基于非度量多维标度的室内多标签协同定位算法研究

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1、基于非度量多维标度的室内多标签协同定位算法研究AnIndoorMulti-tagCooperativeLocalizationAlgorithmResearchBasedonNMDS学科专业：信息与通信工程作者姓名：高政指导教师：刘开华教授天津大学微电子学院二零一七年十一月摘要随着物联网技术的迅猛发展，室内定位技术逐渐受到国内外专家学者的广泛关注。定位技术具有很广泛的应用领域，包括家居、军事、医疗以及救援等等。目前室外定位技术已经发展的相对成熟，例如常见的GPS、北斗等定位系统。由于室内环境的封闭性和复杂性，使得GPS等信号在室内变得相对较弱，不能满足室内定位的要求。因此如何在室内环境中

2、实现高精度的定位成为人们的研究热点。由于RFID具有读写速度快、方便部署以及标签体积小、价格低等诸多优势，使得室内RFID定位技术逐渐流行起来。同时，标签的廉价性使其在物联网中多标签应用逐渐变得流行起来。因RFID标签之间无法进行通信，目前大多数传统的室内RFID定位算法每次只可以定位一个标签而无法实现多标签的同时定位。为了解决这一问题，本文提出了基于非度量多维标度的室内RFID多标签协同定位算法NMDS-RFID(F)。NMDS-RFID(F)算法流程主要分为以下三个步骤：首先利用标签间的接收信号强度（receivedsignalstrength，RSS）欧氏距离来获得标签间距离的大小

3、等级顺序关系；然后，利用非度量多维标度算法获得标签的相对坐标；最后由于参考标签位置坐标已知，利用坐标系转换算法得到标签的绝对坐标。通过搭建室内仿真环境对所提出的定位算法进行验证，仿真结果表明，NMDS-RFID(F)算法的定位性能优于RFID指纹定位算法。关键词：室内RFID定位，非度量多维标度，指纹法定位，接收信号强度IABSTRACTWiththerapiddevelopmentofInternetofThings(IoT)technology,indoorpositioningtechnologyhasbeenwidelyconcernedbydomesticandforeigne

4、xpertsandscholars.Positioningtechnologyhasaverywiderangeofapplications,thecommonareasofindoorpositioningapplicationincludehomeuse,military,medical,rescueandsoon.Atpresent,outdoorpositioningtechnologyhasbeendevelopedrelativelymature,suchasthecommonGPS,BeiDoupositioningsystem.Duetotheclosenessandco

5、mplexityoftheindoorenvironment,thesignalsuchasGPSbecomesrelativelyweakintheroomandcannotmeettheaccuracyrequirementofindoorpositioning.Sohowtoachievehigh-precisionpositioningintheindoorenvironmenthasbecomearesearchhotspot.BecauseRFIDhastheadvantagesoffastreadandwritespeed,easydeploymentandsmalltag

6、size,lowpriceandotheradvantagesmakeindoorRFIDpositioningtechnologygraduallypopular.Atthesametime,thecheapnessoftagshasmadeitmorepopularinmulti-tagapplicationsintheInternetofThings.DuetothelackofcommunicationbetweentheRFIDtags,mostofthetraditionalindoorRFIDpositioningalgorithmscanonlylocateonetaga

7、tatimeandcannotachievemulti-tagpositioningatthesametime.Inordertosolvethisproblem,thisdissertationproposesanindoorRFIDmulti-tagcooperativepositioningalgorithmbasedonnon-metricmultidimensionalscalenamedNMDS-RFID(F).NMDS