مقدمة لتقنية تحديد المواقع المعتمدة على RFID

باعتبارها إحدى التقنيات الداعمة لإنترنت الأشياء، فإن RFID هي تقنية تعريف لا تتطلب اتصالاً مباشرًا. ويستخدم إشارات الترددات الراديوية لقراءة ونقل المعلومات المخزنة في العلامات الإلكترونية. تتميز تقنية RFID بخصائص الإرسال خارج خط البصر والتعرف السريع. تتميز العلامات الإلكترونية المستخدمة في تقنية RFID لتخزين المعلومات بمزايا الحجم الصغير والتكلفة المنخفضة وإمكانية إعادة الاستخدام. تستخدم على نطاق واسع في تتبع الخدمات اللوجستية والنقل وإدارة البضائع في مراكز التسوق وتحديد المواقع وغيرها من المجالات.

إطار نظام RFID:

تنقسم علامات RFID إلى نشطة وسلبية. يمكن اعتبار العلامات النشطة بمثابة RFID بالمعنى الواسع نسبيًا. نظرًا لأن العلامات نفسها نشطة، فيمكن أيضًا إجراء معالجة الإشارات بشكل أكثر تعقيدًا، وستكون دقة تحديد المواقع أعلى بكثير. من الناحية المثالية، يمكن أن يغطي نطاقًا يصل إلى 100 متر، ويبلغ خطأ تحديد الموقع حوالي 5 أمتار. يتم إكماله بشكل أساسي عن طريق التثليث، ولكن يمكن لهذا الحقل أيضًا استخدام العقد مثل uwb وZigBee وما إلى ذلك لإكمال تحديد المواقع. تشير العلامات السلبية إلى RFID في معظم الأوقات. نظرًا لأن العلامات نفسها ليس لها قوة حوسبة، فإن جميع معالجة الإشارات محدودة بالإشارات المنعكسة التي يتلقاها القارئ، وبالتالي فإن اختيار خوارزميات معالجة الإشارات سيكون أصغر بكثير. ونظرًا لأن نطاق التعرف على القارئ يقع بشكل أساسي في حدود 10 أمتار، فإن تحديد المواقع بشكل جيد جدًا هو الذي سيدرس موضع العلامات السلبية بشكل عام.

تقنية تحديد المواقع الداخلية RFID

تتمثل طريقة تحديد المواقع الداخلية القائمة على RFID في تحديد موقع العلامة من خلال قارئ ذي موضع معروف، والذي يمكن تقسيمه إلى طريقة غير نطاقية وطريقة تحديد نطاق. تشير الطريقة المعتمدة على المدى إلى تقدير المسافة الفعلية بين الجهاز المستهدف وكل علامة من خلال تقنيات قياس مختلفة، ومن ثم تقدير موضع الجهاز المستهدف من خلال طريقة هندسية. تتضمن أساليب تحديد المواقع الشائعة الاستخدام ما يلي: تحديد المواقع بناءً على وقت الوصول (TOA)، وتحديد المواقع بناءً على فارق وقت الوصول (TDOA)، وتحديد المواقع بناءً على RSSI، وتحديد المواقع بناءً على زاوية الوصول (زاوية الوصول، AOA)، وما إلى ذلك. تتوافق هذه التقنيات مع المبادئ التقنية المستخدمة في UWB وWi-Fi، لكن مسافة انتشار إشارات RFID قصيرة جدًا بسبب قيود الطاقة، حيث تتراوح عمومًا بين بضعة أمتار وعشرات الأمتار فقط.

