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Uma Avaliação de Desempenho e Análise do Sistema de Localização RFID VIRE
Trabalho de Graduação (TG)
Ivan Luiz de França Neto
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Sumário
Motivação Sistemas de Localização RFID Objetivos do Trabalho Resultados Conclusões
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Motivação
Serviços dependem da informação de localização E.g. sistemas “Context-aware” Uso de GPS Precisão da estimativa de localização? Ambientes Internos?
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Motivação
RFID (Radio Frequency IDentification) Ambientes internos Identificação automática de objetos Comunicação através de sinais RF
Componentes Etiquetas RFID Leitores RFID
RSS (Received Signal Strength)
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Sistemas de Localização RFID
Sistemas mais conhecidos LANDMARC
Eficiência de localização bem conhecida VIRE
Eficiência em diversos cenários de propagação de sinais Impacto na escolha de seus parâmetros de projeto
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Objetivos do Trabalho
Estudar o VIRE em ambientes mais realísticos Identificar ineficiências e características do VIRE
Realizar uma análise de desempenho do algoritmo (por meio de simulações.)
Comparar o desempenho do VIRE e do LANDMARC
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Sistemas de Localização RFID
LANDMARC
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LANDMARC
Pioneiro na utilização da tecnologia RFID para localização de objetos
Introduz o conceito de etiquetas de referência Reduz a influência do ambiente Reduz número de leitores Fornece informações mais precisas
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LANDMARC
Limitações Seu desempenho depende do número de etiquetas de
referência Aumento no custo e na complexidade do sistema Fenômeno da interferência de RF
Alternativa? VIRE
Etiquetas virtuais de referência
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Sistemas de Localização RFID
VIRE
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VIRE
Possui 3 etapas 1ª Etapa
Estabelecimento da Grade Virtual Parâmetro n (densidade de etiquetas virtuais de referência.) Determinar o RSS das etiquetas virtuais de referência
Célula Real
A escolha de n é simples
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VIRE
Possui 3 etapas 2ª Etapa
Construção dos mapas de proximidade Parâmetro threshold Conjunto das possíveis regiões de localização da etiqueta alvo
threshold FIXO
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VIRE
Possui 3 etapas 3ª Etapa
Definição dos pesos Estimativa das coordenadas da etiqueta alvo
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Ambiente de Estudo
Estudo realizado em um simulador desenvolvido em C++ Modela o ambiente, as etiquetas e leitores Modela o canal de comunicação
Modelo de propagação de Sinais Modelo empírico para ambientes internos (Path Loss - PL)
.
Modelo Path Loss Estendido
. , Γ denota uma variável randômica Gaussiana com variância σ² e média PL.
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Cenário
Layout similar ao layout utilizado estudado no VIRE Nove objetos dispostos no ambiente de estudo
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Resultados
O threshold ótimo depende das condições de variabilidade do RSS no canal
Variância Threshold
0 2,75
5 3,25
10 3,75
20 4,00
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Resultados
O threshold ótimo depende da localização do objeto no ambiente de estudo
Variância/Objeto Threshold
5 / Objeto 6 2,75
5 / Objeto 9 3,75
10 / Objeto 6 2,75
10 / Objeto 9 4,00
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Resultados
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Resultados
O uso de um threshold dinâmico aumentaria a eficiência de localização do VIRE
Objeto 8σ² igual 0 => 92%σ² igual 5 => 16,5%σ² igual 10 => 17%σ² igual 20 => 16%
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Resultados
O aumento no valor de n não implica em um aumento na precisão do sistema, como se acreditava
A escolha de um valor de n apropriado não é tão simples, como indicavam os estudos anterioresObjeto 4
σ² igual 0 => 66% (n = 9)σ² igual 5 => 34% (n = 3)σ² igual 10 => 31% (n = 3)σ² igual 20 => 24,5% (n = 3)
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Resultados
Se faz necessário um estudo mais detalhado em outros cenários, para que este fato possa ser melhor analisado
VIRE é melhor em alguns casos:σ² igual 0 => 1, 5, 6 e 7.σ² igual 5 => 1, 2, 5, 6 e 7.σ² igual 10 => 1, 2, 6 e 7.σ² igual 20 => 6 e 7.
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Conclusões
A eficiência de localização do VIRE depende Do posicionamento real do objeto Das condições de variabilidade do RSS
Foi apresentado que A eficiência de localização do VIRE pode ser melhorada com o uso de
um threshold dinâmico A escolha de um valor apropriado para n não é tão simples, como se
acreditava Em estudos futuros
Analisaremos a relação existente entre o threshold e o n Realizaremos um estudo mais detalhado da eficiência do VIRE
comparada a eficiência do LANDMARC Utilizaremos mais cenários, com diferentes configurações de
posicionamento de leitores e etiquetas