物联网中无线传感器节点和RFID数据融合的方法

时间:2011-08-01来源:网络

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将WSNd数据包和EPC编码融合的数据结构如图5所示,通过主控制器发出指令,将EPC-96编码写到WSNd数据包的第6~17个字节中,即将EPC-96编码写到WSNd第6~17这12个未使用的字节中,这样即达到了将两种数据融合的目的,又可以提高数据传输的有效率。融合后的数据可以在WSN中通过节点传输,最终到达基站,就达到了同时获取物品的基本信息和环境参数。

3 性能评价和实例应用
3.1 性能评价
文献提出的将WSNd和RFID融合的方法,包括两种方式:紧密耦合方式和松散耦合方式,紧密耦合方式是针对价格较高的主动式标签,而且在融合之后也增加了传输的数据量;松散耦合方法是针对被动式标签,但该方式使数据的冗余量更大。本文提出的WSNd和RFID融合的方法,以1个WSNd的数据包和1个EPC-96编码为例计算,表2列出了它们的比较。

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在对食品的存储中要获取的最重要的数据是食品上标签的EPC编码和所处环境温度,因此,本文定义传输数据的有效率=(EPC编码的字节数+所处环境温度字节数)/融合后的总字节数,从上表可以明显地发现,本文提出的WSNd和RFID融合的方法在以下两点作出的改进:1)该方法减少了数据冗余量,融合后的字节数减少,使传输数据的有效率有了明显的提高,同时减少了数据存储量;2)该方法支持被动式标签,降低了产品的生产成本。
3.2 实例应用
在感知层融合RFID网络和WSN采集数据的方法是使物品的EPC和所在环境参数建立映射,并将其应用于超市仓储管理系统。因为本文重点研究物联网感知层数据融合,所以在设计仓储管理系统时主要关注数据融合的效果,对于物联网结构中的中间件、ONS和EPCIS不做重点讨论。
在实验中为每个物品贴上一张电子标签(本实验采用的是96位的无源ISO-18000-6B型标签),使每个物品获得一个独一无二的EPC,本实验的流程如下:
1)将EPC所对应物品的详细信息和属性存储在EPCISRepository中;
2)在物品的存储过程中,读写器获取多个无线传感器网络覆盖区域的环境状态和大量的EPC编码信息,通过融合器处理之后将数据存储到EPCIS Repository中;
3)当用户要查询某个物品某个时刻的基本信息和环境状态时,就可以把物品的EPC或者名称作为关键字,经过EPCIS的映射便可在EPCIS Repository中找到相关记录和详细信息;
4)如果用户要求获取即时环境状态,也可以通过发出请求,由读写管理器发出命令,要求读写器读取最新环境状态,再进行一些融合处理,把数据存储到EPCIS Repository之后,转到3)。图6画出了本实验的流程图。

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本实验采用Microsoft Access2003作为存储融合EPC和物品所处环境温度的数据库,在体系结构中起EPCISRepository的作用。当用户要获取物品所处的环境信息或者即时信息时,可以通过仓储管理系统查询,如图7所示。

4 结论
本文首先介绍物联网的发展背景和基本原理,再结合感知层的WSN和RFID网络与超市仓储管理系统的实际需要发现存在的问题。本文提出的将无线传感器节点数据和RFID数据融合的方法将物品所处的环境参数和EPC建立映射关系,和已提出的融合方法相比明显地减少了传输的数据量,并且适用于被动式标签。一方面更适应传感器节点携带能量少、通信能力有限、计算和存储能力有限等问题,另一方面也降低了产品的生产成本。在超市仓储管理系统的应用中表明该方法是可行的。

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关键词: 数据 融合 方法 RFID 节点 无线 传感器 联网

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