嵌入式無線射頻識別室內定位系統實現論文作者：侯安桑、楊昇儒 (南臺科技大學電子工程研究所)嵌入式系統創意成果與人才培育學術研討會嵌入式無線射頻識別室內定位系統實現論文作者：侯安桑、楊昇儒 內容1.使用時機2.相關研究3.定位方法

4.系統設計5.需求規格完成度6.成果可應用性7.技術方案優越性8.測試完整性結論內容1.使用時機使用時機GPS可用於位置定位與回報，卻無法用於室內環境定位。有鑑於此，本研究計畫提出以主動式無線射頻識別（RadioFrequencyIdentification,RFID）系統，作室內人員或物品的定位。此定位系統具有網際網路連線功能，使用者可透過網際網路查看定位的結果。使用時機GPS可用於位置定位與回報，卻無法用於室內環境定位。相關研究-1目前RFID定位主要採用LANDARC（LocationIdentificationbasedonDynamicActiveRFIDCalibration）與衍生的方法[1]-[6]圖1.LANDARC定位構想相關研究-1目前RFID定位主要採用LANDARC（Loc相關研究-2此計劃所提二維定位方法祇需使用四個主動式參考標籤及兩個遠距RFID讀卡機。在此架構下，使用者可用任何一臺電腦，輸入伺服端IP位址，便能查看伺服端資料庫所記錄的RFID相關定位資料及影像檔。此計劃構想克服了GPS定位的盲點，具有實用的價值。相關研究-2此計劃所提二維定位方法祇需使用四個主動式參考標籤定位方法(一維定位)-1圖2.一維定位規劃圖定位方法(一維定位)-1圖2.一維定位規劃圖定位方法(一維定位)-2定位方法(一維定位)-2定位方法(一維定位)-3定位方法(一維定位)-3定位方法(一維定位)-4定位方法(一維定位)-4定位方法(一維定位)-5實際定位的步驟定位方法(一維定位)-5實際定位的步驟定位方法(二維定位)-1圖3.二維定位的示意圖定位方法(二維定位)-1圖3.二維定位的示意圖定位方法(二維定位)-2定位方法(二維定位)-2系統設計-1伺服端(Server)執行RFID定位程序，同時開啟Socket通訊埠，等待接收來自客戶端的一維定位數據。然後再將(8)式的結果顯示在螢幕上。客戶(Client)端使用嵌入式系統(XSCALE270)周邊介面連接裝置如隨身碟、觸控面板、RFID讀取器、IP分享器；當嵌入式系統啟動時自動執行指定的Shell檔，以便執行整體系統的功能。系統設計-1伺服端(Server)執行RFID定位程序，同時系統設計-2圖4.RFID系統架構圖系統設計-2圖4.RFID系統架構圖系統設計-3

圖6.伺服端程式設計流程圖系統設計-3圖6.伺服端程式設計流程圖系統設計-4圖7.客戶端程式設計流程圖系統設計-4圖7.客戶端程式設計流程圖需求規格完成度-1本系統須達到需求規格書所列之所有功能:1.RFID定位整體系統(RFIDPositioningSystem,RPS)需求規格完成度-1本系統須達到需求規格書所列之所有功能:需求規格完成度-22.影像偵測系統(ImagingDetectionsSystem,IDS)。需求規格完成度-22.影像偵測系統(ImagingDet需求規格完成度-3需求規格完成度-3需求規格完成度-43.PHP網頁系統(PHPWebSystem,PWS)需求規格完成度-43.PHP網頁系統(PHPWebSy成果可應用性

