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浅析RFID射频识别定位技术

发布时间:2016-4-24 23:00:39

  无线定位技术是一种利用基于RFID自动识别技术(RadioFrequencyIdentification,射频识别)和传感器等设备,实现定位、追踪和监测特定目标的位置。RFID读写器将收集的Tag或MU信息发送到AeroScout公司的AeroScoutEngine(下面简称为AE),通过AE进行位置计算,然后由AE将计算的位置数据传给图形软件。在图形软件上用户可以通过地图、表格或者报告等多种形式直观的获取物资的位置信息。

  无线定位可以应用于医疗监护、资产管理、物流等方面,协助用户高效地完成物资管理和监控。

  无线定位系统的组成

  定位系统分为三个部分:需要定位的设备或源、定位信息接收装置和定位系统。

  需要定位的设备或源,可以是AE公司生产的Tag(一种轻便、易携带的RFID,使用中通常放置或粘贴在需要定位的物资上),也可以是MU(MobileUnit,移动设备),即任何符合802.11技术的无线终端或设备,这些设备的特点是都可以定时向周围发送无线信号。

RFID读写器工作原理.jpg

定位信息接收装置,比如采用标准的802.11技术的AP和AE公司的Tag激发器(用于激励Tag发送指定无线信号,但不参与定位信息收集)。

  定位系统,包括:定位服务器、AE计算软件、各种图形软件等。

  无线定位的工作过程简介

  在无线定位系统中,可以实现对下列设备的定位:无线Client、无线AP、RogueAP、RogueClient、Tag及其他支持无线协议的设备,除Tag之外,目前所有无线设备都会被定位系统识别为MU。

  (1)发送Tag和MU消息

  Tag消息,即RFID发送的消息。Tag消息能够携带信道信息,为保证更多的Tag被AP侦听到,RFID会同时在不同信道发送Tag消息。通常情况下,RFID会首先在用户配置的一个或多个信道轮询发送Tag消息,接下来,会在1、6、11信道周期性轮询发送Tag消息。

MU消息,即标准无线设备发送的消息。在这些MU消息中并不包含信道信息,因此AP无法对MU消息进行相邻信道过滤或非法报文过滤。这项工作将由定位服务器根据一定的算法和规则完成。

  (2)AP收集Tag和MU消息AP的工作模式影响AP收集Tag和MU消息:

  当AP为监测模式或混杂模式时,可以定位并识别关联或非关联的无线客户端到本设备的无线客户端以及其他无线设备。

  当AP配置为普通模式时,仅能定位并识别关联到本设备的无线客户端。对于关联到本设备的无线客户端,无线定位系统将其识别为无线客户端;对于非关联到本设备的无线客户端或者其他无线设备,无线定位系统将其统一识别为未知设备。

当完成上述设置后,AP开始收集Tag和MU消息。

  当AP接收到Tag消息(假定此时在射频上已配置为定位Tag,定位服务器也已通知AP开始上报Tag消息),具有监测功能的AP在收到Tag消息后,首先能滤掉与当前AP工作信道不一致的Tag消息,然后AP会检查Tag消息,并将检查通过的Tag消息进行封装并上报定位服务器。AP对Tag的封装包括复制Tag消息中除组播地址外的所有信息(包括消息头和载荷),并附上接收信号的BSSID、信道、时间戳、数据率、RSSI、SNR及射频模式等信息。

  当AP接收到MU消息(假定此时在射频上已配置为定位MU,定位服务器也已通知AP开始上报MU消息),AP对MU的封装包括复制MU的源地址、FrameControl字段和SequenceControl字段,并附上接收信号的BSSID、射频模式、信道、时间戳、数据率、RSSI、SNR、射频模式、MU类型及是否关联本机标志等信息。

  (3)定位服务器进行定位计算

  定位服务器在收到多个AP上报的Tag消息及MU消息后,通过对其RSSI、SNR、射频模式、数据率等信息按照某种算法进行计算,并根据用户在定位服务器上导入的地图信息,计算出该设备所在的具体位置并显示在图形界面中。一般来说,只要有三个及以上的AP(工作在监测模式或混杂模式)报告Tag或MU消息,定位服务器就能够计算出其位置。

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