基于多叉树的RFID混合防碰撞算法研究

摘要

无线射频技术（Radio Frequency Identification, RFID）是物联网的核心组成部分，其连接的方式是通过磁场或电磁场，系统利用无线射频方式进行非触碰通信，对目标物体的标签内容进行读取。
　　当阅读器向信号覆盖范围内发送查询信号时，覆盖范围内多个标签同时响应，并且竞争同一个信道，从而导致各个标签无法正常地传输数据信息，形成标签碰撞，使得系统的识别性能下降。在 RFID系统中，解决标签碰撞的重要性尤为突出，因此对于防碰撞算法研究也逐渐深入。
　　论文首先介绍物联网、RFID系统的工作原理、基本组成结构。其次介绍几种典型防碰撞算法。基于经典算法提出两种改进型防碰撞算法：分组混合防碰撞算法和基于Q值与增强型四叉树的防碰撞算法。分组混合防碰撞算法是根据识别码中比特1个数的奇偶性将标签分为01组与10组，再通过二次碰撞检测利用碰撞位位置将标签识别，从而达到减少碰撞时隙，避免空闲时隙的产生，从整体上降低系统总时隙数。通过数学分析与仿真结果证明该算法能够提高系统性能。基于Q值和增强型四叉树的防碰撞算法其原理是通过前3个连续空闲时隙的发生触发Q值调整。在帧长内的碰撞时隙处，则利用增强型四叉树算法进行碰撞标签识别。增强型四叉树算法其基本思想为发送一个末两位为比特1其余位为比特0的相与序列，该序列与碰撞标签进行与运算，标签反馈与的结果，阅读器再根据与的结果发送新的识别序列识别标签，从而在减少帧时隙总和的前提下，使碰撞标签得以有效识别。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1物联网的基本概述

1.2物联网关键技术之RFID技术

1.3 RFID技术的发展前景

1.4论文的研究内容与组织结构

第二章 RFID系统的构成以及工作原理

2.1 RFID系统的基本构成

2.2 RFID系统的基本工作原理

2.3 RFID防碰撞综述

2.4本章小结

第三章 典型RFID防碰撞算法的基本分析

3.1概率性防碰撞算法

3.2确定性防碰撞算法

3.3标签估计算法

3.4本章小结

第四章 分组混合防碰撞算法

4.1新算法的引入

4.2算法原理及实现

4.3算法举例

4.4算法性能分析

4.5本章小结

第五章 基于Q值与增强型四叉树的混合防碰撞算法

5.1基于Q值算法的介绍

5.2新算法原理以及实现

5.3算法流程图

5.4算法性能分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2研究展望

参考文献

附录1 程序清单

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