Badania nad technologią sieciowania i koordynacji czytników UHF RFID

Jak wszyscy wiemy, system RFID składa się z elektronicznych tagów (tag), czytnika (reader) i systemu zarządzania danymi. Istnieją trzy rodzaje elektronicznych tagów RFID: aktywne, pasywne i półaktywne. Tagi pasywne charakteryzują się niskim kosztem i są szeroko stosowane. Zakres naszych badań poniżej obejmuje pasywne etykietowanie. Gdy stosowane są pasywne tagi, wymagane jest odpowiednie planowanie rozmieszczenia czytników. Rozmieszczenie RFID bezpośrednio wpływa na zasięg i efekt identyfikacji sieci czytników UHF. Rozsądne i skuteczne rozwiązanie rozmieszczenia czytników może skrócić czas budowy sieci i w pełni pokryć obszar docelowy; może zmniejszyć zakłócenia między czytnikami, dostosować się do zmian w sieci i zapewnić szybkość odczytu całej sieci.

Sieciowanie czytników ma następujące cechy:

1. Struktura systemu sieciowego RFID wykazuje poważną asymetrię. Wydajność pasywnych tagów elektronicznych jest stosunkowo słaba, a tagi nie mogą się ze sobą komunikować. Znaczniki pasywne nie mogą aktywnie wysyłać sygnałów komunikacyjnych i mogą komunikować się z czytnikiem tylko poprzez rozpraszanie wsteczne. komunikacja.

2. Środowisko transmisji bezprzewodowej w systemie RFID jest dość skomPlikowane. W większości przypadków system RFID działa w środowisku wewnętrznym, a w tym momencie należy wziąć pod uwagę efekt tłumienia wielodrożności. Jednocześnie typowa odległość komunikacji czytnik-znacznik wynosi mniej niż 10 m, co należy do komunikacji krótkodystansowej. Ze względu na istotne cechy sygnałów o częstotliwości radiowej i w celu zapewnienia zasięgu, przecięcie się obszarów identyfikacyjnych czytnika jest nieuniknione. Na podstawie istniejącego modelu optymalizacji sieci komórkowej bezprzewodowej, zgodnie z cechami systemu RFID, zaproponowano dyskretny model wdrożenia sieci czytnika r = (miejsce, antena, TIlt, Au), gdzie TIlt oznacza kąt nachylenia anteny, Au oznacza tłumienie. W przypadku ograniczeń zasięgu, ograniczeń sygnału odbicia znacznika, ograniczeń minimalnego kosztu i ograniczeń minimalnej interferencji, algorytm genetyczny jest używany do znalezienia optymalnego rozwiązania. Te odniesienia nie uwzględniają wdrożenia sieci czytników w obecności czytników przenośnych.

Celem koordynacji czytnik-pisarz jest zapewnienie wymagań komunikacyjnych całego systemu, głównie w celu uniknięcia konfliktów czytnik-pisarz i kontroli mocy. Konflikt interrogatora odnosi się do zakłóceń wykrytych przez jednego interrogatora spowodowanych przez innego interrogatora, w tym dwóch przypadków: konfliktu częstotliwości interrogatora i konfliktu znacznika. Konflikt częstotliwości czytnika występuje, gdy dwóch lub więcej czytników używa tej samej częstotliwości do komunikacji z tagami w tym samym czasie; konflikt znacznika odnosi się do konfliktu, który występuje, gdy dwóch lub więcej czytników komunikuje się z tagiem w tym samym czasie.

Charakterystyka konfliktu czytelnik-pisarz jest następująca: niska wydajność pasywnych tagów sprawia, że nie mogą one pełnić roli antykolizyjnej w procesie komunikacji z wieloma czytelnikami; zaostrzone. W sieci czytelników, w tym czytników przenośnych, konflikty czytelników i zmieniające się struktury topologiczne są godnymi uwagi cechami, a także problemami, które należy rozwiązać, badając wdrożenie sieci czytelników z perspektywy rozwoju. Poprzednie badania wdrożeń sieci czytelników skupiały się na ogół na czytnikach stacjonarnych i dlatego nie brały pod uwagę włączenia czytników mobilnych. Wdrożenie sieci czytelników, która obejmuje czytniki przenośne, obejmuje liczbę czytników mobilnych i stacjonarnych, linię ruchu i prędkość czytników przenośnych oraz topologię czytników stacjonarnych spowodowaną ruchem czytników przenośnych. Zmiany strukturalne, określenie okresowego zasięgu czytników przenośnych itp. Kontrola mocy podczas zasięgu jest również kierunkiem badań dla wdrożeń sieci czytelników, które obejmują czytniki przenośne. Czytniki przenośne zazwyczaj wykorzystują baterie do zasilania, co sprawia, że kwestie oszczędzania energii są bardzo ważne, a kontrola mocy może również zmniejszyć zakłócenia między czytnikami.

Koordynacja między czytnikami UHF

Obecnie istnieją dwa trendy w ulepszaniu struktury sieciowej czytników: jeden polega na tym, że algorytm uczenia się opiera się na strukturze wielowarstwowej, co nie jest zbyt praktyczne. Funkcją czytnika jest to, że czytniki nie mogą się ze sobą komunikować, polegając na scentralizowanym kontrolerze (systemie) w celu koordynacji. W przypadku tego rodzaju sieci koordynacja między czytnikami jest podobna do problemów z przydziałem częstotliwości i kontrolą mocy w bezprzewodowych systemach komórkowych. Przyszły kierunek badań ma na celu kompleksowe rozważenie zasobów widma, czasu i przestrzeni oraz wykorzystanie optymalizacji kombinacji zgodnie z wymaganiami komunikacyjnymi w praktycznych zastosowaniach. metoda rozwiązania tego problemu.

innym jest poprawa funkcji czytnika, polegająca na samym czytniku w celu koordynacji między czytnikami. Ten rodzaj sieci jest podobny do sieci czujników i sieci ad hoc, możemy odnieść się do technologii koordynacji w tych sieciach komunikacyjnych i zgodnie z charakterystyką sieci czytników RFID, zbadać wykorzystanie rozproszonych metod w celu rozwiązania problemu koordynacji czytników. W przypadku problemu konfliktu tagów, ze względu na charakterystykę tagów pasywnych, rozwiązaniem może być tylko wielokrotny dostęp z podziałem czasu, to znaczy, że tylko jeden czytnik z nakładającym się zasięgiem może jednocześnie odczytywać i zapisywać tagi w nakładającym się zasięgu. musi być brane pod uwagę w koordynacji urządzeń.