Technologia pozycjonowania pasywnego RFID

RFID to technologia identyfikacji bezkontaktowej, która wykorzystuje sygnały radiowe do odczytu i przesyłania informacji przechowywanych w elektronicznych znacznikach RFID. Jest szeroko stosowana w śledzeniu logistyki, transporcie, zarządzaniu ładunkami w centrach handlowych i pozycjonowaniu przedmiotów. Zgodnie ze specyficznymi warunkami miejsca, pomocnicze elektroniczne znaczniki RFID i czytniki są równomiernie rozmieszczone w razie potrzeby. Zasadniczo istnieją dwa sposoby wskazania odległości między pomocniczym znacznikiem RFID a czytnikiem RFID.

Pierwszym sposobem jest użycie czytnika RFID, który może regulować odległość odczytu i zapisu poprzez regulację warstwy energetycznej. Na której warstwie energetycznej każdy pomocniczy Znacznik RFID jest odczytywany przez Czytnik RFID, dane tej warstwy energetycznej wskazują pomocniczy Odległość między znacznikiem RFID a czytnikiem RFID. Im mniejsze dane warstwy energetycznej, tym bliżej czytnika RFID znajduje się pomocniczy znacznik RFID; im większe dane warstwy energetycznej, tym dalej pomocniczy znacznik RFID znajduje się od czytnika RFID.

Drugi to wskazanie odległości między pomocniczym znacznikiem RFID a czytnikiem RFID zgodnie z opóźnieniem między momentem wysłania sygnału przez czytnik RFID a momentem odczytania informacji o znaczniku RFID. Im krótszy czas opóźnienia, tym mniejsza odległość między pomocniczym znacznikiem RFID a czytnikiem RFID; im dłuższy czas opóźnienia, tym większa odległość między pomocniczym znacznikiem RFID a czytnikiem RFID.

Znaczniki RFID dzielą się na aktywne i pasywne. Tagi aktywne mają źródło zasilania, a przetwarzanie sygnału może być bardziej skomPlikowane, a dokładność pozycjonowania będzie znacznie wyższa. W idealnym przypadku może obejmować zakres 100 metrów, a błąd pozycjonowania wynosi około 5 metrów. Jest on głównie uzupełniany przez triangulację, ale ta dziedzina może również wykorzystywać węzły, takie jak UWB i ZigBee, aby ukończyć pozycjonowanie. Ponieważ pasywny znacznik RFID nie ma mocy obliczeniowej, przetwarzanie całego sygnału jest ograniczone przez odbity sygnał otrzymany przez czytnik RFID, więc wybór algorytmów przetwarzania sygnału będzie znacznie mniejszy. A ponieważ zasięg identyfikacji czytnika RFID mieści się zasadniczo w zakresie 20 metrów, pozycjonowanie pasywnych znaczników jest generalnie rzadziej stosowane.

Pozycjonowanie RFID w pomieszczeniach polega na lokalizowaniu znaczników za pomocą czytników RFID o znanych pozycjach, które można podzielić na metody bez określania odległości i metody określania odległości. Metoda oparta na określaniu odległości odnosi się do szacowania rzeczywistej odległości między docelowym urządzeniem RFID a każdym znacznikiem RFID za pomocą różnych technik określania odległości, a następnie szacowania położenia docelowego urządzenia za pomocą metody geometrycznej. Powszechnie stosowane metody pozycjonowania oparte na określaniu odległości obejmują: pozycjonowanie przy użyciu informacji o czasie przybycia (podzielonych na TOA, TDOA), pozycjonowanie na podstawie informacji o sile sygnału (RSSI) i pozycjonowanie na podstawie kąta przybycia sygnału (Angle of Arrival, AOA). Te technologie są zgodne z zasadami technicznymi stosowanymi w UWB i Wi-Fi, ale odległość propagacji sygnałów RFID jest bardzo krótka ze względu na ograniczenia energetyczne, zwykle wynosi od kilku do kilkudziesięciu metrów.

Wśród nich metoda bez określania odległości odnosi się do zbierania informacji o scenie na wczesnym etapie, a następnie dopasowywania pozyskanego celu do informacji o scenie, tak aby zlokalizować cel. Typowymi metodami implementacji są metoda znacznika odniesienia i metoda pozycjonowania odcisku palca. Powszechnie stosowanym algorytmem dla metody znacznika odniesienia jest metoda pozycjonowania centroidu. Metoda pozycjonowania odcisku palca jest zasadniczo taka sama, jak ta stosowana w pozycjonowaniu Wi-Fi, pozycjonowaniu Beacon i innych technologiach. Ustaw kilka czytników RFID w przestrzeni pozycjonowania. Lokalizacja czytników RFID jest znana. Gdy docelowy znacznik RFID wchodzi na scenę, wiele czytników RFID może odczytać informacje o docelowym znaczniku RFID w tym samym czasie. Lokalizacja tych czytników RFID tworzy wielokąt z linią połączenia, a środek tego wielokąta można uznać za współrzędne położenia docelowego znacznika RFID. Kroki implementacji algorytmu pozycjonowania środka ciężkości są proste i łatwe w obsłudze, ale dokładność pozycjonowania jest stosunkowo niska. Jest często stosowany w scenariuszach, w których dokładność pozycjonowania nie jest wysoka, a sprzęt RFID jest ograniczony.

Zaletą metody pozycjonowania opartej na technologii RFID jest jej niski koszt. Koszt aktywnych tagów RFID wynosi zwykle dziesiątki juanów, podczas gdy koszt pasywnych tagów RFID może wynosić kilka juanów, a rozmiar tagów jest niewielki, zwykle wykonany w kształcie arkusza, a sygnał częstotliwości radiowej RFID ma silną penetrację i może prowadzić komunikację poza linią wzroku. Wydajność komunikacyjna systemu RFID jest bardzo wysoka. W porównaniu z Wi-Fi i Zigbee oraz innymi systemami wymagającymi dostępu do sieci, czytnik RFID może ukończyć odczyt i zapis setek tagów w ciągu 1 sekundy. W porównaniu z technologiami pozycjonowania bezprzewodowego ZigBee, Bluetooth i Wi-Fi, RFID ma niższy koszt węzła i szybszą prędkość pozycjonowania, ale jego komunizdolność ation jest słabsza, więc pozycjonowanie RFID jest szczególnie odpowiednie dla prostych oznaczonych obiektów, ale nie wymaga dużej liczby W przypadku komunikacji danych.

Jednak istniejący system pozycjonowania wykorzystujący technologię RFID ma wiele niedociągnięć, takich jak duży błąd pozycjonowania, złożone wdrożenie systemu i łatwość ulegania wpływom środowiska. Na przykład metoda pozycjonowania oparta na RSSI jest ograniczona przez duże wahania samego RSSI i wrażliwość na zakłócenia środowiskowe. Trudno ją dalej udoskonalić. Metoda pozycjonowania oparta na TOA i TDOA wymaga wysokiej dokładności pomiaru czasu, ale ze względu na niską szybkość komunikacji pasywnego systemu RFID trudno jest obserwować dokładny czas. Ogólnie rzecz biorąc, zakres zastosowań technologii pozycjonowania RFID jest wąski, dokładność pozycjonowania jest słaba, a przypadków praktycznych jest niewiele.