Yereraltı Maden İşçilerini Gerçek Zamanlı Takip Etmek İçin RFID Teknolojisine Dayalı Özgün Bir Entegrasyon Metodolojisi

Son yıllarda birçok sektör personellerini, kaynaklarını ve çalışan makinelerini güvenlik, koordinasyon ve performans gibi farklı amaçlarla mekânsal olarak anlık bir şekilde takip etmek istemektedirler. Personel takibinin amacı ve ihtiyaçlar, takibin şeklini belirleyen en temel faktörlerdendir. Bu amaçla geliştirilen sistemler ihtiyaca göre farklı teknolojiler barındırmaktadır. Dış ortamlarda küresel konumlama sistemi GPS (global positioning system) ile gerçek-zamanlı konum, yüksek hassasiyetle belirlenebilmektedir. Fakat kapalı ortamlarda konumlandırmalar için önceki araştırma ve geliştirmeler daha çok kızılötesi, kablosuz LAN ve ultrasonik üzerine yapılmıştır. Bu çalışma ile, Radyo Frekans (RFID) protokolü ve arayüzü, açık kaynak kodlu bir Bilgi Sistemleri (BS) yazılımına entegre edilmiştir. RFID'nin açık kaynak kodlu bir yazılıma entegrasyonu için “Tight Entegrasyon” metodolojisi geliştirildi. Altlık olarak açık kaynak kodlu BS kullanılması da mekânsal gösterim ve analiz imkânı sağladı. Geliştirilen konumlandırma algoritması Java programlama dili ile kodlanmış olup, tamamen özgün ve yenilikçidir. Algoritmada komşuluk, yön ve sinyal alınan en son noktanın sağ ve solunda RFID okuyucu olup olmadığına dair filtreler kullanılarak konumlandırmanın doğruluk hassasiyeti 20 metreye kadar arttırıldı. Kullanılan metodoloji yer altı tuz madeninde test edildi ve başarılı bir şekilde çalıştığı ispatlandı. Bu çalışma ile geliştirilen çalışma 5 farklı madende işçi güvenliği ve takibi amacıyla kullanılmaktadır.

Anahtar Kelimeler:

Rfid ile kapalı alanlarda konum belirleme, kapalı alanlarda gerçek zamanlı konum belirleme, rfid, rssi, konumlandırma

A Unique Integration Methodology for RFID Technology to Track Underground Miners in Real-Time

In recent years, many companies want to keep track of their employees, sources and working machines due to various reasons, like security, coordination, performance monitoring. The purpose and requirements are the main factors that determine the methodology of tracking. The real-time tracking can be determined with high precision in open areas with the global positioning system (GPS). However, previous research and developments for indoor tracking have mostly focused on infrared, wireless LAN and ultrasonic. In this study, a Radio-Frequency Identification (RFID) protocol and interface are integrated into an open source Information Systems (IS) software. A tight coupling methodology is developed for integration of RFID into an open source software. The use of open source software as a common interface also provides better spatial display and analysis capabilities. The tracking algorithm is completely unique, original and it is encoded in the Java programming language. In the algorithm, the accuracy of locating the proximity, direction of miners and whether the RFID tag is on the right and left of the last point of RFID receiver is determined with 20 m accuracy. The system was tested in an underground salt mine. The developed methodology and system are now being commercialized in Turkey.

Keywords:

Localization in closed areas by using RFID, real-time localization closed areas, RFID, RSSI, localization,

