本文關(guān)鍵詞：移動(dòng)RFID系統(tǒng)標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)是一種類似于條碼的信息錄入技術(shù),但該技術(shù)能夠非接觸、遠(yuǎn)距離、快速地錄入標(biāo)簽的信息,且具有較高的安全性、無方向性、穿越障礙物和廣泛的環(huán)境適應(yīng)能力等優(yōu)點(diǎn),因此被越來越多地應(yīng)用到物流、零售、交通運(yùn)輸和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域中。目前,RFID技術(shù)仍存在很多技術(shù)問題,包括RFID標(biāo)簽快速識(shí)別問題、RFID系統(tǒng)安全問題以及RFID大數(shù)據(jù)分析等問題。本文主要研究標(biāo)簽快速識(shí)別問題。一個(gè)RFID系統(tǒng)通常由一個(gè)閱讀器和多個(gè)標(biāo)簽組成,閱讀器信號(hào)區(qū)(閱讀器應(yīng)答區(qū))內(nèi)的標(biāo)簽通過共享的無線信道和閱讀器通信。為了降低標(biāo)簽的生產(chǎn)成本,標(biāo)簽硬件設(shè)計(jì)通常是非常簡(jiǎn)單的,這導(dǎo)致了標(biāo)簽之間是不能通信的,因此,在標(biāo)簽識(shí)別過程中,會(huì)出現(xiàn)多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)響應(yīng)閱讀器,這導(dǎo)致了標(biāo)簽碰撞問題,此時(shí),閱讀器不能識(shí)別任何標(biāo)簽。如果閱讀器信號(hào)區(qū)內(nèi)的標(biāo)簽數(shù)量非常多的時(shí)候,這種碰撞問題將非常嚴(yán)重,大量碰撞將會(huì)大大降低標(biāo)簽識(shí)別的效率。因此,標(biāo)簽防碰撞是標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)的重要研究?jī)?nèi)容。目前,已經(jīng)有非常多的標(biāo)簽識(shí)別協(xié)議(也被稱作防碰撞算法),絕大多數(shù)這些協(xié)議都假設(shè)在識(shí)別標(biāo)簽的過程中,閱讀器和標(biāo)簽都是靜止不動(dòng)的,并且標(biāo)簽都處在閱讀器的應(yīng)答區(qū)內(nèi),這種場(chǎng)景在本文中被稱作普通RFID系統(tǒng)(NRS:Normal RFID Systems)。這類場(chǎng)景下的標(biāo)簽識(shí)別協(xié)議已經(jīng)非常成熟,且能夠達(dá)到很高的標(biāo)簽識(shí)別效率。然而,在現(xiàn)實(shí)生活中還有另外兩種非常常見的標(biāo)簽識(shí)別場(chǎng)景：一種是閱讀器識(shí)別沿固定路徑移動(dòng)的RFID標(biāo)簽,在本文把該場(chǎng)景稱作標(biāo)簽移動(dòng)RFID系統(tǒng)(TMRS:Tag Movement RFID Systems);另一種是單閱讀器移動(dòng)識(shí)別中小型場(chǎng)景內(nèi)的RFID標(biāo)簽,在本文把該場(chǎng)景稱作單閱讀器移動(dòng)RFID系統(tǒng)(SRMRS:Single Reader Movement RFID Systems)。本論文主要研究這兩類移動(dòng)RFID系統(tǒng)。標(biāo)簽移動(dòng)RFID系統(tǒng)(TMRS)主要出現(xiàn)在物流、倉(cāng)庫(kù)、交通運(yùn)輸?shù)葓?chǎng)所的出入口。這些場(chǎng)所的出入口通常裝備有閱讀器,目的是能夠快速的讀取進(jìn)出這些場(chǎng)所附著在商品上標(biāo)簽的信息。在這類移動(dòng)RFID系統(tǒng)中,如果使用已有的防碰撞協(xié)議,標(biāo)簽的丟失率(未讀標(biāo)簽和所有標(biāo)簽之比)會(huì)很高。這是因?yàn)樵跇?biāo)簽移動(dòng)RFID系統(tǒng)中,會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)后識(shí)別現(xiàn)象(RLI:Random Later Identification)。本文詳細(xì)講述了隨機(jī)后識(shí)別現(xiàn)象,然后給出了標(biāo)簽移動(dòng)RFID系統(tǒng)的先來先服務(wù)(FCFS:First Come First Served)機(jī)制用于解決隨機(jī)后識(shí)別現(xiàn)象,該機(jī)制包括標(biāo)簽組順序化方法以及相關(guān)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。