摘要：本文介绍了可使用于室任锲范ㄎ坏母慕LANDMARC定位体系。该算法在原始算法基础上对RFID标签进行分类，一起引进了参阅差错的概念来进步体系定位精度。改善后的算法结合RF code公司硬件设备组建定位体系。试验成果表明，改善后的算法削减了定位时刻，进步了室任锲返亩ㄎ痪度。
导言
现在，用于室内定位的技能主要有红外线定位技能、WiFi定位技能、ZigBee定位技能、超宽带定位技能、RFID定位技能等。其间RFID定位技能具有非视距传达、传输规模大、读写速度快、安全性高级长处，比较其他定位技能，更合适用于室内物品的定位、追寻。
1 RFID技能简介
RFID是一种运用射频信号经过空间耦合(电感或电磁耦合)完成无触摸的信息传输手法，它经过射频信号自动辨认方针目标并获取相关数据，可作业于各种恶劣环境，并可一起辨认多个标签，操作便利便利。
2 LANDMARC体系
为了添加室内体系定位精确性而不添加阅读器数量，LANDMARC体系引进了方位固定的参阅标签来辅佐定位。体系结构如图1所示，其间包含4个RF阅读器、49个参阅标签和9个待定位标签。
LANDMARC定位技能选用了在核算学上称为“最近街坊”的思维，挑选了k个信号强度值与待定位标签附近的参阅标签，运用加权算法，核算待定位标签的坐标。算法进程如下。
假设有n个RF阅读器，m个参阅标签，u个待盯梢标签。界说盯梢标签p的信号强度矢量为：Tp=(T1，T2，…，Ti，…，Tn)T。其间Ti表明阅读器i感知到的盯梢标签的信号强度，i∈(1，n)。界说参阅标签q的信号强度矢量为：Rq=(R1，R2，…，Ri，…，Rn)。其间，R1表明参阅标签i的信号强度。盯梢标签p和参阅标签q的欧几里得间隔(D)：为：
经过比较D中各重量的值，找出盯梢标签p的k个最近街坊，称这种办法为k-最近邻算法。其他u-1盯梢标签用相同的办法找出k个最近街坊。盯梢标签坐标(x，y)能够按下式核算：
3 改善的LANDMARC体系
3.1 改善的LANDMARC体系算法
图2表明算法改善后的标签布局。改善算法引进标签分层的概念，将定位区域分为若干个小的定位子区域(Sub Location Area)。每个子区域由1个主参阅标签(Primary Reference Tag)图2中灰色圆点和8个相邻的次参阅标签(Secondary Reference Tag，图2中白色圆点)组成。改善算法中，分层结构能够依据实践盯梢标签数量作详细调整。
算法详细定位进程能够分为如下4个过程：
①确认盯梢标签地点的定位子区域。假设有p个主参阅标签，由式(1)、(2)核算盯梢标签和主参阅标签之间的间隔矢量D=(D1，D2，…，Dp)，对D中各重量排序，最小欧式间隔对应的主参阅标签地点区域便是所求的定位子区域。
②每一个定位子区域能够进一步分红4个定位区域，如图3所示。
假设在式(1)中确认的主参阅标签为PTk，选取PTk周围相邻的8个次参阅标签，核算8个次参阅标签和盯梢标签之间的欧氏间隔，选出间隔盯梢标签最近的次参阅标签ST1。在剩下的7个次参阅标签中选出与盯梢标签次近的次参阅标签，一起这个标签有必要是ST1的两个相邻的标签之一。这样确认了1个主参阅标签和2个相邻的次参阅标签，也就确认盯梢标签地点的矩形区域。由上述定位过程可知，这个矩形区域由1个主参阅标签PTk和3个相邻的次参阅标签(ST1、ST2、ST3)组成。
③运用k-最近邻算法和加权算法核算盯梢标签的方位。这儿式(3)中k=4时：
改善算法把参阅标签分为主参阅标签和次参阅标签这两层，逐层查找盯梢标签的最近街坊，完成快速定位。
④为了进一步减小改善算法的定位差错，进步定位精度，引进批改差错向量的概念。通常情况下，盯梢标签和最近街坊间隔不超越1 m，因而能够近似以为两者定位差错向量相同。能够用它批改式(5)核算得到的盯梢标签坐标。
为了核算批改差错，首要需求确认间隔盯梢标签最近的参阅标签，称为要害参阅标签(Key Reference Tag，KT)。比较主参阅标签PTk和3个相邻的次参阅标签(ST1、ST2、ST3)到盯梢标签的欧式间隔，选出要害参阅标签。运用式(2)～(4)核算得到KT的核算坐标(p’，q’)，已知KT的实在坐标为(p，q)，因而能够得到KT的定位差错向量：
3.2 改善的LANDMARC体系硬件
改善算法挑选RF Code公司的M100标签和M250阅读器。M100标签什物如图4所示。
M100归于有源标签，其典型传输规模为90m，作业频率为433.92 MHz。M100标签中安装了防拆开关，因而较合适用于物品的盯梢。在低速状态下，标签电池寿数可达5～7年之久。
M250阅读器什物如图5所示。M250阅读器直接供给射频信号强度值，能够一起监督1400个信标速率为10 s的标签。
M250阅读器有多种接口方式传输数据，可经过USB口、有线以太网接口，也可运用阅读器内部集成的802.11b/g无线网卡。阅读器支撑加密衔接(HTTPS和SSH)，并支撑以太网供电(PoE)RF Code M250阅读器产品接口如图6所示。
试验中，将M250阅读器以太网接口衔接到路由器的LAN口，选用TCP/IP协议传输数据。路由器把一切标签的信号强度数据经过网络转发到后台处理核算机上。核算机端编程完成RFID定位办理渠道，可经过Internet获取标签数据，完成节点的长途操控和办理，并进行定位参数设置、数据处理、定位成果显现。定位渠道根据.NET Framework 4.0，选用C#编程言语完成。根据.NET Framework 4.0的定位办理渠道如图7所示。
4 试验和评论
图8展现了10次试验，体系别离使用两种算法得到的差错比较图。在第5次试验中，原始算法差错为0.97 m，改善算法差错为0.65 m，改善算法定位差错削减32.7%。别的，在其他各次试验中，改善算法也均有10%以上的精度进步，改善算法的定位精度全体高于原始算法。两种算法差错比较如图8所示。
改善算法运用参阅差错批改盯梢标签的核算坐标，抵消了部分环境要素对定位精度发生的搅扰，使得改善算法的定位精度优于原始算法。
结语
本文在评论RFID技能和LANDMARC算法的基础上，提出了参阅标签的分层结构，并引进参阅差错的概念用于改善原始算法，经过试验证明改善算法具有更快的定位速度和更高的定位准度，可广泛使用于室内物品的定位和办理，具有必定的研讨和实践使用价值。
