Passiivse RFID positsioneerimistehnoloogia

RFID on kontaktivaba identifitseerimistehnoloogia, mis kasutab raadiosagedussignaale RFID elektrooniliste siltide teabe lugemiseks ja edastamiseks. Seda kasutatakse laialdaselt logistika jälgimises, transpordis, kaubanduskeskuste kaubahalduses ja kaupade positsioneerimises. Sõltuvalt asukoha konkreetsetest tingimustest paigutatakse abistavad RFID elektroonilised sildid ja lugejad ühtlaselt vastavalt vajadusele. Üldiselt on abistava RFID sildi ja RFID lugeja vahelise kauguse näitamiseks kaks võimalust.

Esimene on RFID-lugeja kasutamine, mis saab lugemis- ja kirjutamiskaugust reguleerida energiakihi reguleerimise abil. See energiakihi teave näitab, millisel energiakihil RFID-lugeja iga abistavat RFID silti loeb. Mida väiksem on energiakihi teave, seda lähemal on abistav RFID silt RFID lugejale; mida suurem on energiakihi teave, seda kaugemal on abistav RFID silt RFID lugejast.

Teine on abistava RFID sildi ja RFID lugeja vahelise kauguse näitamine vastavalt viivitusele RFID-lugeja signaali saatmise ja RFID sildi teabe lugemise vahel. Mida lühem on viivitusaeg, seda lähemal on abistava RFID-sildi ja RFID-lugeri vaheline kaugus; mida pikem on viivitusaeg, seda kaugemal on abistava RFID-sildi ja RFID-lugeri vaheline kaugus.

RFID-sildid jagunevad aktiivseteks ja passiivseteks. Aktiivsetel siltidel on toiteallikas, signaalitöötlus võib olla keerulisem ja positsioneerimistäpsus on palju suurem. Ideaalis võib see katta 100 meetri ulatuse ja positsioneerimisviga on umbes 5 meetrit. See tehakse peamiselt triangulatsiooni abil, kuid selles valdkonnas saab positsioneerimise lõpuleviimiseks kasutada ka sõlmi nagu UWB ja ZigBee. Kuna passiivsel RFID-sildil puudub arvutusvõimsus, piirdub kogu signaalitöötlus RFID-lugeja poolt vastuvõetud peegeldunud signaaliga, seega on signaalitöötlusalgoritmide valik palju väiksem. Ja kuna RFID-lugeja tuvastusulatus on põhimõtteliselt 20 meetri vahemikus, kasutatakse passiivsete siltide positsioneerimist üldiselt vähem.

RFID siseruumides positsioneerimine on siltide asukoha määramine teadaolevate asukohtadega RFID-lugejate abil, mida saab jagada mittekaugusmeetoditeks ja kaugusmeetoditeks. Kaugusmõõtmisel põhinev meetod viitab sihtmärgiks oleva RFID-seadme ja iga RFID-sildi vahelise tegeliku kauguse hindamisele erinevate kaugusmõõtmistehnikate abil ning seejärel sihtseadme asukoha hindamisele geomeetrilise meetodi abil. Kaugusmõõtmisel põhinevate tavaliselt kasutatavate positsioneerimismeetodite hulka kuuluvad: saabumisaja teabe põhjal positsioneerimine (jaotatud TOA-ks, TDOA-ks), signaali tugevuse teabe põhjal positsioneerimine (RSSI) ja signaali saabumisnurga põhjal positsioneerimine (Angle of Arrival, AOA). Need tehnoloogiad on kooskõlas UWB ja Wi-Fi tehniliste põhimõtetega, kuid RFID-signaalide leviku kaugus on energiapiirangute tõttu väga lühike, üldiselt vaid mõnest meetrist kümnete meetriteni.

Nende hulgas viitab kaugusmõõtmata meetod stseeniteabe kogumisele Varajases staadiumis ja seejärel omandatud sihtmärgi sobitamisele stseeniteabega, et sihtmärk leida. Tüüpilised rakendusmeetodid on võrdlussildi meetod ja sõrmejälje positsioneerimise meetod. Võrdlussildi meetodi tavaliselt kasutatav algoritm on tsentroidpositsioneerimise meetod. Sõrmejälje positsioneerimise meetod on põhimõtteliselt sama, mida kasutatakse Wi-Fi positsioneerimises, majaka positsioneerimises ja muudes tehnoloogiates. Paigutage positsioneerimisruumi mõned RFID-lugejad. RFID-lugejate asukoht on teada. Kui sihtmärgiks olev RFID-silt sündmuskohale jõuab, saavad mitu RFID-lugejat samaaegselt sihtmärgiks oleva RFID-sildi teavet lugeda. Nende RFID-lugejate asukoht moodustab ühendusjoonega hulknurga ja selle hulknurga tsentroidi võib pidada sihtmärgiks oleva RFID-sildi asukoha koordinaatideks. Tsentroidi positsioneerimisalgoritmi rakendamise etapid on lihtsad ja hõlpsasti kasutatavad, kuid positsioneerimistäpsus on suhteliselt madal. Seda kasutatakse sageli olukordades, kus positsioneerimistäpsus ei ole kõrge ja RFID-riistvara on piiratud.

RFID-tehnoloogial põhineva positsioneerimismeetodi eeliseks on selle madal hind. Aktiivsete RFID-siltide hind on tavaliselt kümneid jüaane, samas kui passiivsete RFID-siltide hind võib olla mitu jüaani ning siltide suurus on väike, tavaliselt lehe kujuline, ja RFID-raadiosagedussignaalil on tugev läbitungivus ning see suudab teostada mitte-vaateväljas suhtlust. RFID-süsteemi kommunikatsioonitõhusus on väga kõrge. Võrreldes Wi-Fi, Zigbee ja teiste võrguühendust vajavate süsteemidega suudab RFID-lugeja lugeda ja kirjutada sadu silte ühe sekundi jooksul. Võrreldes ZigBee, Bluetoothi ja Wi-Fi traadita positsioneerimistehnoloogiatega on RFID-l madalam sõlme maksumus ja kiirem positsioneerimiskiirus, kuid selle kommunikatsioonivõime...positsioneerimisvõime on nõrgem, seega sobib RFID-positsioneerimine eriti hästi lihtsate märgistatud objektide jaoks, kuid andmeside puhul ei nõua see suurt hulka.

Olemasoleval RFID-tehnoloogiat kasutaval positsioneerimissüsteemil on aga palju puudusi, näiteks suur positsioneerimisviga, keeruline süsteemi juurutamine ja keskkonnast kergesti mõjutatav olek. Näiteks RSSI-l põhinev positsioneerimismeetod on piiratud RSSI enda suure kõikumise ja keskkonnahäirete tundlikkuse tõttu. Seda on raske edasi täiustada. TOA-l ja TDOA-l põhinev positsioneerimismeetod nõuab aja mõõtmisel suurt täpsust, kuid passiivse RFID-süsteemi madala sidekiiruse tõttu on täpse aja jälgimine keeruline. Üldiselt on RFID-positsioneerimistehnoloogia rakendusala kitsas, positsioneerimistäpsus halb ja praktilisi juhtumeid on vähe.