TEDE: Mecanismo de controle de potência para estimativa de etiquetas em redes de identificação por rádio frequência
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Título: Mecanismo de controle de potência para estimativa de etiquetas em redes de identificação por rádio frequência
Autor: Lucena Filho, Walfredo da Costa
Resumo: Um sistema de identificação por rádio frequência (RFID) é composto basicamente de um leitor e etiquetas. Para que o processo de identificação das etiquetas seja bem sucedido, é necessário um algoritmo anticolisão a fim de evitar colisões entre etiquetas que respondem simultaneamente à interrogação do leitor. O algoritmo anticolisão mais usado é o DFSA (Dynamic Framed Slotted ALOHA) devido à sua simplicidade e baixo custo computacional. Em algoritmos probabilísticos, tal como o DFSA, o tamanho ótimo do quadro TDMA (Time Division Multiple Access) utilizado para leitura das etiquetas deve ser igual à quantidade de etiquetas não lidas. Uma vez que no processo de leitura, normalmente não se sabe a quantidade exata de etiquetas, o algoritmo DFSA faz uso de um estimador para obter um desempenho mais próximo do ideal. Atualmente, as aplicações têm demandado a identificação de grandes quantidades de etiquetas, o que ocasiona um aumento das colisões e, consequentemente, a degradação no desempenho dos algoritmos DFSA tradicionais. Este trabalho propõe um mecanismo de controle de potência para estimar a quantidade de etiquetas em redes de identificação por rádio frequência (RFID). O mecanismo baseia-se na divisão da área de interrogação em subáreas e, consequentemente, subgrupos de etiquetas. Tal divisão é utilizada para realizar medições de RSSI (Received Signal Strength Indicator) e, assim, estimar a quantidade de etiquetas por subárea. O mecanismo é simulado e avaliado utilizando um simulador próprio desenvolvido em linguagem C/C++. Neste estudo, comparam-se os resultados de quantidade de slots e tempo de identificação das etiquetas, com os obtidos a partir da utilização dos algoritmos DFSA ideal e algoritmo padrão Q da norma EPCglobal. A partir dos resultados da simulação, é possível perceber que o mecanismo proposto apresenta desempenho 99% do DFSA ideal em redes densas, onde há grande quantidade de etiquetas. Em relação ao algoritmo Q, percebe-se a melhoria de 6,5% no desempenho. É importante ressaltar também a redução no consumo de energia do leitor em torno de 63% em relação ao DFSA ideal.
Abstract: An RFID system is typically composed of a reader and a set of tags. An anti-collision algorithm is necessary to avoid collision between tags that respond simultaneously to a reader. The most widely used anti-collision algorithm is DFSA (Dynamic Framed Slotted ALOHA) due to its simplicity and low computational cost. In DFSA algorithms, the optimal TDMA (Time Division Multiple Access) frame size must be equal to the number of unread tags. If the exact number of tags is unknown, the DFSA algorithm needs a tag estimator to get closer to the optimal performance. Currently, applications have required the identification of large numbers of tags, which causes an increase in collisions and hence the degradation in performance of the traditional algorithms DFSA. This work proposes a power control mechanism to estimate the number of tags for radio frequency identification networks (RFID). The mechanism divides the interrogation zone into subgroups of tags and then RSSI (Received Signal Strength Indicator) measurements estimate the number of tags in a subarea. The mechanism is simulated and evaluated using a simulator developed in C/C++ language. In this study, we compare the number of slots and identification time, with ideal DFSA algorithm and Q algorithm EPCglobal standard. Simulation results shows the proposed mechanism provides 99% performance of ideal DFSA in dense networks, where there are many tags. Regarding the Q algorithm, we can see the improvement in performance of 6.5%. It is also important to highlight the lower energy consumption of the reader comparing to ideal DFSA is 63%.
DFSA (Dynamic Framed Slotted ALOHA)
Algoritmos Anticolisão
Redes de identificação por rádio frequência (RFID)
Citação: LUCENA FILHO, Walfredo da Costa. Mecanismo de controle de potência para estimativa de etiquetas em redes de identificação por rádio frequência. 2015. 58 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2015.
URI: http://tede.ufam.edu.br/handle/tede/4722
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