Bei der Lokalisierung von Objekten gibt es bereits eine Vielzahl von etablierten Prinzipien. Die meisten Verfahren basieren auf der Analyse und Verarbeitung von Signalcharakteristiken.
Für einige Systeme davon ist ein aktives und somit wartungsunfreundliches Zusatz- Equipment (z.B. batteriebetriebene Sender) notwendig, dass an ein Ortungsobjekt zu koppeln ist. Bei anderen ist sogar eine Sichtverbindung zwischen Objekt und Meßsystem erforderlich (z.B. Bildverarbeitung), die jedoch störanfällig oder nicht anwendbar ist. Störfaktoren sind u. a. diffuses Licht und Staub.
Auf der konzeptuellen Ebene soll ein Verfahren zum Lokalisieren von Objekten mit Hilfe der RFID-Transponder entwickelt werden. Dabei soll vor allem nach geeigneten Berechnungsverfahren, hochpräzisen Meßsystemen und für die Objektlokalisierung geeigneten RFID-Systemen recherchiert werden. Eine detaillierte Verhaltensanalyse von elektromagnetischen Wellen in elektronischen Bauelementen sowie die Entwicklung neuer RFID Transponder zählen nicht dazu.
Inhaltsverzeichnis
- Erklärung
- Abstract
- Danksagung
- 1 Einleitung
- 1.1 Motivation
- 1.2 Problemstellung und -abgrenzung
- 1.3 Ziel der Arbeit
- 2 Grundlagen
- 2.1 Radio Frequenz Identifikation
- 2.2 Ortsauflösende Objektlokalisierung
- 2.2.1 Ansätze
- 2.2.2 Übertragungscharakteristiken
- 2.3 Verwendete Messinstrumente
- 2.3.1 Spektrumanalysator
- 2.3.2 Oszilloskop
- 3 Problemanalyse
- 3.1 Szenario zur ortsauflösenden Objektlokalisierung
- 3.1.1 Methoden der theoretischen Berechnungsverfahren
- 3.2 Analyse der RFID-Signale
- 3.3 Zusammenfassung
- 4 Lösungskonzept
- 4.1 Aufstellen des mathematischen Gleichungssystems
- 4.2 Lösungsansätze zum Hardwareaufbau
- 4.2.1 Antennenarchitektur
- 4.2.2 Aktive und passive Signalfilterung
- 4.2.3 Aktive Signalverstärkung
- 4.2.4 Signalwandlung in ein TTL-Signal
- 4.2.5 Hardwareumsetzung zur Zeitmessung
- 4.2.6 Programmaufbau der Zeitverarbeitungseinheit
- 4.2.7 Programmaufbau zur Berechnung der Position
- 4.2.8 Ausgabe der Werte
- 4.3 Zusammenfassung
- 5 Umsetzung
- 5.1 Verifikation des mathematischen Gleichungssystems
- 5.2 Konkretisierung der Hardwareumsetzung
- 5.2.1 Antennen
- 5.2.2 Signalfilterung
- 5.2.3 Signalverstärkung
- 5.2.4 Signalwandlung
- 5.2.5 Entwurf der Zeitmessung
- 5.2.6 Zeitverarbeitung
- 5.2.7 Positionsbestimmung und Visualisierung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Diplomarbeit untersucht die Laufzeitmessung von RFID-Signalen zur ortsauflösenden Objektlokalisierung. Ziel ist die Entwicklung eines neuen algebraischen Ansatzes zur Positionsbestimmung von Objekten anhand von Laufzeitmessungen und die Umsetzung in Hardware. Die Arbeit konzentriert sich auf die Herausforderungen bei der Signalverarbeitung und der Zeitmessung.
- Entwicklung eines neuen algebraischen Ansatzes zur Objektlokalisierung mittels Laufzeitmessung von RFID-Signalen.
- Analyse und Optimierung der Signalverarbeitung (Filterung, Verstärkung, Wandlung).
- Hardware-Implementierung der Zeitmessung und Positionsberechnung.
- Verifikation des entwickelten Systems.
- Untersuchung der Herausforderungen bei der präzisen Zeitmessung.
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 führt in die Thematik ein, beschreibt die Motivation und Zielsetzung der Arbeit. Kapitel 2 behandelt die Grundlagen der RFID-Technologie und der ortsauflösenden Objektlokalisierung. Kapitel 3 analysiert das Problem der Objektlokalisierung mit RFID-Signalen. Kapitel 4 beschreibt das entwickelte Lösungskonzept, inklusive des mathematischen Modells und des Hardware-Designs. Kapitel 5 präsentiert die Umsetzung und Verifikation des Systems, fokussiert auf die einzelnen Hardwarekomponenten und deren Zusammenspiel.
Schlüsselwörter
RFID, Objektlokalisierung, Laufzeitmessung, Signalverarbeitung, Zeitmessung, Hardware-Implementierung, algebraischer Ansatz, Positionsbestimmung, Signalfilterung, Signalverstärkung.
- Quote paper
- Sinisa Krecak (Author), 2005, Laufzeitmessung von RFID-Signalen zur ortsauflösenden Objektlokalisierung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/109470
