Preview

Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie

Advanced search

Algorithms for Calculating the Coverage Area of the Radio Frequency Reader Antenna in Determining the Location of a High-Speed Object

Abstract

The analysis of modern systems of automatic identification of a moving objects condition with use of means of radiofrequency identification is carried out. The requirements to the system for automatic identification of high-speed objects are formulated. An approach to solving the problem of locating a high-speed object based on the use of a complex of radio frequency identification means is proposed, in which a number of passive radio frequency tags are placed along the path of the object, and a radio frequency reader is installed on the object itself. The probabilistic model of the response formation is considered. Based on the analysis of the relative location of the time interval during which the RF tag is in the coverage zone of the antenna and the radiation intervals of the antenna bundles of the probing pulses, the distribution law of the random variables corresponding to the overlapping time of the first and second bursts of pulses is constructed. The sensitivity of the RF tag (the probability of forming a response of RF tag from one bundle of probing pulses depending on the width of the packet) is given in the form of a logistic function with parameters determined experimentally. It is shown that at high speeds of the object with a small width of the coverage zone of the antenna, the appearance of the response of the RF tag is unlikely. The problem of justifying the required width of the antenna coverage zone is formulated, which ensures the formation of a response of the RF tag with a probability not less than a given value. The solution of the problem is illustrated for a complex of radio frequency identification means with known sensitivity parameters of the RF tag and with a required duration of probing and a radiation cycle. For a given values of maximum speed of motion and the required probability of occurrence of at least one response, laws of distribution of mixed random variables - the time of overlapping of the first and second bursts of impulses for different speeds of the object's motion are constructed, which allows us, through statistical modeling, to find the empirical distribution function of the frequency of occurrence of at least one RF tag response. For a given level of reliability, it is possible to construct a quantiles dependence of the required level of the random frequency of obtaining at least one response for different values of speed and the length of the coverage zone, which in turn makes it possible to justify the required width of the coverage zone of the transmitting antenna of the automatic identification system.

About the Authors

Yu. I. Buryak
The State Research Institute of Aviation Systems
Russian Federation


A. A. Skrynnikov
The State Research Institute of Aviation Systems
Russian Federation


References

1. Буряк Ю. И. Обеспечение безопасности поставок и эксплуатации промышленной продукции за счет организации непрерывного мониторинга их технических характеристик // Автоматизация в промышленности. 2009. № 12. С. 7-11.

2. Легкий Н. М. Активная радиочастотная идентификация в системах позиционирования подвижных объектов // Наука и техника транспорта. 2010. № 2. С. 41-45.

3. Легкий Н. М. Управление перевозочным процессом на основе информации о местоположении транспортного средства // Наука и техника транспорта. 2009. № 3. С. 38-40.

4. Буряк Ю. И., Амирханян В. Г., Калинин В. Л. Разработка программно-технологической платформы для обеспечения контроля за состоянием сложных объектов при построении территориально-распределенных автоматизированных информационных систем производственного назначения // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2012. № 8. С. 23-28.

5. Буряк Ю. И., Скрынников А. А. Разработка модели классификатора движущихся в составе группы объектов на базе использования средств радиочастотной идентификации // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. № 3. С. 42-48.

6. Федоров В. Г. Система радиочастотной идентификации САИД "Пальма" на железнодорожном транспорте // Автоматизация в промышленности. 2006. № 3. С. 53-54.

7. Финское транспортное агентство использует RFID для отслеживания состояния транспортных вагонов. URL: http:// www.idexpert.ru/reviews/4318/ (дата обращения 06.06.2017).

8. Способ и система прицельной остановки железнодорожных транспортных средств: пат. 2397094 Рос. Федерация: МПК51 B62L 25/00 / Н. М. Легкий - № 2009109737/11; заявл. 18.03.2009; опубл. 20.08.2010. Бюл. № 23.

9. Система для определения местонахождения поездов с проверкой в режиме реального времени достоверности оценки положения: пат. 2584957 Рос. Федерация: МПК51 B62L 25/02 / А. Сайтто, П. Беллофьоре, А. Болле. - № 2013105692/11; заявл. 12.07.2011; опубл. 20.05.2016. Бюл. № 14.

10. Способ и система радиочастотной идентификации железнодорожного транспорта: пат. 2499714 Рос. Федерация: МПК51 B62L 25/02 / М. Д. Рабинович и др. - № 2012107106/11; заявл. 27.02.2012; опубл. 27.11.2013. Бюл. № 33.

11. URL: https://hyperloop-one.com/#our-story/ (дата обращения 06.06.2017).

12. Легкий Н. М., Линьков В. И., Охинченко А. П. Использование спутниковых радионавигационных технологий для повышения безопасности движения поездов на скоростных и высокоскоростных магистралях // Наукоемкие технологии. 2010. № 8. С. 20-24.

13. Буре В. М., Парилина Е. М. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебник. СПб.: Издательство "Лань", 2013. 416 с.


Review

For citations:


Buryak Yu.I., Skrynnikov A.A. Algorithms for Calculating the Coverage Area of the Radio Frequency Reader Antenna in Determining the Location of a High-Speed Object. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2018;19(4):266-272. (In Russ.)

Views: 327


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-6427 (Print)
ISSN 2619-1253 (Online)