Công nghệ định vị của RFID thụ động

RFID là công nghệ nhận dạng không tiếp xúc, sử dụng tín hiệu tần số vô tuyến để đọc và truyền thông tin được lưu trữ trong Thẻ điện tử RFID. Nó được sử dụng rộng rãi trong theo dõi hậu cần, vận chuyển, quản lý hàng hóa của trung tâm mua sắm và định vị mặt hàng. Theo các điều kiện cụ thể của trang web, các thẻ và đầu đọc điện tử RFID phụ trợ được triển khai đồng đều khi cần thiết. Nói chung, có hai cách để chỉ ra khoảng cách giữa Thẻ RFID phụ và đầu đọc RFID.

Cách đầu tiên là sử dụng đầu đọc RFID có thể điều chỉnh khoảng cách đọc và ghi bằng cách điều chỉnh lớp năng lượng. Mỗi thẻ RFID phụ được đầu đọc RFID đọc ở lớp năng lượng nào, dữ liệu lớp năng lượng này cho biết khoảng cách phụ trợ giữa thẻ RFID và đầu đọc RFID. Dữ liệu lớp năng lượng càng nhỏ thì thẻ RFID phụ càng gần đầu đọc RFID; Dữ liệu lớp năng lượng càng lớn thì thẻ RFID phụ càng cách xa đầu đọc RFID.

Thứ hai là biểu thị khoảng cách giữa thẻ RFID phụ và đầu đọc RFID theo độ trễ giữa thời điểm Đầu đọc RFID gửi tín hiệu và thời điểm đọc thông tin thẻ RFID. Thời gian trễ càng ngắn thì khoảng cách giữa thẻ RFID phụ và đầu đọc RFID càng gần; thời gian trễ càng dài thì khoảng cách giữa thẻ RFID phụ và đầu đọc RFID càng xa.

Thẻ RFID được chia thành chủ động và thụ động. Thẻ hoạt động có nguồn điện và việc xử lý tín hiệu có thể phức tạp hơn và độ chính xác định vị sẽ cao hơn nhiều. Lý tưởng nhất là nó có thể bao phủ phạm vi 100 mét và sai số định vị là khoảng 5 mét. Nó chủ yếu được hoàn thành bằng phép đo tam giác, nhưng trường này cũng có thể sử dụng các nút như UWB và ZigBee để hoàn thành việc định vị. Do thẻ RFID thụ động không có khả năng tính toán nên mọi quá trình xử lý tín hiệu bị giới hạn bởi tín hiệu phản xạ mà đầu đọc RFID nhận được, do đó việc lựa chọn thuật toán xử lý tín hiệu sẽ nhỏ hơn nhiều. Và do phạm vi nhận dạng của đầu đọc RFID về cơ bản nằm trong phạm vi 20 mét nên việc định vị các thẻ thụ động thường ít được sử dụng hơn.

Định vị trong nhà RFID là định vị các thẻ thông qua đầu đọc RFID với các vị trí đã biết, có thể được chia thành các phương pháp không phân loại và các phương pháp phân loại. Phương pháp dựa trên phạm vi đề cập đến việc ước tính khoảng cách thực tế giữa Thiết bị RFID mục tiêu và từng thẻ RFID thông qua các Kỹ thuật đo phạm vi khác nhau, sau đó ước tính vị trí của thiết bị mục tiêu thông qua phương pháp hình học. Các phương pháp định vị thường được sử dụng dựa trên phạm vi bao gồm: định vị bằng thông tin thời gian đến (được chia thành TOA, TDOA), định vị dựa trên thông tin cường độ tín hiệu (RSSI) và định vị dựa trên góc đến của tín hiệu (Góc đến, AOA). Những công nghệ này phù hợp với các nguyên tắc kỹ thuật được sử dụng trong UWB và Wi-Fi, nhưng khoảng cách truyền tín hiệu RFID rất ngắn do hạn chế về năng lượng, thường chỉ cách nhau vài mét đến hàng chục mét.

Trong số đó, phương pháp không phân loại đề cập đến việc thu thập thông tin cảnh ở giai đoạn đầu, sau đó khớp mục tiêu thu được với thông tin cảnh để xác định vị trí mục tiêu. Các phương pháp triển khai điển hình là phương pháp thẻ tham chiếu và phương pháp định vị dấu vân tay. Thuật toán thường được sử dụng cho phương pháp thẻ tham chiếu là phương pháp định vị trung tâm. Phương pháp định vị dấu vân tay về cơ bản giống với phương pháp được sử dụng trong định vị Wi-Fi, định vị Beacon và các công nghệ khác. Sắp xếp một số đầu đọc RFID trong không gian định vị. Vị trí của đầu đọc RFID đã được biết. Khi thẻ RFID mục tiêu đi vào hiện trường, nhiều đầu đọc RFID có thể đọc thông tin thẻ RFID mục tiêu cùng một lúc. Vị trí của các đầu đọc RFID này tạo thành một đa giác với đường kết nối và tâm của đa giác này có thể được coi là tọa độ vị trí của thẻ RFID mục tiêu. Các bước thực hiện thuật toán định vị trung tâm rất đơn giản, dễ vận hành nhưng độ chính xác định vị tương đối thấp. Nó thường được sử dụng trong các tình huống mà độ chính xác định vị không cao và thiết bị phần cứng RFID bị hạn chế.

Ưu điểm của phương pháp định vị dựa trên công nghệ RFID nằm ở chi phí thấp. Chi phí của thẻ RFID hoạt động thường là hàng chục nhân dân tệ, trong khi chi phí của thẻ RFID thụ động có thể là vài nhân dân tệ và kích thước của thẻ nhỏ, thường được tạo thành hình dạng của một tờ và tín hiệu tần số vô tuyến RFID có khả năng xuyên thấu mạnh và có thể thực hiện giao tiếp không theo đường truyền. Hiệu quả truyền thông của hệ thống RFID rất cao. So với Wi-Fi và Zigbee cũng như các hệ thống khác yêu cầu truy cập mạng, đầu đọc RFID có thể hoàn thành việc đọc và ghi hàng trăm thẻ trong vòng 1 giây. So với các công nghệ định vị không dây ZigBee, Bluetooth và Wi-Fi, RFID có chi phí nút thấp hơn và tốc độ định vị nhanh hơn, nhưng khả năng giao tiếp của nókhả năng định vị yếu hơn nên định vị RFID đặc biệt phù hợp với các đối tượng được gắn thẻ đơn giản nhưng không yêu cầu số lượng lớn Trong trường hợp truyền dữ liệu.

Tuy nhiên, hệ thống định vị hiện tại sử dụng công nghệ RFID có nhiều những thiếu sót như lỗi định vị lớn, triển khai hệ thống phức tạp và dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường. Ví dụ: phương pháp định vị dựa trên RSSI bị hạn chế bởi sự biến động lớn của chính RSSI và tính nhạy cảm với sự can thiệp của môi trường. Rất khó để cải thiện hơn nữa. Phương pháp định vị dựa trên TOA và TDOA yêu cầu độ chính xác cao trong đo thời gian nhưng do tốc độ truyền thông của hệ thống RFID thụ động thấp nên khó quan sát được thời gian chính xác. Nói chung, phạm vi ứng dụng của công nghệ định vị RFID hẹp, độ chính xác định vị kém và ít trường hợp thực tế.