【正文】 米的范圍內(nèi)，總體而言，它比蜂窩網(wǎng)絡(luò)三角測(cè)量定位方法更精確。無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)是一種全新的信息獲取平臺(tái)，可以在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的大范圍定位、監(jiān)測(cè)和追蹤任務(wù)，而網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自身定位是大多數(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)和前提。超寬帶可用于室內(nèi)精確定位，例如戰(zhàn)場(chǎng)士兵的位置發(fā)現(xiàn)、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)跟蹤等?！　〕暡ǘㄎ徽w定位精度較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但超聲波受多徑效應(yīng)和非視距傳播影響很大，同時(shí)需要大量的底層硬件設(shè)施投資，成本太高?！暡ǘㄎ患夹g(shù)。雖然紅外線具有相對(duì)較高的室內(nèi)定位精度，但是由于光線不能穿過(guò)障礙物，使得紅外射線僅能視距傳播。其缺點(diǎn)是需要移動(dòng)臺(tái)內(nèi)置GPS天線和 GPS芯片等模塊，并且需要支持IS801協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)側(cè)需要增加PDE和MPC；定位精度受終端所處環(huán)境的影響較大，如用戶在室內(nèi)或在高大建筑物之間時(shí)，由于可見(jiàn)的GPS衛(wèi)星數(shù)量較少，定位精度將降低，甚至無(wú)法完成定位。缺點(diǎn)是定位信號(hào)到達(dá)地面時(shí)較弱，不能穿透建筑物，而且定位器終端的成本較高。當(dāng)GPS接收機(jī)在室內(nèi)工作時(shí)，由于信號(hào)受建筑物的影響而大大衰減，定位精度也很低，要想達(dá)到室外一樣直接從衛(wèi)星廣播中提取導(dǎo)航數(shù)據(jù)和時(shí)間信息是不可能的。但是受定位時(shí)間、定位精度以及復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境等條件的限制，比較完善的定位技術(shù)目前還無(wú)法很好地利用。[2]在此基礎(chǔ)上，還出現(xiàn)了增強(qiáng)型 GPS，輔助GPS 等技術(shù)，它們可以廣泛用于航空、航海和野外定位等領(lǐng)域。無(wú)線定位技術(shù)和方案很多，常用的定位技術(shù)包括紅外線、超聲波、射頻信號(hào)等。range free目錄緒論 1 室內(nèi)GPS定位技術(shù) 1 室內(nèi)無(wú)線定位技術(shù) 3 2 射頻識(shí)別技術(shù)（RFID） 8 射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）及其特點(diǎn) 8 RFID的組成 9 9 （Reader） 10 天線（Antenna） 11 后臺(tái)網(wǎng)絡(luò) 11 RFID的分類(lèi) 11 RFID的基本原理 12 RFID的基本工作流程 13 射頻信號(hào)的耦合類(lèi)型 13 3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的定位系統(tǒng)和算法 15 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)和算法的定性分類(lèi) 16 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)和算法評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 17 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)及算法簡(jiǎn)析 18 基于距離的定位算法及定位技術(shù) 18 距離無(wú)關(guān)的定位算法定位技術(shù) 19 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)典型定位系統(tǒng) 21 4 基于測(cè)距的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)定位方法 23 無(wú)線電傳播路徑損耗模型分析 23 計(jì)算過(guò)程 24 Euclidean定位計(jì)算 26 加權(quán)質(zhì)心定位計(jì)算 27 算法過(guò)程 28 5基于非測(cè)距的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)定位方法 32 LANDMARC 32 LANDMARC 算法改進(jìn) 33 VIRE算法 34 算法過(guò)程 35 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 35 6. 總結(jié) 38 總結(jié) 38 展望 38 致謝 40 參考文獻(xiàn) 41 緒論隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，21世紀(jì)的世界將很快從網(wǎng)絡(luò)時(shí)代進(jìn)入無(wú)線互聯(lián)時(shí)代。關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；定位技術(shù)；射頻識(shí)別技術(shù)；基于距離；不基于距離 【Abstract】Positioning is usually refers to determine the surface of the earth, an object in a reference coordinate system, the position of the wireless location as an important type of location, first is also used in navigation and positioning system. According to receive radio beacon signal strength, phase, time, frequency, and the change of the parameters, the user through certain algorithm is out of his position.At present, wireless munication technology, rapid development in new technology and the market demand under the mon function of, the future of wireless munication technology transfer, and at the same time is more deliberate higher security, intelligence