ترکیب RFID و WLAN برای موقعیت ­یابی داخلی و تشخیص جابجایی IP

Integrating RFID and WLAN for indoor positioning and IP movement detection

مقاله انگلیسی ۱۹ صفحه فایل PDF و ترجمه فارسی مقاله ۴۸ صفحه فایل WORD

چکیده

موقعیت­ یابی در محیط داخلی و دسترسی وایرلس به برنامه ­های اینترنت حوزه­ های تحقیقاتی اصلی در راستای پیشرفت روزافزون ارتباطات موبایل و وایرلس هستند. تاخیر در انتقال و پخش رادیویی داخلی بدلیل جابجایی گره از مسائل مهمی هستند که باید بررسی شوند. برای حل موثر دو شکل موقعیت­یابی داخلی و مدیریت انتقال، پیشنهاد ما ترکیب مزایای مهم دو تکنولوژی وایرلس برجسته یعنی RFID (تشخیص فرکانس رادیویی) و WLAN (شبکه محلی بی­سیم) است. امروزه از WLANهایی مانند (WIFI) IEEE 802.11 در اکثر محیط­های داخلی برای برقراری ارتباط وایرلس بین دستگاه­هایی با WIFI فعال از طریق دسترسی به یک نقطه دسترسی یا ارتباطات هم سطح و نظیر به نظیر استفاده می­شود. اما، اندازه سلولی کوچک نقاط دسترسی (APها) در شبکه WIFI نیاز به انتقال­های مکرری را ایجاد می­کند که این انتقال­ها نیز منجر به افزایش تأخیر می­شوند. RFID تکنولوژی نوظهوری است که از دو دو مولفه اصلی، یک تگ و یک خواننده، تشکیل شده است و هدف آن تشخیص خودکار اشیاء علامت­دار با یک خواننده است. اما، با وجود چند خواننده RFID بدلیل عدم توانایی برقرار ارتباط مستقیم بین آنها با مشکل برخورد خواننده­ها مواجه می­شود. در این مقاله، سیستم ترکیبی RFID و WLAN را پیشنهاد می­کنیم. از تکنولوژی RFID برای جمع­آوری اطلاعات لازم برای محلی سازی و مدیریت انتقال در WLAN استفاده می­شود، در حالیکه از WLAN برای کنترل و هماهنگی فرآیند خواندن RFID استفاده می­شود. در ساختار سیستم، IDهای تگ توزیع برچسب RFID با اطلاعات مربوط به موقعیت و توپولوژی جهت تعیین موقعیت و پیش­بینی ریزشبکه­ی بعدی گره­های موبایل (MN) با یک خواننده­ی متصل به دستگاه متحرکش ارتباط دارند. نقش WLAN هماهنگ­سازی خواننده­ها در زمان دسترسی به کانال RFID برای ارزیابی IDهای برچسب­هاست، بنابراین، مشکل تداخل بین چند خواننده حل می­شود. نتایج عددی به دست آمده از شبیه­سازی­های عددی کارایی سیستم ترکیبی پیشنهادی را در موقعیت­یابی درست و کوتاه مدت و همچنین کاهش تأخیر در انتقال IP تائید می­کند.

واژه­های کلیدی: موقعیت­ یابی داخلی، تشخیص حرکت،RFID، WLAN

Abstract:

Location awareness in an indoor environment and wireless access to Internet applications are major research areas towards the overwhelming success of wireless and mobile communications. However, the unpredictable indoor radio propagation and handover latency due to node mobility are the main challenging issues that need to be addressed. For tackling efficiently both problems of indoor localization and handover management, we propose combining key benefits of two outstanding wireless technologies, i.e. radio frequency identification (RFID) and a wireless local area network (WLAN) infrastructure. WLANs, such as IEEE 802.11 (WiFi), are now very common in many indoor environments for providing wireless communication among WiFi-enabled devices by accessing an Access Point (infrastructure mode) or through peer to peer connections (ad hoc mode). However, the small cell size of the Access Points (APs) in a WiFi-based network drives the need for frequent handovers leading to increased latency. RFID is an emerging technology consisting of two basic components, a tag and a reader, and its main purpose is the automatic identification of tagged objects by a reader. However, in the presence of multiple readers, RFID suffers from the so-called reader collision problem, mainly due to the inability for direct communication among them. In this paper, we propose a hybrid RFID and WLAN system; the RFID technology is employed for collecting information that is used for both localization and handover management within the WLAN, whereas the WLAN itself is utilized for controlling and coordinating the RFID reading process. In our system architecture, tag IDs of a RFID tag deployment are correlated with both location and topology information in order to determine the position and predict the next subnetwork of a Mobile Node (MN) with a reader attached to its mobile device. The role of the WLAN is to coordinate the readers when accessing the RFID channel for retrieving tags’ IDs, hence compensating the persisting RFID collision problem among multiple readers. Numerical results based on extensive simulations validate the efficiency of the proposed hybrid system in providing accurate and time efficient localization and reducing the IP handover latency.

Keywords: Indoor localization,Movement detection,RFID,WLAN

.

.

.

.