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关键词： RFID   医疗设备   信息化   信息技术  

摘要： 本文研究了射频识别（RFID）技术在医疗设备信息化管理中的应用。通过对RFID技术的基本原理进行详细分析，探讨了RFID技术在管理医院内部及外部设备当中标识与跟踪、存储和库存、巡检和维护、采购和供应、租赁和借用、维修和报废等方面的优势和应用价值。研究发现，RFID技术在医疗设备管理中可以提高设备管理的准确性、效率和可视化程度，减少设备丢失和错误放置，优化设备存储和库存管理，提高设备维修和保养效果，可以推动医疗设备信息化管理水平的提升。

关键词： 无源UHF RFID   单标签   液位   感知机制   漏液  

摘要： 无源超高频(Ultra High Frequency,UHF)射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)作为一种集通信-感知为一体的物联网关键技术,由于射频识别信号极易受环境影响,近年来无源UHF RFID技术逐渐被应用于反向感知环境信息,其中液位感知则成为目前研究的热点之一。为实现非侵入式容器内液位感知,在深入探索基于射频信号的液位感知机制的基础上开展如下研究工作: (1)通过实测实验,分析两种典型RFID标签附着方式下,即水平附着方式与竖直附着方式下,随着容器内液位改变射频信号的变化趋势。结果表明,单标签在竖直附着方式下接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)的波动变化曲线具有更丰富的特征点,对基于单标签的液位检测具有重要应用意义。 (2)基于标签阻抗匹配原理深入分析单标签竖直附着方式下的液位感知机制,从理论角度推导出RSSI与液位的对应趋势,验证RSSI变化曲线中波峰与波谷作为液位估计特征点的有效性。通过改变液体类型进行实测验证,结果表明随着液位连续改变,RSSI的理论变化趋势与实测结果具有一致性,并且利用波峰与波谷作为特征点能够实现容器内液位点的估计,准确率可达96%以上,因此可利用估计的液位特征点识别容器内的液位区间。 (3)结合RSSI的变化趋势,提出基于RFID的密集部署环境中漏液检测算法,实验结果表明该算法对所测试的两种漏液量均能实现100%的目标检测,进一步验证了本研究提出的液位感知机制对液体目标在密集部署环境下的有效性,为液位感知研究提供新的理论基础。

关键词： Radiofrequency identification   Smart manufacturing   Manufacturing   Optimization   Planning   Production facilities   Reviews   Particle swarm optimization   Smart factory   RFID network planning   swarm intelligence optimization algorithm  

摘要： With the development of intelligent manufacturing in China, Radio Frequency Identification (RFID), a key technology for smart factories, has received widespread attention. As RFID applications expand, so does the size of their networks. It makes it more difficult to ensure RFID signal coverage, leads to communication problems, and increases equipment energy consumption and costs, thereby posing challenges in the realm of RFID network planning (RNP). The RNP problem needs to consider multiple objectives and constraints such as coverage, conflicts, economic benefit, and load balance which have been proven to be optimized by swarm intelligent optimization algorithms. Therefore, this study reviews smart factories, RFID technology, swarm intelligence optimization algorithms and RFID network planning. The improvement direction of swarm intelligence optimization algorithms and factors affecting RFID network performance are also explored. In addition, it reviews and analyzes the applications of swarm intelligence algorithms to RNP problems and discusses the innovations and drawbacks of these approaches. Finally, some research limitations and directions are identified.

