物聯(lián)網(wǎng)中無線傳感器節(jié)點和RFID數(shù)據(jù)融合的方法
將WSNd數(shù)據(jù)包和EPC編碼融合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖5所示,通過主控制器發(fā)出指令,將EPC-96編碼寫到WSNd數(shù)據(jù)包的第6~17個字節(jié)中,即將EPC-96編碼寫到WSNd第6~17這12個未使用的字節(jié)中,這樣即達到了將兩種數(shù)據(jù)融合的目的,又可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行省?a class="contentlabel" href="http://cafeforensic.com/news/listbylabel/label/融合">融合后的數(shù)據(jù)可以在WSN中通過節(jié)點傳輸,最終到達基站,就達到了同時獲取物品的基本信息和環(huán)境參數(shù)。
3 性能評價和實例應(yīng)用
3.1 性能評價
文獻提出的將WSNd和RFID融合的方法,包括兩種方式:緊密耦合方式和松散耦合方式,緊密耦合方式是針對價格較高的主動式標簽,而且在融合之后也增加了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量;松散耦合方法是針對被動式標簽,但該方式使數(shù)據(jù)的冗余量更大。本文提出的WSNd和RFID融合的方法,以1個WSNd的數(shù)據(jù)包和1個EPC-96編碼為例計算,表2列出了它們的比較。
在對食品的存儲中要獲取的最重要的數(shù)據(jù)是食品上標簽的EPC編碼和所處環(huán)境溫度,因此,本文定義傳輸數(shù)據(jù)的有效率=(EPC編碼的字節(jié)數(shù)+所處環(huán)境溫度字節(jié)數(shù))/融合后的總字節(jié)數(shù),從上表可以明顯地發(fā)現(xiàn),本文提出的WSNd和RFID融合的方法在以下兩點作出的改進:1)該方法減少了數(shù)據(jù)冗余量,融合后的字節(jié)數(shù)減少,使傳輸數(shù)據(jù)的有效率有了明顯的提高,同時減少了數(shù)據(jù)存儲量;2)該方法支持被動式標簽,降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
3.2 實例應(yīng)用
在感知層融合RFID網(wǎng)絡(luò)和WSN采集數(shù)據(jù)的方法是使物品的EPC和所在環(huán)境參數(shù)建立映射,并將其應(yīng)用于超市倉儲管理系統(tǒng)。因為本文重點研究物聯(lián)網(wǎng)感知層數(shù)據(jù)融合,所以在設(shè)計倉儲管理系統(tǒng)時主要關(guān)注數(shù)據(jù)融合的效果,對于物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的中間件、ONS和EPCIS不做重點討論。
在實驗中為每個物品貼上一張電子標簽(本實驗采用的是96位的無源ISO-18000-6B型標簽),使每個物品獲得一個獨一無二的EPC,本實驗的流程如下:
1)將EPC所對應(yīng)物品的詳細信息和屬性存儲在EPCISRepository中;
2)在物品的存儲過程中,讀寫器獲取多個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的環(huán)境狀態(tài)和大量的EPC編碼信息,通過融合器處理之后將數(shù)據(jù)存儲到EPCIS Repository中;
3)當(dāng)用戶要查詢某個物品某個時刻的基本信息和環(huán)境狀態(tài)時,就可以把物品的EPC或者名稱作為關(guān)鍵字,經(jīng)過EPCIS的映射便可在EPCIS Repository中找到相關(guān)記錄和詳細信息;
4)如果用戶要求獲取即時環(huán)境狀態(tài),也可以通過發(fā)出請求,由讀寫管理器發(fā)出命令,要求讀寫器讀取最新環(huán)境狀態(tài),再進行一些融合處理,把數(shù)據(jù)存儲到EPCIS Repository之后,轉(zhuǎn)到3)。圖6畫出了本實驗的流程圖。
本實驗采用Microsoft Access2003作為存儲融合EPC和物品所處環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)庫,在體系結(jié)構(gòu)中起EPCISRepository的作用。當(dāng)用戶要獲取物品所處的環(huán)境信息或者即時信息時,可以通過倉儲管理系統(tǒng)查詢,如圖7所示。
4 結(jié)論
本文首先介紹物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景和基本原理,再結(jié)合感知層的WSN和RFID網(wǎng)絡(luò)與超市倉儲管理系統(tǒng)的實際需要發(fā)現(xiàn)存在的問題。本文提出的將無線傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)和RFID數(shù)據(jù)融合的方法將物品所處的環(huán)境參數(shù)和EPC建立映射關(guān)系,和已提出的融合方法相比明顯地減少了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量,并且適用于被動式標簽。一方面更適應(yīng)傳感器節(jié)點攜帶能量少、通信能力有限、計算和存儲能力有限等問題,另一方面也降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。在超市倉儲管理系統(tǒng)的應(yīng)用中表明該方法是可行的。
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