RFID标签及阅读器防冲突算法研究

摘要

RFID技术作为自动识别技术的一个重要分支，近年来得到了非常快速的发展并被应用到多个领域。可以坚信，在不远的将来，RFID系统会取代现有的条形码、接触式IC应用。但是对于RFID系统，目前还存在着许多的问题需要解决，这些问题正是阻碍RFID系统获得广泛应用的绊脚石。本论文正是从这些问题着手，深入研究了RFID系统中的关键问题。主要工作如下： 首先，介绍了本课题的研究背景、研究意义以及国内外的研究现状。介绍了RFID系统的组成及工作原理、RFID系统的应用标准及优点以及RFID系统部署所面临的挑战等。阐述了本论文的主要研究内容及所要解决的问题。 其次，详细介绍了RFID技术研究现状、研究意义以及阅读器网络(readernetwork)的网络架构，并对针对RFID阅读器网络所涉及的标准以及研究的难点和关键性问题进行了分析研究。 第三，基于已有的RFID标签确定性防冲突算法(DeterministicAnti-collisionAlgorithms)，提出了一种增强型动态二进制搜索算法(EnhancedDynamicBinarySearch)，该算法相比较其它的基于二进制搜索的算法,算法的循环次数大大减小，从而能够在短时间内识别出来更多的标签。 第四，在分析了已有的随机标签防冲突算法(StochasticAnti-collisionAlgorithms)的基础上提出了两种改进的随机标签估计算法，结合这两种算法，可以在不增加系统复杂性的情况下，准确地估计出标签的数目，从而可以使标签更快更准的被阅读器识别出来。 第五，在研究现有的阅读器防冲突算法的基础上，提出一种新型阅读器防冲突算法，该算法能够在不增加阅读器硬件要求下，很好的避免RFID阅读器之间的冲突。该算法对RFID阅读器网络的拓扑结构没有任何要求，特别适合用在动态的网络拓扑结构中。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究及应用现状

1.3本论文的主要研究内容及组织结构

第二章 RFID系统基础

2.1引言

2.2 RFID系统组成

2.3工作原理

2.3.1耦合原理

2.3.2数据传输原理

2.4 RFID标签协议

2.5 RFID阅读器协议

2.6本章小节

第三章 确定性标签防冲突算法的分析与改进

3.1引言

3.2已有的确定性标签防冲突算法

3.2.1各标准中的确定性标签防冲突算法

3.2.2二进制树型搜索算法(BS)

3.2.3基于位仲裁的二进制树算法(BBT)

3.2.4修正的基于位仲裁的二进制树算法(MBBT)

3.2.4动态二进制搜索算法(DBS)

3.2.5基于后退索引的动态二进制搜索算法(BDBS)

3.3改进的确定性标签防冲突算法

3.3.1增强型动态二进制搜索算法设计

3.3.2算法的复杂度证明

3.3.3几种确定性标签防冲突算法的比较

3.4本章小节

第四章 随机标签防冲突算法的分析与改进

4.1引言

4.2已有的随机标签防冲突算法

4.2.1标准中的随机标签防冲突算法

4.2.2 ALOHA算法和时隙ALOHA算法

4.2.3帧时隙ALOHA算法(FSA)

4.2.4动态帧时隙ALOHA算法(DFSA)

4.3改进的随机标签估计算法

4.3.1最优帧长证明

4.3.2改进的标签估计算法Ⅰ

4.3.3改进的标签估计算法Ⅱ

4.3.4两种改进的标签估计算法的比较

4.3.5两种改进的标签估计算法的综合应用

4.4本章小结

第五章 阅读器防冲突算法的分析与改进

5.1引言

5.2已有的阅读器防冲突算法

5.2.1基于控制阅读器发射功率方法

5.2.2基于时序的方法

5.2.3基于载波侦听方法

5.2.4其它方法

5.3新型阅读器防冲突算法

5.3.1算法思想

5.3.2广播信号帧格式

5.3.3算法仿真条件及结果分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果