本專案主要實現室內環境定位，目前的GPS在室外環境可以有效的定位但是室內環境無法定位，而此專案構想是克服GPS定位的盲點，具有實用的價值。

1.門禁系統:員工進出地點的管制。

2.物料處理:工廠的物料清點及補貨。

3.醫療應用:醫院病人的進出管制。

4.防盜應用:貴重物品的防盜管理。成果可應用性本專案主要實現室內環境定位，目前的GPS在技術方案優越性

技術方案優越性測試完整性-1

整體系統功能在室內實驗室進行，因空間限制，定位的距離實驗(X,Y)座標為(2m,2m)、(5m,2m)及(6m,2m)三組。每一個參考標籤讀取10筆RSSI值做變異數在計算距離參數，定位標籤讀取5筆RSSI值變異數處裡將RSSI值代入求得一維估算距離。將伺服端與客戶端得到的一維距離數據後做換算求得二維距離座標。測試完整性-1整體系統功能在室內實驗室進行，因空間限制，定測試完整性-2從圖8觀察定位座標變化從時間1至30，(X,Y)座標變化浮動大，根據電波本身的特性，知道電子標籤在固定位置不動，但RSSI值會有飄移的現象產生。因此我們測量電子標籤與Reader的距離為2、4、6、8公尺做RSSI漂移測量如圖9所示。

測試完整性-2從圖8觀察定位座標變化從時間1至30，(X,測試完整性-3圖8(a).座標(2m,2m)圖8(b).座標(3m,2m)測試完整性-3圖8(a).座標(2m,2m)圖8(b測試完整性-4圖8(c)座標(6m,2m)圖

9.RSSI漂移現象測試完整性-4圖8(c)座標(6m,2m)圖9.測試完整性-5由圖9觀察RSSI值了解，漂移現象會在1至60時間上有較大的跳動幅度，到60以後幅度縮小。根據此實驗結果，我們在求得定位數據時，需增加讀取參考標籤RSSI值的次數，以求更精準之定位數據。圖10所示為取樣50筆資料做距離參數並計算二維座標，定位結果發現準確性與穩定性有明顯的差別，證明此解決方法有效。測試完整性-5由圖9觀察RSSI值了解，漂移現象會在1至6測試完整性-6圖10(a).座標(4m,2m)圖10(b).座標(6m,3m)測試完整性-6圖10(a).座標(4m,2m)圖10測試完整性-7圖10(c).座標(7m,4m)測試完整性-7圖10(c).座標(7m,4m)測試完整性-8圖11.執行畫面(一)測試完整性-8圖11.執行畫面(一)測試完整性-9圖12.執行畫面(二)測試完整性-9圖12.執行畫面(二)結論此研究所提出RFID二維定位技術經理論的推演及實驗的驗證，證實此系統具體可行。與目前文獻所題提出類似的方法比較，更證實此系統的優越性。因此，本研究所提出的定位技術對RFID的應用領域有具體的貢獻。結論此研究所提出RFID二維定位技術經理論的推演及實驗的驗證嵌入式無線射頻識別室內定位系統實現論文作者：侯安桑、楊昇儒 (南臺科技大學電子工程研究所)嵌入式系統創意成果與人才培育學術研討會嵌入式無線射頻識別室內定位系統實現論文作者：侯安桑、楊昇儒 內容1.使用時機2.相關研究3.定位方法

