Nghiên cứu về công nghệ điều phối và kết nối mạng đầu đọc RFID UHF

Như chúng ta đã biết, hệ thống RFID bao gồm các thẻ (tag) điện tử, đầu đọc (reader) và hệ thống quản lý dữ liệu. Có ba loại Thẻ điện tử RFID: chủ động, thụ động và bán chủ động. Thẻ thụ động được đặc trưng bởi chi phí thấp và được sử dụng rộng rãi. Phạm vi nghiên cứu của chúng tôi dưới đây là ghi nhãn thụ động. Khi áp dụng thẻ thụ động, cần có kế hoạch phù hợp để triển khai đầu đọc. Việc triển khai RFID ảnh hưởng trực tiếp đến phạm vi phủ sóng và hiệu quả nhận dạng của mạng đầu đọc UHF. Giải pháp triển khai đầu đọc hợp lý và hiệu quả có thể giảm thời gian xây dựng mạng và bao phủ toàn bộ khu vực mục tiêu; nó có thể giảm nhiễu giữa các đầu đọc, thích ứng với những thay đổi của mạng và đảm bảo tốc độ đọc của toàn bộ mạng.

Mạng Reader có những đặc điểm sau:

1. Cấu trúc của hệ thống mạng RFID thể hiện sự bất cân xứng nghiêm trọng. Hiệu suất của thẻ điện tử thụ động tương đối yếu và các thẻ không thể giao tiếp với nhau. Thẻ thụ động không thể chủ động gửi tín hiệu liên lạc và chỉ có thể giao tiếp với người đọc thông qua tán xạ ngược. giao tiếp.

2. Môi trường truyền dẫn không dây trong hệ thống RFID khá phức tạp. Trong hầu hết các trường hợp, hệ thống RFID hoạt động trong môi trường trong nhà và hiệu ứng suy giảm đa đường phải được xem xét tại thời điểm này. Đồng thời, khoảng cách thông thường của giao tiếp thẻ đọc là dưới 10m, thuộc về giao tiếp khoảng cách ngắn. Do đặc tính cơ bản của tín hiệu tần số vô tuyến và để đảm bảo vùng phủ sóng nên việc giao nhau giữa các vùng nhận dạng của đầu đọc là không thể tránh khỏi. Dựa trên mô hình tối ưu hóa mạng di động không dây hiện có, theo đặc điểm của hệ thống RFID, một mô hình triển khai mạng đầu đọc r=(site, anten, TIlt, Au) riêng biệt được đề xuất, trong đó TIlt đại diện cho góc nghiêng của anten, Au Chỉ ra suy giảm. Trong trường hợp các ràng buộc về vùng phủ sóng, các ràng buộc về tín hiệu phản chiếu thẻ, các ràng buộc về chi phí tối thiểu và các ràng buộc về nhiễu tối thiểu, thuật toán di truyền được sử dụng để tìm ra giải pháp tối ưu. Các Tài liệu tham khảo này không xem xét việc triển khai mạng đầu đọc với sự có mặt của đầu đọc cầm tay.

Mục đích của việc phối hợp đầu đọc-ghi là đảm bảo yêu cầu liên lạc của toàn bộ hệ thống, chủ yếu là để tránh xung đột giữa đầu đọc và đầu ghi và quyền kiểm soát. Xung đột bộ dò tín hiệu là hiện tượng nhiễu được phát hiện bởi một bộ dò tín hiệu do một bộ dò tín hiệu khác gây ra, bao gồm hai trường hợp: xung đột tần số bộ dò tín hiệu và xung đột thẻ. Xung đột tần số đầu đọc xảy ra khi hai hoặc nhiều đầu đọc sử dụng cùng tần số để giao tiếp với thẻ cùng một lúc; Xung đột thẻ đề cập đến xung đột xảy ra khi hai hoặc nhiều đầu đọc giao tiếp với thẻ cùng một lúc.

Đặc điểm của xung đột đầu đọc-đầu ghi như sau: đặc điểm hiệu suất thấp của thẻ thụ động khiến nó không thể đóng vai trò chống va chạm trong quá trình giao tiếp với nhiều đầu đọc; trở nên trầm trọng hơn. Trong mạng đầu đọc bao gồm cả đầu đọc cầm tay, xung đột đầu đọc và thay đổi cấu trúc tôpô là những đặc điểm đáng chú ý và chúng cũng là những vấn đề cần giải quyết khi nghiên cứu triển khai mạng đầu đọc từ góc độ phát triển. Các nghiên cứu trước đây về triển khai mạng đầu đọc thường tập trung vào đầu đọc cố định và do đó chưa xem xét nhiều đến việc bao gồm đầu đọc di động. Việc triển khai mạng đầu đọc bao gồm đầu đọc cầm tay liên quan đến số lượng đầu đọc di động và cố định, đường di chuyển và tốc độ của đầu đọc cầm tay cũng như cấu trúc liên kết của đầu đọc cố định do chuyển động của đầu đọc cầm tay. Thay đổi cấu trúc, xác định phạm vi phủ sóng định kỳ của đầu đọc cầm tay... Kiểm soát công suất trong vùng phủ sóng cũng là một hướng nghiên cứu để triển khai mạng đầu đọc bao gồm đầu đọc cầm tay. Đầu đọc cầm tay thường dựa vào pin để cung cấp năng lượng, điều này khiến vấn đề tiết kiệm năng lượng trở nên rất quan trọng và việc kiểm soát nguồn điện cũng có thể làm giảm nhiễu giữa các đầu đọc.

Phối hợp giữa các độc giả UHF

Hiện tại, có hai xu hướng cải thiện cấu trúc mạng đầu đọc: một là thuật toán học dựa trên cấu trúc nhiều lớp, không thực tế lắm. Chức năng của đầu đọc, đầu đọc không thể giao tiếp với nhau mà phải dựa vào bộ điều khiển (hệ thống) tập trung để điều phối. Đối với loại mạng này, sự phối hợp giữa các đầu đọc tương tự như vấn đề phân bổ tần số và điều khiển nguồn trong hệ thống di động không dây. Hướng nghiên cứu trong tương lai là xem xét toàn diện các tài nguyên phổ, thời gian và không gian và sử dụng tối ưu hóa kết hợp theo yêu cầu liên lạc trong các ứng dụng thực tế. phương pháp để giải quyết nó.

Cáckhác là nâng cao chức năng của người đọc, dựa vào chính người đọc để phối hợp giữa người đọc. Loại mạng này tương tự như mạng cảm biến và mạng ad hoc, chúng ta có thể tham khảo công nghệ phối hợp trong các mạng truyền thông này và theo đặc điểm của mạng đầu đọc RFID, nghiên cứu việc sử dụng các phương pháp phân tán để giải quyết vấn đề phối hợp đầu đọc. Đối với vấn đề xung đột thẻ, do đặc điểm của thẻ thụ động, giải pháp chỉ có thể là đa truy cập phân chia theo thời gian, nghĩa là chỉ một đầu đọc có phạm vi phủ sóng chồng chéo có thể đọc và ghi các thẻ trong phạm vi phủ sóng chồng chéo cùng một lúc. phải được tính đến trong việc phối hợp thiết bị.