and flexibility, and better quality and service quality of the transmission. DuoZhong variety of wireless network more business cause the attention of people, wireless network has from the original interconnection equipment into a business platform, among them, the bearing is a position for users realize all kinds of valueadded business key, all kinds of location based mobile business information emerge in endlessly.This paper introduces existing in wireless sensor network positioning technology, on the basis of the introduction to the wireless rf technology in the field of RFID positioning technology, and discussed the application according to the test signal strength loss model based on distance and not based on the distance of the two categories algorithm. Lists the positioning of the main application fields. This paper mainly based on indoor accept signal strength to the location of the technology were discussed.Key Words: Wireless sensor network。多種多樣的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)也越來(lái)越引起人們的關(guān)注，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)已從原來(lái)的互連設(shè)備轉(zhuǎn)變成一種多業(yè)務(wù)承載平臺(tái)，這其中，獲取用戶位置則成為實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)增值業(yè)務(wù)的關(guān)鍵，各種基于位置信息的移動(dòng)業(yè)務(wù)層出不窮?！菊慷ㄎ煌ǔＪ侵复_定地球表面某個(gè)物體在某一參考坐標(biāo)系中的位置，無(wú)線定位作為定位的一個(gè)重要類(lèi)型，最初也是應(yīng)用于導(dǎo)航定位系統(tǒng)中。本文在介紹了現(xiàn)有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的基礎(chǔ)上，介紹了無(wú)線射頻技術(shù)RFID在定位技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，討論了根據(jù)檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度損耗模型基于距離與不基于距離的兩大類(lèi)算法。 Location technology。新興的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，例如 WiFi、WiMax、ZigBee、Adhoc、BlueTooth 和 Ultra Wide Band(UWB)，在辦公室、家庭、工廠、公園等大眾生活的方方面面得到了廣泛應(yīng)用，基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)的應(yīng)用更加具有廣闊的發(fā)展前景[1]。紅外線只適合短距離傳播，而且容易被熒光燈或者房間內(nèi)的燈光干擾，在精確定位上有局限性；超聲波受多徑效應(yīng)和非視距傳播影響很大，不能用于室內(nèi)環(huán)境。利用GPS進(jìn)行定位的優(yōu)勢(shì)是衛(wèi)星有效覆蓋范圍大，定位導(dǎo)航信號(hào)免費(fèi)；缺點(diǎn)是定位信號(hào)到達(dá)地面是較弱，不能穿透建筑物，因此不適合室內(nèi)定位，此外定位器終端的成本較高。因此，專(zhuān)家學(xué)者提出了許多室內(nèi)定位技術(shù)解決方案，如AGPS定位技術(shù)、超聲波定位技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、紅外線技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、超寬帶技術(shù)、無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)、光跟蹤定位技術(shù)，以及圖像分析、信標(biāo)定位、計(jì)算機(jī)視覺(jué)定位技術(shù)等等。為了得到較高的信號(hào)靈敏度，就需要延長(zhǎng)在每個(gè)碼延遲上的停留時(shí)間，AGPS技術(shù)為這個(gè)問(wèn)題的解決提供了可能性。圖11 GPS定位示意圖目前比較實(shí)用的GPS定位技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)輔助的GPS定位，即定位時(shí)，網(wǎng)絡(luò)通過(guò)跟蹤GPS衛(wèi)星信號(hào)，解調(diào)出GPS導(dǎo)航信號(hào)，并將這些信息傳送給移動(dòng)臺(tái)，移動(dòng)臺(tái)利用這些信息可以快速的搜索到有效的GPS衛(wèi)星，接收到衛(wèi)星信號(hào)后，計(jì)算移動(dòng)臺(tái)位置的工作可以由網(wǎng)絡(luò)實(shí)體或移動(dòng)臺(tái)完成。 室內(nèi)無(wú)線定位技術(shù)　　隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，新興的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，例如WiFi、ZigBee、藍(lán)牙和超寬帶等，在辦公室、家庭、工廠等得到了廣泛應(yīng)用。直線視距和傳輸距離較短這兩大主要缺點(diǎn)使其室內(nèi)定位的效果很差。超聲波測(cè)距主要采用反射式測(cè)距法，通過(guò)三角定位等算法確定物體的位置，即發(fā)射超聲波并接收由被測(cè)物產(chǎn)生的回波，根據(jù)回波與發(fā)射波的時(shí)間差計(jì)算出待測(cè)距離，有的則采用單向測(cè)距法?！　　瑢拵Ъ夹g(shù)?！　〕瑢拵到y(tǒng)與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)相比，具有穿透力強(qiáng)、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)采用經(jīng)驗(yàn)測(cè)試和信號(hào)傳播模型相結(jié)合的方式，易于安裝，需要很少基站，能采用相同的底層無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)總精度高。