文摘
固定资产是一个企业的核心生产资料和企业可持续发展的重要资产。良好的固定资产管理不仅有助于提高资产利用率,还有助于防止懒惰和资产损失,这两个企业的成功是至关重要的。提高固定资产管理,它不仅需要良好的资产管理系统也是先进的资产监控和管理技术。结果,解决困难的问题定位、跟踪和管理企业的资产管理效率较低,本文优化常用LANDMARC定位算法,并实现了一种改进的基于拉格朗日非线性插值算法。它也被运用于固定资产定位管理克服的问题增加辅助标记的密度来提高定位精度,从而导致更高的成本和更大的无线电频率干扰。同时,基于rfid的一组固定资产管理系统是建立和实施,从企业的应用需求,结合FRID技术的优化算法。最后,仿真实验的应用拉格朗日非线性插值算法进行固定资产定位管理和与其他算法进行比较。根据仿真结果,新算法提高了定位精度。该系统可以进行全方位的动态跟踪和定位管理多样化的资产,优化资产的使用效率和管理水平,提高企业资产管理的智能化水平。
1。介绍
固定资产的数量和类型被企业不断扩大,结果和变化越来越频繁的快速扩张和增长。固定资产作为企业的总资产的很大一部分,为其他活动提供物质基础发生正常。标准化管理有助于提高企业的经济效益,是他们的长期成功的必要条件1,2]。然而,一些企业的固定资产管理没有跟上信息时代,仍然是在传统的模式。贴一篇论文代码带或一个RFID标签设备常规统计和库存信息管理的典型方法是固定资产(3]。然而,随着信息化水平的提高,传统技术变得更加容易受到诸如智力低,耗时和劳动密集型库存,信息更新,无法实时掌握资产的地位。
随着物联网技术越来越成熟,可靠,资产跟踪和库存技术基于无线定位技术不断被引入到资产管理系统,提供新的潜在固定资产管理(4]。WiFi,被最广泛的使用无线局域网通信技术,大大帮助大众传播自由。无线访问点(APs)和定位标记可用于实现位置服务。固定资产与定位标记,其位置可以实时检测5]。IEEE802.15.4协议使用无线个域网,一个新的物联网通信技术。这种方法估计定位的位置点结合接收信号强度指示(RSSI)的信息6]。除了无线网络和无线个域网,还有其他资产定位和动态跟踪技术,如超宽带(UWB) (7),长期(罗拉)[8),和蓝牙9]。特别是,作为一个热点领域的国内外信息产业,无线电频率识别(RFID)越来越被公认为是企业的新“金矿”。可以说,射频识别技术的普及提供了一个新的技术解决方案的空间定位和跟踪方法固定资产(10]。
然而,现有固定资产定位技术只能确定固定资产的位置通过测量距离或判断当前位置固定资产的状态监控固定资产的入口和出口。这些技术可以提供全面的实时位置共享或检测固定资产的确切位置。因此,位置信息的可移动的固定资产无法实时掌握,使自动资产信息收集,监测,和发现困难。线性插值算法已被国内外广泛探索克服上述挑战,和一些插值算法近年来已经提出。文献[11]和文献[12)开发的三线性插值技术射频信号,所有这些都可以执行二维插值无线电频率信号。然而,现有的插值算法忽略非线性变化的影响射频信号的插值精度,导致低的插值精度。为此,许多学者提出了各种各样的传感器非线性补偿方法(13,14]。然后,信号特征量不符合线性分布由于复杂环境或大型收购点之间的距离;非线性插值算法可以用来准确地计算根据非线性信号特征点之间的统计分布规律,允许锚点的位置确定。
上面说的原因,这项工作改善和优化当前的问题LADNMARC资产基于RSSI的定位方法,实现了基于拉格朗日的非线性插值算法,以使目标监控大量固定资产。改进的方法是用于管理固定资产的位置。本文做出的重要贡献如下:首先,常见的RFID室内定位方法进行了研究和射频识别技术及其应用介绍了固定资产管理。其次,LANDMARC定位算法及其存在的问题进行了分析。本文优化LANDMARC算法,介绍了一种优化算法的基础上,拉格朗日非线性插值技术来提高固定资产管理系统的定位精度,根据造成的高成本和更严重的无线电频率干扰通过增加辅助标记的密度来提高定位精度。最后,基于拉格朗日的固定资产管理系统非线性插值方法是创建和实现通过合并与射频识别定位技术的改进算法。新算法提高了定位精度,根据仿真结果。性能测试还表明,该系统可以提高固定资产的监控和管理功能,有效防止固定资产的损失,使固定资产的管理更加标准化,方便,安全,有效。
