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物联网关键技术分析与发展探讨

万方数据

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3手指的位移分析控制设计提供了理论基础。

图2是两手指的机构运动原理简图。用位移X来表示每

个手指对曲柄转动中心的位移距离。两指机械手采用一对

反对称的曲柄滑块机构来实现两手指的开闭操作。为了分

析的方便,我们先对一个曲柄滑块机构作位移分析,可用

余弦定理得到:

b22口2+工2—2axcose

式中:a为曲柄的长度(m);个手指(滑块)的移动距离(m);

对式1整理得:

——(式1)

b为连杆的长度(m):x为单0为曲柄的转角(rad)。

工2-2axcosO+口2一b2=o——(式2)

解方程式2得:

x=acosO+山2COS20一口2+62(取大者)——(式3)

因此,两手指的开闭操作距离(两滑块中心距离)为:

D=2x=2(acosO+√口2cos20一口2+62)——(式4)

由上式可看出,两手指的位移量为曲柄转角的非线性函数。

(机构参数:a=20mm,b=30衄)

图3手指位移曲线

参考文献:

[1]N.Dechev,W.L.CleghornandS.Naumann.Multiplefinger,pasSiveadaptivegrasPprosthetiChand[J].MechaniSmandgachirleTheory。2001。36(10):1157~1173.

[2]A.R.Mannaa。M.Akyurt,A.K.El—Kalay.Six一1inkgripperforcylindricalobjects[J].JournalofIslamicAcademyofSciences,1990。3:6~10.

圈2机械手的机构运动简图‘[3】它的输入转角与两手指之间的位移(两滑块中心距

离)关系曲线如图3所示。

4结束语

曲柄滑块机构型机械手的结构比现有的多指灵巧手和

,,欠驱动多指杆机器人手更加简单、紧凑,更能减少控制的

“。复杂性,且具有重量轻,成本低等诸多优点。这种两指手㈨抓取物体的取放精度、稳定性、抓取力都优于欠驱动手爪

的抓取。通过手指机构的位移分析,建立了输入与两指之

间的位移关系。位移方程为手指机构设计、运动分析以及

R.Kolluru,K.P.ValavaniS,S.A.Smith,et.a1.,DesignfundamentalSofareconfigurableroboticgrippersystem[J],IEEETransactionsonSystems,Man,andCYbernetiCS——PartA:SyStemsandHumans,2000,30(2):18l~187.

叶军.一种欠驱动多指杆机器人手[J].机械设计,1999,16(12):11~13.

叶军.欠腱驱动多指灵巧手的设计[J].机械设计与研究,2003,(1):59~60.

(上接第26页)信机空中接口);敏感数据只存储在基础系统中;使用防冲突协议(通过无声一树形一移动,临时识别的阿洛哈方法):假名化(掩盖标签的同一性);阻止通过字块标签读出等措施。

3.2物联网相关标准不统一

目前,物联网的相关标准缺乏统一,一些利益相关各方争相进行基于自身利益的解读,使得各国政府、产业和市场各方对其内涵和外延认识不清,可能使各国政府对物联网技术和产业的支持方向和力度产生偏差,严重影响物联网产业的健康发展。解决办法只能由各国物联网相关标准工作组织加强协调合作,围绕物联网发展需求,积极推进全球物联网标准化工作,建立健全相关标准体系。

4结束语

物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业第三次浪潮,据估计,物联网产业规模是互联网的30倍,是一个万亿元级的产业。物联网的发展是信息社会发展的必然,尽管拥有美好的前景,但在发展的道路上,也面临不少困难,这些困难有标准上的、技术上的,更有产业链上的,如何克服这些困难,需要社会各个层面在物联网关键技术和业务应用上取得突破。

参考文献:

[1]I洲ADI、rEV.未来之路—一预见力:全球化经济大变局下的企业思维革命[M].雷媾恒译.北京:东方出版社,2008.

[2]ITU—TY.2002(Y.NGN—UbiNet).OverviewofubiquitousnetworkingandofitssupportinNGN[s].2009.

r3]李晓维.无线传感器网络[M].北京:北京理工大学出版社,2007.【幻https://wrgoRihⅨm,岫啦ja—b舳jd叫由叽l旺d∥j阳rtOfim.pdf.

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万方数据

物联网关键技术分析与发展探讨

作者:赵海霞

作者单位:华东交通大学信息工程学院,江西,南昌,330013

刊名:

中国西部科技

英文刊名:SCIENCE AND TECHNOLOGY OF WEST CHINA

年,卷(期):2010,09(14)

被引用次数:0次

参考文献(4条)

1.RANADIVE V.雷嬿恒未来之路--预见力:全球化经济大变局下的企业思维革命 2008

2.ITU-T Y2002(Y.NGN-UbiNet).Overview of ubiquitous networking and of its support in NGN 2009

3.李晓维无线传感器网络 2007

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3、提出一种新的RFID事件处理语言RCEP(RFID Complex_Event Processing),利用时间约束、空间约束和属性约束来描述RFID数据过滤规则,并依据RFID事件间的时间相关性、空间相关性和属性相关性定义复杂事件模式。提出一种新的基于时间特性和空间特性的非确定的有限自动机F-NFA,利用F-NFA可以高效的对RFID输入事件流进行预处理(过滤)并检测出输入事件流中隐含的复杂事件。

