Forschungsbericht zu dem IGF-Vorhaben RFID-MobiVis - mobile Lesefelderfassung und -visualisierung von UHF-RFID-Installationen:
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Garching
fml, Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluß Logistik, TU München
2015
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[INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
1.1 WISSENSCHAFTLICH-TECHNISCHE PROBLEMSTELLUNG 1
1.2 FORSCHUNGSZIEL 4
1.2.1 ANGESTREBTE FORSCHUNGSERGEBNISSE 5
1.2.2 INNOVATIVER BEITRAG DER ANGESTREBTEN FORSCHUNGSERGEBNISSE 5
1.2.3 LOESUNGSWEG ZUR ERREICHUNG DES FORSCHUNGSZIELS 6
2 STAND DER TECHNIK UND DER WISSENSCHAFT 9
2.1 METHODEN AUS NORMEN UND STANDARDS ZUR MESSUNG AN RFID-SYSTEMEN 10
2.1.1 ISO/IEC-NORMEN ISO-18046, ISO-18046-3 UND ISO-18047-6 10
2.1.2 EPCGLOBAL TESTVORSCHRIFT FUER RFID-GATES UND RFID-PORTALE AN
STETIGFOERDERANLAGEN [EPC-06A, EPC-06B] 11
2.1.3 EPCGLOBAL MESSVORSCHRIFT FUER RFID-GATES UND RFID-PORTALE AN
STETIGFOERDERANLAGEN [EPC-09A, EPC-09B] 12
2.1.4 VDI/AIM 4472-10: TESTVERFAHREN ZUR UEBERPRUEFUNG DER
LEISTUNGSFAEHIGKEIT VON TRANSPONDERSYSTEMEN (RFID) [VDI 4472-10] 13
2.1.5 BEWERTUNG DER MESSMETHODEN UND TESTVERFAHREN AUS DEM STAND DER
TECHNIK 14
2.2 VERFAHREN UND SYSTEME ZUR ERMITTLUNG DER FELDVERTEILUNG 17
2.2.1 BESTIMMUNG DER FELDAUSBREITUNG DURCH SIMULATION 17
2.2.2 METHODEN UND TECHNIK ZUR MESSUNG DER FELDSTAERKE 19
2.3 TRACKINGSYSTEME ZUR POSITIONSBESTIMMUNG 21
2.3.1 ELEKTROMAGNETISCHES TRACKING 21
2.3.2 TRACKING MITTELS INERTIALSENSORIK 22
2.3.3 MECHANISCHES TRACKING 22
2.3.4 AKUSTISCHES TRACKING 23
2.3.5 OPTISCHES TRACKING 23
2.3.6 HYBRIDES TRACKING 27
3 ANALYSE UND SPEZIFIKATION VON ANFORDERUNGEN AN EIN SYSTEM ZUR
LESEFELDVERMESSUNG UND -VISUALISIERUNG 29
3.1 GRUNDLEGENDE ANFORDERUNGEN AN EIN SYSTEM ZUR ANALYSE VON LESEFELDEM
AN
UHF-RFID-INSTALLATIONEN 29
I
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INHALTSVERZEICHNIS
3.2 KONKRETISIERUNG UND SPEZIFIZIERUNG DER ANFORDERUNGEN 31
3.2.1 NUTZEN UND NUTZER DES SYSTEMS 32
3.2.2 ANFORDERUNGEN ZUR NUTZUNG UND MESSUNG 32
3.2.3 ANFORDERUNG AN DAS SOFTWARESYSTEM 33
3.2.4 ANFORDERUNGEN AUS DEN FAVORISIERTEN EINSATZSZENARIOS 34
3.2.5 ANFORDERUNGEN AN DEN HARDWARETECHNISCHEN AUFBAU DES SYSTEMS 34
3.2.6 UEBERBLICK ZU DEN KONKRETISIERTEN ANFORDERUNGEN 35
4 ENTWICKLUNG EINES LESEFELDMESSSYSTEMS 37
4.1 ENTWICKLUNG EINES REFERENZLESEFELDMESSSYSTEMS 38
4.1.1 BEWERTUNG UND AUSWAHL DES REFERENZTRACKINGSYSTEMS 38
4.1.2 BEWERTUNG UND AUSWAHL EINES REFERENZFELDMESSSYSTEMS 44
4.1.3 AUFBAU UND TEST DES REFERENZLESEFELDMESSSYSTEMS 49
4.2 METHODE ZUR OPTIMIERUNG VON UHF-RFID-INSTALLATIONEN DURCH ERFASSUNG
UND
VISUALISIERUNG VON LESEFELDERN 58
4.3 ENTWICKLUNG EINES LOW-COST-MESSKONZEPTS 61
4.3.1 ENTWICKLUNG EINES LOW-COST-TRACKING-KONZEPTS 61
4.3.2 ENTWICKLUNG DES HOCHFREQUENZ MESSKONZEPTS 69
5 ENTWICKLUNG VON SOFTWAREKONZEPTEN ZUR
MESSDATENERFASSUNG, -AUFBEREITUNG UND -VISUALISIERUNG 79
5.1 SOFTWAREARCHITEKTUR ZUM SYSTEM MOBIVIS 79
5.1.1 DATENHALTUNG IM SYSTEM MOBIVIS 81
5.1.2 LOGIKSCHICHT IM SYSTEM MOBIVIS 82
5.1.3 PRAESENTATIONSSCHICHT IM SYSTEM MOBIVIS 84
5.2 IMPLEMENTIERUNG DER SOFTWARE 86
5.3 VISUALISIERUNGSKONZEPTE UND DATENAUFBEREITUNG 86
5.3.1 ECHTZEITVISUALISIERUNG ZUR MESSUNG 87
5.3.2 VISUALISIERUNGSMETHODEN ZUR LESEFELDANALYSE 91
6 EVALUATION UND VALIDIERUNG DER MESSKONZEPTE 97
6.1 EVALUATION DER SYSTEMVARIANTEN 97
6.1.1 EVALUATION DER HF-KOMPONENTEN 97
6.1.2 EVALUATION DER TRACKINGSYSTEME 99
6.2 VALIDIERUNG DER SYSTEMVARIANTEN UND DES GESAMTSYSTEMS 104
6.2.1 HARDWARETECHNISCHER AUFBAU DES SYSTEMS 104
II
INHALTSVERZEICHNIS
6.2.2 NUTZUNG DES SYSTEMS ZUR MESSUNG 104
6.2.3 SW-KONZEPT ZUR LESEFELDANALYSE 105
6.3 MOEGLICHKEITEN ZUR ERWEITERUNG VON EPCGLOBAL PORTAL FIELD STRENGTH
MEASUREMENT TEST METHOD 106
7 ZUSAMMENFASSUNG DER FORSCHUNGSERGEBNISSE UND AUSBLICK 107
7.1 ZUSAMMENFASSUNG 107
7.2 NUTZEN UND INDUSTRIELLE ANWENDUNGSMOEGLICHKEITEN 108
7.3 AUSBLICK 109
LITERATURVERZEICHNIS 111
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 121
TABELLENVERZEICHNIS 125
III |
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