¿Puedo localizar el objeto leyendo su señal con lectores RFID?

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Diga, tengo un objeto en movimiento [X] dentro de un territorio y un conjunto de lectores RFID de largo alcance [<]:

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La idea es hacer posible rastrear el ganado o el pollo caminando por un área de área fija.

¿Es posible obtener la señal de tiempo que va del objeto a los lectores y, por lo tanto, localícela en tiempo real ? / p>

¿Cómo se puede realizar?

    
pregunta Sergei Basharov

3 respuestas

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Trabajé en un sistema que tenía como objetivo hacer esto utilizando etiquetas RFID semi-pasivas de 900 MHz (etiqueta de silicio alimentada por batería, pero comunicación puramente pasiva, te da mucho más alcance ya que la etiqueta no tiene que recolectar suficiente energía para encender).

ToF o TDoA (hora de vuelo o diferencia horaria de llegada) no funcionan bien para RFID. Puede hacer una medición de la diferencia de fase entre la señal transmitida y la recibida y eso le dará la parte fraccionaria de la longitud de onda en su rango a la etiqueta, pero no es posible resolver el número de longitudes de onda completas con hardware estándar (al menos no podríamos hacerlo). t encontrar una solución).

Nuestra solución fue tomar una serie de lecturas a lo largo de un lado del campo (tomó cerca de 10). No todas las lecturas se tomaron desde la misma altura sobre el suelo. Luego tomamos los números RSSI de las lecturas y, a partir de eso, calculamos la ubicación y la altura de la etiqueta. Estábamos tomando lecturas secuencialmente del mismo receptor que se movía, pero no hay ninguna razón por la que no puedas usar un conjunto de lectores fijos.

Los cálculos terminaron siendo no triviales. Tiene la ley del cuadrado inverso estándar para la intensidad de la señal, pero también debe tener en cuenta el rebote del suelo, que dependerá de las alturas de la antena, la frecuencia y el material del suelo. Obtiene señales tanto de ruta directa como de tierra en ambas direcciones, lo que da un total de 4 rutas de señal diferentes que interfieren entre sí. A continuación, también debe tener en cuenta los patrones de ganancia de etiqueta y receptor.

Sin embargo, una vez que tenga un modelo lo suficientemente bueno, puede crear un mapa de probabilidad de en qué parte del campo es probable que la etiqueta se base en las señales observadas. Tomaba matlab unos 20 minutos para procesar los números en una PC de 10 años. Logré que los resultados finales estuvieran normalmente a 20-30 cm de la verdad a rangos de hasta 40 m.

Cuando funcionó, logramos obtener un error de alrededor de 5 cm al tener en cuenta la información de fase parcial de la señal devuelta, pero a veces no era confiable.

El problema del asesino terminó siendo que, tan pronto como agregaste cualquier objeto de absorción / reflexión de RF al medio ambiente (por ejemplo, personas, animales o cualquier cosa hecha de metal), todo el sistema se desmoronó.

Para el tipo de problema que está describiendo, normalmente diría que utilizar un sistema basado en TDoA basado en UWB. Eso le dará una precisión de 10 a 50 cm dependiendo de qué tan bien se marque el sistema con baja latencia y será bastante inmune a los cambios ambientales si las antenas de la estación base se montan lo suficientemente alto. Si bien no es tan barato como una etiqueta RFID, puede hacer que las etiquetas se encuentren en el rango de $ 25 y ejecutarlas con una batería de reloj de un año o más.

    
respondido por el Andrew
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Hay muchas soluciones que hacen exactamente lo que quieres. Las balizas de ubicación comercial existen, pero como se muestra aquí y aquí tienden a ser las nuevas etiquetas de 900 MHz o 2.6GHz.

Existe la posibilidad de hacer que las etiquetas LF y HF funcionen mediante el uso de múltiples antenas direccionales (por ejemplo, podría trabajar con TX direccional y Omni RX), pero nada de esto es un trabajo de proyecto DIY sencillo. Sugeriría que un poco de lectura podría ayudarlo a decidir si está dentro de sus capacidades.

Puede probar 1 un proyecto DIY, o 2 algunas investigaciones, como puntos de partida o búsqueda en RFID y RTLS (servicios de ubicación en tiempo real).

La complejidad dependerá casi directamente de la resolución que necesite, por lo que necesita comenzar por trabajar en las especificaciones que desea lograr. Otros pueden entonces poder ayudarte más.

    
respondido por el Jack Creasey
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La velocidad de bits en los lectores RFID disponibles en el mercado probablemente no le dará la resolución de temporización que necesita. La velocidad de propagación de la luz es de aproximadamente 1000 pies / us, por lo que incluso a 1 Mbps su precisión posicional sería de ± 1000 pies.

En lugar de usar RFID, simplemente haga que la unidad móvil transmita una onda sinusoidal en alguna frecuencia. Luego recibe la señal de al menos tres antenas. Tome las ondas sinusoidales recibidas y compare su fase para encontrar la diferencia en el tiempo de propagación. Esas diferencias en el tiempo de propagación te permitirán encontrar la posición.

Una forma fácil de comparar las fases es ejecutar las ondas sinusoidales recibidas (después de los amplificadores de RF iniciales) a través de un comparador para convertirlas en ondas cuadradas. Luego, ejecute las ondas cuadradas de cada conjunto de antena a través de una puerta Y de alta velocidad. La puerta AND te dará la superposición de las dos ondas. El ciclo de trabajo será del 50% para la diferencia de fase de 0 ° y del 0% para la diferencia de fase de 180 °.

Luego puede ejecutar la salida de la compuerta AND a través de un filtro de paso bajo con una constante de tiempo prolongada (por ejemplo, 1s) para obtener una lectura de CC que varía linealmente con la diferencia de fase. Lea la señal de CC con un ADC de alta resolución para obtener una medición de posición muy precisa. Tenga en cuenta que el ADC solo necesita leer una señal de CC para que no tenga que ser de alta velocidad o caro.

Necesitará tres compuertas AND, cada una comparando la diferencia para una combinación diferente de antenas. Las tres puertas deben estar en el mismo paquete y deben tener diferencias de retardo de propagación de canal bajo a canal y sesgo.

Puede sustituir el detector de fase de la puerta AND con otros tipos de puertas lógicas, como XOR, si lo desea.

    
respondido por el user4574

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