但是，如果定位的測(cè)算僅僅依賴于哪個(gè)WiFi的接入點(diǎn)最近，而不是依賴于合成的信號(hào)強(qiáng)度圖，那么在樓層定位上很容易出錯(cuò)。藍(lán)牙技術(shù)通過(guò)測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行定位。采用該技術(shù)作室內(nèi)短距離定位時(shí)容易發(fā)現(xiàn)設(shè)備且信號(hào)傳輸不受視距的影響。它有自己的無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)千個(gè)微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)通信以實(shí)現(xiàn)定位。UWB由于功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點(diǎn)，在眾多無(wú)線定位技術(shù)中脫穎而出，成為未來(lái)無(wú)線定位技術(shù)的熱點(diǎn)。UWB信號(hào)的特點(diǎn)說(shuō)明它在定位上具有低成本、抗多徑干擾、穿透能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，所以可以應(yīng)用于靜止或者移動(dòng)物體以及人的定位跟蹤，能提供十分精確的定位精度?！　〔还苁荊PS定位技術(shù)還是利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)或其他定位手段進(jìn)行定位都有其局限性。RFID技術(shù)由于其非基礎(chǔ)和非視距等優(yōu)點(diǎn)成為優(yōu)選的定位技術(shù)。但它可以在幾毫秒內(nèi)得到厘米級(jí)定位精度的信息，且傳輸范圍很大，成本較低。射頻識(shí)別即RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無(wú)線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。 RFID是一種簡(jiǎn)單的無(wú)線系統(tǒng)，只有兩個(gè)基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體?，F(xiàn)有的無(wú)線定位技術(shù)根據(jù)定位機(jī)制的不同, 無(wú)線定位可以分為基于距離(rangebased)的定位算法和距離無(wú)關(guān)(rangefree)的定位算法兩類(lèi)。而不基于測(cè)距的定位機(jī)制無(wú)需距離或角度信息, 或無(wú)需直接測(cè)量這些信息, 僅根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的連通性等信息實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的定位, 如質(zhì)心法、DVHop 法、無(wú)定形算法、APIT算法。在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，由于無(wú)線信號(hào)對(duì)于復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力較弱，這種方法的精確度不高。與此同時(shí)，目前比較成熟的RFID室內(nèi)定位方案有Spot ON、3DiD pinpoint和LANDMARC。其中LANDMARC系統(tǒng)引入?yún)⒖紭?biāo)簽來(lái)輔助定位, 穩(wěn)定、受環(huán)境變化的影響較小、成本較低、定位精度較高。2 射頻識(shí)別技術(shù)（RFID） 射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）及其特點(diǎn)Radio Frequency Identification （RFID）通稱電子標(biāo)簽技術(shù)，也稱射頻識(shí)別技術(shù)，是無(wú)線電頻率識(shí)別的簡(jiǎn)稱，即通過(guò)無(wú)線電波進(jìn)行識(shí)別。標(biāo)簽上攜帶一些關(guān)于這個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)信息。其特點(diǎn)是利用無(wú)線電波來(lái)傳送識(shí)別信息，不受空間限制，可快速地進(jìn)行物體追蹤和數(shù)據(jù)交換。還可以容易地對(duì)多標(biāo)簽、多閱讀器進(jìn)行組合健忘，以完成大范圍的系統(tǒng)應(yīng)用，并構(gòu)成完善的信息系統(tǒng)。圖22 RFID組成電子標(biāo)簽是射頻識(shí)別系統(tǒng)中的重要部件，主要由天線和芯片兩部分組成，芯片主要由存儲(chǔ)器、控制器、編碼器、調(diào)制器等組成，其中電源根據(jù)標(biāo)簽的發(fā)射功率選配。圖23 RFID電子標(biāo)簽（Reader）閱讀器是RFID系統(tǒng)的關(guān)鍵終端，它通過(guò)天線向電子標(biāo)簽發(fā)送射頻調(diào)制信號(hào)，同時(shí)通過(guò)天線接收從電子標(biāo)簽返回的載有信息的射頻調(diào)制信號(hào)，經(jīng)處理后傳給中間件或應(yīng)用系統(tǒng)。大致可分類(lèi)如下：固定式閱讀器、工業(yè)閱讀器、便攜式閱讀器以及大量特殊結(jié)構(gòu)的閱讀器。 后臺(tái)網(wǎng)絡(luò)后臺(tái)網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)RFID系統(tǒng)的控制和管理中心，它由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、信息數(shù)據(jù)中心以及用于管理和控制的應(yīng)用系統(tǒng)組成，其可以通過(guò)API函數(shù)接口與RFID讀寫(xiě)器建立連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和功能調(diào)用。5GHz；④超高頻（SHF，頻率范圍3～30GHz）：工作頻率為5。UHF和SHF都在微波頻率范圍內(nèi)，微波頻率范圍為300MHz～300GHz。（2）按供電形式分類(lèi)依據(jù)射頻標(biāo)簽工作所需能量的供給方式，可以將RFID系統(tǒng)分為：有源、無(wú)源和半有源系統(tǒng)。在有障礙物的情況下，用調(diào)制散射方式，閱讀器的能量必須來(lái)去穿過(guò)障礙物兩次。（5）根據(jù)RFID系統(tǒng)標(biāo)簽和讀頭之間的通信工作時(shí)序分類(lèi)時(shí)序指的是讀頭和標(biāo)簽的工作次序問(wèn)題，即是讀頭主動(dòng)喚醒標(biāo)（RTF， Reader Talk First）還是標(biāo)簽首先自報(bào)家門(mén)（TTF，Ta