RFID系统标签防冲突算法研究

摘要

射频识别(RFID)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号进行全双工数据通信，从而自动识别目标对象并读取相关数据。由于其识别过程不需要人工干预，可以工作于各种恶劣环境等特点，目前已被广泛应用于生产过程、物流仓储、商业零售、商品防伪、安保和交通管理等领域。RFID系统最大的难题是标签冲突问题，标签冲突是由于标签总是工作于同一个射频信道内，并且多个标签同时在同一个时隙响应阅读器产生的。因此，标签防冲突算法的研究是必需的，以提高RFID系统标签的识别效率。
　　本文概述了RFID技术的发展背景，系统的组成以及工作原理，并详细分析了已有的一些标签防冲突算法。本文的主要工作包括以下两点:
　　(1)提出了基于标签数估计的RFID标签防冲突动态帧时隙ALOHA算法(Improved RFID Anti-collision Algorithm，IAA)。该算法通过标签的反馈信息获知时隙的分配情况，进而估计每个冲突时隙中的标签数，然后冲突时隙中的标签分配合理的时隙数，以处理冲突时隙的冲突问题。仿真结果表明，IAA算法在识别效率和所使用的总时隙数上优于多种已有的算法。
　　(2)提出了混合冲突跟踪树标签防冲突算法(Hybrid Collision Tree Protocol,HCT)。算法在CT(Collision Tree Protocol)算法的基础上，利用空闲时隙数标签估计法对标签数进行估计，给标签分配合理的帧长；然后让阅读器识别标签，空闲时隙直接跳过，阅读器查询成功时隙可将标签识别，若遇冲突时隙，则利用CT算法将冲突标签一一识别，其中CT算法是一种基于冲突跟踪的二进制树算法。与文献中已有的几种算法相比，HCT算法较CT算法有效地提高了系统的识别效率，并获得了更好的稳定性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2 RFID技术的发展历程

1.3 标签防冲突算法的研究现状

1.4 论文主要工作

1.5 论文组织结构

第2章 RFID技术的系统组成和原理

2.1 RFID系统的组成

2.2 RFID技术的原理

2.3 本章小结

第3章 RFID的标签防冲突算法

3.1 基于ALOHA的算法

3.2 基于树的算法

3.3 本章小结

第4章 基于标签数估计的RFID标签防冲突动态帧时隙ALOHA算法

4.1 IAA算法描述

4.2 仿真结果

4.3 本章小结

第5章 混合冲突跟踪树标签防冲突算法

5.1 引言

5.2 HCT算法描述

5.3 仿真实验以及结果分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