本文關(guān)鍵詞：基于UHF RFID與WSN的集成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的實現(xiàn)與部署策略研究

  更多相關(guān)文章： 射頻識別 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) FPGA 集成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 人工蜂群算法 節(jié)點部署策略

【摘要】：射頻識別(RFID)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)技術(shù)應用廣泛,RFID與WSN集成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以便捷地傳送和處理關(guān)鍵數(shù)據(jù)和信息。在集成方式上,傳統(tǒng)方案是將專用集成RFID讀寫芯片與WSN網(wǎng)絡(luò)相融合,但是該方案中專用的集成RFID讀寫芯片價格較高,不利于低成本場合的應用;此外,當前的集成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的部署大都以人工隨機部署的策略進行,部署效率低,資源成本高,而高效的集成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署有利于進一步降低系統(tǒng)應用成本,提高通信效率。綜上所述,研究集成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的低成本實現(xiàn)方案和部署策略具有重要的科學意義和實用價值。本文工作的主要研究內(nèi)容包括:首先,本文介紹了射頻識別技術(shù)、無線傳感器技術(shù)的通信協(xié)議,然后對當前RFID和WSN的融合技術(shù)進行分析。針對傳統(tǒng)集成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實現(xiàn)方案高成本的缺陷,本文提出了一種基于FPGA搭建的低成本集成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實現(xiàn)方案。該方案基于FPGA完成了RFID系統(tǒng)數(shù)字基帶電路的設(shè)計,基于Nios II處理器完成了RFID系統(tǒng)驅(qū)動層、協(xié)議層和應用層的設(shè)計;數(shù)字基帶信號通過SPI接口加載到射頻收發(fā)芯片上,由射頻收發(fā)芯片完成對數(shù)字基帶信號的調(diào)制,考慮到射頻收發(fā)芯片發(fā)射功率有限,采用了功率放大器對射頻信號進行功率放大。然后,本文針對傳統(tǒng)集成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點人工隨機部署、覆蓋效率低的缺陷,提出了一種基于改進人工蜂群算法的集成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署算法。該算法通過引入交叉機制對基本人工蜂群算法的缺陷進行改進,在部署算法中,首先基于集成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的信號傳輸模型將節(jié)點部署問題轉(zhuǎn)化為在保證節(jié)點高覆蓋率與低干擾目標下的優(yōu)化問題,然后利用改進人工蜂群算法對節(jié)點部署目標函數(shù)進行優(yōu)化。仿真結(jié)果表明該算法不但能夠較為快速精確地尋找全局部署最優(yōu)位置,而且還能夠在保證集成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對射頻標簽最大覆蓋率的前提下,有效地降低節(jié)點間的干擾,提高集成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的部署效率。最后,本文對集成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行了多階段測試以驗證集成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計的準確性,測試結(jié)果表明:本文所提出的基于FPGA的集成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實現(xiàn)架構(gòu)有效可行,硬件算法具有高效、高速、移植性好的優(yōu)點,在未來的物聯(lián)網(wǎng)時代具有巨大的市場潛力。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5;TP391.44

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 單嫻;;油田企業(yè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點精細化管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計[J];中國管理信息化;2009年19期

2 司衛(wèi)國;;基于網(wǎng)絡(luò)性能變化梯度的通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點重要程度評價方法[J];硅谷;2011年15期

3 任楓軒;李偉;;嵌入式無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計[J];國外電子測量技術(shù);2008年06期

4 鄢鋒;桂衛(wèi)華;胡志坤;馮懷成;;一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通信控制的心跳模型[J];信息與控制;2008年05期

5 甘泉;寧光芳;;目標網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在集群式攻擊下的損傷評定方法[J];計算機仿真;2014年05期

6 ;冠遠協(xié)助Rapid　Link擴展IP網(wǎng)[J];通信世界;2000年16期

7 趙金樓;齊英;;網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的動態(tài)性與組織數(shù)據(jù)關(guān)系重組[J];科技進步與對策;2007年12期