4.系統設計5.需求規格完成度6.成果可應用性7.技術方案優越性8.測試完整性結論內容1.使用時機使用時機GPS可用於位置定位與回報，卻無法用於室內環境定位。有鑑於此，本研究計畫提出以主動式無線射頻識別（RadioFrequencyIdentification,RFID）系統，作室內人員或物品的定位。此定位系統具有網際網路連線功能，使用者可透過網際網路查看定位的結果。使用時機GPS可用於位置定位與回報，卻無法用於室內環境定位。相關研究-1目前RFID定位主要採用LANDARC（LocationIdentificationbasedonDynamicActiveRFIDCalibration）與衍生的方法[1]-[6]圖1.LANDARC定位構想相關研究-1目前RFID定位主要採用LANDARC（Loc相關研究-2此計劃所提二維定位方法祇需使用四個主動式參考標籤及兩個遠距RFID讀卡機。在此架構下，使用者可用任何一臺電腦，輸入伺服端IP位址，便能查看伺服端資料庫所記錄的RFID相關定位資料及影像檔。此計劃構想克服了GPS定位的盲點，具有實用的價值。相關研究-2此計劃所提二維定位方法祇需使用四個主動式參考標籤定位方法(一維定位)-1圖2.一維定位規劃圖定位方法(一維定位)-1圖2.一維定位規劃圖定位方法(一維定位)-2定位方法(一維定位)-2定位方法(一維定位)-3定位方法(一維定位)-3定位方法(一維定位)-4定位方法(一維定位)-4定位方法(一維定位)-5實際定位的步驟定位方法(一維定位)-5實際定位的步驟定位方法(二維定位)-1圖3.二維定位的示意圖定位方法(二維定位)-1圖3.二維定位的示意圖定位方法(二維定位)-2定位方法(二維定位)-2系統設計-1伺服端(Server)執行RFID定位程序，同時開啟Socket通訊埠，等待接收來自客戶端的一維定位數據。然後再將(8)式的結果顯示在螢幕上。客戶(Client)端使用嵌入式系統(XSCALE270)周邊介面連接裝置如隨身碟、觸控面板、RFID讀取器、IP分享器；當嵌入式系統啟動時自動執行指定的Shell檔，以便執行整體系統的功能。系統設計-1伺服端(Server)執行RFID定位程序，同時系統設計-2圖4.RFID系統架構圖系統設計-2圖4.RFID系統架構圖系統設計-3

圖6.伺服端程式設計流程圖系統設計-3圖6.伺服端程式設計流程圖系統設計-4圖7.客戶端程式設計流程圖系統設計-4圖7.客戶端程式設計流程圖需求規格完成度-1本系統須達到需求規格書所列之所有功能:1.RFID定位整體系統(RFIDPositioningSystem,RPS)需求規格完成度-1本系統須達到需求規格書所列之所有功能:需求規格完成度-22.影像偵測系統(ImagingDetectionsSystem,IDS)。需求規格完成度-22.影像偵測系統(ImagingDet需求規格完成度-3需求規格完成度-3需求規格完成度-43.PHP網頁系統(PHPWebSystem,PWS)需求規格完成度-43.PHP網頁系統(PHPWebSy成果可應用性

本專案主要實現室內環境定位，目前的GPS在室外環境可以有效的定位但是室內環境無法定位，而此專案構想是克服GPS定位的盲點，具有實用的價值。

1.門禁系統:員工進出地點的管制。

2.物料處理:工廠的物料清點及補貨。

3.醫療應用:醫院病人的進出管制。

4.防盜應用:貴重物品的防盜管理。成果可應用性本專案主要實現室內環境定位，目前的GPS在技術方案優越性

技術方案優越性測試完整性-1

整體系統功能在室內實驗室進行，因空間限制，定位的距離實驗(X,Y)座標為(2m,2m)、(5m,2m)及(6m,2m)三組。每一個參考標籤讀取10筆RSSI值做變異數在計算距離參數，定位標籤讀取5筆RSSI值變異數處裡將RSSI值代入求得一維估算距離。將伺服端與客戶端得到的一維距離數據後做換算求得二維距離座標。測試完整性-1整體系統功能在室內實驗室進行，因空間限制，定測試完整性-2從圖8觀察定位座標變化從時間1至30，(X,Y)座標變化浮動大，根據電波本身的特性，知道電子標籤在固定位置不動，但RSSI值會有飄移的現象產生。因此我們測量電子標籤與Reader的距離為2、4、6、8公尺做RSSI漂移測量如圖9所示。

測試完整性-2從圖8觀察定位座標變化從時間1至30，(X,測試完整性-3圖8(a).座標(2m,2m)圖8(b).座標(3m,2m)測試完整性-3圖8(a).座標(2m,2m)圖8(b測試完整性-4圖8(c)座標(6m,2m)圖

9.RSSI漂移現象