2。相关研究
2.1。室内定位方法
根据不同的测距方法,常见的RFID室内定位方法分为四种类型:RSSI (15],TOA [16),目标辐射源(17],和AOA [18]。
2.1.1。RSSI
根据电磁波传播理论,电磁波的信号强度会逐渐削弱在传输过程中随着距离的增加。标签和读者之间的距离可以确定使用Friis电磁波自由空间传播模型公式,考虑了标签传输能量,标签和阅读器天线的增益,和其他因素。目标标记包围三个读者与已知的位置坐标。标签之间的距离和三个读者可以计算d1,d2,d3分别基于电磁波信号的力量通过标签和其他已知因素。根据几何关系,标签位于十字路口的圈三个读者为中心d1,d2,d3半径。
信号强度定位的两种方法是信号传播模型定位和经验定位。的位置信号传播模型需要第一个信号传播模型的建设。模型可以为特定的应用程序环境设计或选择从现有模型如Rician和瑞利(19,20.]。计算信号强度使用这种传播模型作为参考位置。信号传播模型的定位并不需要大量的测量工作,工作效率高,但其定位精度不是很理想。数据采集和数据处理两个过程的经验定位方法定位对象。参考标签应该放在未知标签在数据收集步骤。三个读者,每一个都有不同的位置坐标,读取信号生成的参考标签并将接收到的信号强度以及参考标签的位置信息数据处理中心进行处理。计算对象的位置在数据处理阶段的处理收集到的数据。经验定位方法具有更高的成本,需要大量的数据测量和处理的信号传播模型定位方法,但其定位精度高。目前,经验定位方法用于室内定位基于信号强度。
2.1.2。TOA
来计算标签和读者之间的距离,TOA利用电磁波的传播时间和环境中电磁波的传播速度。定位标签,使用三个读者和读者的距离标记ct1,ct2,ct3(c表示电磁波传播的速度)的测量时间标记信号到达读者t1,t2,t3。标签是在圆的交点与三个读者为中心ct1,ct2,ct3随着半径。让标签的坐标是(x0,y0)和读者坐标(x我,y我)(我= 1,2,说谎),那么它们之间的关系如下:
标记的位置坐标定位可以通过公式计算(1)。
2.1.3。目标辐射源
一定时间区别标记目标辐射源信号到达不同的读者是用来发现标签的坐标。如果一个标签的时差信号受读者欢迎t12,t13,t23,那么距离相关的标签和读者之间的区别ct12,ct13,ct23。按照几何原理,标签被放在一个双曲线,每两个读者焦点的位置和相应的距离差的标准差。标签的位置是由两个双曲线的十字路口。假设标签坐标是(x0,y0),读者坐标是(x我,y我)(我= 1,2,3),标签坐标可以计算从以下关系:
2.1.4。农产品协定的
AOA措施的角度发出的电磁波信号标记和收到的每个读者通过读者的天线阵和计算标签的精确位置角的基础上相同的标记信号接收到不同的读者。假设某一标签信号的测量角度达到读者1和2α1和α2,分别。然后标记位于十字路口的一条线穿过读者与棕褐色的斜率(1α1)和一条直线通过读者与棕褐色的斜率(2α2)。的位置坐标标记可以从已知的坐标计算的两个读者和接收角度α1和α2,分别。
2.2。FRID固定资产定位管理技术及其应用
RFID射频识别,和第一次是在1990年代使用的。它通过发送和接收射频信号,然后利用这些信号发送数据。它可以识别特定的目标和读写数据对他们没有接触他们(21]。射频识别技术识别物品的能力从很长一段距离,普及率高,是反污染,耐磨,寿命长。在自动识别领域,射频识别技术现在提供了一个广泛的应用[22]。
