基于rfid的车辆定位与电子地图显示系统毕业设计(编辑修改稿)

基于rfid的车辆定位与电子地图显示系统毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

民用领域得到了应用， 欧洲 国家 最先 开始将 RFID 技术应用 在 收费公路 方面。 之后 直到 21 世纪， 世界 上的其他国家才开始关注 RFID 技术在民用领域的应用价值，在 防伪票证，生产自动化，访问控制，公路收费，停车场管理，识别，货物和其他民用领域，RFID 已大量应用并且还在不断的的不断扩大之中 ，迎来了属于 RFID 的崭新时代 [12]。 RFID 发展历程及趋势 RFID 技术的主要发展过程 [13]可以大致划 分为以下几个阶段： 二十世纪四十年代 期间雷达技术的改进和应用 使得 RFID 技术 问世，相关的 理论技术基础 则是在 1948 年 确立的 ；二十世纪 五 十年代 期间， 在 实验室进行 RFID 技术产品的一下相关 实验研究，开始 RFID的早期探索阶段； 二十世纪六十年代期间 进一步发展了 RFID 理论技术，也是在这个时期内 开始了一些 早期的 应用尝试 ；然后 在 七十年代 RFID 技术与产品 的 研发 速度大幅度提升 ，一些早期的 RFID 应用 产品出炉；到了八十年代时 RFID 技术 已经 比较成熟， RFID 的技术产品 开始投入到了 商业应用 ；二十世纪九十年代时 RFID 出现了一些标准化问题，引发了人们对于技术标准的重视 ， 之后进一步促进 RFID 产品 的广泛应用， 逐 步 成为人们生活中必不可少的一部分 ； 进入 21 世纪之后， RFID 产品越加丰富， RFID 成本的不断降低 使得应用规模也随着一步步 扩大，促使 RFID 相关技术理论 进一步丰富和完善。 苏州大学本科生毕业设计 (论文） 5 RFID 主要应用 RFID 技术应用主要分为三个方面：安全、追踪以及真实性。 下面提供了一个 RFID 的主流应用目录 [10]： 安全： ◦ 访问控制：钥匙和防盗系统； ◦巡逻验证：过程管理； ◦防盗：商品。 跟踪： ◦供应链：仓库存储和库存控制； ◦人和动物：个人，儿童，病人，运动员，牛，以及宠物； ◦财产：航空行李，设备以及货物。 真伪性： ◦资金：纸币； ◦药品：药品包装； 电子支付： ◦交通运输：汽车通行费： Fas Trak， EZpass； ◦票务：流水通行证； ◦信用卡 /借记卡：用 MasterCard 的 PayPass。 娱乐： ◦智能玩具：交互特征。 RFID 技术产品 提高了企业的经济效益也 保障了公共安全 ， 在提升社会信息化水平方面也产生了重要的影响 ， RFID 在 各个 领域 的广泛应用 已经很大程度上 改善了人们的生活质量， 我们有理由相信相信在未来的几年中， RFID 技术将继续保持高速发展的势头。 RFID 技术原理 RFID 技术 是一种非接触式的无线识别技术 ， 系统主要由 RFID 标签， 标签 阅读器以及天线组成 三个部分组成。 天线 是连接标签与阅读器之间的纽带，其 功能就是在标签与阅读器之间传递 数据 信号。 全球主要有 868MHz、 915MHz 和 三个工作频段， 本系统采用 的是 915MHz 工作频段， 在此频段内 多个标签识别距离和性能最好。 苏州大学本科生毕业设计 (论文） 6 图 RFID 系统构成 RFID 标签 标签分为三类：无源，有源，半有源半无源 三种。 无源标签构造比较简单，由存储器、控制模块、射频模块 还有 天线组成。 每 一个标签具备 全球 独一无二 的电子编码 (即 ID 号 —— UID， UID 是在制作芯片时 固定在 ROM 中的 ，无法 篡改 )。 因为无源的 RFID 识别距离相对较短，所以本系统采用的是近距离的电感耦合。 读写器通过 天线发射特定 频率的射频 信号，当标签 进入 射频识别 工作区域时 就会在其内部的线圈中 产生感应电流，射频卡 因此 获得能量被启动。 标签利用线圈中的感应电流所传递的能量将自身 信息透过卡内天线 返回 出去。 阅读器 接收接收到从 标签 发送来的载波信号，经 过对信号的的解调和译码 后 传 送到后 台软件系统 进行下一步 处理。 后台软件系统 对接收到的数据进行 逻辑运算 以此 判断该 标签的合法与否 ， 然后根据设定的模型做出 相应的处理和控制， 最后回发 指令信号控制执行相应的动作 [14]。 