طريقة غير المدى

تشير الطريقة غير المدى إلى جمع معلومات المشهد في المرحلة المبكرة، ثم مطابقة الهدف الذي تم الحصول عليه مع معلومات المشهد، وذلك لتحديد موقع الهدف. طرق التنفيذ النموذجية هي طريقة العلامة المرجعية وطريقة تحديد موضع بصمات الأصابع. الخوارزمية شائعة الاستخدام لطريقة العلامة المرجعية هي طريقة تحديد موضع النقطه الوسطى. طريقة تحديد موضع بصمة الإصبع هي في الأساس نفس الطريقة المستخدمة في تحديد موضع Wi-Fi وتحديد موضع المنارة والتقنيات الأخرى. ترتيب بعض القراء في مساحة تحديد المواقع. ومواقف القراء معروفة. عندما تدخل العلامة الهدف إلى المشهد، يمكن لعدة قراء قراءة معلومات العلامة الهدف في نفس الوقت. تشكل مواقع واتصالات هؤلاء القراء مضلعًا، ويمكن اعتبار النقطه الوسطى لهذا المضلع بمثابة إحداثيات موضع العلامة المستهدفة. خطوات تنفيذ خوارزمية تحديد موضع النقطه الوسطى بسيطة وسهلة التشغيل، ولكن دقة تحديد المواقع منخفضة نسبيًا. غالبًا ما يتم استخدامه في السيناريوهات التي لا تكون فيها دقة تحديد المواقع عالية وتكون معدات الأجهزة محدودة.

مزايا تحديد المواقع بتقنية RFID

تكمن ميزة طريقة تحديد المواقع المعتمدة على تقنية RFID في تكلفتها المنخفضة. تكلفة علامات RFID النشطة عادة ما تكون عشرات اليوانات، في حين أن تكلفة علامات RFID السلبية يمكن أن تصل إلى عدة يوانات، وحجم العلامات صغير، وعادة ما يتم تصنيعها على شكل ورقة، وإشارة تردد الراديو RFID لديها اختراق قوي ويمكنها إجراء اتصالات خارج خط البصر. كفاءة الاتصال لنظام RFID عالية جدًا. بالمقارنة مع Wi-Fi وZigbee والأنظمة الأخرى التي تتطلب الوصول إلى الشبكة، يمكن لقارئ RFID إكمال قراءة وكتابة مئات العلامات خلال ثانية واحدة. بالمقارنة مع تقنيات تحديد المواقع اللاسلكية ZigBee وBluetooth وWi-Fi، فإن RFID لديه تكلفة عقدة أقل وسرعة تحديد موقع أسرع، ولكن قدرته على الاتصال أضعف، لذا فإن تحديد موضع RFID مناسب بشكل خاص للكائنات ذات العلامات البسيطة، ولكنه لا يتطلب عددًا كبيرًا من البيانات حالة اتصالات البيانات.

عيوب تحديد المواقع بتقنية RFID

ومع ذلك، فإن نظام تحديد المواقع الحالي الذي يستخدم تقنية RFID به العديد من أوجه القصور، مثل خطأ كبير في تحديد المواقع، ونشر النظام المعقد، وسهولة التأثر بالبيئة. على سبيل المثال، فإن طريقة تحديد المواقع المعتمدة على خدمة RSS محدودة بسبب التقلبات الكبيرة في خدمة RSS نفسها والحساسية للتدخل البيئي. ومن الصعب مواصلة التحسين. تتطلب طريقة تحديد الموقع المستندة إلى TOA وTDOA

دقة عالية في قياس الوقت، ولكن نظرًا لانخفاض معدل الاتصال لنظام RFID السلبي، فمن الصعب مراقبة الوقت الدقيق. بشكل عام، نطاق تطبيق تقنية تحديد المواقع RFID ضيق، ودقة تحديد المواقع ضعيفة، وهناك عدد قليل من الحالات العملية.

تكنولوجيا تحديد المواقع الجيومغناطيسية

بالمقارنة مع طريقة تحديد المواقع القائمة على تقنية RFID، لا يتطلب تحديد المواقع المغنطيسي الأرضي أي معدات، ولا يحتاج هدف تحديد الموقع إلى إضافة أي علامات. إنها مناسبة لأي موقف معقد ومشاهد داخلية كبيرة جدًا، مع دقة تحديد المواقع العالية. صيانة اضافية بتكلفة منخفضة جدا. Hangzhou Tenfield Technology هي شركة تقدم خدمات تحديد المواقع وخدمات البيانات استنادًا إلى تكنولوجيا تحديد المواقع الداخلية المغنطيسية الأرضية. وقد شارك في تأسيسها عدد من العلماء المعروفين في الداخل والخارج. يحتوي على وظائف تطبيقية غنية ويهدف إلى تزويد المستخدمين بحلول شاملة لأنظمة تحديد المواقع الرقمية للموظفين.