Forschung zur Netzwerk- und Koordinationstechnologie von UHF-RFID-Lesegeräten

Wie wir alle wissen, besteht ein RFID-System aus elektronischen Tags (Tag), einem Lesegerät (Reader) und einem Datenverwaltungssystem. Es gibt drei Arten elektronischer RFID-Tags: aktive, passive und halbaktive. Passive Tags zeichnen sich durch geringe Kosten aus und sind weit verbreitet. Der Umfang unserer nachstehenden Forschung ist die passive Kennzeichnung. Beim Einsatz passiver Tags ist eine ordnungsgemäße Planung für den Einsatz der Lesegeräte erforderlich. Der RFID-Einsatz wirkt sich direkt auf die Abdeckung und den Identifikationseffekt des UHF-Lesenetzwerks aus. Eine vernünftige und effektive Lösung zur Bereitstellung von Lesegeräten kann die Zeit für den Netzwerkaufbau verkürzen und den Zielbereich vollständig abdecken. Es kann Interferenzen zwischen Lesern reduzieren, sich an Netzwerkänderungen anpassen und die Leserate des gesamten Netzwerks sicherstellen.

Die Leservernetzung weist folgende Merkmale auf:

1. Die Struktur des RFID-Netzwerksystems weist eine schwerwiegende Asymmetrie auf. Die Leistung passiver elektronischer Tags ist relativ schwach und die Tags können nicht miteinander kommunizieren. Passive Tags können keine Kommunikationssignale aktiv senden und können nur durch Rückstreuung mit dem Lesegerät kommunizieren. Kommunikation.

2. Die drahtlose Übertragungsumgebung im RFID-System ist ziemlich kompliziert. In den meisten Fällen funktioniert das RFID-System in Innenräumen, und zu diesem Zeitpunkt muss der Mehrwegedämpfungseffekt berücksichtigt werden. Gleichzeitig beträgt die typische Entfernung der Leser-Tag-Kommunikation weniger als 10 m, was zur Kurzstreckenkommunikation gehört. Aufgrund der wesentlichen Eigenschaften von Hochfrequenzsignalen und um die Abdeckung sicherzustellen, ist die Überschneidung zwischen den Identifikationsbereichen des Lesegeräts unvermeidlich. Basierend auf dem vorhandenen Optimierungsmodell für drahtlose Mobilfunknetze wird gemäß den Merkmalen des RFID-Systems ein diskretes Modell für die Bereitstellung des Lesenetzwerks r = (Standort, Antenne, TIlt, Au) vorgeschlagen, wobei TIlt den Neigungswinkel der Antenne darstellt, Au Dämpfung. Im Fall von Abdeckungseinschränkungen, Einschränkungen des Tag-Reflexionssignals, Einschränkungen der minimalen Kosten und Einschränkungen der minimalen Interferenz wird der genetische Algorithmus verwendet, um die optimale Lösung zu finden. In diesen Referenzen wird der Einsatz von Lesenetzwerken bei Vorhandensein von Handlesegeräten nicht berücksichtigt.

Der Zweck der Leser-Schreiber-Koordination besteht darin, die Kommunikationsanforderungen des gesamten Systems sicherzustellen, hauptsächlich um Leser-Schreiber-Konflikte und Kontrollmöglichkeiten zu vermeiden. Unter Interrogator-Konflikt versteht man die von einem Interrogator erkannte Interferenz, die von einem anderen Interrogator verursacht wird, einschließlich zweier Fälle: Interrogator-Frequenzkonflikt und Tag-Konflikt. Ein Leserfrequenzkonflikt tritt auf, wenn zwei oder mehr Leser gleichzeitig dieselbe Frequenz verwenden, um mit Tags zu kommunizieren. Unter Tag-Konflikt versteht man den Konflikt, der auftritt, wenn zwei oder mehr Leser gleichzeitig mit einem Tag kommunizieren.

Die Merkmale von Leser-Schreiber-Konflikten sind wie folgt: Aufgrund der geringen Leistungsfähigkeit passiver Tags ist es nicht möglich, bei der Kommunikation mit mehreren Lesern eine Antikollisionsrolle zu spielen. verschärft. Im Lesenetzwerk, einschließlich tragbarer Lesegeräte, sind Lesekonflikte und sich ändernde topologische Strukturen bemerkenswerte Merkmale, und es handelt sich auch um Probleme, die gelöst werden müssen, wenn der Einsatz von Lesenetzwerken aus Entwicklungsperspektive untersucht wird. Frühere Studien zum Einsatz von Lesenetzwerken konzentrierten sich im Allgemeinen auf stationäre Lesegeräte und haben daher nicht viel darüber nachgedacht, mobile Lesegeräte einzubeziehen. Die Bereitstellung eines Lesenetzwerks, das Handlesegeräte umfasst, umfasst die Anzahl der mobilen und festen Lesegeräte, die Bewegungslinie und -geschwindigkeit der Handlesegeräte sowie die Topologie der festen Lesegeräte, die durch die Bewegung der Handlesegeräte verursacht wird. Strukturelle Änderungen, Bestimmung der periodischen Abdeckung von Handlesegeräten usw. Die Leistungssteuerung während der Abdeckung ist auch eine Forschungsrichtung für den Einsatz von Lesernetzwerken, die Handlesegeräte umfassen. Handheld-Lesegeräte sind in der Regel auf Batterien zur Stromversorgung angewiesen, weshalb Energiesparaspekte sehr wichtig sind, und die Leistungssteuerung kann auch Interferenzen zwischen Lesegeräten reduzieren.

Koordination zwischen UHF-Lesern

Derzeit gibt es zwei Trends bei der Verbesserung der Lesernetzwerkstruktur: Der erste besteht darin, dass der Lernalgorithmus auf einer mehrschichtigen Struktur basiert, was nicht sehr praktisch ist. Die Funktion des Lesegeräts besteht darin, dass die Lesegeräte nicht miteinander kommunizieren können und auf die Koordinierung durch eine zentrale Steuerung (System) angewiesen sind. Bei dieser Art von Netzwerk ähnelt die Koordination zwischen Lesegeräten den Frequenzzuweisungs- und Leistungssteuerungsproblemen in drahtlosen Mobilfunksystemen. Die zukünftige Forschungsrichtung besteht darin, Spektrum-, Zeit- und Raumressourcen umfassend zu berücksichtigen und die Kombinationsoptimierung entsprechend den Kommunikationsanforderungen in praktischen Anwendungen einzusetzen. Methode, um es zu lösen.

DerDie andere besteht darin, die Funktion des Lesers zu verbessern und sich darauf zu verlassen, dass der Leser selbst die Koordination zwischen den Lesern übernimmt. Diese Art von Netzwerk ähnelt Sensornetzwerken und Ad-hoc-Netzwerken. Wir können uns auf die Koordinationstechnologie in diesen Kommunikationsnetzwerken beziehen und entsprechend den Merkmalen des RFID-Lesenetzwerks die Verwendung verteilter Methoden zur Lösung des Problems der Leserkoordination untersuchen. Für das Tag-Konfliktproblem kann aufgrund der Eigenschaften passiver Tags die Lösung nur im Zeitmultiplexzugriff erfolgen, d. h. nur ein Lesegerät mit überlappender Abdeckung kann gleichzeitig Tags innerhalb der überlappenden Abdeckung lesen und schreiben. sind bei der Gerätekoordination zu berücksichtigen.