RFID定位-从识别走向感知

知识点：

■ 采用125～134KHz频率，遵循ISO/IEC 18000系列规范的设备和系统，采用的标签为无源的，常称其为无源RFID标签系统，不涉及定位。

■ 采用13.56MHz频率， 遵循ISO/IEC 18000系列规范的设备和系统 ，同上。

■ 采用433.92 MHz或860～960MHz，遵循ISO/IEC 18000系列规范的设备和系统，采用无源和有源两种RFID标签规格，不涉及定位。

■ 采用2.4G或5.8GHz，遵循ISO/IEC 18000系列规范的设备和系统，采用有源标签，除了简单读取标签信息的应用外，可实现定位功能，也就是大家所说的RFID定位了。

■ 采用2.4G或5.8GHz，遵循IEEE802.11协议的，即我们大家较为熟悉的Wi-Fi技术，可实现定位功能。

■ 采用2.4G，遵循IEEE802.15.1协议，即BLE（蓝牙4.0及以上）定位。

■ 采用2.4G，遵循IEEE802.15.4协议，大家熟知的ZigBee定位。

■ 采用3.5G～10GHZ，但遵循IEEE802.15.4a协议的，即所说的UWB超宽带定位技术。

2003年沃尔玛采用UHF RFID技术追踪商品起，在后续接近20年的发展时间里，RFID标签一直在碎片化的长尾市场中被大量使用：如在供应链的各环节通过RFID技术实现实物流转信息的快速自动识别，实现整个供应链的可视化，支撑面向监管、企业产品溯源、消费者商品防伪等应用场景需求。

从2013年至今，将无源的RFID技术用于感知则成了新的发展方向。RFID读写器除了能提供RFID标签的ID信息外，还能提供标签返回信号的强度值（RSSI）、相位值（Phase）以及多普勒频率（Doppler Frequency）等参数，利用这些参数可以实现基于RFID的精准定位、追踪、动作和行为感知等，极大地拓展了RFID应用的范围和层次，使RFID技术从识别走向感知。

从无源感知到泛在感知

作为近年来的一项新兴技术，无源感知以其特有的感知机理和方法，逐渐成为泛在感知计算领域的核心支撑技术。

与传统的有源感知相比，无源感知主要依赖于从环境中获取的能量完成计算、感知与通信，无需电源对终端节点持续供电，因此，它在续航、部署、维护等方面拥有传统有源感知无法匹及的潜在优势。

而在众多的感知技术之中，RFID由于标签的轻量级、可标记、易部署等特征，成为无源感知的重要媒介。RFID的出现不仅仅是提供了物品“身份识别”的能力，还为实现“可标记”的无源感知提供了新的机遇。

利用反向散射通信机制的环境敏感特性，RFID系统可以基于标签反射信号中携带的环境因素的动态特征对指定对象进行感知，例如肢体行为识别、呼吸及心跳监测等，而这些特性才是RFID技术能够实现由“识别”到“感知”蜕变的根本原因。

有源RFID定位

RFID定位系统目前较常见的是 2.4G + 125KHz 的双模双频定位定位。125KHz频段主要用于激活定位标签，激活距离一般在1~5米，这样的定位也称为半有源RFID定位。

半有源RFID定位系统由低频激活器/锚点基站、定位标签、定位基站/阅读器、定位软件四部分组成；

低频激活器利用125K低频触发技术及低频信号界线明显的优势实现位置跟踪；

电子标签具有全球惟一的ID号码并按照事先预定时间向外发送电子载波（包含标签ID、激活器ID、RSSI场强值、电量状态等）；

读写器实时接收电子标签发出的载波信号并将载波信号传输到后台管理系统。

125KHz激活器主动发射连续低频脉冲信号（载波数据中含该激活器编号）；低频激活标签持续打开低频接收功能，当收到某激活器的激活信号时，该标签的低频芯片将实时解析出该激活器编号，同时检测出该低频信号的RSSI场强值，然后唤醒并传入MCU单片机，接着打开板载的2.4G无线射频芯片进行一次强信号发射（无线发射的数据包中含标签ID和激活器编号以及低频场强RSSI值）。有效识别范围内的2.4G读写器将收到该标签以2.4G频段发射的数据包，解析出该数据包中的RFID电子标签ID号和激活器编号后以及RSSI值后立刻上传到上位机电脑。上位机根据事先设置在各个地方的激活器、读写器位置做出位置判定并实时在定位软件中显示出来。

RFID区域定位特点

■ 工作模式：定位基站采用2.4GHz场强检测技术和125KHz半有源技术，工作模式为“主动或被动式”。

■ 定位精度：2.4GHz射频天线的识别精度为10m~100m，内置的125KHz低频天线的发射距离可达到0~8m；读写器可外扩3路125KHz低频天线加长发射距离。

■ 标签的功耗较低，标签正常情况下能用2年以上

■ 激活天线主要安装在出入口区域，辅助进出判断和定位，低频激活天线分为地感式线圈天线和棒状天线两种

■ 阅读器分单频、双频两种，单频频率为2.4G，双频频率分为2.4G和125K，阅读器安装在定位区域内

■ 定位标签为2.4G与125K双频半有源RFID电子标签，定位标签定时向外发送2.4G信号，和接收125K激活信号。

价格低和待机长是RFID定位的优势，在只需要区域定位的需求，可以考虑RFID定位。

1、隧道人员识别定位

2、学校学生定位、进出学校管理

3、资产实时定位、盘点、防盗

4、法院、检察院、公安局访客定位

5、其他精度要求3-5米的区域定位应用

RFID定位产品

定位标签

● 工作频段：2.4 GHz&125K

● 通讯速率：250Kb/s、1Mb/s、2Mb/s

● 识别速度：200公里 / 小时

● 有效识别距离达80米

● 工作时长高达24个月

● AES128位加密，几乎不可破解；软件再次加密

锚点基站

采用125K有源RFID技术，完成区域定位功能，也就是存在性监测和一维定位。

● 工作频段：125K

● 有效锚定距离3-5米

● 识别速度：200公里 / 小时

● 同时锚定256张以上的定位标签 

定位基站

采用2.4G和125K双频有源RFID技术，主要功能是锚定双频定位标签，同时读取在定位基站附近的双频有源RFID定位标签，并将相关定位数据发送至服务器。完成区域定位功能，也就是存在性监测和一维定位。

● 工作频段：2.4 GHz&125K

● 通讯速率：250Kb/s、1Mb/s、2Mb/s

● 识别速度：200公里 / 小时

● 传输通讯距离：80米