基于标签识别码分组的混合防碰撞算法研究

摘要

随着物联网概念的提出与技术的不断发展，无线射频识别技术作为其核心技术越来越受到关注，其应用范围越来越广。无线射频识别技术具有非接触、远距离、多目标的自动识别特点，被应用于军事、医疗、交通、监控等诸多领域。由于其非接触多目标的识别特性，不可避免的遇到信息碰撞问题。信息碰撞则会导致标签无法被阅读器正确识别，从而制约了无线射频识别技术的未来发展。无线射频识别技术中的碰撞问题成为该技术亟待解决的重要问题，此问题也是目前该领域研究的一个热点问题。
　　本文首先介绍了当前常用的几种防碰撞算法，包括确定型的二进制类算法和不确定型的ALOHA算法。其次根据实际应用中标签识别码一般具有分段表示不同含义的现象，论文先提出了一种基于查询树算法和动态帧时隙ALOHA算法的混合防碰撞算法，查询树算法根据标签识别码对标签进行识别，动态帧时隙ALOHA算法在标签数量已知的情况下识别效果较好，特别是减少标签碰撞次数方面有比较好的优势。该算法先利用查询树算法根据标签识别码对标签进行分组，再利用动态帧时隙ALOHA算法识别每组标签。通过仿真验证了该混合算法在标签数量达到1000以上时，总时隙数基本不变，而标签碰撞次数比动态帧时隙ALOHA算法最高提升9.91％，比查询树算法最高提升87.88%。基于上述混合算法思想又提出了一种基于后退式二进制搜索算法和动态帧时隙ALOHA算法的混合算法，后退式二进制搜索算法相比于查询树算法的优势在于其可以充分利用标签识别码的碰撞节点信息，能有效减少阅读器寻呼次数；同时该算法还采用了标签识别码分段传输机制，以减少在标签数量非常大标签识别码比较长的情况下的系统通讯量。通过对后退式二进制搜索算法、动态帧时隙ALOHA算法和第一种混合算法进行仿真对比，当标签数量超过1000时，第二种混合算法在总时隙数基本不变的情况下，在标签碰撞次数方面有明显的优势，比动态帧时隙ALOHA算法最大提高17.19%，比后退式二进制搜索算法最大提高44.13%，说明了本文所提两种算法具有一定的实际应用价值。

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第一章 绪论

1.1 RFID系统

1.2 RFID的国内外研究现状

1.3 课题研究背景及意义

1.4 RFID技术遇到的问题

1.5 课题研究的内容

第二章 标签防碰撞算法研究

2.1 RFID系统信息碰撞解决途径

2.2 基于二进制的防碰撞算法

2.3 基于ALOHA的防碰撞算法

2.4 本章小结

第三章 基于标签识别码分组QT与DFSA混合算法

3.1 实际应用场景描述

3.2 QT-DFSA混合防碰撞算法

3.3 算法的仿真与结果分析

3.4 本章小结

第四章 基于标签识别码分组RBS与DFSA混合算法

4.1 RBS-DFSA混合防碰撞算法

4.2 算法的仿真与结果分析

4.3 本章小结

第五章 结论

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果