射频识别技术在库存管理中识别丢失标签的算法研究

摘要

作为一项新兴的技术，射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)已经广泛的应用到诸如库存管理、物流运输、物品跟踪等各类应用当中。由于该技术具有可远距离快速扫描、无障碍识别以及数据容量大等特点，因此在库存管理中十分适合于该技术的应用。在库存管理当中，所有物品都部署一个电子标签，利用射频识别技术便能实时监控所有物品的状态。在实际应用当中，库存里的物品会由于诸如人为偷盗、进出分拣错误等原因丢失，给管理者及商家造成经济损失。能及时发现这些问题并进行补救是库存管理急需解决的问题。然而，现有的大部分RFID系统都是分类别的，因为每个电子标签不仅有一个固有的ID号，同时根据它所附着的物品分成不同类别。因此在RFID系统中应用的方法应该是可以适应于区分类别的方法。
　　在库存管理中，对分类别的RFID系统识别丢失标签问题由于其深刻的实际意义引起了广泛的注意。近年来，已经有大量工作专注于解决识别丢失标签的问题。然而，这些研究方法在RFID系统的监控范围针对所有标签进行丢失标签的识别而并不对标签的类别进行区分，这将会导致时间上效率不高，同时造成能量的浪费。因此，在库存管理中需要一个能适应分类别的丢失标签识别方法。
　　本文针对库存管理的实际需求，提出基于分类RFID系统丢失标签识别的三种算法。基础算法采用“点名”的方式进行识别，消除标签信息传输过程中的冲突，避免了不在期望集合中的标签参与整个识别过程。CMTI算法利用Bloom filter为工具激活期望集合中的标签，避免识别过程中传送明确的标签ID号，在安全性能上得以提高。最后，在CMTI算法的基础上提出ECMTI算法，该算法在后续的丢失标签识别过程中，在FramedSlotted Aloha的基础上将未被利用的空时隙和冲突时隙重新利用，提高了帧的利用率。仿真结果证明大大缩减了识别时间，提高了效率。

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摘要

图目录

表目录

第一章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 RFID在国内外发展状况

1．3 RFID主要应用

1．4 论文主要的内容和各章节安排

第二章 RFID系统概述

2．1 RFID简介

2．2 系统概述

2．3 工作过程

2．4 反向散射

2．5 RFID系统的数据传输

2．5．1 编码和调制

2．5．2 数据传输的完整性

2．5．3 数据传输的安全性

2．6 RFID标准研究

2．7 本章小结

第三章 RFID防碰撞算法

3．1 RFID系统中的碰撞问题

3．2 常用的防碰撞算法简介

3．2．1 概述

3．2．2 基于ALOHA的概率性算法

3．2．3 基于树结构的确定性算法

3．3 本章小结

第四章 基于RFID系统的库存管理

4．1 分类RFID系统的丢失标签问题

4．2 系统模型构建

4．3 基于分类RFID系统识别丢失标签的基础算法

4．4 分类系统丢失标签识别算法CMTI

4．4．1 CMTI算法的实现过程

4．4．2 CMTI算法执行时间估算

4．5 改进的分类系统丢失标签识别算法ECMTI

4．5．1 ECMTI算法的实现过程

4．5．2 ECMTI算法执行时间估算

4．6 本章小结

第五章 仿真实验及分析

5．1 仿真实验

5．1．1 实验参数设置

5．1．2 识别一个标签的时间验证

5．1．3 实验结果

5．2 算法的性能分析

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 本文小结

6．2 未来工作展望

参考文献

致谢

攻读研究生期间取得的成果