关键词： 出铁管理   罐号识别   铁次绑定   RFID  

摘要： 本文介绍了一种基于罐号识别和铁次绑定的出铁管理系统，旨在提高钢铁行业中出铁过程数据获取的准确性和效率。系统通过结合静态衡数据和RFID(radio frequency identification)信号，实现对铁水罐号的自动识别及与铁次的绑定，然后自动发送计量委托，实现出铁过程的智能化管理。系统采用RFID信号处理结合模式识别算法进行罐号识别，再结合匹配算法实现罐与铁次的准确绑定。实验结果表明，该系统具备高准确率、实时性和稳定性，并成功应用于某钢铁企业。该系统的优势在于提高了出铁过程中系统操作的自动化程度，减少了人为操作错误，并在生产效率和数据准确性方面取得了显著的改善效果。未来可进一步提升系统的功能和稳定性，尽可能覆盖所有可能的异常情况。综上所述，该出铁管理系统在钢铁行业具有广阔的应用前景。

关键词： internet of things   IoT   cloud computing   fuel price   smart price   FASTag   radio frequency identification   RFID   India  

摘要： The usage of petrol and diesel has become indispensable in human life. The exponential growth of fuel prices affects the common-man life gravely. The Government of India cannot control the price hike since it is an essential income catalyst for the Indian economy. The gradual increase of the fuel price impacts other sectors, mainly transportation. As the price increases day by day and the income of the people is not increasing, the insights of the proposed research work emphasise the benefits for middle-class people. The proposed fuel price monitoring framework segregate the petrol and diesel price into three slots, namely premium, luxury, and economic, concerning the cost of the user's vehicle and brand. The FASTag technology, which works on RFID, detects the vehicle brand and price and that information is passed to the IoT devices. The IoT structure actuates the fuel machine, which is also connected to the internet. A public cloud is maintained to analyse the vehicle price and brand, and the results will be returned to the petrol machine to finalise the fuel price slot. The comparisons are done between the existing price system and the proposed smart pricing system based on the average income generated per day.

关键词： Slot antennas  

摘要： A low-profile ultra-high frequency (UHF) radio frequency identification (RFID) tag antenna for double-sided anti-metal applications is proposed. The antenna comprises a middle layer of radiation patch, which is sandwiched between two layers of foam substrates, each with a thickness of 0.5 mm, and flanked by two layers of ground plane. A rectangular loop is designed on the radiation patch to expand the frequency band and optimize impedance matching. Particularly, one side of the radiation patch is shorted to the ground through a slotted stub to reduce the antenna size. The tag antenna is compact with a dimension of 38 mm × 20 mm × 1.15 mm (0.1159λ×0.061λ×0.0035λ at 915 MHz). When the two ground planes are individually mounted on metallic objects, the read distances are 5.4 m and 5.2 m, respectively. The proposed tag antenna demonstrates double-sided metal resistance, making it highly suitable for use in the industrial internet of things field. © 2024, Electromagnetics Academy. All rights reserved.

关键词： Antenna arrays   Radiofrequency identification   Phased arrays   Mobile antennas   Antennas   Hardware   Estimation   Hyperbolic positioning   multiple signal classification (MUSIC)   radio frequency identification (RFID)   RFID positioning  

摘要： Radio-frequency identification (RFID) positioning promises a prospective future for industrial automation and Industrial Internet of Things (IIoT) applications. However, the radio waves carry multiple parameters, including position, orientation, and ambient environment factors, which raises challenges in simultaneous detection of position and orientation of product objects. This investigation proposes a simple RFID array-based position and orientation simultaneous detection technique for moving object in industrial chain. The main contributions of this investigation include: 1) theoretical analysis and integrated model of position and orientation variation with the antenna parameters and interrogation variables in RF backscatter coupling-based sensing;2) development of an innovative simple RFID array-based phase separation technique with differential sensing, which determines the position- and orientation-induced phase without their mutual coupling impact;and 3) proposal of a simultaneous detection technique for moving objects' position and orientation by integrating the multiple signal classification (MUSIC) algorithm and hyperbolic positioning algorithm. In the experimental verification with a range from -75 to 75 cm, the average error of position and orientation estimation is 4.29 cm and 4.89 degrees.

