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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-09062021-185505


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
LAZZARI, SARA
URN
etd-09062021-185505
Titolo
Tecnologia UHF-RFID e Machine Learning per la realizzazione di Smart Gate
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI
Relatori
relatore Prof. Nepa, Paolo
correlatore Prof. Manara, Giuliano
correlatore Prof.ssa Buffi, Alice
Parole chiave
  • automatic
  • learning
  • machine
  • reti neurali
  • rfid
  • uhf
Data inizio appello
30/09/2021
Consultabilità
Completa
Riassunto
Di particolare interesse è l'applicazione del monitoraggio della movimentazione delle risorse all'interno di magazzini ed impianti, facilmente implementabile tramite tecnologia RFId. Una possibile soluzione prevede di installare alcuni portali intelligenti, denominati in questa tesi Smart Gates, in punti strategici all'interno degli stabilimenti, con cui è possibile monitorare completamente lo spostamento di tutte le merci in modo tale da avere sempre una mappa in tempo reale dell'intera area di produzione e di stoccaggio.
Il sistema nello specifico è costituito da due elementi principali: UHF-RFId Smart Gates e UHF-RFId Smart Forklift, e permette l'identificazione univoca e il tracciamento di tutti i prodotti all'interno della struttura dotati di UHF-RFId tag.
In questa tesi verrà trattata l'implementazione di algoritmi per il riconoscimento della direzione di passaggio degli Smart Forklifts - e relativi prodotti trasportati - attraverso gli Smart Gates, posizionati in punti spartiacque fra due zone d'interesse (come aree di stoccaggio merci e produzione). Per lo scopo, il sistema prevede l'utilizzo di una sola antenna RFId, riducendo in questo modo i costi e gli spazi necessari all'installazione dell'infrastruttura.
Sfruttando la fase del segnale retroscatterato dai tag UHF-RFId posti sui muletti e sui pallet da questi trasportati, viene implementato un metodo di classificazione delle azioni, compiute dal muletto, basato su reti neurali artificiali (in particolare reti Long Short Term Memory - LSTM). Per azioni si intendono i due principali movimenti dello Smart Forklift: azione di ingresso ('IN') ad una certa area dello stabilimento, attraversando lo Smart Gates, o azione di uscita ('OUT') da una certa zona dello stabilimento, sempre attraversando lo Smart Gate d'interesse.
Le performance e capacità del metodo sono state opportunamente validate nello scenario reale dello stabilimento di Tassignano (Capannori, Lucca), appartenente agli impianti della cartiera Sofidel S.p.a., con sede principale a Porcari, Lucca.


The application of monitoring the movement of resources within warehouses and plants is particularly interesting and it can be easily implemented by using RFId technology. A possible solution involves some intelligent portals, called in this thesis Smart Gates, which are placed in strategic points within the plant and with which it is possible to completely monitor the movement of all goods in such a way as to always have a real-time map of the entire production and storage area.
Specifically, the system consists of two main elements: UHF-RFId Smart Gates and UHF-RFId Smart Forklift, and it allows the unique identification and tracking of all products within the structure which are equipped with UHF-RFId tag.
In this thesis the implementation of algorithms for the recognition of the direction of passage of the Smart Forklifts - and related products transported - through the Smart Gates, which are positioned in smart points between two areas of interest (such as goods storage and production areas) will be dealt with. For this purpose, the system provides the use of a single RFId antenna, which reduces the costs and space which is required for the installation of the all infrastructure.
A method of classification of the actions performed by the forklift is implemented by using the phase of the backscattered signal coming from the UHF-RFId tags on the pallets and is based on artificial neural networks (in particular Long Short Term Memory - LSTM networks). By actions we mean the two main movements of the Smart Forklift: entry action ('IN') to a certain area of the plant, crossing the Smart Gates, or exit action ('OUT') from a certain area of the plant, always crossing the Smart Gate of interest.
The performance and capabilities of the method have been appropriately validated in the real scenario of the Tassignano (Capannori, Lucca) plant, belonging to the paper mills Sofidel S.p.a., headquartered in Porcari, Lucca.
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