Τεχνολογία εντοπισμού θέσης Παθητικής RFID

Το RFID είναι μια τεχνολογία αναγνώρισης χωρίς επαφή που χρησιμοποιεί σήματα ραδιοσυχνοτήτων για την ανάγνωση και τη μετάδοση πληροφοριών που είναι αποθηκευμένες σε ηλεκτρονικές ετικέτες RFID. Χρησιμοποιείται ευρέως στην παρακολούθηση logistics, τη μεταφορά, τη διαχείριση φορτίου σε εμπορικά κέντρα και την τοποθέτηση αντικειμένων. Σύμφωνα με τις ειδικές συνθήκες του ιστότοπου, οι βοηθητικές ηλεκτρονικές ετικέτες RFID και οι αναγνώστες αναπτύσσονται ομοιόμορφα ανάλογα με τις ανάγκες. Γενικά, υπάρχουν δύο τρόποι για να υποδείξετε την απόσταση μεταξύ της βοηθητικής ετικέτας RFID και της συσκευής ανάγνωσης RFID.

Ο πρώτος είναι να χρησιμοποιήσετε έναν αναγνώστη RFID που μπορεί να προσαρμόσει την απόσταση ανάγνωσης και εγγραφής προσαρμόζοντας το ενεργειακό επίπεδο. Σε ποιο επίπεδο ενέργειας διαβάζεται κάθε βοηθητική ετικέτα RFID από τη συσκευή ανάγνωσης RFID, αυτά τα δεδομένα ενεργειακού επιπέδου υποδεικνύουν τη βοηθητική Η απόσταση μεταξύ της ετικέτας RFID και της συσκευής ανάγνωσης RFID. Όσο μικρότερα είναι τα δεδομένα του ενεργειακού επιπέδου, τόσο πιο κοντά βρίσκεται η βοηθητική ετικέτα RFID στον αναγνώστη RFID. Όσο μεγαλύτερα είναι τα δεδομένα του ενεργειακού επιπέδου, τόσο πιο μακριά είναι η βοηθητική ετικέτα RFID από τη συσκευή ανάγνωσης RFID.

Το δεύτερο είναι να υποδείξει την απόσταση μεταξύ της βοηθητικής ετικέτας RFID και της συσκευής ανάγνωσης RFID ανάλογα με την καθυστέρηση μεταξύ της Η συσκευή ανάγνωσης RFID στέλνει ένα σήμα και όταν διαβάζει τις πληροφορίες της ετικέτας RFID. Όσο μικρότερος είναι ο χρόνος καθυστέρησης, τόσο πιο κοντινή είναι η απόσταση μεταξύ της βοηθητικής ετικέτας RFID και της συσκευής ανάγνωσης RFID. Όσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος καθυστέρησης, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση μεταξύ της βοηθητικής ετικέτας RFID και της συσκευής ανάγνωσης RFID.

Οι ετικέτες RFID χωρίζονται σε ενεργές και παθητικές. Οι ενεργές ετικέτες έχουν πηγή ενέργειας και η επεξεργασία του σήματος μπορεί να είναι πιο περίπλοκη και η ακρίβεια τοποθέτησης θα είναι πολύ μεγαλύτερη. Στην ιδανική περίπτωση, μπορεί να καλύψει εμβέλεια 100 μέτρων και το σφάλμα τοποθέτησης είναι περίπου 5 μέτρα. Ολοκληρώνεται κυρίως με τριγωνοποίηση, αλλά αυτό το πεδίο μπορεί επίσης να χρησιμοποιήσει κόμβους όπως UWB και ZigBee για την ολοκλήρωση της τοποθέτησης. Δεδομένου ότι η παθητική ετικέτα RFID δεν έχει υπολογιστική ισχύ, όλη η επεξεργασία σήματος περιορίζεται από το ανακλώμενο σήμα που λαμβάνει ο αναγνώστης RFID, επομένως η επιλογή των αλγορίθμων επεξεργασίας σήματος θα είναι πολύ μικρότερη. Και επειδή το εύρος αναγνώρισης του αναγνώστη RFID είναι βασικά εντός του εύρους των 20 μέτρων, η τοποθέτηση των παθητικών ετικετών χρησιμοποιείται γενικά λιγότερο.

Η τοποθέτηση RFID σε εσωτερικούς χώρους είναι ο εντοπισμός ετικετών μέσω συσκευών ανάγνωσης RFID με γνωστές θέσεις, οι οποίες μπορούν να χωριστούν σε μεθόδους μη εμβέλειας και σε μεθόδους εμβέλειας. Η μέθοδος που βασίζεται στην εμβέλεια αναφέρεται στην εκτίμηση της πραγματικής απόστασης μεταξύ της στοχευόμενης συσκευής RFID και κάθε ετικέτας RFID μέσω διαφόρων τεχνικών εμβέλειας και, στη συνέχεια, στην εκτίμηση της θέσης της συσκευής στόχου μέσω μιας γεωμετρικής μεθόδου. Οι συνήθεις μέθοδοι εντοπισμού θέσης που βασίζονται στην εμβέλεια περιλαμβάνουν: τοποθέτηση με χρήση πληροφοριών ώρας άφιξης (διαιρούμενη σε TOA, TDOA), τοποθέτηση βάσει πληροφοριών ισχύος σήματος (RSSI) και τοποθέτηση βάσει γωνίας άφιξης σήματος (Γωνία άφιξης, AOA). Αυτές οι τεχνολογίες είναι συνεπείς με τις τεχνικές αρχές που χρησιμοποιούνται στο UWB και στο Wi-Fi, αλλά η απόσταση διάδοσης των σημάτων RFID είναι πολύ μικρή λόγω των περιορισμών ενέργειας, συνήθως μόνο λίγα μέτρα έως δεκάδες μέτρα μακριά.

