RFID系统中的UHF频段多协议兼容防冲突算法的研究

摘要

射频识别(RFID)是一种利用无线射频的远距离通信方式实现的非接触式的自动识别技术,和其它识别系统相比较具有速度快、实时性强、采集准确性高等优点。随着技术的发展,RFID系统已经广泛应用于物流配送、交通运输、医疗、工商业自动化等多个领域。当读写器射频场内有两个或多个未识别的电子标签时,就会产生冲突,所以标签的冲突是RFID系统需要解决的一个关键问题。
　　协议标准的多样化导致了产品的不唯一性,然而在交通运输、邮政、物流配送等多个领域需要支持多协议的UHF频段的RFID读写器。虽然多协议兼容技术在国外已经有相关的研究,但在理论深度方面也相对缺乏,如何解决读写器的通用性是RFID技术未来研究的一个重要方向。UHF频段多协议兼容技术是国家“八六三”计划的重点研究课题,对该技术进行研究并取得突破,将对我国的自动识别技术的发展起到积极的推动作用。
　　本文首先介绍了RFID技术,分析和比较了ISO/IEC18000-6 Type B与Type C标准的物理接口、编码技术、命令格式等,并分析了UHF频段常用的防冲突算法。接着深入研究了Type B与Type C标准的防冲突机制,同时分析了二进制树防冲突算法和随机时隙防冲突算法,并在分析的基础上改进了随机时隙防冲突算法。然后通过融合二进制树算法和改进后的随机时隙防冲突算法,设计出可以同时识别Type B与Type C标签的多协议兼容防冲突算法,并对算法的性能做出分析。最后,结合实际的RFID系统,实现了多协议兼容读写器的编码、主控程序、数据校验等多个模块。

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第一章 绪 论

§1.1 研究背景

§1.2 国内外研究现状

§1.3 课题研究的意义

§1.4 论文的组织结构和创新点

第二章 RFID技术和ISO/IEC 18000-6 Type B与Type C标准研究与分析

§2.1 RFID技术原理

§2.2 Type B与Type C物理接口与链路编码

§2.3 Type B与Type C命令类型与格式

§2.4 本章小结

第三章 标签防冲突算法的分析

§3.1 查询树算法

§3.2 动态二进制搜索算法

§3.3 时隙ALOHA算法

§3.4 帧时隙ALOHA算法

§3.5 本章小结

第四章 多协议兼容的防冲突算法的研究与设计

§4.1 Type B协议的防冲突机制

§4.2 Type C协议的防冲突机制

§4.3 随机时隙算法的改进

§4.4 多协议兼容防冲突算法的设计

§4.5 本章小结

第五章 多协议兼容防冲突算法和相关模块的实现

§5.1 系统框架和硬件平台描述

§5.2 链路编码和解码的实现

§5.3 主控程序模块的实现

§5.4 数据容错和CRC-16校验的实现

§5.5 本章小结

第六章 结束语

§6.1 结论

§6.2 展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果