UHF RFIDリーダーのネットワーク化・連携技術に関する研究

ご存知のとおり、RFIDシステムは電子タグ（タグ）、リーダー（リーダー）、データ管理システムで構成されています。 RFID 電子タグには、アクティブ、パッシブ、セミアクティブの 3 種類があります。 パッシブタグは低コストという特徴があり、広く使われています。 以下の私たちの研究範囲は受動的ラベリングです。 パッシブ タグを適用する場合、リーダーの展開について適切な計画が必要です。 RFID の導入は、UHF リーダー ネットワークのカバレッジと識別効果に直接影響します。 合理的かつ効果的なリーダー展開ソリューションにより、ネットワーク構築時間を短縮し、ターゲットエリアを完全にカバーできます。 リーダー間の干渉を軽減し、ネットワークの変化に適応し、ネットワーク全体の読み取り速度を確保できます。

リーダー ネットワーキングには次の特徴があります。

1. RFID ネットワーク システムの構造には重大な非対称性があります。 パッシブ電子タグの性能は比較的弱く、タグ同士は通信できません。 パッシブ タグは通信信号を能動的に送信できず、後方散乱を通じてのみリーダーと通信できます。 コミュニケーション。

2. RFIDシステムにおける無線伝送環境は非常に複雑です。 ほとんどの場合、RFID システムは屋内環境で動作するため、この時点ではマルチパス減衰効果を考慮する必要があります。 同時に、リーダーとタグの通信距離は 10m 未満であり、短距離通信に属します。 無線周波数信号の本質的な特性により、また通信範囲を確保するために、リーダーの識別エリア間の交差は避けられません。 既存の無線セルラー ネットワーク最適化モデルに基づいて、RFID システムの特性に従って、リーダー ネットワーク展開の離散モデル r=(サイト、アンテナ、TIlt、Au) が提案されます。ここで、TIlt はアンテナの傾斜角を表し、Au は 減衰。 カバレッジ制約、タグ反射信号制約、最小コスト制約、および最小干渉制約の場合、遺伝的アルゴリズムを使用して最適なソリューションが見つかります。 これらの参考文献では、ハンドヘルド リーダーが存在する場合のリーダー ネットワークの展開については考慮されていません。

リーダーとライターの調整の目的は、主にリーダーとライターの競合を回避し、電力を制御するために、システム全体の通信要件を確保することです。 インテロゲータ競合とは、あるインテロゲータによって検出される、別のインテロゲータによって引き起こされる干渉を指します。これには、インテロゲータ周波数競合とタグ競合の 2 つのケースが含まれます。 リーダー周波数の競合は、2 つ以上のリーダーが同じ周波数を使用して同時にタグと通信すると発生します。 タグ競合とは、2 つ以上のリーダーが同時にタグと通信するときに発生する競合を指します。

リーダーとライターの競合の特徴は次のとおりです。パッシブ タグはパフォーマンスが低いため、複数のリーダーとの通信プロセスで衝突防止の役割を果たすことができません。 悪化した。 ハンドヘルドリーダーを含むリーダーネットワークでは、リーダーの競合とトポロジ構造の変化が顕著な特徴であり、開発の観点からリーダーネットワークの展開を検討する際に解決しなければならない問題でもあります。 リーダー ネットワークの展開に関するこれまでの研究は、一般に固定リーダーに焦点を当てていたため、モバイル リーダーを含めることはあまり考慮されていませんでした。 ハンドヘルドリーダーを含むリーダーネットワークの展開には、モバイルリーダーと固定リーダーの数、ハンドヘルドリーダーの動線と速度、ハンドヘルドリーダーの移動によって引き起こされる固定リーダーのトポロジーが含まれます。構造の変化、定期的なカバー範囲の決定 取材中の電力制御も、ハンドヘルド リーダーを含むリーダー ネットワーク展開の研究の方向性です。 ハンドヘルド型リーダーは一般にバッテリーに電力を供給することに依存しているため、省エネの問題が非常に重要になり、電源制御によりリーダー間の干渉も軽減できます。

UHFリーダー間の調整

現在、リーダーのネットワーク構造の改善には 2 つの傾向があります。1 つは学習アルゴリズムが多層構造に基づいており、あまり実用的ではありません。 リーダーの機能では、リーダーは相互に通信することができず、中央のコントローラー (システム) の調整に依存します。 この種のネットワークの場合、リーダー間の調整は、無線セルラー システムにおける周波数割り当てと電力制御の問題に似ています。 今後の研究の方向性は、スペクトル、時間、空間リソースを包括的に考慮し、実際のアプリケーションでの通信要件に応じて組み合わせを最適化することです。 それを解決する方法。

のもう 1 つは、リーダー間の調整をリーダー自体に依存して、リーダーの機能を強化することです。 この種のネットワークはセンサーネットワークやアドホックネットワークに似ており、これらの通信ネットワークの調整技術を参照することができ、RFIDリーダーネットワークの特性に応じて、リーダー調整の問題を解決するための分散方法の使用を研究できます。 タグ競合の問題については、パッシブ タグの特性により、解決策は時分割多重アクセスのみです。つまり、重複するカバレッジを持つ 1 台のリーダーのみが、重複するカバレッジ内のタグを同時に読み書きできます。 デバイスの調整では考慮する必要があります。