关键词： 室内定位   RFID   计算机视觉   目标跟踪   相位  

摘要： 近年来,物联网技术发展迅速,推动着城市的智能化转型,改变了我们的生活方式。其中无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)的应用前景非常广阔,在物流、医疗、农业、工业等领域发挥重要作用。在定位方面,利用无线射频技术可以实现室内定位、物流追踪等功能;在识别和传感领域,RFID技术可实现对物体的唯一标识,应用于智能支付、门禁系统等领域。 RFID定位系统是一种利用射频技术进行物体定位和跟踪的非接触类系统,基本组件包括天线和标签。凭借标签体积小、成本低等优点,RFID定位技术被广泛应用于室内环境。现有的RFID技术的相关研究普遍存在获取数据单一、易受噪声和多径效应干扰导致精度低的问题。本文致力于研究基于RFID的高精度定位和跟踪方法,并综合考虑定位精度、实施成本等因素,通过将RFID技术与计算机视觉技术结合完成定位,发掘多样的RFID感知和应用方式。本文的研究内容主要包含以下两个方面: (1)本文设计了基于计算机视觉技术的RFID定位系统RF-Vision。传统的RFID定位系统通常只有无线射频信号,RF-Vision将无线射频技术和计算机视觉技术相融合,额外获取了视频信息,为RFID定位提供了更加丰富的数据信息。为了准确地定位和跟踪标签,本文设计了标签的初始坐标估计算法(Initial Coordinate-estimation Algorithm,ICA)和基于相位差的定位算法(Phasedifference-based Location Algorithm,PLA)。为了在多个目标移动的场景下识别出携带标签的目标,本文设计了融合算法(Fusion Algorithm,FA),通过对比视频信息和相位信息就能够确定携带标签的目标。实验验证表明,ICA能够实现3.62cm的均值误差,PLA算法分别在直线轨道和圆形轨道上能够实现12.72cm和17.29cm的均值误差。ICA算法的相对误差(均值误差与射频信号最长感应距离的比例,射频信号最长感应距离指标签在移动过程中和天线的最远距离)为6.8%,PLA算法的相对误差分别为11.87%和12.13%。PLA计算相对误差的准确度相较于经典的RSSI算法、Pin It算法以及Tagoram算法分别提高了76.12%、31.71%、5.7%。FA算法对视频信息和相位信息进行匹配来确定携带标签的目标,能够提供82%以上的匹配精度。 (2)为了进一步提升ICA、PLA算法的定位精度,并且实现对目标标签的位置和朝向的识别与跟踪,本文设计了基于相位的RFID标签朝向跟踪系统RFTraking。本文借助标签的RSSI信息和相位信息设计了标签的初始方向估计算法(Initial Orientation-estimation Algorithm,IOA),同时相比于ICA能够获取更加精确的标签初始位置。通过分析标签朝向、相位和距离之间的关系,提出了基于角度差的跟踪算法(Angle-difference-based Tracking Algorithm,ATA)。最后为了去除噪声,本文通过卡尔曼滤波(Kalman Filtering,KF)来动态修正标签的跟踪轨迹。实验表明,IOA算法的方向均值误差为4.21°,定位的均值误差为2.36cm,相对误差为5.39%,定位准确度优于ICA算法。ATA算法配合KF在直线轨道和圆形轨道上分别可以实现4.62cm和5.21cm的均值误差,相对误差分别为4.12%和5.05%,相较于Back Pos算法它计算相对误差的准确度分别提高了57.41%和54.05%,相较于Pin It算法分别提高了61.24%和58.48%,相较于RF-Prism算法分别提高了5.9%和3.07%。同时还可以计算标签朝向,在圆形轨道上能实现13.6°的标签旋转角度均值误差。 本文提出的定位系统属于室内定位技术,实验过程中考虑了相对误差,因此可以扩展到更大的范围,在工厂流水线生产、固定资产管理等领域具有广泛的应用价值。

