本文關(guān)鍵詞：基于18000-6C協(xié)議的UHF RFID時隙ALOHA防碰撞算法研究

  更多相關(guān)文章： 射頻識別 UHF RFID 標(biāo)簽防碰撞算法 請求指令 動態(tài)分組變時隙ALOHA 最優(yōu)識別流程

【摘要】：射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)技術(shù)是一種通過發(fā)送射頻信號實(shí)現(xiàn)閱讀器與標(biāo)簽之間信息傳遞,完成數(shù)據(jù)信息的自動識別和雙向通信的技術(shù)。超高頻(Ultra High Frequency, UHF) RFID系統(tǒng)因?yàn)槠渫ㄐ啪嚯x遠(yuǎn)、識別速度快、信息容量大等特點(diǎn),使得其在物流、供應(yīng)鏈等領(lǐng)域得到廣闊的發(fā)展前景,但當(dāng)前仍然存在諸多問題,如最大識別距離短、安全隱私性差、碰撞率高、定位誤差大等,這些都將成為RFID發(fā)展和推廣過程中的瓶頸,其中,標(biāo)簽碰撞問題是這類問題中最重要的問題之一。本文研究的主要方向是RFID多標(biāo)簽防碰撞算法,重點(diǎn)包括單閱讀器和多閱讀器兩種識別環(huán)境的研究。本文基于ISO18000-6C協(xié)議,提出針對不同識別環(huán)境的改進(jìn)方案,降低系統(tǒng)的標(biāo)簽碰撞率,實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽的快速高效讀取。對于單閱讀器標(biāo)簽識別環(huán)境,根據(jù)對現(xiàn)有算法的分析知,現(xiàn)有算法均未考慮請求指令所消耗時隙對系統(tǒng)的影響,同時,系統(tǒng)識別效率還有待進(jìn)一步的優(yōu)化。本文針對該缺陷,在考慮請求指令消耗時隙的前提下,優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù),通過對系統(tǒng)最大識別效率的分析推導(dǎo)獲得最優(yōu)幀長公式,使得標(biāo)簽識別過程有章可循,并基于此,提出了一種基于ALOHA理論的動態(tài)分組變時隙標(biāo)簽識別方法(Dynamic and Grouped Framed-slotted ALOHA) DGFSA算法。DGFSA算法結(jié)合最優(yōu)控制理論,通過分離與合并其他分組的標(biāo)簽,控制每一輪待識別分組的標(biāo)簽數(shù)目在一定的范圍內(nèi)。Matlab模型仿真結(jié)果表明,與目前典型的標(biāo)簽防碰撞算法相比較,該算法系統(tǒng)復(fù)雜度低,系統(tǒng)耗時少,標(biāo)簽識別效率平均提高17.6%,讀取循環(huán)次數(shù)平均減少37.29%,有比較實(shí)際的應(yīng)用價值。對于多閱讀器標(biāo)簽識別環(huán)境,離散排隊(duì)理論的研究結(jié)果表明,大量標(biāo)簽排隊(duì)的解決方案是：將單閱讀器識別模式改為多閱讀器識別模式。本文結(jié)合最優(yōu)控制理論,將進(jìn)入識別區(qū)域的標(biāo)簽隨機(jī)分組,新穎地提出區(qū)分首選閱讀器順序的標(biāo)簽識別方法,并引入閱讀器之間的切換時間和標(biāo)簽不滿意度,獲得首選不同閱讀器情況下的最優(yōu)識別流程。對比各識別路線的仿真結(jié)果表明,使用所建立模型獲得的最優(yōu)流程去識別標(biāo)簽,系統(tǒng)識別速度快,標(biāo)簽不滿意度低,避免了由于大量標(biāo)簽排隊(duì)堆積于某一閱讀器而導(dǎo)致的漫長等待時間,從而驗(yàn)證了該算法的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：射頻識別 UHF RFID 標(biāo)簽防碰撞算法 請求指令 動態(tài)分組變時隙ALOHA 最優(yōu)識別流程