电子标签、阅读器和信息处理应用系统弥补full-RFID定位系统。电子标签的应用射频识别技术的基础,通常附着在物品表面标记相应的物品。RFID阅读器是RFID系统中至关重要的组成部分,负责跟踪和电子标签的通信。RFID标签和RFID阅读器之间的交互主要是基于信号传播,和交互信号的强度取决于RFID标签天线的工作频率。一个RFID天线的工作频率正比于信号传播的距离。也就是说,如果天线的频率较高,信号传播的更远。因此,根据办公室区域的大小,选择适当的RFID天线的频率,以确保资产定位的准确性。
固定资产管理、射频识别技术主要关注资产定位。射频识别标签通常是连接到一个资产设备和RFID阅读器安装在各种跨单位办公楼。计算距离RFID阅读器和标签之间的信号传输允许将固定资产的位置确定。图1描述系统的物理结构的设计。
如图1,收集的信息从每个RFID标签是一个RFID阅读器,确保固定资产信息收集的发展。收集到的数据然后传递到系统服务器和数据库服务器通过串口服务器和交换机、存储和处理。因此,资产定位和管理可以有效地实现通过使用现代射频识别技术和资产定位算法,不仅可保证标准化资产管理也提高资产安全。
3所示。固定资产管理基于拉格朗日非线性插值方法
3.1。系统的总体设计
的两个主要功能由固定资产管理系统是实现资产信息管理和资产库存的功能。固定资产信息管理主要实现信息的验证的资产,以及能够编辑和取消基于资产的当前状态信息,以达到资产的维护和更新。资产清单的目的是验证现有资产的资产库存列表。如果资产信息是不正确的,拉格朗日非线性插值方法用于实时发现固定资产。我们比较位于资产表中的位置信息的现有资产表中的位置信息资产是否被非法移动或转移。原理图的固定资产定位系统的结构如图2。
B / S分层架构用于逻辑架构设计,以确保用户可以很容易地使用这个系统。图3描述了系统的逻辑结构,分为五层:设备层、数据采集层、通信层、数据层和应用程序层。
如图3,应用程序层提供了主要功能实现的系统,和用户可以实现所需的功能通过访问应用程序层的各个功能模块。数据层主要实现数据存储和数据处理和提供数据支持,实现各种功能的应用程序层。通信层主要实现采集数据的传输。数据采集层主要实现层的射频识别技术和资产定位算法。的信息通过射频识别阅读器读取RFID标签,同时,资产的位置信息的定位算法检测到固定资产;然后,它的原始位置信息与数据库中的资产确定资产已经转移。设备层主要指的是固定资产管理。每个固定资产都有一个独特的RFID标签,固定资产的基本信息记录在标签中。
3.2。LANDMARC定位算法
LANDMARC是一个基于RSSI的定位技术,使用辅助标记之间的距离计算RFID标签和RFID阅读器来执行资产位置(23]。的经典布局LANDMARC系统标签如图4。
如图4LANDMARC定位算法计算标签的位置是根据位置信息定位辅助标签和RFID射频识别阅读器的信号强度反馈标记定位。由于辅助标记的位置和其读者通常是已知的信号强度。因为标签的信号强度与距离收到读者通常是相似的,最近一些辅助标记标签位于可以确定使用的原理类似的信号强度和类似的立场。标签的位置坐标位于可以使用这些辅助的位置坐标计算标签和相关经验的体重公式。
假设有N读者,米辅助标记,l标签位于区域,然后的信号强度我标签是位于jth (j (1,N)读者为代表Rij。的信号强度我位于th辅助标记jth (j (1,N)读者用年代ij。然后,欧几里得距离可以计算如下: 在哪里Eij(我= 1,2,…l。j= 1,2,…米)代表之间的欧氏距离我标签位置和j辅助标记。的大小Eij直接显示标签之间的距离定位和辅助标记。的k辅助标签接近一个标签P位于被选中(即根据的价值选择Epj)。通过这些辅助标记的位置和实证重量公式,标签的位置坐标位于可以计算如下: (在哪里x我,y我)的位置坐标我th辅助标记和代表的重量我辅助标记。的大小重量的距离有关,距离越远,重量越小。重量的价值计算如下: 其中wj(j= 1,2,…,k)代表了重量和Epj标签之间的欧几里得距离吗p位于和辅助标记j。
