基于RFID天線旋轉(zhuǎn)的室內(nèi)定位系統(tǒng).pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷進(jìn)步，人類社會(huì)進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代。工業(yè)4.0提出的智能工廠概念革新了制造業(yè)使用的技術(shù)和設(shè)備，也對(duì)工廠的信息化提出了更高的要求，其中之一就是精確地進(jìn)行室內(nèi)定位。工業(yè)4.0下的智能工廠中有許多擁有感知能力和自治能力的智能設(shè)備，例如智能輸送單元，它的輸送路線并不固定，需要能夠感知自己所在的位置，并規(guī)劃移動(dòng)的線路。智能輸送單元的位置感知需要使用室內(nèi)定位技術(shù)。
　　RFID（Radio Frequency Identi

2、ifcation，射頻識(shí)別）是物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)之一，也是推動(dòng)工業(yè)4.0發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。RFID技術(shù)可以標(biāo)識(shí)物體信息，用于對(duì)物體的定位，它作為一種成熟的技術(shù)，在軍事、農(nóng)業(yè)、零售領(lǐng)域、物流領(lǐng)域、制造業(yè)等都有廣泛地應(yīng)用，并且還在不斷地滲透到我們的生活之中?；赗FID的室內(nèi)定位技術(shù)是目前室內(nèi)定位研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。UHF RFID（Ultra High Frequency RFID，超高頻射頻識(shí)別）工作的頻率較高，讀寫范圍大，并且可同時(shí)識(shí)別

3、多個(gè)不同的UHF RFID標(biāo)簽，因此UHF RFID設(shè)備常用在室內(nèi)定位的解決方案中。
　　本文將探究在工業(yè)4.0智能工廠的復(fù)雜環(huán)境下，如何使用基于RFID的室內(nèi)定位技術(shù)解決高精度的定位問(wèn)題。在工業(yè)4.0的智能工廠中，所要定位的目標(biāo)是智能輸送單元。作為智能工廠中的重要組成部分之一，智能輸送單元對(duì)自身位置的感知相當(dāng)重要，因此它需要擁有計(jì)算能力。智能輸送單元在Smart AGV（Automatic Guided Vehicle，自動(dòng)引導(dǎo)

4、小車）的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，它可以擁有操作系統(tǒng)，自身攜帶智能設(shè)備，高度智能化。本文使用搭載有可旋轉(zhuǎn)天線的AGV自動(dòng)引導(dǎo)小車，利用RFID讀寫器讀取周圍所部署的少量參考標(biāo)簽的相位值，采用SAR（Synthetic Aperture Radar，合成孔徑雷達(dá)）的思想，對(duì)AGV自動(dòng)引導(dǎo)小車進(jìn)行定位。
　　SAR是一種雷達(dá)測(cè)距成像技術(shù)，現(xiàn)在多是指合成孔徑雷達(dá)，由于RFID系統(tǒng)與二次雷達(dá)系統(tǒng)的相似性，這一方法也被引入到了RFID定位中。SAR方

5、法的核心是全息圖重建算法，本文首先設(shè)計(jì)了基礎(chǔ)全息圖重建算法，然后根據(jù)讀寫器相位測(cè)量誤差、讀寫器跳頻工作、速度測(cè)量誤差這些因素對(duì)基礎(chǔ)重建算法進(jìn)行了改進(jìn)，并依次設(shè)計(jì)出了基于高斯的全息重建算法、基于差分的全息圖重建算法和基于冗余速度的全息圖重建算法。根據(jù)SAR方法的特點(diǎn)，本文探究了影響全息圖模糊度的因素，一方面探究孔徑長(zhǎng)度與定位誤差的關(guān)系，另一方面從理論上證明引入天線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以提高定位精度，這種方法在工業(yè)環(huán)境下的定位應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。