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.44
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 RFID技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀9-14
• 1.1.1 自動識別技術(shù)9-12
• 1.1.2 RFID關(guān)鍵技術(shù)12-14
• 1.2 課題研究意義14-16
• 1.2.1 UHF RFID技術(shù)存在的問題14-15
• 1.2.2 UHF RFID防碰撞算法研究背景15
• 1.2.3 UHF RFID防碰撞算法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排16-19
• 1.3.1 研究內(nèi)容16-17
• 1.3.2 結(jié)構(gòu)安排17-19
• 第二章 防碰撞算法基本原理19-31
• 2.1 RFID系統(tǒng)組成及原理19-22
• 2.1.1 RFID電磁場基本理論21-22
• 2.2 二進(jìn)制樹防碰撞算法22-23
• 2.3 基于ALOHA的概率性標(biāo)簽防碰撞算法23-29
• 2.3.1 純ALOHA算法23-25
• 2.3.2 時隙ALOHA算法25-26
• 2.3.3 幀時隙ALOHA算法26
• 2.3.4 動態(tài)幀時隙ALOHA算法26-27
• 2.3.5 分組幀時隙ALOHA算法27-28
• 2.3.6 動態(tài)分組幀時隙ALOHA算法28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第三章 單閱讀器環(huán)境防碰撞算法研究31-61
• 3.1 射頻識別系統(tǒng)碰撞種類31
• 3.2 誤差產(chǎn)生原因31-32
• 3.3 典型的標(biāo)簽防碰撞方法32-35
• 3.3.1 BFSA算法32-33
• 3.3.2 DFSA算法33-34
• 3.3.3 EDFSA算法34-35
• 3.4 典型防碰撞處理方法35-41
• 3.4.1 標(biāo)簽估算算法35-38
• 3.4.2 標(biāo)簽分組算法38-41
• 3.5 請求指令耗時對系統(tǒng)的影響41-44
• 3.5.1 不考慮請求指令耗時對系統(tǒng)的分析42-43
• 3.5.2 考慮請求指令耗時對系統(tǒng)的分析43-44
• 3.6 防碰撞算法預(yù)處理44-57
• 3.6.1 防碰撞算法預(yù)處理44-46
• 3.6.2 防碰撞算法優(yōu)化過程46-51
• 3.6.3 標(biāo)簽識別流程的優(yōu)化51-57
• 3.7 仿真驗(yàn)證57-60
• 3.8 本章小結(jié)60-61
• 第四章 多閱讀器環(huán)境防碰撞算法研究61-77
• 4.1 排隊(duì)論模型簡述62-63
• 4.2 標(biāo)簽識別過程簡述63-65
• 4.2.1 時隙ALOHA算法及其改進(jìn)63-64
• 4.2.2 排隊(duì)規(guī)則64-65
• 4.2.3 標(biāo)簽排隊(duì)過程分析65
• 4.3 標(biāo)簽識別優(yōu)化過程65-71
• 4.3.1 改單閱讀器識別方式為全閱讀器變序識別方式65-66
• 4.3.2 改多目標(biāo)線性規(guī)劃重建標(biāo)簽識別路線66-67
• 4.3.3 排隊(duì)論數(shù)學(xué)模型的建立67-71
• 4.4 仿真驗(yàn)證71-75
• 4.5 本章小結(jié)75-77
• 第五章 總結(jié)與展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 發(fā)表論文和參加科研情況83-85
• 致謝85