隨后,對(duì)兩種現(xiàn)有的且具有代表性標(biāo)簽識(shí)別算法進(jìn)行改進(jìn),使這些改進(jìn)后的協(xié)議具有先來先服務(wù)的功能且能很好的解決隨機(jī)后識(shí)別現(xiàn)象和提高標(biāo)簽的識(shí)別效率。單閱讀器移動(dòng)RFID系統(tǒng)(SRMRS)主要運(yùn)用于很多中小型區(qū)域的標(biāo)簽識(shí)別,如：中小型倉(cāng)庫(kù)、零售商店等場(chǎng)所,這些場(chǎng)所中,閱讀器的信號(hào)區(qū)不能覆蓋該場(chǎng)所內(nèi)的所有標(biāo)簽,通常,這種場(chǎng)景的標(biāo)簽識(shí)別采用多個(gè)閱讀器機(jī)制。這將導(dǎo)致成本增加、標(biāo)簽識(shí)別算法復(fù)雜等問題。在本文中,這種中小型區(qū)域內(nèi)的標(biāo)簽可以通過移動(dòng)一個(gè)閱讀器的方式來識(shí)別。這種方式具有很多優(yōu)點(diǎn)：(1)節(jié)約成本,這是因?yàn)閱蝹�(gè)閱讀器的成本必然少于多個(gè)閱讀器的成本；(2)算法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔高效,這是因?yàn)樗o的方法不用考慮多閱讀器帶來的多閱讀器干擾問題和隱藏終端等問題；(3)較好的適應(yīng)性,這是因?yàn)樵黾訕?biāo)簽的相鄰的存放位置,只需要移動(dòng)閱讀器到新增加的地點(diǎn),而不用多增加閱讀器。然而,為節(jié)約標(biāo)簽的生產(chǎn)成本,很多標(biāo)簽沒有靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備,因此這樣的標(biāo)簽是無記憶性。對(duì)于原有的標(biāo)簽識(shí)別算法,這種標(biāo)簽的無記憶性使得移動(dòng)的單閱讀器在識(shí)別中小型區(qū)域里的標(biāo)簽時(shí),不可避免的出現(xiàn)標(biāo)簽的多次識(shí)別現(xiàn)象MIOT (Multiple Identification of Tags),這導(dǎo)致標(biāo)簽識(shí)別效率的大幅度下降。在本文中,一種尾碼控制標(biāo)簽多次識(shí)別的機(jī)制被給出,該機(jī)制能很好控制標(biāo)簽的多次識(shí)別。隨后,帶有尾碼控制標(biāo)簽多次識(shí)別機(jī)制的標(biāo)簽識(shí)別協(xié)議被給出,該協(xié)議在普通標(biāo)簽識(shí)別場(chǎng)景下能夠保持原有的性能,又能在閱讀器移動(dòng)RFID系統(tǒng)上取得很好的標(biāo)簽識(shí)別效率。
【關(guān)鍵詞】：射頻身份識(shí)別 隨機(jī)后識(shí)別 先來先服務(wù) 標(biāo)簽多次識(shí)別 尾碼控制標(biāo)簽多次識(shí)別
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP391.44
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 目錄10-14
• 第1章 緒論14-28
• 1.1 研究背景和意義14-21
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展21-25
• 1.2.1 普通RFID系統(tǒng)的研究進(jìn)展22-23
• 1.2.2 標(biāo)簽移動(dòng)RFID系統(tǒng)的研究進(jìn)展23-25
• 1.2.3 單閱讀器移動(dòng)RFID系統(tǒng)的研究進(jìn)展25
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新25-26
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)和章節(jié)安排26-27
• 1.5 本章小結(jié)27-28
• 第2章 RFID系統(tǒng)標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)的簡(jiǎn)介28-45
• 2.1 RFID系統(tǒng)組成28-31
• 2.1.1 標(biāo)簽28-29
• 2.1.2 標(biāo)簽的分類29-30
• 2.1.3 閱讀器30-31
