RFID在智能物流系统中的关键技术研究

摘要

近年来电子商务在我国发展迅速，传统的物流方式已经越来越难以满足社会的需个物流环节中的工作信息，并对这些信息进行处理和分析，从而在电子商务的运营环境下，为客户提供增值性的物流服务。
　　传统的物流系统一般采用粘贴在物品上的条形码的来对其进行跟踪和信息采集，但是条形码已经不能满足当下客户对于更多物品、更快速度和更高服务质量的需求。而RFID标签有着比条形码更多的存储容量，RFID技术在读写数据时拥有快速、非接触、多目标读取等技术优势，这些优势对于提高企业供应链的可视性、库存的周转率和对客户的服务质量有很大的帮助。另外与条形码相比，RFID还有更好的防伪作用，因此它非常适合应用在智能物流系统中。
　　由于RFID技术最初是一种比较开放的技术，没有充分考虑到安全问题，因此安全威胁已经成为制约RFID发展的一个重要因素。智能物流系统由于涉及到企业销售、人事、财务等方面的内部信息，因此有着较高的安全需求。本文分析了RFID系统存在的安全威胁，总结了RFID系统的安全需求和现有的安全机制的优缺点，并在此基础上提出了一种无需服务器支持的RFID安全认证协议。该协议以哈希函数和位运算为核心，实现简单，但是能够有效抵御攻击，提供了很好的安全性和隐私性。并且该协议无需服务器支持的特性对实现智能物流服务中的一些远离服务器的应用有很大的帮助。
　　标签碰撞问题是RFID系统面临的另一个问题。碰撞使得RFID系统的读取效率下降，甚至导致误读或者漏读现象，限制了RFID技术的实际应用。本文研究了空分多路、频分多路、码分多路、时分多路等现有RFID标签防碰撞机制。然后着重研究了两种时分多路的算法:基于概率性的Aloha类算法和基于确定性的二进制树类算法。在这两种算法的基础上，提出了一种混合RFID质询树防碰撞协议，该协议通过四叉质询树算法来减少碰撞周期，并利用Aloha的时隙分隔机制减少了空闲周期，仿真实验证明它能很好地提高RFID系统的读取效率。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 本文的主要工作

1．3 论文结构

第二章 智能物流和RFID相关研究

2．1 国内外智能物流研究现状

2．2 智能物流的系统和技术特点

2．3 智能物流系统中的关键技术

2．4 RFID与物联网技术

2．4．1 RFID技术的发展历史

2．4．2 RFID系统的基本结构

2．4．3 RFID的工作频段和原理

2．5 应用在智能物流系统中的RFID技术

2．6 本章小结

第三章 智能物流系统的应用框架

3．1 智能物流系统

3．2 智能物流管理的层次

3．3 智能物流系统的技术框架

3．4 智能物流系统的应用框架

3．5 本章小结

第四章 智能物流系统应用中的RFID安全认证协议

4．1 在智能物流系统中应用RFID技术面临的两个主要问题

4．1．1 RFID系统的安全需求

4．1．2 RFID系统安全性能分析

4．1．3 RFID系统面临的攻击类型

4．2 已有的RFID安全研究

4．2．1 物理方法

4．2．2 安全认证协议

4．3 无需服务器支持的RFID安全认证协议

4．3．1 协议模型

4．3．2 读写器认证标签流程

4．3．3 标签认证读写器流程

4．3．4 安全认证协议运行流程

4．4 协议安全性能分析

4．4．1 相互认证

4．4．2 隐私攻击防护

4．4．3 克隆攻击防护

4．4．4 重放攻击防护

4．4．5 去同步攻击防护

4．5 本章小结

第五章 智能物流系统中的RFID防碰撞技术

5．1 RFID系统中两种碰撞的情况

5．2 RFID防碰撞算法分类

5．2．1 空分多路法

5．2．2 频分多路法

5．2．3 码分多路法

5．2．4 时分多路法

5．3 基于Aloha的算法

5．3．1 纯Aloha算法

5．3．2 时隙Aloha算法

5．4 基于二进制树的算法

5．4．1 二进制树型算法

5．4．2 二叉质询树算法

5．5 混合RFID质询树防碰撞协议

5．5．1 四叉质询树机制

5．5．2 时隙分隔的标签回复机制

5．6 协议仿真分析

5．6．1 仿真方法

5．6．2 协议流程图

5．6．3 仿真结果分析

5．7 本章小结

第六章 总结展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表论文情况

致谢

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