An Efficient Evolutionary Algorithm for Optimal Arrangement of RFID Reader Antenna

RFID 리더기 안테나의 최적 배치를 위한 효율적인 진화연산 알고리즘

Incorrect deployment of RFID readers occurs reader-to-reader interferences in many applications using RFID technologies. Reader-to-reader interference occurs when a reader transmits a signal that interferes with the operation of another reader, thus preventing the second reader from communicating with tags in its interrogation zone. Interference detected by one reader and caused by another reader is referred to as a reader collision. In RFID systems, the reader collision problem is considered to be the bottleneck for the system throughput and reading efficiency. In this paper, we propose a novel RFID reader anti-collision algorithm based on evolutionary algorithm(EA). First, we analyze characteristics of RFID antennas and build database. Also, we propose EA encoding algorithm, fitness algorithm and genetic operators to deploy antennas efficiently. To show superiority of our proposed algorithm, we simulated our proposed algorithm. In the result, our proposed algorithm obtains 95.45% coverage rate and 10.29% interference rate after about 100 generations.

RFID 기술를 이용한 다양한 응용분야에서 잘못된 RFID 리더기의 배치로 인해 리더기간의 간섭이 발생한다. 리더기 간의 간섭은 어떤 리더기가 다른 리더기의 동작에 간섭을 일으키는 신호를 송신하여 태그를 인식하는 것을 방해할 때 발생한다. RFID 시스템에서 리더기의 충돌 문제는 시스템 처리량과 인식의 효율성의 병목현상을 발생 시킨다. 본 논문에서는 RIFD 안테나 배치의 적합도를 높이기 위해서 진화 연산 기법을 이용한 새로운 RFID 리더기 배치 설계 시스템을 제안한다. 먼저, 주위 환경에 민감한 안테나의 전파 특성을 분석하고, 특성 데이터베이스를 구축한다. 그리고, 안테나를 최적으로 배치하기 위한 EA Encoding 기법과 Fitness 기법 및 유전잔 연산자를 제안한다. 제안하는 기법의 우수성을 보이기 위해서 시뮬레이션을 수행하였으며, 실험 결과, 약 100세대의 진화 연산을 통해 커버율 95.45%, 간섭율 10.29%의 RFID 안테나 배치의 적합도를 달성하였다.