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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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1 Uma Avaliação de Desempenho e Análise do Sistema de Localização RFID VIRE Trabalho de Graduação (TG) Ivan Luiz de França Neto

2 Sumário Motivação Sistemas de Localização RFID Objetivos do Trabalho Resultados Conclusões

3 Motivação Serviços dependem da informação de localização E.g. sistemas Context-aware Uso de GPS Precisão da estimativa de localização? Ambientes Internos?

4 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)

5 Sistema RFID Tipos de Etiquetas Passivas Semi-passivas Ativas

6 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

7 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

8 O estudo demonstra que o desempenho do VIRE depende Do posicionamento real do objeto Das condições de propagação de sinais Da escolha de seus dois parâmetros de projeto

9 Sistemas de Localização RFID LANDMARC

10 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

11 LANDMARC Processo de Localização S = (S 1, S 2,..., S n ), (n leitores.) θ = (θ 1, θ 2,..., θ n ), (n leitores.)., (objeto j.) E j = (E 1, E 2,..., E m ) ( m etiquetas de referência. ) KNN (K-Nearest Neighbors).

12 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

13 Sistemas de Localização RFID VIRE

14 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

15 VIRE Possui 3 etapas 2ª Etapa Construção dos mapas de proximidade Parâmetro threshold Conjunto das possíveis regiões de localização da etiqueta alvo threshold FIXO

16 VIRE Possui 3 etapas 3ª Etapa Definição dos pesos Estimativa das coordenadas da etiqueta alvo

17 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.

18 Cenário Layout similar ao layout utilizado estudado no VIRE Nove objetos dispostos no ambiente de estudo

19 Resultados O threshold ótimo depende das condições de variabilidade do RSS no canal VariânciaThreshold 02,75 53,25 103,75 204,00

20 Resultados O threshold ótimo depende da localização do objeto no ambiente de estudo Variância/ObjetoThreshold 5 / Objeto 62,75 5 / Objeto 93,75 10 / Objeto 62,75 10 / Objeto 94,00

21 Resultados

22 O uso de um threshold dinâmico aumentaria a eficiência de localização do VIRE Objeto 8 σ² igual 0 => 92% σ² igual 5 => 16,5% σ² igual 10 => 17% σ² igual 20 => 16%

23 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 anteriores Objeto 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)

24 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.

25 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

26 OBRIGADO Ivan Luiz de França Neto


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