物联网中RFID关键技术研究及其应用

摘要

物联网是现今科学研究的热点，被认为是未来工业变革的重大方向。就当前的发展来看，物联网结构中的感知层的发展缓慢严重影响了物联网技术的进一步研究。感知层相关技术的研究对物联网研究有着重大意义。本文以物联网感知层使用最广泛的RFID技术为切入点，对RFID技术面临的如成本、标准化和防碰撞等诸多问题，选取防碰撞问题进行主要研究。
　　本文首先对RFID系统和经典防碰撞算法进行了介绍，并仿真了部分经典算法。通过总结原理和仿真结果，分析各种防碰撞算法的性能与缺陷。之后通过对于各种防碰撞算法的分析，本文提出了一种改进的基于搜索矩阵的自适应多叉树防碰撞算法（ISAM算法），该算法通过引入状态码和搜索矩阵，减少了多叉树算法中空闲时隙的数量，通过将检查连续碰撞位改为跳跃检查碰撞位，减少了算法整体流程中的碰撞时隙的数量。通过算法分析和仿真，证明改进算法相比其他查询树衍生算法在大多数场景拥有更高的吞吐率和更少的查询时隙数，在信息量上也消耗更少，验证了改进思路的正确性。
　　之后，本文结合上一改进算法和动态帧时隙ALOHA算法，提出了一种改进的多标签场景混合查询树算法。该算法通过两种算法的结合，避免了概率性算法可能出现的“标签饥饿”现象。同时对于多标签场景，通过对响应时隙的选择对标签进行了分群，再对分群的适量标签通过基于上一改进的基于搜索矩阵的自适应多叉树防碰撞算法进行识别。最后通过算法分析和仿真，证明了改进算法相比动态帧时隙ALOHA算法拥有更高的吞吐率和更少的查询时隙数。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 RFID技术发展历程与研究现状

1.3 论文研究工作和结构安排

2 RFID系统及防碰撞算法

2.1 RFID系统的组成及基本原理

2.2 概率性防碰撞算法

2.3 确定性防碰撞算法

2.4 本章小结

3 改进的基于搜索矩阵的自适应多叉树防碰撞算法

3.1 引言

3.2 算法原理

3.3 算法描述

3.4 算法分析

3.5 算法仿真

3.6 本章小结

4 改进的多标签场景混合查询树算法

4.1 引言

4.2 算法原理

4.3 算法描述

4.4 算法分析

4.5 算法仿真

4.6 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 下一步展望

参考文献

致谢