Laufzeitmessung von RFID-Signalen zur ortsauflösenden Objektlokalisierung

Diploma Thesis , 2005 , 97 Pages , Grade: 1.3

Electrotechnology

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
• Vorgehen
• Einleitung
  • Motivation
  • Problemstellung und -abgrenzung
  • Ziel der Arbeit
• Grundlagen
  • Radio Frequenz Identifikation
  • Ortsauflösende Objektlokalisierung
    • Ansätze
    • Übertragungscharakteristiken
    • Verwendete Messinstrumente
      • Spektrumanalysator
      • Oszilloskop
• Problemanalyse
  • Szenario zur ortsauflösenden Objektlokalisierung
    • Methoden der theoretischen Berechnungsverfahren
  • Analyse der RFID, Signale
  • Zusammenfassung
• Lösungskonzept
  • Aufstellen des mathematischen Gleichungssystems
  • Lösungsansätze zum Hardwareaufbau
    • Antennenarchitektur
    • Aktive und passive Signalfilterung
    • Aktive Signalverstärkung
    • Signalwandlung in ein TTL- Signals
    • Hardwareumsetzung zur Zeitmessung
    • Programmaufbau der Zeitverarbeitungseinheit
    • Programmaufbau zur Berechnung der Position
    • Ausgabe der Werte
  • Zusammenfassung
• Umsetzung
  • Verifikation des mathematischen Gleichungssystems
  • Konkretisierung der Hardwareumsetzung
    • Antennen
    • Signalfilterung
    • Signalverstärkung
    • Signalwandlung
    • Entwurf der Zeitmessung
    • Zeitverarbeitung
    • Positionsbestimmung und Visualisierung
• Fazit
• Literaturverzeichnis

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Konzepts zur ortsauflösenden Objektlokalisierung mithilfe von RFID-Tags. Ziel ist es, ein System zu entwickeln, das die Position von Objekten in einem Raum präzise und zuverlässig bestimmen kann. Die Arbeit untersucht verschiedene Ansätze zur Objektlokalisierung und entwickelt eine neue algebraische Methode, die auf der Messung der Laufzeit von RFID-Signalen basiert.

• Ortsauflösende Objektlokalisierung mit RFID-Tags
• Entwicklung einer neuen algebraischen Methode zur Positionsbestimmung
• Hardwareumsetzung des Konzepts
• Verifikation des mathematischen Gleichungssystems
• Analyse und Optimierung der Signalverarbeitung

Zusammenfassung der Kapitel

Die Einleitung stellt die Motivation und die Problemstellung der Arbeit dar. Sie erläutert die Notwendigkeit einer präzisen Objektlokalisierung in automatisierten Produktionsprozessen und die Herausforderungen, die sich aus der Verwendung von herkömmlichen Verfahren ergeben. Das Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines neuen Konzepts zur Objektlokalisierung mithilfe von RFID-Tags.

Das Kapitel "Grundlagen" behandelt die Funktionsweise von RFID-Systemen und die verschiedenen Ansätze zur ortsauflösenden Objektlokalisierung. Es werden die Übertragungscharakteristiken von RFID-Signalen sowie die verwendeten Messinstrumente, wie Spektrumanalysator und Oszilloskop, vorgestellt.

Das Kapitel "Problemanalyse" analysiert die Herausforderungen, die sich bei der Anwendung von RFID-Signalen zur Objektlokalisierung ergeben. Es werden verschiedene Methoden der theoretischen Berechnungsverfahren vorgestellt und die Eigenschaften von RFID-Signalen im Detail untersucht.

Das Kapitel "Lösungskonzept" präsentiert die entwickelte algebraische Methode zur Positionsbestimmung. Es werden die mathematischen Gleichungen des Systems sowie die Lösungsansätze für den Hardwareaufbau erläutert. Die einzelnen Komponenten des Systems, wie Antennenarchitektur, Signalfilterung, Signalverstärkung, Signalwandlung und Zeitmessung, werden detailliert beschrieben.

Das Kapitel "Umsetzung" beschreibt die Verifikation des mathematischen Gleichungssystems und die konkrete Hardwareumsetzung des Konzepts. Es werden die verwendeten Antennen, die Signalfilterung, die Signalverstärkung, die Signalwandlung, die Zeitmessung und die Positionsbestimmung sowie die Visualisierung der Ergebnisse vorgestellt.

Schlüsselwörter

Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen die ortsauflösende Objektlokalisierung, RFID-Tags, Laufzeitmessung, Signalverarbeitung, Hardwareumsetzung, Positionsbestimmung und Visualisierung. Die Arbeit untersucht die Anwendung von RFID-Signalen zur präzisen Bestimmung der Position von Objekten in einem Raum und entwickelt eine neue algebraische Methode, die auf der Messung der Laufzeit von RFID-Signalen basiert. Die Arbeit umfasst die Analyse der Herausforderungen, die sich bei der Anwendung von RFID-Signalen zur Objektlokalisierung ergeben, die Entwicklung eines neuen Konzepts zur Objektlokalisierung mithilfe von RFID-Tags sowie die konkrete Hardwareumsetzung des Konzepts.

• College: Reutlingen University
• Grade: 1.3
• Author: Sinisa Krecak (Author)
• Publication Year: 2005
• Pages: 97
• Catalog Number: V109470
• ISBN (eBook): 9783640076512
• ISBN (Book): 9783656524793
• Language: German
• Tags: Laufzeitmessung, RFID, Signalen, Objektlokalisierung