huì)像GPS衛(wèi)星一樣發(fā)出信號(hào)。Wi-Fi設(shè)備先搜索信號(hào)，然后通過(guò)以前就識(shí)別出來(lái)的連接或者一系列可用連接來(lái)接駁到Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)上。這個(gè)搜索過(guò)程和GPS接收器搜索衛(wèi)星信號(hào)并無(wú)區(qū)別，只不過(guò)裝有Wi-Fi設(shè)備的計(jì)算機(jī)搜索的是地面上的Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)。
Wi-Fi定位系統(tǒng)的硬件層由無(wú)線接入點(diǎn)Card和可以具有無(wú)線上網(wǎng)功能的設(shè)備、信號(hào)發(fā)送者或者基站組成；無(wú)線網(wǎng)卡則使用了802.11b Wi-Fi通信協(xié)議。
（2）Wi-Fi定位技術(shù)的精度。在室外，由于接入點(diǎn)不普及，以及接入點(diǎn)位置不明確，其定位精度不理想；在室內(nèi)，由于采用各種定位方式不同，以及對(duì)環(huán)境因素的適應(yīng)性不同，一般定位精度可以達(dá)到3m到15m不等。
（3）Wi-Fi定位技術(shù)的應(yīng)用分析。雖然Wi-Fi定位技術(shù)比GPS定位技術(shù)有一定的優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)在場(chǎng)館建筑內(nèi)的定位實(shí)現(xiàn)中更為明顯，但Wi-Fi定位技術(shù)也有其局限性。由于AP所發(fā)送的無(wú)線信號(hào)的工作頻率為2.4GHz，很容易受到環(huán)境因素的影響，則無(wú)線信號(hào)會(huì)被環(huán)境中的一些元素所削減，這些信號(hào)包括場(chǎng)館中的金屬設(shè)施設(shè)備、場(chǎng)館中的人員流動(dòng)情況、場(chǎng)館內(nèi)的空氣濕度，以及場(chǎng)館中的門窗關(guān)閉情況，而這些因素在一個(gè)復(fù)雜的大型活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)是很難被控制的，所以這些因素對(duì)Wi-Fi定位精度有著不可估計(jì)的影響。
3.RFID定位技術(shù)
（1）無(wú)源標(biāo)簽的定位原理。在使用無(wú)源標(biāo)簽進(jìn)行定位時(shí)，常常使用輔助標(biāo)簽來(lái)提高定位的精度。輔助標(biāo)簽的部署和使用
無(wú)源標(biāo)簽定位系統(tǒng)的部署
應(yīng)根據(jù)場(chǎng)所的具體情況，按需要均勻地部署輔助標(biāo)簽和閱讀器。一般可以通過(guò)以下兩種方法來(lái)表示輔助標(biāo)簽離閱讀器的距離遠(yuǎn)近。

     第一種方法是使用可以通過(guò)調(diào)節(jié)能量層來(lái)調(diào)節(jié)讀寫距離的閱讀器，每一個(gè)輔助標(biāo)簽在哪一層能量層上被閱讀器讀取到，則這一能量層的數(shù)據(jù)就表示出這個(gè)輔助標(biāo)簽離閱讀器距離的遠(yuǎn)近。能量層數(shù)據(jù)越小，輔助標(biāo)簽離閱讀器越近；能量層數(shù)據(jù)越大，輔助標(biāo)簽離閱讀器越遠(yuǎn)。
     第二種方法是根據(jù)閱讀器發(fā)送信號(hào)至讀取到標(biāo)簽信息之間的延遲來(lái)表示輔助標(biāo)簽離閱讀器距離的遠(yuǎn)近。延遲時(shí)間越短，輔助標(biāo)簽離閱讀器的距離越近；延遲時(shí)間越長(zhǎng)，輔助標(biāo)簽離閱讀器的距離越遠(yuǎn)。使用上述兩種方法中的一種，即可統(tǒng)一標(biāo)示出各輔助標(biāo)簽離各閱讀器的距離。當(dāng)一個(gè)待定位的標(biāo)簽進(jìn)入定位范圍內(nèi)，它也將獲得類似的標(biāo)識(shí)來(lái)表示它離各閱讀器的距離?？梢允褂貌罘址ㄓ?jì)算出離該標(biāo)簽最近的幾個(gè)輔助標(biāo)簽的信息，然后根據(jù)k近鄰算法計(jì)算出標(biāo)簽的位置坐標(biāo)。
（2）有源標(biāo)簽的定位原理。有源標(biāo)簽與閱讀器的工作方式有以下三種。
第一種方式是標(biāo)簽定時(shí)回報(bào)方式：可以在電子標(biāo)簽設(shè)定定時(shí)回報(bào)，將識(shí)別號(hào)碼定時(shí)傳回閱讀器
第二種方式是閱讀器主動(dòng)搜索方式：利用閱讀器主動(dòng)去搜尋覆蓋范圍內(nèi)的電子標(biāo)簽
第三種方式是指位器方式：在一個(gè)閱讀器的讀取范圍內(nèi)，可以部署多個(gè)指位器，各指位器有自己不同的覆蓋范圍。當(dāng)半有源標(biāo)簽進(jìn)入了某一個(gè)指位器的范圍內(nèi)，此標(biāo)簽即被該指位器激活，并將自身的標(biāo)簽信息和指位器的信息同時(shí)發(fā)送給閱讀器。每一個(gè)指位器的范圍為2～30m，可調(diào)，因此可以根據(jù)實(shí)際情況要求的定位精度部署與調(diào)節(jié)指位器，以滿足實(shí)際需求。，一個(gè)閱讀器的讀取范圍內(nèi)部署了4個(gè)指位器，形成了4個(gè)圓形的覆蓋區(qū)域。當(dāng)一個(gè)攜帶有半有源標(biāo)簽的人員進(jìn)入LC2所覆蓋的范圍內(nèi)，此標(biāo)簽被激活，并將標(biāo)簽信息和LC2的信息發(fā)送給Reader，由此就可以知道該人員的當(dāng)前位置處于LC2的覆蓋范圍中了。
      RFID定位方案分析：從RFID技術(shù)定位原理和各種RFID定位系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)源標(biāo)簽一般被使用在定位精度要求不高，或者定位區(qū)域地形簡(jiǎn)單（如通道，樓道等地形狹長(zhǎng)、出口唯一區(qū)域）的場(chǎng)合；而有源標(biāo)簽的應(yīng)用范圍更為廣泛，它可以滿足各種精度要求和各種地形要求。
      隨著RFID技術(shù)的發(fā)展，特別是有源RFID標(biāo)簽的迅速發(fā)展，RFID技術(shù)在定位領(lǐng)域中逐漸顯示出其優(yōu)越性來(lái)，而RFID定位技術(shù)則體現(xiàn)出多變性、靈
靈活性、部署便捷等優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)有的各種方案都是為了滿足某一特定領(lǐng)域所設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，不具有很強(qiáng)的移植性，因此對(duì)通用的RFID定位管理系統(tǒng)的研究已成為RFID技術(shù)應(yīng)用研究的一部分。