图 识别原理简介 苏州大学本科生毕业设计 (论文） 7 有源电子标签又称主动标签， 完全由 标签 内部 的 电池供给 标签 工作所需要 的工作 能量。 主动标签 因为 自身 携带 电池供电，读 /写距离较远（约在 100 米 ~1500 米），采用 的是 电磁耦合方式，体积 相对大一些 ， 成本也相对于无源 标签高， 当标签的工作 能量耗尽后需 及时更换电池 才能保障系统正常工作。 出 于安全性以及准确性考虑，本系统采用的是有源 RFID标签。 图 电磁耦合 半有源半无源标签相比较无源标签，多一个电路唤醒模块，自身带有电源，但是在通常情况下处于断电状态。 当其进入射频识别区域时，从阅读器获得的电磁信号激活唤醒电路，从而变成一个“有源 RFID 标签”。 图 带有唤醒电路的 RFID 标签 阅读器 RFID 阅读器 即射频识别技术，此技术通常用于无线收发 方面。 RFID 阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。 一个复杂的 RFID 系统的阅读器一般还有苏州大学本科生毕业设计 (论文） 8 后台的计算机处理系统， 对其所收集到的信息进行处理。 RFID 阅读器的优点有以下五点 [15]： 、跟踪、追溯 RFID 定位技术 本课题研究的是基于 RFID 的车辆定位与电子地图显示系统，所以基本要点就是要获得 RFID 标签的位置。 传统的 GPS 定位技术是通过终端发送定位请求，通过卫星对请求端进行定位，至少需要 3 颗卫星才能对其进行定位。 一般采用 4 颗卫星，其中一颗用来矫正定位误差。 这种定位方法对客户端的要过比较苛刻，首先就需要客户端能发送 有效的等你改为请求到服务器端，受天气的影响也非常大，有时候 在室内或者卫星信号覆盖 比较 差的区域定位效果就会非常差甚至 根本无法进行定位。 这在实际应用中的缺陷非常明显，因为越是在恶劣的环境下，越是在没有狭小封闭的空暇内，定位功能就越发重要，人们对定位功能的需求就越紧迫。 而另外一种通过电信运营商的基站位置定位的技术，虽然不需要借用卫星，但是因为基站的设置不会太紧密，所以误差过大，不能达到准确定位的要求。 所以传统的 GPS 定位技 术就会常常出现“关键时候掉链子”的现象。 然而 RFID 定位技术 [16]与传统的定位技术不同的是， RFID 标签不需要定位卫星的参与，也不用基站定位。 因为 RFID必然需要与阅读器进行交互，所以根据阅读器的位置定位 RFID标签是一种可行的方法。 而 RFID 阅读器相比较基站而言成本低的多，可以实现紧密部署，相对于 RFID 标签的位置而言也近的多。 如此一来， RFID 的定位准确性也能得到很大的保障。 所以，无论是从自然环境方面考虑，还是从设备部署、成本、准确性方面考虑，亦或是从适用情景、自身工作条件方面考虑， RFID 定位技术 都有着无比巨大的优势。 目前已有多种不同的 RFID 定位方法，这里举出以下两个个距离估计法： （ 1） SpotON： SpotON 系统采用可调整的长距离主动 RFID 标签，用多个阅读器同时测量同一个 RFID 标签所发来信号的强度，通过信号的强度值可以计算得到目标源相对于阅读器的距离。 用至少 3 个阅读器所获得的距离就可以对目标 RFID 进行定位。 （ 2） SAWID－ tags：表面声波识别标签全部是无源标签，标签采用脉冲压缩和编码技术。 首先测定每个标签脉冲反应的频率，然后标签重新传送相关信号。 重传信号会有一个自相关峰值，产生 幅度值最高的脉冲响应标签就是待定位点的标签。 基于信号到达时间的苏州大学本科生毕业设计 (论文） 9 方法测量每个阅读器 i 与标签之间的距离如式（ 1）所示。 𝑑𝑖 = 𝑇𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙,𝑖−𝑇𝑆𝐴𝑊−𝑇𝑠𝑦𝑠−𝑇𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒,𝑖𝑐0 公式 (1) 其中， Tsys 是系统的时间延时； Tcable， i 是预校准脉冲期间接收天线和解调器之间电缆传输延时； TSAW 是所有标签的时间延时。 有 3 个估计距离时，系统用三边测量法定位标签。 结合这两种定位技术的优点，可以对基于 RFID的距离估计法进行优化，先采用 SpotON系统对所接收到的信号进行处理，把信号强度转化为识别半径。 当标签进入射频识别区域时，能识别到该标签的阅读器分为 4 中情况：。