Positioneringstechnologie van passieve RFID

RFID is een contactloze identificatietechnologie die radiofrequentiesignalen gebruikt om informatie te lezen en te verzenden die is opgeslagen in RFID-elektronische tags. Het wordt veel gebruikt in logistieke tracking, tranSport, vrachtbeheer in Winkelcentra en positionering van artikelen. Afhankelijk van de specifieke omstandigheden van de locatie worden de RFID-elektronische hulptags en -lezers gelijkmatig ingezet, indien nodig. Over het algemeen zijn er twee manieren om de afstand tussen de RFID-hulptag en de RFID-lezer aan te geven.

De eerste is om een RFID-lezer te gebruiken die de lees- en schrijfafstand kan aanpassen door de energielaag aan te passen. Op welke energielaag elke RFID-hulptag wordt gelezen door de RFID-lezer, deze energielaaggegevens geven de afstand tussen de RFID-tag en de RFID-lezer aan. Hoe kleiner de energielaaggegevens, hoe dichter de RFID-hulptag bij de RFID-lezer is; hoe groter de energielaaggegevens, hoe verder de RFID-hulptag van de RFID-lezer is.

De tweede is om de afstand tussen de RFID-hulptag en de RFID-lezer aan te geven op basis van de vertraging tussen het moment waarop de RFID-lezer een signaal verzendt en het moment waarop deze de RFID-taginformatie leest. Hoe korter de vertraging, hoe kleiner de afstand tussen de hulp-RFID-tag en de RFID-lezer; hoe langer de vertraging, hoe groter de afstand tussen de hulp-RFID-tag en de RFID-lezer.

RFID-tags worden onderverdeeld in actieve en passieve. Actieve tags hebben een stroombron en de signaalverwerking kan ingewikkelder zijn en de positioneringsnauwkeurigheid zal veel hoger zijn. Idealiter kan het een bereik van 100 meter bestrijken en is de positioneringsfout ongeveer 5 meter. Het wordt voornamelijk voltooid door triangulatie, maar dit veld kan ook knooppunten zoals UWB en ZigBee gebruiken om de positionering te voltooien. Omdat de passieve RFID-tag geen computerkracht heeft, wordt alle signaalverwerking beperkt door het gereflecteerde signaal dat door de RFID-lezer wordt ontvangen, dus de keuze van signaalverwerkingsalgoritmen zal veel kleiner zijn. En omdat het identificatiebereik van de RFID-lezer in principe binnen het bereik van 20 meter ligt, wordt de positionering van passieve tags over het algemeen minder gebruikt.

RFID-binnenpositionering is het lokaliseren van tags via RFID-lezers met bekende posities, die kunnen worden onderverdeeld in niet-bereikmethoden en bereikmethoden. De methode op basis van bereik verwijst naar het schatten van de werkelijke afstand tussen het doel-RFID-apparaat en elke RFID-tag via verschillende bereiktechnieken, en vervolgens het schatten van de positie van het doelapparaat via een geometrische methode. Veelgebruikte positioneringsmethoden op basis van bereik omvatten: positionering met behulp van tijdsinformatie van aankomst (onderverdeeld in TOA, TDOA), positionering op basis van signaalsterkte-informatie (RSSI) en positionering op basis van signaalhoek van aankomst (Angle of Arrival, AOA). Deze technologieën zijn consistent met de technische principes die worden gebruikt in UWB en Wi-Fi, maar de voortplantingsafstand van RFID-signalen is erg kort vanwege energiebeperkingen, over het algemeen slechts een paar meter tot tientallen meters verwijderd.

De niet-bereikmethode verwijst onder hen naar het verzamelen van scène-informatie in een vroeg stadium, en vervolgens het verkrijgen van het doel matchen met de scène-informatie, om het doel te lokaliseren. Typische implementatiemethoden zijn de referentietagmethode en de vingerafdrukpositioneringsmethode. Het veelgebruikte algoritme voor de referentietagmethode is de centroidpositioneringsmethode. De vingerafdrukpositioneringsmethode is in principe hetzelfde als die welke wordt gebruikt bij Wi-Fi-positionering, Beacon-positionering en andere technologieën. Plaats enkele RFID-lezers in de positioneringsruimte. De locatie van de RFID-lezers is bekend. Wanneer de doel-RFID-tag het toneel betreedt, kunnen meerdere RFID-lezers tegelijkertijd de doel-RFID-taginformatie lezen. De locatie van deze RFID-lezers vormt een polygoon met de verbindingslijn en het zwaartepunt van dit polygoon kan worden beschouwd als de positiecoördinaten van de doel-RFID-tag. De implementatiestappen van het zwaartepuntpositioneringsalgoritme zijn eenvoudig en gemakkelijk te bedienen, maar de positioneringsnauwkeurigheid is relatief laag. Het wordt vaak gebruikt in scenario's waarin de positioneringsnauwkeurigheid niet hoog is en de RFID-hardwareapparatuur beperkt is.

Het voordeel van de positioneringsmethode op basis van RFID-technologie ligt in de lage kosten. De kosten van actieve RFID-tags bedragen meestal tientallen yuan, terwijl de kosten van passieve RFID-tags enkele yuan kunnen bedragen, en de grootte van de tags is klein, meestal gemaakt in de vorm van een vel, en RFID-radiofrequentiesignaal heeft een sterke penetratie en kan communicatie zonder zichtlijn uitvoeren. De communicatie-efficiëntie van het RFID-systeem is zeer hoog. Vergeleken met Wi-Fi en Zigbee en andere systemen die netwerktoegang vereisen, kan een RFID-lezer het lezen en schrijven van honderden tags binnen 1 seconde voltooien. Vergeleken met ZigBee, Bluetooth en Wi-Fi draadloze positioneringstechnologieën, heeft RFID lagere nodekosten en een snellere positioneringssnelheid, maar zijn communicatieatiecapaciteit is zwakker, dus RFID-positionering is vooral geschikt voor eenvoudig getagde objecten, maar vereist niet een groot aantal In het geval van datacommunicatie.

Het bestaande positioneringssysteem met RFID-technologie heeft echter veel tekortkomingen, zoals grote positioneringsfouten, complexe systeemimplementatie en is gemakkelijk te beïnvloeden door de omgeving. De positioneringsmethode op basis van RSSI wordt bijvoorbeeld beperkt door de grote fluctuatie van RSSI zelf en de gevoeligheid voor omgevingsinterferentie. Het is moeilijk om verder te verbeteren. De positioneringsmethode op basis van TOA en TDOA vereist een hoge nauwkeurigheid van tijdsmeting, maar vanwege de lage communicatiesnelheid van het passieve RFID-systeem is het moeilijk om de precieze tijd te observeren. Over het algemeen is het toepassingsbereik van RFID-positioneringstechnologie smal, is de positioneringsnauwkeurigheid slecht en zijn er weinig praktische gevallen.