• 2.2 RFID系統(tǒng)原理31
• 2.3 RFID通信基礎(chǔ)31-35
• 2.3.1 RFID系統(tǒng)的通信過程32
• 2.3.2 RFID的工作頻段32-33
• 2.3.3 RFID系統(tǒng)常用編碼33-35
• 2.3.4 RFID系統(tǒng)信號(hào)調(diào)制35
• 2.4 RFID系統(tǒng)的碰撞、碰撞檢測(cè)和防碰撞協(xié)議35-39
• 2.4.1 碰撞檢測(cè)方法35-36
• 2.4.2 標(biāo)簽碰撞36
• 2.4.3 閱讀器碰撞36-39
• 2.4.4 多路訪問的解決機(jī)制39
• 2.5 RFID系統(tǒng)幾種經(jīng)典防碰撞協(xié)議介紹39-44
• 2.5.1 基于ALOHA協(xié)議40-44
• 2.5.2 基于樹的協(xié)議44
• 2.6 本章小結(jié)44-45
• 第3章 標(biāo)簽移動(dòng)RFID系統(tǒng)的先來先服務(wù)策略45-61
• 3.1 標(biāo)簽移動(dòng)RFID系統(tǒng)介紹45-47
• 3.2 隨機(jī)后識(shí)別現(xiàn)象(RLI)47-48
• 3.3 隨機(jī)后識(shí)別(RLI)現(xiàn)象的弱化——標(biāo)簽組的先來先服務(wù)機(jī)制48-60
• 3.3.1 標(biāo)簽組順序化策略49-56
• 3.3.2 標(biāo)簽組的先來先服務(wù)56-59
• 3.3.3 標(biāo)簽組的先來先服務(wù)策略的總結(jié)59-60
• 3.4 本章小結(jié)60-61
• 第4章 先來先服務(wù)機(jī)制在標(biāo)簽移動(dòng)RFID系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)61-86
• 4.1 帶有先來先服務(wù)特征的幀時(shí)隙ALHOA協(xié)議61-76
• 4.1.1 FSA-FCFS協(xié)議設(shè)計(jì)思路61
• 4.1.2 FSA-FCFS標(biāo)簽狀態(tài)圖61-63
• 4.1.3 FSA-FCFS協(xié)議流程圖63-65
• 4.1.4 FSA-FCFS協(xié)議主要步驟65-67
• 4.1.5 FSA-FCFS的仿真和分析67-76
• 4.1.6 FSA-FCFS協(xié)議總結(jié)76
• 4.2 帶有先來先服務(wù)特征的EPC C1G2協(xié)議76-85
• 4.2.1 EPC-FCFS協(xié)議主要步驟77-79
• 4.2.2 EPC-FCFS的仿真和分析79-85
• 4.2.3 EPC-FCFS協(xié)議總結(jié)85
• 4.3 本章小結(jié)85-86
• 第5章 單閱讀器移動(dòng)RFID系統(tǒng)標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)86-129
• 5.1 單閱讀器移動(dòng)RFID系統(tǒng)介紹86-89
• 5.2 單閱讀器移動(dòng)RFID系統(tǒng)的標(biāo)簽多次識(shí)別問題89-90
• 5.3 尾碼控制標(biāo)簽多次識(shí)別機(jī)制90-96
• 5.4 一種單閱讀器移動(dòng)RFID系統(tǒng)的標(biāo)簽識(shí)別協(xié)議96-120
• 5.4.1 SMRTI協(xié)議的標(biāo)簽狀態(tài)圖96-98
• 5.4.2 SMRTI協(xié)議的流程圖98-100
• 5.4.3 尾碼表存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和操作100-102
• 5.4.4 SMRTI協(xié)議的主要步驟102-104
• 5.4.5 SMRTI協(xié)議的理論評(píng)估、仿真分析和結(jié)果104-120
• 5.5 單閱讀器移動(dòng)RFID系統(tǒng)的再次確認(rèn)子系統(tǒng)120-127
• 5.5.1 單閱讀器移動(dòng)RFID系統(tǒng)漏讀標(biāo)簽集合的獲取階段122-124
• 5.5.2 漏讀標(biāo)簽的輪詢階段124-127
• 5.6 本章小結(jié)127-129
• 結(jié)論和展望129-133
• 致謝133-134
• 參考文獻(xiàn)134-148
• 攻讀博士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果14

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