本技术涉及RFID机器人技术,介绍了一种适用于动态环境的UHF RFID机器人实时状态评估技术及其配套系统。该技术通过分析MAC层和物理层的性能参数,构建了用于评估MAC层系统状态的模型,旨在提高机器人在复杂动态场景中的运行效率和准确性。
背景技术
基于动态场景的UHF RFID机器人实时状态评估是在移动场景下使用RFID机器人搭载的读写器发射电磁信号激活电子标签,采集被激活后的电子标签在单位时间内返回给读写器的多特征值以及频谱仪获取的单位时间内的时隙信息,分别从MAC层(Media AccessControl Layer,媒体接入控制层)和物理层对系统状态进行深入分析,并且构建MAC层系统状态评估模型和物理层链路质量评估模型。综合以上两种模型的评估结果,提出一种基于动态场景的UHF RFID机器人实时状态评估方法及系统。
近年来,RFID的应用部署不再局限于固定的静止位置,标签可放置于传送带、流水线等移动设备,读写器可搭载在机器人、无人机、AGV等移动设备,形成基于动态场景的移动RFID识读系统。因为动态场景下读写器和标签处于相对运动状态,移动性会导致系统识别率降低和标签漏读等问题,使得RFID移动系统识读性能下降。从MAC层和物理层对系统状态进行深入分析,可实时观测动态场景下RFID的系统状态,并针对性地提出RFID系统自适应调整策略。
在现有技术中,发明专利申请《一种UHF RFID标签性能分级评价方法及评价系统》(申请号:202111223856.1)在权利要求书中从标签的静态性能、环境适应性、灵敏度降级及多标签性能四个方面评价射频识别标签的性能。其仅在静态场景中对标签的性能进行了评价,缺乏对RFID系统整体的识读状态评价,且该方法无法应用在动态场景中。
发明专利申请《一种基于UHF频段无源RFID读写器的收发链路自测方法》(申请号:201610950974.5)在权利要求书中通过对射频发射链路及接收链路的信号分析处理,实现读写器发射链路及接收链路连通性和读写器功能性的评估。其仅利用RFID系统硬件设备中读写器的物理特性进行系统评估,未利用标签背向散射返回的信号特征值,且缺乏对RFID系统整体的识读状态评价。
发明专利申请《一种直接设备间的无线通信系统及方法》(申请号:202410417410.X)在权利要求书中利用RFID读写器所在区域的电磁干扰程度、读写器与标签之间信号衰减情况及标签被激活的稳定信息,对RFID无线通信系统进行评估,实现无线通信的全面监测和预警。其需要使用专业的电磁场强度测量仪器测量RFID读写器所在区域的电磁场强度,增加系统的复杂度和成本;且不同的应用场景需要重新测量电磁场强度,导致应用场景适应性不强;电磁影响阈值是由技术人员自行设置,会影响系统评估结果的可靠性。
发明专利申请《一种RFID阅读器防碰撞协议的性能评估方法》(申请号:201910757057.9)在权利要求书中研究MAC层的防碰撞协议,根据图论原理和RFID系统特点,针对多种RFID阅读器防碰撞协议进行性能评估。其仅对RFID系统中MAC层的防碰撞协议进行性能评估,未考虑物理层的性能指标,评估方法较单一,且无法实时评估RFID系统的状态。
终上所述,现有的很多方法仅限于在静态场景中进行评估,缺乏对动态应用场景(如读写器移动、标签移动或环境变化)中RFID系统性能的评价,难以适应实际应用中复杂多变的环境。有些技术只针对某一层面(如物理层或MAC层)进行性能评估,忽略了其他重要的层面(如RFID标签的背向散射信号特征或物理层的性能),导致评估方法单一。
实现思路