8 黃書強;張震;周繼鵬;;無線Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點聚類屬性分析[J];東南大學學報(自然科學版);2012年02期

9 王霞;陳潔;;混合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點覆蓋優(yōu)化[J];計算機仿真;2013年04期

10 李景格;莊軍;張楠;;無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點最優(yōu)化配置研究——以河北醫(yī)科大學第四醫(yī)院無線網(wǎng)絡(luò)配置為例[J];石家莊職業(yè)技術(shù)學院學報;2012年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳國鋒;何海;何鋒;廖理;黃景元;王航;吳錦虹;于曉剛;;光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中的一些影響因素[A];全國第十一次光纖通信暨第十二屆集成光學學術(shù)會議（OFCIO’2003）論文集[C];2003年

2 胡榮春;姚遠程;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的分布式分層定位方法[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）[C];2011年

3 馮琳;劉國田;石雷;張本宏;;基于ZigBee的無線家庭網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計[A];計算機技術(shù)與應用進展——全國第17屆計算機科學與技術(shù)應用（CACIS）學術(shù)會議論文集（下冊）[C];2006年

4 李春蓉;陳紅陽;鄧平;徐勇軍;;一種改進的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自定位算法[A];第四屆中國測試學術(shù)會議論文集[C];2006年

5 董晨華;袁慎芳;吳鍵;;用于結(jié)構(gòu)疲勞測試的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計[A];2010航空試驗測試技術(shù)學術(shù)交流會論文集[C];2010年

6 劉燕;張瑞華;蘇令永;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計與實現(xiàn)[A];第一屆中國高校通信類院系學術(shù)研討會論文集[C];2007年

7 孟令軍;夏善紅;;用音頻信號實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間距測量[A];第十屆全國敏感元件與傳感器學術(shù)會議論文集[C];2007年

8 方文斌;劉娜靜;;基于多模融合的分布式層疊網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可達性研究[A];2008通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十三屆全國青年通信學術(shù)會議論文集（下）[C];2008年

9 仲峰;劉從新;何科;朱榮臻;;基于ARM的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計[A];'2006系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應用學術(shù)交流會論文集[C];2006年

10 陳梅;喬玉偉;倪偉;;一種低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件設(shè)計[A];第六屆全國信息獲取與處理學術(shù)會議論文集（3）[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 趙悅;國內(nèi)首個國際光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點開通[N];中華建筑報;2006年

2 劉慶;“網(wǎng)絡(luò)節(jié)點式”指揮芻議[N];解放軍報;2007年

3 劉東;IPv6走進現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)[N];計算機世界;2003年

4 木魚;去你的線纜 現(xiàn)在流行玩無線網(wǎng)絡(luò)[N];中國計算機報;2004年

5 中科院計算所 徐朝農(nóng) 趙磊 徐勇軍;設(shè)計一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點[N];計算機世界;2005年

6 周曉波 本報記者 劉建偉;一場對抗戰(zhàn) 幾多新景觀[N];解放軍報;2012年

7 本版撰稿 小飛 龔勝;無線上網(wǎng)也設(shè)防 黑客靠邊[N];中國計算機報;2005年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 龍承志;能量有效的異質(zhì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點協(xié)作問題研究[D];北京郵電大學;2009年

2 葉阿勇;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點安全定位[D];西安電子科技大學;2009年

3 石琴琴;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自定位系統(tǒng)及其算法研究[D];上海交通大學;2009年

4 劉方斌;Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點匿名保護的研究[D];南京理工大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 顧雅莉;網(wǎng)絡(luò)節(jié)點匹配問題的數(shù)學建模及進化求解[D];中國礦業(yè)大學;2015年

2 任曉龍;網(wǎng)絡(luò)節(jié)點重要性排序算法及其應用研究[D];杭州師范大學;2015年

3 蔡建榮;交通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點重要度評估方法研究及其應用[D];長沙理工大學;2014年

4 楊樂;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點及能量獲取系統(tǒng)設(shè)計[D];國防科學技術(shù)大學;2013年

5 王s，

本文編號：1151661