Μεταξύ αυτών, η μέθοδος μη εμβέλειας αναφέρεται στη συλλογή πληροφοριών σκηνής στο αρχικό στάδιο και στη συνέχεια στο ταίριασμα του αποκτηθέντος στόχου με τις πληροφορίες σκηνής, ώστε να εντοπιστεί ο στόχος. Τυπικές μέθοδοι υλοποίησης είναι η μέθοδος ετικέτας αναφοράς και η μέθοδος τοποθέτησης δακτυλικών αποτυπωμάτων. Ο συνήθως χρησιμοποιούμενος αλγόριθμος για τη μέθοδο της ετικέτας αναφοράς είναι η μέθοδος κεντροειδούς τοποθέτησης. Η μέθοδος εντοπισμού θέσης δακτυλικών αποτυπωμάτων είναι βασικά η ίδια με αυτή που χρησιμοποιείται στην τοποθέτηση Wi-Fi, τη θέση Beacon και άλλες τεχνολογίες. Τοποθετήστε μερικούς αναγνώστες RFID στο χώρο εντοπισμού θέσης. Η θέση των συσκευών ανάγνωσης RFID είναι γνωστή. Όταν η ετικέτα στόχος RFID εισέλθει στη σκηνή, πολλαπλοί αναγνώστες RFID μπορούν να διαβάσουν τις πληροφορίες της ετικέτας στόχου RFID ταυτόχρονα. Η θέση αυτών των συσκευών ανάγνωσης RFID σχηματίζει ένα πολύγωνο με τη γραμμή σύνδεσης και το κέντρο αυτού του πολυγώνου μπορεί να θεωρηθεί ως οι συντεταγμένες θέσης της ετικέτας RFID-στόχου. Τα βήματα υλοποίησης του κεντροειδούς αλγόριθμου εντοπισμού θέσης είναι απλά και εύκολα στη χρήση, αλλά η ακρίβεια τοποθέτησης είναι σχετικά χαμηλή. Χρησιμοποιείται συχνά σε σενάρια όπου η ακρίβεια εντοπισμού θέσης δεν είναι υψηλή και ο εξοπλισμός υλικού RFID είναι περιορισμένος.

Το πλεονέκτημα της μεθόδου εντοπισμού θέσης που βασίζεται στην τεχνολογία RFID έγκειται στο χαμηλό κόστος της. Το κόστος των ενεργών ετικετών RFID είναι συνήθως δεκάδες γιουάν, ενώ το κόστος των παθητικών ετικετών RFID μπορεί να είναι αρκετά γιουάν και το μέγεθος των ετικετών είναι μικρό, συνήθως σε σχήμα φύλλου και το σήμα ραδιοσυχνότητας RFID έχει ισχυρή διείσδυση και μπορεί να πραγματοποιήσει επικοινωνία χωρίς οπτική επαφή. Η αποτελεσματικότητα επικοινωνίας του συστήματος RFID είναι πολύ υψηλή. Σε σύγκριση με το Wi-Fi και το Zigbee και άλλα συστήματα που απαιτούν πρόσβαση στο δίκτυο, ένας αναγνώστης RFID μπορεί να ολοκληρώσει την ανάγνωση και την εγγραφή εκατοντάδων ετικετών μέσα σε 1 δευτερόλεπτο. Σε σύγκριση με τις τεχνολογίες ασύρματου εντοπισμού θέσης ZigBee, Bluetooth και Wi-Fi, το RFID έχει χαμηλότερο κόστος κόμβου και μεγαλύτερη ταχύτητα εντοπισμού θέσης, αλλά η επικοινωνία τουΗ ικανότητα λήψης είναι πιο αδύναμη, επομένως ο εντοπισμός θέσης RFID είναι ιδιαίτερα κατάλληλος για απλά αντικείμενα με ετικέτα, αλλά δεν απαιτεί μεγάλο αριθμό στην περίπτωση επικοινωνίας δεδομένων.

Ωστόσο, το υπάρχον σύστημα εντοπισμού θέσης που χρησιμοποιεί τεχνολογία RFID έχει πολλά ελλείψεις, όπως μεγάλο σφάλμα τοποθέτησης, πολύπλοκη ανάπτυξη συστήματος και εύκολο να επηρεαστείτε από το περιβάλλον. Για παράδειγμα, η μέθοδος τοποθέτησης που βασίζεται στο RSSI περιορίζεται από τη μεγάλη διακύμανση του ίδιου του RSSI και την ευαισθησία στις περιβαλλοντικές παρεμβολές. Είναι δύσκολο να βελτιωθεί περαιτέρω. Η μέθοδος εντοπισμού θέσης που βασίζεται σε TOA και TDOA απαιτεί υψηλή ακρίβεια μέτρησης χρόνου, αλλά λόγω του χαμηλού ρυθμού επικοινωνίας του παθητικού συστήματος RFID, είναι δύσκολο να παρατηρηθεί ο ακριβής χρόνος. Σε γενικές γραμμές, το εύρος εφαρμογής της τεχνολογίας εντοπισμού θέσης RFID είναι στενό, η ακρίβεια εντοπισμού θέσης είναι χαμηλή και υπάρχουν λίγες πρακτικές περιπτώσεις.