假设的实际坐标标记定位是(x0,y0);然后,定位误差e如下:
从上面的分析,我们可以看到的RFID标签辅助改善LANDMARC定位算法的准确性,同时减少依赖RFID阅读器。与此同时,它提高了定位系统的适应性企业一定程度的复杂环境。此外,由于LANDMARC方法是基于RSSI值,它需要较少的硬件为读者比算法基于TOA和AOA和标签。然而,这些好处只能在理想情况下突出显示。由于企业的复杂的内部结构和强劲的封闭收获,算法的多路径效应将更为严重,导致定位精度,低于预期。因此,许多学者提出了改进算法(24]。在文献[VIRE算法25]。使用线性插值方法的算法,并使用虚拟标签最小化所需的辅助标签数量和提高定位精度。然而,由于无线电频率信号的室内传播衰减特性是一个非线性函数,VIRE算法使用线性插值的定位仍有缺点。
3.3。一个非线性的基于拉格朗日插值算法
为了达到所需的定位效果,本研究改进和优化当前的困难LADNMARC定位技术,并提供了一种改进的基于拉格朗日算法非线性插值算法。通过使用虚拟辅助标记而不是额外的辅助标记,改进的定位算法生成一个位于标签,更接近实际的位置,加强资产定位精度。
办公室分成不同地区资产定位是必需的。同时,多个虚拟RFID辅助标签设置基于RFID辅助标签的数量设定的LANDMARC定位算法。让每个虚拟电子辅助标签之间的距离和RFID阅读器d。RFID辅助标签集按照降序排序的价值d。采取d独立变量和接收到的信号强度RSSI的RFID阅读器作为因变量,拉格朗日非线性插值执行。
的距离米设置虚拟RFID辅助标签到阅读器d0,d1、…d我的价值我是0 <我<米。接收到的信号强度RSSI的RFID阅读器设置年代0,年代1、…年代我。安排后的值向量(d我,年代我从小型到大型,拉格朗日执行非线性的区别。
根据拉格朗日插值法的推导过程,拉格朗日多项式的系数可以获得
综合参数d和年代,最终的拉格朗日多项式可以获得如下:
根据公式(8),信号强度值年代虚拟RFID辅助标记集的早期可以计算。假设一个虚拟辅助标记我有一个信号强度的年代。位于点的信号强度值相比年代,如果他们接近,这表明,位于虚拟射频识别的点是在相应的区域辅助标记。鉴于每个虚拟RFID辅助标记有一个对应的区域,每个虚拟RFID辅助标记的交叉区域的相应区域可以用来评估将来的位置——位于资产。
可以观察到从前面分析,固定资产的定位和相关因素的确定主要考虑以下两个方面:虚拟辅助标记的密度在资产位置区域就是一个例子。信号强度的差异之间的虚拟辅助标签和标签是另一个。两个方面的权重计算公式(9)和(10)在计算等待资产位置时: 在哪里NRFID阅读器的数量,年代p(j)的信号强度是虚拟辅助标签p由RFID阅读器接收j,年代我(j)的信号强度是虚拟辅助标签我由RFID阅读器接收j。米是虚拟辅助标签的数量。n我是位于区域连接的数量。n是所有可能的数量地区位于区域。通过计算重量的上述两个因素,实证重量系数可以表示为
虚拟辅助使用辅助标签,标签,和重量因素,标签的位置坐标位于计算使用公式(4)。
4所示。实验验证
本研究比较了拉格朗日非线性插值算法对资产定位LANDMARC和VIRE算法使用MATLAB平台为了测试算法的准确性。
4.1。测试环境
RFID阅读器坐落在一个正方形的四个角落空间8米的长度和宽度,和10个悬而未决的RFID标签是随机分布在正方形区域。同时,16个RFID辅助(参考)标签均匀分布在正方形区域如图5。
4.2。仿真结果和分析
根据VIRE和拉格朗日非线性插值算法,虚拟插入标签,和仿真结果相比LANDMARC算法。使用公式计算定位误差(6)。平均误差和累积误差分布函数是用来评估的三个定位算法的定位效果的实验。表1显示的平均定位误差LANMARC, VIRE,拉格朗日算法。
