Identification of RFID indoor system and influence of the propagation parameters on the localization accuracy
Authors: Ρασίντ Αχμέντ 
Published: September 2021

Καθώς στο εγγύς μέλλον τα πάντα θα σημαίνονται με ετικέτες ταυτοποίησης μέσω ραδιοσυχνοτήτων (RFID), ο εντοπισμός αυτών των ετικετών στο περιβάλλον τους αρχίζει να αποτελεί ένα σημαντικό χαρακτηριστικό για πολλές RFID-based πανταχού παρούσες υπολογιστικές εφαρμογές. Η τεχνική RFID έχει σχεδιαστεί εξ ορισμού, για να παρέχει ασύρματη ταυτοποίηση στοιχείων. Αναπτύσσεται γρήγορα και έχει γίνει το βιομηχανικό πρότυπο στην αναγνώριση και ταυτοποίηση προϊόντων. Οι ετικέτες RFID είναι συνήθως πολύ μικρές, ειδικά οι παθητικές. Η απόσταση ανάγνωσης είναι επαρκής για χρήση σε εσωτερικούς χώρους και οι ετικέτες RFID είναι πολύ οικονομικές. Το ζήτημα που αναλύεται εδώ σχετίζεται με το πρόβλημα της θέσης αντικειμένου σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων, ένα συγκεκριμένο πρόβλημα στη διαδικασία εντοπισμού. Ο εντοπισμός (localization) αναφέρεται κυρίως στις συντεταγμένες εντοπισμού ενός κόμβου ή ενός αντικειμένου. Η μέθοδος RFID είναι μία από τις πλέον υποσχόμενες τεχνολογίες για εφαρμογές εσωτερικού χώρου που αφορούν την ταυτοποίηση θέσης. Αυτή η μελέτη αποτελείται από δύο μέρη:1)Παρουσιάζει την Ταυτοποίηση των Εργαζομένων του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου (ΕΜΠ-IE), όταν οι εργαζόμενοι έχουν πρόσβαση σε μια συγκεκριμένη περιοχή του κτιρίου (είσοδο και έξοδο προς / από το πανεπιστήμιο). Η μέθοδος ταυτοποίησης μέσω ραδιοσυχνοτήτων (RFID) εφαρμόζεται για την ταυτοποίηση, παρέχοντας ειδικά αναγνωριστικά που περιέχουν ετικέτες RFID, προκειμένου να μειωθεί ο χρόνος διαχείρισης και το πιο σημαντικό για να διατηρηθεί το status αποθηκεύοντας μια πλήρη ακαδημαϊκή καταγραφή.2)Εισάγει μια προσέγγιση που ονομάζεται Πολυδιάστατη Κλιμάκωση (MDS) για την εκτίμηση της θέσης άγνωστων ετικετών RFID μέσα στην περιοχή, ώστε να διευκολύνει τον εντοπισμό όλων των ετικετών σε ένα δίκτυο RFID και να μειώσει το κόστος εντοπισμού και την πολυπλοκότητα του περιβάλλοντος. Μετρά τις αποστάσεις μεταξύ αναγνώστη και ετικετών με τη χρήση του μοντέλου απώλειας διαδρομής, που συσχετίζει τις απώλειες με το λογάριθμο της απόστασης για το εσωτερικό περιβάλλον και το οποίο βασίζεται στη μέτρηση RSS. Το κύριο πλεονέκτημα αυτής της τεχνικής είναι η μείωση του αριθμού των ακριβών αναγνωστών RFID και η καλύτερη ανοχή θορύβου. Ωστόσο, τα σήματα σε εσωτερικούς χώρους είναι γενικά σημαντικά μειωμένα λόγω της διάδοσης πολλαπλών διαδρομών και των μεταβλητών παραγόντων στον περιβάλλοντα χώρο, με αποτέλεσμα ετικέτες με πολύ περιορισμένες δυνατότητες που θέτουν πολλές προκλήσεις για την τοποθέτησή τους.Η παρεμβολή πολλαπλής διαδρομής αποφεύγεται επιλέγοντας το ισχυρότερο / μέγιστο λαμβανόμενο σήμα για ανίχνευση στις ετικέτες RFID, οι οποίες μπορεί να έχουν πέσει σχεδόν στις RF-παρεμβολές, επειδή το RSS έχει μια αντιστρόφως ανάλογη σχέση με την απόσταση από το σταθμό λήψης (δηλαδή, έχει ένα σύντομο μονοπάτι μεταξύ του πομπού και του δέκτη), το οποίο θα οδηγηθεί για μείωση του σφάλματος μέτρησης στην εκτίμηση της τοποθεσίας.Σύμφωνα με αυτή την κατάσταση, παρουσιάζουμε την επίδραση των παραμέτρων διάδοσης στην ακρίβεια εντοπισμού, μέσω της μεταβολής αυτών των παραμέτρων για παρατήρηση της κατανομής πιθανοτήτων μιας υπολογισμένης απόστασης, όπου οι παράμετροι διάδοσης σε εσωτερικούς χώρους κάνουν την εργασία με μετρήσεις ενίσχυσης του σήματος να αποτελεί πρόκληση. Έπειτα μοντελοποιούμε την αναλογία επίδρασης της απώλειας διαδρομής στο λαμβανόμενο σήμα για κάθε ετικέτα αναφοράς στην περιοχή ανίχνευσης η οποία καθορίζεται από τον αναγνώστη. Για τον περιορισμό του σφάλματος μέτρησης στην εκτίμηση της θέσης, το προτεινόμενο μοντέλο βασίζεται στη γνώση της επίδρασης της απώλειας διαδρομής στη λαμβανόμενη ισχύ για κάθε ετικέτα αναφοράς στην περιοχή κάλυψης, για τη μέτρηση του λαμβανόμενου σήματος, το οποίο έχει μέγιστο RSS ανάλογο του ελάχιστου PL (Max RSSPL). Ο στόχος είναι να μειωθεί η απόσταση μεταξύ της εκτιμώμενης και της πραγματικής θέσης των ετικετών RFID, κάτι που οδηγεί σε μείωση του σφάλματος εντοπισμού και σε αύξηση της ακρίβειας εντοπισμού της τεχνικής μας, ώστε να λάβετε ετικέτες ακριβούς τοποθεσίας ενός αντικειμένου.