PDF

___

[1] Curran, K. and Norrby, S., “RFID-enabled location determination within indoor environments”, International Journal of Ambient Computing and Intelligence, 1(4): 63-86, (2009).
[2] Gu, Y., Lo, A. and Niemegeers, I., “A survey of indoor positioning systems for wireless personal networks”, IEEE Communications Surveys & Tutorials, 11(1): 13-32, (2009).
[3] Amanna, A., Agrawal, A. and Manteghi, M., “Active rfıd for enhanced railway operations”, ASME. In: ASME 2010 Rail Transportation Division Fall Technical Conference, 31-37, (2010).
[4] Bouet, M. and Santos, A., “RFID tags: positioning principles and localization techniques”, In: 2008 1st IFIP Wireless Days, Dubai, 1-5, (2008).
[5] Yamano, K., Tanaka, K., Hirayama, M., Kondo, E., Kimura, Y. and Matsumoto, M., “Self-localization of mobile robots with rfıd system by using support vector machine”, In: Proc. IEEE int. Conf. İntelligent robotics and system. IEEE, 3756-3761, (2004).
[6] Cangialosi, A., Monaly Jr., J. and Yang, S., “Leveraging RFID in hospitals: Patient life cycle and mobility perspectives”, IEEE Communications Magazine, 45(9): 18-23, (2007).
[7] Ni, L., Liu, Y., Lau, Y. and Patil, A., “LANDMARC: Indoor location sensing using active rfıd”, Wireless Networks, 10(6): 701-710, (2004).
[8] Chen, T., Chang, C., Lin, J. and Yu, H., “Context-aware writing in ubiquitous learning environments”, In: Fifth IEEE International Conference on Wireless, Mobile, and Ubiquitous Technology in Education, 67-73, (2008).
[9] Smith, J., Fishkin, K., Jiang, B., Mamishev, A., Philipose, M., Rea, A., Roy, S. and Sundara-Rajan, K., “RFID-based techniques for human-activity detection” Communications of the ACM, 48(9): 39, (2005).
[10] Ravindranath, L., Padmanabhan, V. and Agrawal, P., “Sixthsense: Rfid-based enterprise intelligence”, In: International Conference on Mobile systems, applications, and services, 253-266, (2008).
[11] C. Hekimian-Williams, B. Grant, Xiuwen Liu, Zhenghao Zhang and P. Kumar, "Accurate localization of RFID tags using phase difference", 2010 IEEE International Conference on RFID (IEEE RFID 2010), Orlando, FL, 89-96 (2010). doi: 10.1109/RFID.2010.5467268
[12] Cavur, M. and Yılmaz, C., “Madenlerde Yazılım ve İş Güvenliği”, Mimar ve Mühendisler Dergisi, [online] (8), pp.70-71. Available at: http://doczz.biz.tr/doc/164792/pdf-i%CC%87ndir [Accessed 27 Mar. 2017], (2016).
[13] Çalışma ve Sosyal Güvenlik Bakanlığı., “Maden İşyerlerinde İş Sağlığı Ve Güvenliği Yönetmeliğinde Değişiklik Yapılması Hakkında Yönetmelik”, R29663 (Mart): 3., T.C. Resmi Gazete (2016).
[14] Goodchild, M., Haining, R. and Wise, S., “Integrating GIS and spatial data analysis: problems and possibilities”, International journal of geographical information systems, 6(5): 407-423, (1992).
[15] Anselin, L. and Getis, A., “Spatial statistical analysis and geographic information systems”, The Annals of Regional Science, 26(1): 19-33, (1992).
[16] Fotheringham, A., and Rogerson, P., “Spatial analysis and GIS. London”, Taylor & Francis, (1994).
[17] Goodchild, M., “Stepping over the line: technological constraints and the new cartography”, Cartography and Geographic Information Science, 15(3): 311-319, (1988).
[18] Karimi, H. and Houston, B., “Evaluating strategies for integrating environmental models with GIS: Current trends and future needs”, Computers, Environment and Urban Systems, 20(6): 413-425, (1996).
[19] Brandmeyer, J. and Karimi, H., “Coupling methodologies for environmental models”, Environmental Modelling & Software, 15(5): 479-488, (2000).
[20] Bailey, T. and Gatrell, A., “Interactive spatial data analysis”, Longman Scientific & Technical, 1st ed. Harlow Essex, England, (1995).
[21] Sui, D., and Maggio, R., “Integrating GIS with hydrological modeling: practices, problems, and prospects”, Computers, Environment And Urban Systems, 23(1): 33-51, (1999). http://dx.doi.org/10.1016/s0198-9715(98)00052-0
[22] Hahnel, D., Burgard, W., Fox, D., Fishkin, K. and Philipose, M., “Mapping and localization with RFID technology”, IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1015-1020, (2004).
[23] Bahl, P. and Padmanabhan, V., “RADAR: An in-building rf-based user location and tracking system”, INFOCOM, (2000).
[24] Öktem, R. and Aydın, E., “An rfıd based ındoor tracking method for navigating visually ımpaired people”, In Turk J Elec Eng & Comp Sci, 18(2), (2010).
[25] Satman, M., “RCaller: a software library for calling R from java”, British Journal of Mathematics & Computer Science, 4(15): 2188-2196, (2014).
[26] Welbourne, E., Balazinska, M., Borriello, G. and Brunette, W., "Challenges for Pervasive RFID-Based Infrastructures", Pervasive Computing and Communications Workshops, PerCom Workshops '07. Fifth Annual IEEE International Conference on, White Plains, NY, 388-394, (2007).