如表所示1,这表明VIRE算法平均定位误差的显著低于LANDMARC算法。与此同时,拉格朗日非线性插值技术优于VIRE技术定位精度。每个算法的累积误差分布曲线如图6。
从提供曲线在图6可以看出,如果定位误差在0.5 m, LANDMARC算法占不到70%,而VIRE非线性插值算法和拉格朗日算法约占100%。这表明在这个误差范围的区别的CDF曲线非线性插值算法和拉格朗日VIRE算法并不明显。然而,在定位误差的范围0.2∼0.5,拉格朗日非线性插值算法VIRE算法有明显的优势。
4.3。实际应用效果
以下两个例子测试进行了进一步证实该算法的定位性能在实际设置。
例1。教学楼的四楼在大学作为一个室内实验环境,在走廊里点收集在相等的时间间隔。时间间隔设置为10米,和数据库构建,使被重复。时间间隔设置为30米,和数据库构造允许重复的位置。表2和3说明每个定位的误差概率统计算法在这两种情况下,分别。
本文算法的定位精度相当高,如表2和表3中的数据所示,它是超过20%高于VIRE算法有更大的影响。此外,对于LANDMARC算法,当收集点之间的时间间隔是10米,由于大间隔距离,解决协调的K收集点会引起较大的定位误差。当分离的距离进一步增加到30 m,定位误差变大。例如,当收集点之间的距离是30 m, LANMARC算法的概率只有45%位于10 m。摘要定位算法,当收集点之间的距离增加到30米,仍有75%的概率定位在10米。这个算法的定位精度,还可以满足某些要求当收集点之间的距离增加。因此,使用该算法可以在一定程度上减少收集和更适合的定位的固定资产广泛分布区域。
例2。此外,测试的实际应用效果拉格朗日非线性插值技术在现实生活中,射频识别资产管理系统作为医院的固定资产管理解决方案的试验操作。射频识别标签上使用宝贵的医疗设备在医院和其他重要物品,和RFID阅读器是用于自动收集数据的链接,条形码不称职。通过后台的智能决策应用软件,实现高效、准确的管理资产。操作系统的详细配置表所示4。
如表所示4,所有的PC机互连通过局域网在医院和固定的读者都是通过串行设备连接到局域网网络服务器。此外,医院配备了两个自主研发手持RFID阅读器,它被用作移动库存机器检查资产。试运行结束后,操作系统的数据在图所示7。
操作数据图7表明,该射频识别技术为基础的固定资产管理解决方案直接降低了医院的重复采购成本约25%,设备库存约45%,设备损失了48%,设备停机时间50%。与此同时,资产的利用率已经增加了32%,和设备的使用寿命延长10%。
总而言之,它可以观察到,构建固定资产管理系统利用现代射频识别技术和基于拉格朗日算法的非线性插值算法可以成功地实现资产定位和管理。它不仅提高了单位的资产管理信息化,确保标准化资产管理,但同时也提高了企业的固定资产的安全与稳定。
5。结论
固定资产是一个企业的资源的重要组成部分。资源有限的约束下,固定资产的系统建设和科学管理是促进企业的持续循环发展的关键。资产跟踪和库存技术基于无线定位技术不断被引入资产管理系统。在这项工作中,定位算法基于拉格朗日非线性插值方法是应用与实际情况实时发现固定资产,提高固定资产定位的准确性。在此基础上,结合射频识别技术,基于精确定位的固定资产管理系统的设计和开发。最后,确认修改后的算法提高定位精度使用MATLAB仿真实验,证明其有效性在固定资产管理。然而,研究和开发企业的固定资产管理系统基于射频识别技术涉及的各种理论、方法和技术。系统在未来需要改进。例如,现有的插值算法忽略了射频信号的影响对插值精度的非线性变化,导致较低的插值精度。可以提高算法的定位精度,通过一系列传感器非线性补偿方法提出了改进方法。
数据可用性
标签数据集用于支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这项研究是由河北大学化学和制药。