关键词： 射频识别   碰撞树   并行识别   防碰撞  

摘要： 射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)因其成本低廉且能在恶劣环境中保持稳定、快速识别的特点备受关注,是物联网的关键技术之一。其中,超高频RFID系统(Ultra High Frequency Radio Identification,UHF RFID)工作范围远,信息传输速率高、能够对大规模数量的标签进行批量识别。在UHF RFID系统中,当多个标签试图同时与阅读器进行通信时,不同标签的信号在无线信道中互相干扰,阅读器将无法对多个标签的混合信号进行解码,产生多标签碰撞问题。随着UHD RFID技术的普及和物联网应用的增加,大规模标签的识别需求日益剧烈,多标签碰撞问题所造成的UHF RFID系统识别时延增长、系统识别效率降低的现象显得更加突出,因此不断改进和更新多标签防碰撞算法具有重要的研究意义。 目前,多标签防碰撞算法主要包括ALOHA类防碰撞算法与树型防碰撞算法两大类。针对大规模标签场景下快速识别多个标签的需求,本文从并行识别的角度出发,以提升标签接入效率、简化阅读器与标签之间通信机制为目标,对树型防碰撞算法中的碰撞树算法(CT)进行研究和改进,主要创新点如下: 1.提出了一种基于Walsh码的并行识别式碰撞树算法(PWCT) 为了克服改进的碰撞树算法(ICT)中只能在标签ID连续情况下并行识别多个标签的局限性,提出了一种基于Walsh码的并行识别式碰撞树算法(PWCT),PWCT算法利用Walsh码对发生多位碰撞时的标签进行扩频,使携带唯一Walsh码的标签通过不同的子信道与阅读器进行通信,从而实现多个标签的并行识别。理论与仿真实验表明,与同类改进算法相比,PWCT算法减少了系统时间识别时延,提高了系统识别率。 2.提出了一种基于锁位的RFID自适应并行识别碰撞树算法(LAPCT) 针对碰撞树类算法在识别多标签过程中所需时隙数较多,以及阅读器与多标签通信过程中通信复杂度过高的问题,提出基于锁位的RFID自适应并行识别碰撞树算法(LAPCT),并提出一种根据曼彻斯特编码锁定特征位信息来生成公共查询前缀的并行响应机制,以搜索深度为依据来自适应动态划分识别周期中的响应子周期数。理论和仿真实验分析表明,LAPCT算法相较于同类算法,其总时隙数最高减少了37%,识别效率最高提高了30%,通信复杂度最高减少了90%,且随着标签数量增多,LAPCT算法性能优势更加明显。 3.提出一种基于标签分组的盲源分离并行识别碰撞树算法(GPCT) 针对CT算法查询时间长且单一时隙内无法识别多个标签的问题,提出基于标签分组的盲源分离并行识别碰撞树算法(GPCT)。GPCT算法通过计算最佳分组数r对标签进行分组,根据组内标签数与阅读器配置的天线数量的关系动态选择识别模式。当组内标签数小于或等于阅读器所配置的天线时,采用盲源分离技术对多个标签信号进行分离并行识别多个标签;反之进入碰撞处理。通过理论与仿真实验分析得出,相比CT算法,GPCT算法能够显著降低系统识别大量标签所需时间。 本文所提出的三种算法都提升了CT算法的系统识别效率且降低了UHF RFID系统识别时延,根据它们自身特点可应用于不同的应用场景。PWCT算法中阅读器与标签通信过程中,根据Walsh扩频码的随机性,干扰信号会在解码环节被抵消,更适应于高噪声复杂环境下大规模标签快速识别场景;GPCT算法采用多天线系统使得射频识别区域内的标签能同时从多个方向被识别,更适用对标签密度高且对识别速度要求高的应用场。而LAPCT算法通过优化阅读器与标签之间的通信机制,使得通信复杂度大大降低,其系统识别效率虽不及PWCT算法和GPCT算法,但仍然优于CT算法,且几乎未增加系统成本,适用于多数大规模标签的识别应用的场景。