Anno Accademico 2010/2011
Candidato:
Emanuele Giorgi
U
NIVERSITÀ DEGLI
S
TUDI DI
P
ISA
F
ACOLTÀ DI
I
NGEGNERIA
C
ORSO DI
L
AUREA
S
PECIALISTICA IN
I
NGEGNERIA DELLE
T
ELECOMUNICAZIONI
E
LABORATO FINALE
RFID Smart Shelves
Relatori:
Prof. Ing. Paolo Nepa
Prof. Ing. Fabrizio Lombardini
Ing. Gabriele Isola
www.iet.unipi.it
Emanuele Giorgi RFID Smart Shelves
INDICE
III
INTRODUZIONE ... 1
1. LA TECNONOGIA RFID ... 4
1.1 Architettura del sistema RFID ... 4
1.1.1 Tag RFID ... 6
1.1.2 Reader RFID ... 11
1.1.3 Frequenze di lavoro ... 13
1.1.4 Principio di funzionamento ... 15
1.1.5 Tag Passivi e Backscattering ... 17
2. LOCALIZZAZIONE IN AMBIENTI INDOOR ... 20
2.1 Algoritmi di localizzazione... 20
2.1.1 Parametri per localizzazione... 21
2.1.2 Classificazione delle tecniche di localizzazione ... 25
2.2 Algoritmi per Tag passivi, basati sulla potenza ... 29
2.2.1 RSSI e Tag passivi ... 30
2.2.2 Tag Read Rate ... 33
2.2.3 Metodi di calibrazione ... 36
2.2.4 Prestazioni dei Tag passivi in base all’orientazione ... 39
2.3 Descrizione degli algoritmi ... 42
2.3.1 Laterazione su Tag di riferimento ... 42
2.3.2 Tecnica delle interferenze ... 47
2.3.3 LVIRT (Localization VIrtual Reference Tag) ... 51
2.3.4 kNN (kNearest Neighbor): cenni ... 55
2.3.5 Analisi delle tecniche discusse: vantaggi e svantaggi ... 56
2.3.6 Tecniche di miglioramento per algoritmi e misure ... 59
2.4 Applicazioni sul mercato ... 61
2.4.1 Smart Shelves su librerie ... 61
2.4.2 Smart Shelves su cassetti intelligenti ... 69
2.4.3 Antenne per Smart Shelves ... 71
3. MISURE RSSI... 80
3.1 Descrizione degli scenari di misura ... 80
3.1.1 Strumentazione: Reader A528, antenne ... 85
3.1.2 Tag utilizzati ... 92
3.1.3 Orientazioni scelte per i Tag ... 94
3.2 Misure di Varianza ... 97
-www.iet.unipi.it
Emanuele Giorgi RFID Smart Shelves
INDICE
IV
3.4 Misure di RSSI in spazio libero ... 106
3.4.1. Risultati con antenna in polarizzazione lineare ... 107
3.4.2 Risultati con antenna in polarizzazione circolare. ... 108
3.5 Misure di RSSI nel cassetto ... 113
3.5.1 Antenna sul lato corto ... 116
3.5.2 Antenna sul lato lungo ... 121
3.5.3 Antenna sotto il cassetto ... 126
4. MISURE DI LOCALIZZAZIONE NEL CASSETTO ... 130
4.1 Algoritmo kNearest Neighbor ... 131
4.2 Applicazione del kNN nel cassetto ... 136
4.2.1 Setup di misura... 136
4.2.2 Disposizione dei Tag di riferimento ... 141
4.2.3. Tre Tag di riferimento in linea ... 144
4.2.4. Sei Tag di riferimento in linea ... 152
4.2.5. Nove Tag di riferimento in linea ... 156
4.2.6. Sei Tag di riferimento a Griglia ... 159
4.2.7 Nove Tag di riferimento a griglia ... 164
4.2.8 Conclusione preliminare per la disposizione dei Tag di riferimento ... 166
4.3 Revisione dei dati... 168
4.4 Analisi della bontà dello stimatore in termini probabilistici ... 173