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 洪海亮;金杰;矯亭亭;;跳躍式二進(jìn)制樹形搜索防碰撞算法及其分析[J];微電子學(xué)與計算機(jī);2011年07期

2 丁治國;郭立;劉琦;;一種基于搜索矩陣的自適應(yīng)防碰撞算法[J];模式識別與人工智能;2008年04期

3 本刊編輯部;;勘誤[J];電訊技術(shù);2008年08期

4 夏志國;何怡剛;侯周國;;一種二進(jìn)制樹位檢測的標(biāo)簽防碰撞算法[J];計算機(jī)工程與應(yīng)用;2010年20期

5 崔英花;趙玉萍;;基于標(biāo)簽估計的動態(tài)最優(yōu)多分支搜索防碰撞算法[J];高技術(shù)通訊;2010年08期

6 蕭耀友;胡鋼;魏欽偉;蔡祥;;基于二進(jìn)制樹分解的動態(tài)防碰撞算法[J];通信技術(shù);2011年01期

7 張航;唐明浩;程暉;;改進(jìn)的返回式二進(jìn)制防碰撞算法[J];計算機(jī)工程與應(yīng)用;2011年25期

8 周艷聰;孫曉晨;顧軍華;;一種改進(jìn)二進(jìn)制防碰撞算法研究[J];計算機(jī)應(yīng)用研究;2012年01期

9 孫文勝;胡玲敏;;基于調(diào)度方式的多閱讀器防碰撞算法[J];計算機(jī)工程;2012年09期

10 錢曉軍;朱穎;吉根林;;一種改進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)二進(jìn)制防碰撞算法[J];計算機(jī)科學(xué);2012年09期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 周艷聰;顧軍華;董永峰;郭志濤;李國燕;;一種逆向二進(jìn)制防碰撞算法研究[A];中國自動化學(xué)會控制理論專業(yè)委員會A卷[C];2011年

2 陳穎;;一種新的多閱讀器防碰撞算法的研究[A];浙江省電子學(xué)會2012學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

3 劉思思;;主動式電子標(biāo)簽防碰撞算法的研究[A];中國通信學(xué)會第六屆學(xué)術(shù)年會論文集（下）[C];2009年

4 龍宇;于東海;;RFID防碰撞算法研究與改進(jìn)[A];2007年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2007年

5 吳博;周銅;王棟;;RFID防碰撞算法分析與研究[A];2009年全國開放式分布與并行計算機(jī)學(xué)術(shù)會議論文集(上冊)[C];2009年

6 馮東旭;夏哲雷;凌訪華;;一種改進(jìn)的RFID防碰撞算法[A];浙江省電子學(xué)會2010學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

7 向垂益;何怡剛;;曼徹斯特碼在RFID防碰撞算法中的應(yīng)用[A];第二十屆電工理論學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

8 李冪;文光俊;李建;;UHF RFID閱讀器硬件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[A];中國電子學(xué)會第十六屆信息論學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

9 袁開國;郝昱文;李爭平;張笛笛;;RFID網(wǎng)絡(luò)中基于Aloha防碰撞的標(biāo)簽數(shù)目的聯(lián)合估計算法[A];2013年全國通信軟件學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 賈小林;基于碰撞樹的RFID多標(biāo)簽識別防碰撞算法研究[D];西南交通大學(xué);2013年

2 王鑫;面向RFID系統(tǒng)防碰撞算法及安全機(jī)制研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

3 丁治國;RFID關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

4 岳克強(qiáng);RFID多標(biāo)簽防碰撞算法研究及應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2014年

5 張學(xué)軍;RFID系統(tǒng)防碰撞與安全技術(shù)研究[D];南京郵電大學(xué);2012年

6 張維;低成本RFID系統(tǒng)的識別與安全關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2014年

7 栗華;UHF RFID多標(biāo)簽防碰撞算法的研究與性能分析[D];山東大學(xué);2011年

8 童喬凌;RFID閱讀器芯片設(shè)計及通訊算法研究[D];華中科技大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙躍;煤礦安全預(yù)警系統(tǒng)中RFID防碰撞算法的研究[D];河北聯(lián)合大學(xué);2014年

2 張培蕾;RFID技術(shù)在港口調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];河北聯(lián)合大學(xué);2014年

3 付凌智;基于碰撞信號恢復(fù)的RFID多標(biāo)簽防碰撞算法研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

4 傅歡歡;基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)和RFID的貨物跟蹤技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2016年

5 李靜雪;超高頻射識別在物流中的應(yīng)用研究[D];北京交通大學(xué);2016年

6 劉道微;RFID系統(tǒng)防碰撞與輕量級認(rèn)證技術(shù)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年

7 栗紅果;RFID中標(biāo)簽防碰撞算法的研究與改進(jìn)[D];華中科技大學(xué);2014年

8 李夢妍;UHF RFID讀寫器基帶設(shè)計與防碰撞算法研究[D];北京交通大學(xué);2016年

9 邢炳雷;基于功率控制的ALOHA標(biāo)簽防碰撞算法[D];天津工業(yè)大學(xué);2016年

10 馮鑫;基于18000-6C協(xié)議的UHF RFID時隙ALOHA防碰撞算法研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2016年

，

本文編號：706934