4、提出了一种新的RFID中间件三层体系结构和实现框架,框架中定义的各功能模块有效的解决了RFID中间件面临的计算难题,同时给出了一个参考实现。

5、将本文部分研究成果应用于“粤港RFID物流通关信息服务平台”项目,通过实践检验本文部分研究成果的有效性,为物联网的最终实现做出了积极的尝试和探索。

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8.学位论文余松森物联网RFID反碰撞问题研究2006

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当阅读器信号作用范围内存在多个标签,同一时刻有两个或者以上的标签向阅读器返回信息时,将产生冲突,称为标签冲突。另外,当一个标签同时处于两个或多个阅读器的问询区,同一时间有两个或以上阅读器试图与这个标签通信时,也将产生冲突,称为阅读器冲突。解决冲突的算法称为反碰撞算法。传统的无线电技术已有空分多路法、频分多路法、时分多路法以及码分多路法来解决类似问题。但是物联网的电子标签由于成本限制,其功能是有限的。在和阅读器通信的过程中既不能区分不同的阅读器,也不能在和阅读器的通信过程中发挥一定的辅助作用,不支持复杂的通信协议,所使用的工作频带有限制。另一方面,阅读器只影响和它相毗邻的通信媒体;标签内包含的信息量很少,阅读器与标签之间的通信时间很短。因此,物联网中射频识别问题与传统的无线信道多路访问问题有很多不同之处。

本论文主要对物联网中RFID反碰撞问题进行理论和应用方面的研究,其贡献在于:

一、论文从电磁耦合的角度介绍了射频识别技术中的通信实质,指出射频识别系统中的反碰撞问题仍属于多路信道访问的范畴。根据射频识别系统的特点,最适合的多路信道访问方式主要为时分多路访问。

二、针对解决标签冲突的随机ALOHA类消解方案其效率较低,特别是随着标签数量的扩大,性能均激剧恶化的特点。本文创造性提出双向二进制指数索引算法协议,根据阅读器每次识别的结果,标签以递增或递减方式修改其应答概率。其识别过程可以用马尔可夫吸收链理论进行刻划描述。最终实验结果表明:该算法识别效率在最好时为0.42,在动态以及标签数量急剧增大的情况下也可以稳定地达到0.322,性能极其稳定。

三、为了降低标签的成本,文中进一步分析了双向二进制指数索引算法在识别效率能初步达到最优的情况下,标签可以取的极小状态级别数k=4;标签应答概率动态变化时,递增或递减的幅度x=1.5时性能更加合理。

四、解决标签冲突的确定性方案主要是树型类算法,已存在的算法协议缺陷在于阅读器未充分利用以前的识别信息。本文分析碰撞时的特点,提出基于后退式索引的二进制树型反碰撞算法:①、碰撞发生时,根据碰撞的最高位,跳跃式向前搜索;②、无碰撞时,采取后退策略,最终能够快速地识别所有标签。实验结果及数学归纳法证明表明:识别n个标签,阅读器共需要问询2n-1次,平均问询次数2次。同时采用数据拟合的方法得到标签的平均应答次数为1.227+1.004log2n。

五、对后退式索引树型反碰撞算法的进一步分析表明,阅读器与标签之间传递的EPC数据具有互补性,算法协议可以作进一步改进。所传输的EPC参数采用不定长方式动态进行,信息吞吐量可进一步提高,所节省的通信量在32.5%以上。

六、频率干扰和标签干扰是阅读器冲突中主要存在的问题。根据染色理论可以将阅读器冲突的问题抽象模型化为图的染色问题。然而,由于图的全染色问题是一个NP难题,本文给出其的图形化解决公式。针对具体的RFID阅读器网络应用,其阅读器和标签一般采用同一频率通信,需要解决的主要是标签干扰,采用色度波算法能够在各阅读器之间动态地分配工作时隙,避免多个阅读器对同一标签在同一时间的识别冲突。该算法尤其适合阅读器网络环境变化的需求。

七、未来射频识别系统工作环境各异,考虑到有些场合无法采用有线方式对标签进行实时数据采集传输,论文最后提出了一种采用CDMA无线数据传输的RFID阅读器软件体系结构设计。根据现场标签数据量及操作方式CDMA模块可采用文件数据包方式或者以扩展短消息方式进行传输。同时阅读器支持对多种类型的标签进行读写操作。

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本文分析了RFID电子标签不同于传统条形码的优点,介绍了RFID电子标签的工作原理,提出了要建立基于RFID电子标签的物联网,以更智能化的物联网络实现商品及物流的智能管理模式,介绍了电子标签如何进行物品的包装和物流管理,介绍了RFID电子标签的标准制定情况,以及RFID现在存在的问题及解决方法.

10.期刊论文曾森耀物联网、库存管理与RFID探讨-现代商贸工业2010,22(17)

物联网是一项新兴的技术,是一个将各种信息传感设备(如RFID、红外感应器、全球定位系统、通信装置等)与互联网结合起来而形成的巨大网络.物联网的出现正在改变着社会的生产方式、生活方式和生存方式,成为经济和社会发展的又一个增长点.RFID同时能作为物联网和库存管理的技术支持,因此,重点研究RFID能够更好地研究物联网和库存管理.

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下载时间:2011年1月5日

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