从最初仅具雏形的想法开始,人类对射频识别技术的探索已有七十多年。众多研究者不懈的努力推动着射频识别技术的发展,逐步解决了能量获取、反射信号调制、信号冲突等一系列问题并制定了全球标准协议。如今,逐渐成熟的射频识别技术是物联网生态的重要实现载体之一,已广泛应用于零售、医疗、物流、制造、交通等各领域造福人类。然而大多数已有的射频识别系统仅能应用该技术对贴有标签的物体进行自动识别以及粗粒度的追踪。本文则探索如何拓展射频识别技术的能力和应用方式。为了实现这一目标,本文对超高频射频识别技术的标签信号展开了深入的研究。本文发现标签的反向散射信号极易受到环境变化的影响而变动,例如标签与阅读器天线的通信距离变化、标签附近用户的走动、用户拿动标签等。商业超高频射频识别阅读器提供的三个标签信号指标——信号强度、相位和多普勒频移,则是我们检测标签信号变化的工具。基于以上发现,本文从三个方面展开研究工作拓展射频识别技术的能力。其一,利用标签信号的相位指标对标签进行高精度的定位。本文提出的定位方法——BackPos,应用差分思想消除标签多样性影响、使用距离差约束消除相位周期性。此外,我们提出可行区域的概念并放宽对天线间距的要求。如此BackPos可实际应用于体积较大的圆极化有向天线。BackPos方法无需部署参考标签且不受标签多样性影响。其二,研究标签信号的多普勒频移指标与用户和标签相对位置的关系,并提出一种以物品为目标的室内导航系统。我们研究发现商业阅读器提供的多普勒频移指标与多径效应密切相关:当用户处在标签和阅读器天线的视距路径上时,多普勒频移数据波动明显。基于此发现,本文设计算法检测用户是否到达标签位置并应用于物品级室内导航系统。其三,研究用户不同动作对目标标签信号的影响,在此基础上设计帮助实体商店自动采集顾客购物行为数据的系统——Tagbooth。Tagbooth系统通过对商品标签信号强度数据进行插值、傅立叶变换并提取低频变化来检测位置变化标签,并对相位变化数据去周期、计算平均变化步长来识别顾客的不同动作。以上三个方面的研究工作均在成熟的商业设备上进行,因而研究成果可应用于已有的射频识别系统。通过研究上述内容,本文对射频识别技术的能力和应用方式进行了拓展。