發(fā)布時(shí)間：2021-08-05 15:28

　　近年來,我國學(xué)生群體的體質(zhì)健康水平持續(xù)下降,多項(xiàng)權(quán)威調(diào)查指出其背后隱藏的是當(dāng)前體育課程流于形式、體育測(cè)試監(jiān)督力度不足這一問題,引起了社會(huì)各界對(duì)學(xué)生群體的體質(zhì)健康問題的密切關(guān)注。隨著可穿戴技術(shù)的不斷發(fā)展,內(nèi)置RFID電子標(biāo)簽的可穿戴設(shè)備逐漸增多,RFID電子標(biāo)簽由于內(nèi)置了一個(gè)ID編碼,全球具有唯一性,因此被廣泛應(yīng)用于可穿戴設(shè)備。將RFID電子標(biāo)簽用于學(xué)生體育測(cè)試過程可綁定學(xué)生身份,保證體育測(cè)試數(shù)據(jù)的真實(shí)性,因此基于當(dāng)前學(xué)生體質(zhì)健康的嚴(yán)峻形勢(shì)及可穿戴設(shè)備的良好發(fā)展前景,本文結(jié)合可穿戴技術(shù)、WIFI通信技術(shù)以及RFID識(shí)別技術(shù),設(shè)計(jì)了一種集合多方面體質(zhì)數(shù)據(jù)采集、有效身份匹配功能為一體的體質(zhì)健康監(jiān)測(cè)手環(huán),通過RFID芯片匹配學(xué)生身份,并通過傳感器全方面實(shí)時(shí)采集學(xué)生鍛煉過程以及集中測(cè)試中產(chǎn)生的體質(zhì)數(shù)據(jù),最后通過WIFI通信功能實(shí)現(xiàn)與教師端的數(shù)據(jù)傳輸,以達(dá)到監(jiān)督學(xué)生體育鍛煉進(jìn)而提升身體素質(zhì)的目的。首先針對(duì)RFID標(biāo)簽易發(fā)生碰撞這一問題進(jìn)行了研究,改進(jìn)了傳統(tǒng)的防碰撞算法使其更適應(yīng)于大量標(biāo)簽應(yīng)用環(huán)境。建立了一種新型的分組結(jié)構(gòu)對(duì)閱讀器識(shí)別范圍內(nèi)的標(biāo)簽進(jìn)行分組,其次在每個(gè)組中分別使用動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)權(quán)值估計(jì)標(biāo)簽數(shù)... 

【文章來源】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)總體框架

第3章手環(huán)RFID防碰撞算法研究13圖3.1等區(qū)域分組示意圖在無線通信系統(tǒng)中，信道是隨時(shí)間變化的，故需要考慮標(biāo)簽與閱讀器之間距離導(dǎo)致的路徑損耗。在無線信道中，平均接收功率（dBm）與發(fā)射機(jī)和接收機(jī)間的距離的對(duì)數(shù)成反比，故設(shè)系統(tǒng)的平均接收功率為：0lg10ddPPtr（3-11）其中：設(shè)閱讀器識(shí)別范圍為d；為路徑衰落指數(shù)，即隨著距離增長(zhǎng)路徑損耗的速度，一般取值在2~5之間；0d為近地參考距離。3.2.3標(biāo)簽數(shù)目估計(jì)目前RFID防碰撞算法的系統(tǒng)吞吐率主要依賴于標(biāo)簽數(shù)與時(shí)隙數(shù)，當(dāng)未識(shí)別標(biāo)簽數(shù)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)分配時(shí)隙數(shù)時(shí)，隨著碰撞時(shí)隙數(shù)增多，系統(tǒng)吞吐率會(huì)變低；當(dāng)未識(shí)別標(biāo)簽數(shù)與系統(tǒng)分配時(shí)隙數(shù)越接近，系統(tǒng)吞吐率會(huì)達(dá)到最大。所以為了優(yōu)化系統(tǒng)吞吐率，本文在分析現(xiàn)有標(biāo)簽估計(jì)算法的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化。在經(jīng)典標(biāo)簽估計(jì)算法中，DFSAC-II主要用于靜態(tài)標(biāo)簽估計(jì)場(chǎng)景，而Vogt標(biāo)簽估計(jì)算法則更適用于動(dòng)態(tài)標(biāo)簽估計(jì)場(chǎng)景，但由于Vogt算法計(jì)算復(fù)雜度過高，故本文主要在DFSAC-II標(biāo)簽估計(jì)算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)成功時(shí)隙數(shù)、空閑時(shí)隙數(shù)和碰撞時(shí)隙數(shù)分別為gT，lT，eT。假設(shè)經(jīng)過n輪查詢，待識(shí)別標(biāo)簽總數(shù)與碰撞時(shí)隙數(shù)具有線性函數(shù)關(guān)系，則第n+1輪標(biāo)簽數(shù)目預(yù)測(cè)公式為：predict(n1)e(n)mT（3-12）相應(yīng)地，當(dāng)?shù)趎+1輪標(biāo)簽數(shù)目估計(jì)開始后，采用DFSAC-II算法計(jì)算當(dāng)前幀的待估計(jì)標(biāo)簽數(shù)，對(duì)第n輪的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整：

第3章手環(huán)RFID防碰撞算法研究16（3）系統(tǒng)根據(jù)本輪已獲得的標(biāo)簽選擇信息判斷每幀的時(shí)隙狀態(tài)。并根據(jù)時(shí)隙的選擇情況采用改進(jìn)的DFSAC-II算法估計(jì)當(dāng)前組內(nèi)剩余標(biāo)簽數(shù)；（4）通過已獲得的本輪標(biāo)簽數(shù)信息，系統(tǒng)對(duì)時(shí)隙數(shù)做出最優(yōu)調(diào)整并分配下一輪時(shí)隙數(shù)；（5）閱讀器對(duì)成功識(shí)別的標(biāo)簽發(fā)送休眠命令，使其退出本輪查詢過程，碰撞標(biāo)簽延遲至下一幀重新開始識(shí)別過程，直到本組標(biāo)簽全部休眠為止；（6）本組識(shí)別完畢后，組數(shù)加1，返回步驟（2），開始新一輪的識(shí)別過程，并采用相同方式進(jìn)行識(shí)別，直到系統(tǒng)識(shí)別范圍內(nèi)所有組的標(biāo)簽識(shí)別完成，算法結(jié)束。圖3.3BEAD算法流程圖3.3算法性能仿真分析為了分析BEAD算法的有效性，在本章節(jié)選擇MATLAB軟件作為仿真平臺(tái)，通過實(shí)驗(yàn)分析算法的可靠性。將BEAD算法與FSA_256算法和DFSA算法進(jìn)行性能比較，采用吞吐率和標(biāo)簽識(shí)別過程中系統(tǒng)消耗的總時(shí)隙數(shù)作為評(píng)價(jià)性能優(yōu)劣的評(píng)價(jià)指標(biāo)。仿真實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)標(biāo)簽分布均勻，系統(tǒng)標(biāo)簽數(shù)目設(shè)置為1500，BEAD算法、FSA_256算法以及DFSA算法初始時(shí)隙數(shù)均設(shè)置為256。為了增加試驗(yàn)結(jié)果的權(quán)威性，讓標(biāo)簽數(shù)從50開始，直到標(biāo)簽總數(shù)增加到1500，記錄每次變化的

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3324002