物联网环境下智能超市相关问题的研究

摘要

近年来，物联网(Internet of Tings)得到了越来越多的关注，目前研究热门的智能技术如智能电网、智能交通、智慧城市、智慧工厂、智能家居等都可以看作是物联网与各个领域的结合应用。作为物联网核心技术之一，无线射频识别(Radio Frequency Identification)是一种基于电磁波的非接触式自动数据采集技术。RFID作为一种识别技术具有识别速度快、识别距离远、无需光学可视和实时性强的特点，因此它被广泛应用于基于物联网的交通、物流、仓储、门禁系统的监控中。
　　将RFID技术应用到超市之中构建物联网环境下的智能超市，取代现行超市管理模式，可以克服目前超市的缺点，提高工作人员的工作效率，使顾客购物更加方便快捷。但这其中也存在着很多问题，比如现阶段智能超市的研究较少缺乏总体架构，超市待识别商品较多，识别过程中容易造成大量标签碰撞不能有效识别。本文首先分析了传统超市的缺点，从整体上阐述了物联网环境下智能超市的结构，需要采用的技术，并对智能超市需要的EPC编码和RFID的工作原理、基本组成进行了介绍。之后针对RFID应用在超市中最大的技术问题——标签碰撞问题进行了重点研究，分析了现有概率性和确定性两大类标签防碰撞算法的原理，将各类算法的性能及适用环境进行了比较。在此基础上结合“锁位”和“混合树”的思想提出一种新型的算法——“锁位—四叉树”标签防碰撞算法，设计了算法的工作流程，通过仿真证明了该算法的适用性。之后提出了一套基于RFID的智能超市模型，包括数据库的设计，进货系统、智能货架、收银与门禁系统各部分构成，详细设计了各部分的实现方法及工作流程，在VS2010、SQLSever2005环境下按照这个方案用C＃编程进行了仿真，证明了本课题提出的智能超市方案在实践上的可行。文章的最后对物联网在智能超市等场景中的应用做出总结与展望。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 物联网环境下的智能超市

1.3 论文研究内容及结构

第2章 基于RFID的智能超市原理

2.1 智能超市工作原理

2.2 EPC编码

2.3 射频识别技术基础

2.4 本章小结

第3章 RFID标签防碰撞算法研究

3.1 防碰撞算法基础

3.2 概率性标签防碰撞算法

3.3 确定性标签防碰撞算法

3.4 本章小结

第4章 “锁位-四叉树”标签防碰撞算法

4.1 “锁位-四叉树”算法原理

4.2 “锁位-四叉树”算法流程

4.3 “锁位-四叉树”算法性能分析

4.4 本章小结

第5章 智能超市系统搭建及仿真

5.1 仿真环境

5.2 数据库设计

5.3 系统构成

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