無線電頻率ID標簽應(yīng)該徹底改變供應(yīng)鏈管理。從掃描儀無線接收電力然后廣播識別號碼的便宜，無電池標簽使倉庫管理人員能夠通過讀取箱號并手動記錄來更有效地記錄庫存。

但現(xiàn)代零售業(yè)務(wù)的規(guī)模使得甚至射頻ID(RFID)掃描效率低下。例如，沃爾瑪報告稱，由于其庫存記錄與其庫存不匹配，2013年收入損失了30億美元。即使使用RFID技術(shù)，也可能需要一個大型零售店三個月才能進行完整的庫存審查，這意味著在客戶要求暴露之前，不匹配通常是未被發(fā)現(xiàn)的。

麻省理工學(xué)院的研究人員現(xiàn)在開發(fā)了一種系統(tǒng)，可以使小型，安全的空中無人機從幾十米外讀取RFID標簽，同時識別標簽的位置，平均誤差約為19厘米。研究人員設(shè)想，該系統(tǒng)可用于大型倉庫，用于連續(xù)監(jiān)控，防止庫存不匹配以及單個物品的位置，以便員工能夠快速可靠地滿足客戶的要求。

設(shè)計該系統(tǒng)的主要挑戰(zhàn)是，在目前的自主導(dǎo)航狀態(tài)下，唯一安全足以在人類近距離內(nèi)飛行的無人機是帶有塑料轉(zhuǎn)子的小型輕型無人機，如果發(fā)生這種情況，它們不會造成傷害。碰撞。但是這些無人機太小，無法攜帶超過幾厘米范圍的RFID閱讀器。

研究人員通過使用無人機來傳遞標準RFID閱讀器發(fā)出的信號來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。這不僅解決了安全問題，還意味著無人機可以與現(xiàn)有的RFID庫存系統(tǒng)一起部署，而無需新的標簽，閱讀器或閱讀器軟件。

“2003年至2011年間，美國陸軍在其倉庫中失去了58億美元的供應(yīng)，”索尼公司媒體藝術(shù)與科學(xué)事業(yè)發(fā)展助理教授Fadel Adib表示，他在麻省理工學(xué)院媒體實驗室的團隊開發(fā)了新系統(tǒng)?！?016年，美國全國零售聯(lián)合會報告稱，零售商店的物品減少損失 - 平均每年約為452億美元。通過使無人機能夠找到并定位物品和設(shè)備，這項研究將為解決這些問題提供基本的技術(shù)進步?！?/p>

麻省理工學(xué)院的研究人員在他們本周在計算機協(xié)會數(shù)據(jù)通信特別興趣小組年會上發(fā)表的一篇論文中描述了他們的系統(tǒng)，稱為RFly。Adib是該論文的高級作者，媒體實驗室的博士后馬云飛和麻省理工學(xué)院機械工程研究生Nicholas Selby也加入了他的行列。

相移

中繼RFID信號并使用它們來確定標簽的位置會帶來一些棘手的信號處理問題。一個是，因為RFID標簽由閱讀器無線供電，所以閱讀器和標簽以相同的頻率同時傳輸。中繼系統(tǒng)增加了另一對同時傳輸：兩個在中繼和標簽之間，兩個在中繼和閱讀器之間。這是同一頻率的四個同時傳輸，都相互干擾。

系統(tǒng)確定RFID標簽的位置的要求使這個問題更加復(fù)雜。位置檢測 - 或“定位” - 系統(tǒng)使用稱為天線陣列的設(shè)備上的變體。如果將多個天線聚集在一起，則以一定角度向它們廣播的信號將在稍微不同的時間到達每個天線。這意味著天線檢測到的信號將略微異相：它們的電磁波的波谷和波峰將不會完全重合。根據(jù)這些相位差，軟件可以推斷出傳輸角度，從而推斷出發(fā)射機的位置。

無人機太小而無法攜帶天線陣列，但它不斷移動，因此在不同時間進行的讀數(shù)也在不同的位置進行，模擬陣列的多個天線元件。

通常，為了對抗干擾，無人機將對從標簽接收的傳輸進行數(shù)字解碼，并對其進行重新編碼以便傳輸給閱讀器。但在這種情況下，解碼編碼過程所施加的延遲會改變信號的相對相位，使得無法準確地測量位置。

所有無線電系統(tǒng)通過調(diào)制基本傳輸頻率來編碼信息，通常通過稍微上下移動來進行。但由于RFID標簽沒有獨立的電源，因此其調(diào)制可檢測地小于閱讀器的調(diào)制。因此，麻省理工學(xué)院的研究人員設(shè)計了一種模擬濾波器，它可以從到達讀取器的信號中減去基本傳輸頻率，然后將低頻和高頻分量分開。然后將低頻分量 - 來自標簽的信號 - 加回到基頻上。

參照系

然而，在這一點上，仍然存在另一個問題。由于無人機正在移動，到達讀取器的信號的相移不僅來自無人機相對于RFID標簽的位置，還來自其相對于讀取器的位置。僅基于接收到的信號，讀者無法分辨這兩個因素中的每一個對總相移有多大貢獻。

因此麻省理工學(xué)院的研究人員還為他們的每個無人機配備了自己的RFID標簽。無人機在將讀取器的信號轉(zhuǎn)發(fā)到帶標簽的物品之間交替，并簡單地讓其自己的標簽反射信號，以便讀者可以估計無人機對總相移的貢獻并將其移除。

在媒體實驗室中涉及標記物體的實驗中，其中許多是故意隱藏的，以接近堆放在倉庫貨架上的商品的狀況，系統(tǒng)能夠以19厘米的精度定位標簽，同時擴大讀卡器的范圍四面八方，或累積百倍。研究人員目前正在馬薩諸塞州一家大型零售商的倉庫進行第二組實驗。

“繼電器已經(jīng)在通信中使用了很長時間，甚至將網(wǎng)絡(luò)帶到了農(nóng)村地區(qū)，”卡內(nèi)基梅隆大學(xué)電子和計算機工程助理教授Swarun Kumar說。“這里的變化是其中一個端部是無電池的，他們希望定位跟蹤無電池設(shè)備，這需要相位一致的測量。這些共同使問題非常具有挑戰(zhàn)性。這就是我認為這項工作中的概念新穎性。我預(yù)計可能存在比庫存跟蹤問題更多的應(yīng)用程序 - 這本身就非常重要。

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