Polohovacia technológia pasívneho RFID

RFID je bezkontaktná identifikačná technológia, ktorá využíva rádiofrekvenčné signály na čítanie a prenos informácií uložených v elektronických štítkoch RFID. Je široko používaný pri sledovaní logistiky, preprave, správe nákladu nákupných centier a polohovaní položiek. Podľa špecifických podmienok lokality sú pomocné RFID elektronické štítky a čítačky rovnomerne rozmiestnené podľa potreby. Vo všeobecnosti existujú dva spôsoby, ako určiť vzdialenosť medzi pomocným RFID štítkom a RFID čítačkou.

Prvým je použitie RFID čítačky, ktorá dokáže upraviť vzdialenosť čítania a zápisu úpravou energetickej vrstvy. Na ktorej energetickej vrstve čítačka RFID číta každý pomocný štítok RFID, tieto údaje energetickej vrstvy označujú pomocnú vzdialenosť medzi štítkom RFID a čítačkou RFID. Čím menšie sú údaje energetickej vrstvy, tým bližšie je pomocný štítok RFID k čítačke RFID; čím väčšie sú údaje energetickej vrstvy, tým ďalej je pomocný štítok RFID od čítačky RFID.

Druhým krokom je označenie vzdialenosti medzi pomocným štítkom RFID a čítačkou RFID podľa oneskorenia medzi RFID čítačka odošle signál a keď načíta informácie z RFID tagu. Čím je čas oneskorenia kratší, tým je vzdialenosť medzi prídavným RFID štítkom a RFID čítačkou bližšia; čím dlhší je čas oneskorenia, tým väčšia je vzdialenosť medzi prídavným RFID tagom a RFID čítačkou.

RFID tagy sa delia na aktívne a pasívne. Aktívne značky majú zdroj energie a spracovanie signálu môže byť komplikovanejšie a presnosť určovania polohy bude oveľa vyššia. V ideálnom prípade dokáže pokryť dosah 100 metrov a chyba určenia polohy je asi 5 metrov. Dopĺňa sa hlavne trianguláciou, ale toto pole môže na dokončenie polohovania využívať aj uzly ako UWB a ZigBee. Keďže pasívny RFID štítok nemá žiadny výpočtový výkon, celé spracovanie signálu je obmedzené odrazeným signálom prijatým čítačkou RFID, takže výber algoritmov spracovania signálu bude oveľa menší. A keďže identifikačný dosah čítačky RFID je v zásade v rozsahu 20 metrov, určovanie polohy pasívnych štítkov sa vo všeobecnosti používa menej.

Polohovanie RFID v interiéri je lokalizovať štítky pomocou čítačiek RFID so známymi polohami, ktoré možno rozdeliť na metódy mimo dosahu a metódy na meranie vzdialenosti. Metóda založená na určovaní vzdialenosti sa týka odhadu skutočnej vzdialenosti medzi cieľovým RFID zariadením a každým RFID štítkom prostredníctvom rôznych techník určovania vzdialenosti a potom odhadu polohy cieľového zariadenia pomocou geometrickej metódy. Bežne používané metódy určovania polohy založené na určovaní vzdialenosti zahŕňajú: určovanie polohy pomocou informácií o čase príchodu (rozdelené na TOA, TDOA), určovanie polohy na základe informácií o sile signálu (RSSI) a určovanie polohy na základe uhla príchodu (Angle of Arrival, AOA). Tieto technológie sú v súlade s technickými princípmi používanými v UWB a Wi-Fi, ale vzdialenosť šírenia RFID signálov je veľmi krátka kvôli energetickým obmedzeniam, vo všeobecnosti len niekoľko metrov až desiatky metrov.

Metóda bez určovania vzdialenosti medzi nimi odkazuje na zhromažďovanie informácií o scéne v počiatočnom štádiu a následné porovnávanie získaného cieľa s informáciami o scéne, aby sa cieľ lokalizoval. Typickými metódami implementácie sú metóda referenčnej značky a metóda určenia polohy odtlačkov prstov. Bežne používaným algoritmom pre metódu referenčnej značky je metóda polohovania ťažiska. Metóda určovania polohy odtlačkov prstov je v podstate rovnaká ako metóda používaná pri určovaní polohy Wi-Fi, určovaní polohy pomocou majáku a ďalších technológiách. V polohovacom priestore umiestnite niekoľko čítačiek RFID. Umiestnenie čítačiek RFID je známe. Keď cieľový RFID tag vstúpi na scénu, viaceré RFID čítačky môžu čítať informácie o cieľovom RFID tagu súčasne. Umiestnenie týchto RFID čítačiek tvorí polygón so spojovacou líniou a ťažisko tohto polygónu možno považovať za súradnice polohy cieľového RFID tagu. Kroky implementácie algoritmu polohovania ťažiska sú jednoduché a ľahko ovládateľné, ale presnosť polohovania je relatívne nízka. Často sa používa v scenároch, kde presnosť určovania polohy nie je vysoká a hardvérové vybavenie RFID je obmedzené.

Výhoda metódy určovania polohy založenej na technológii RFID spočíva v jej nízkej cene. Náklady na aktívne štítky RFID sú zvyčajne desiatky jüanov, zatiaľ čo náklady na pasívne štítky RFID môžu byť niekoľko jüanov a veľkosť štítkov je malá, zvyčajne sú vyrobené do tvaru listu a RFID rádiofrekvenčný signál má silný prienik. a môže vykonávať komunikáciu bez priamej viditeľnosti. Komunikačná účinnosť systému RFID je veľmi vysoká. V porovnaní s Wi-Fi a Zigbee a inými systémami, ktoré vyžadujú prístup k sieti, môže čítačka RFID dokončiť čítanie a zápis stoviek štítkov za 1 sekundu. V porovnaní s technológiami bezdrôtového určovania polohy ZigBee, Bluetooth a Wi-Fi má RFID nižšie náklady na uzol a vyššiu rýchlosť určovania polohy, ale jeho komunikáciaje slabšia, takže určovanie polohy RFID je vhodné najmä pre jednoduché označené objekty, ale nevyžaduje veľký počet V prípade dátovej komunikácie.

Existujúci systém určovania polohy využívajúci technológiu RFID má však mnoho nedostatky, ako je veľká chyba určovania polohy, zložité nasadenie systému a ľahké ovplyvnenie prostredím. Napríklad metóda určovania polohy založená na RSSI je obmedzená veľkým kolísaním samotného RSSI a citlivosťou na rušenie prostredia. Je ťažké sa ďalej zlepšovať. Metóda určovania polohy založená na TOA a TDOA vyžaduje vysokú presnosť merania času, ale kvôli nízkej komunikačnej rýchlosti pasívneho RFID systému je ťažké dodržať presný čas. Vo všeobecnosti je rozsah použitia technológie určovania polohy RFID úzky, presnosť určovania polohy je nízka a existuje len málo praktických prípadov.