第 1 章 緒論 

1.1 研究背景

射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)作為一種非接觸式的自動識別技術(shù)，是通過一種射頻的方式利用無線通道自動識別目標(biāo)對象[2]。整個識別過程無需人員參與。RFID對工作環(huán)境的要求不高，不但能夠識別運(yùn)動狀態(tài)下的物體，而且可同時讀取多個物體相關(guān)數(shù)據(jù)，其過程都是通過遠(yuǎn)程操控實(shí)現(xiàn)的無需人工干預(yù)。由于RFID工作過程無需直接接觸被測物品，就能實(shí)現(xiàn)閱讀器與標(biāo)簽的雙向通信的優(yōu)點(diǎn)，該項(xiàng)技術(shù)空前發(fā)展，日新月異。

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1.2 RFID 技術(shù)發(fā)展歷史

RFID 技術(shù)基本模型產(chǎn)生于 20 世紀(jì) 40 年代的二戰(zhàn)戰(zhàn)場，當(dāng)時是利用無線電技術(shù)在戰(zhàn)場上分辨敵我，此時的技術(shù)還僅限于閱讀水平。由于科技的不發(fā)達(dá)該項(xiàng)技術(shù)的設(shè)備成本與技術(shù)成本都比較高，所以戰(zhàn)后該技術(shù)也僅限于軍事領(lǐng)域，并沒有在民用領(lǐng)域得到普及。直到上個世紀(jì)80年代，電子芯片和電子技術(shù)的發(fā)展才慢慢步入正軌，美國和歐洲的一些企業(yè)率先嘗試性的將RFID應(yīng)用于門禁管制等民用領(lǐng)域。20世紀(jì)90年代末期，RFID應(yīng)用場合與應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，一些國家為方便本國RFID產(chǎn)業(yè)的管理出臺了不同的 RFID 標(biāo)準(zhǔn)，射頻識別技術(shù)很快的推廣和蔓延開來。到了21世紀(jì)，RFID日益商業(yè)化，世界各國都廣泛關(guān)注起這個新姿老兵所帶來的商業(yè)價值，RFID 產(chǎn)品也如雨后春筍般涌現(xiàn)。

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第 2 章 RFID 系統(tǒng)

2.1 RFID 系統(tǒng)概述

射頻識別系統(tǒng)是自動識別技術(shù)在無線電領(lǐng)域的具體應(yīng)用與創(chuàng)新，其原理是通過發(fā)射與接收無線射頻信號的工作方式，來實(shí)現(xiàn)閱讀器和標(biāo)簽“握手”的通信技術(shù)�？赡軙驊�(yīng)用平臺的差別，實(shí)現(xiàn)的目的不同，其構(gòu)造也會略有差異，但基本都包含三大件：標(biāo)簽，閱讀器和系統(tǒng)高層[11]，其基本組成如圖 2.1 所示。電子標(biāo)簽在某些應(yīng)用場景下也稱為數(shù)據(jù)應(yīng)答器，本質(zhì)上來說就是一種信息的載體，技術(shù)上來講，它是 RFID 技術(shù)的核心。一般的電子標(biāo)簽由 IC 芯片和射頻天線構(gòu)成的，芯片很小，大多都不超過 0.35mm，IC 芯片中載有待識別物體對象的信息編碼數(shù)據(jù)，識別過程是通過射頻天線與閱讀器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時，標(biāo)簽通過非接觸的方式從閱讀器射頻信號中吸收能量，并且把自身所攜帶的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)調(diào)制后發(fā)射給閱讀器[12]。

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2.2 RFID 系統(tǒng)工作流程及特性

RFID 系統(tǒng)具有非接觸、電磁耦合、無線傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，非接觸是指在整個數(shù)據(jù)交換過程中閱讀器和標(biāo)簽沒有物理接觸，電磁耦合指的是閱讀器和標(biāo)簽之間數(shù)據(jù)交換的方式。無線傳輸指的是數(shù)據(jù)傳輸通道。RFID 工作流程如圖 2.4。RFID 系統(tǒng)通常由電子標(biāo)簽、閱讀器、應(yīng)用系統(tǒng)等部分組成[18]，典型結(jié)構(gòu)如圖 2.5 所示。其中，電子標(biāo)簽是數(shù)據(jù)信息的載體，閱讀器讀寫標(biāo)簽承載的信息，系統(tǒng)高層提供信息處理和可視化操作界面。

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第 3 章 RFID 防碰撞算法................18

3.1 RFID 系統(tǒng)中的碰撞...............18

3.2 防碰撞技術(shù)................20

第 4 章 基于盲源分離技術(shù)的 RFID 標(biāo)簽防碰撞算法 ................32

4.1 盲源分離技術(shù)概述................32

4.2 盲源分離技術(shù)的研究歷史及現(xiàn)狀................34

第 4 章 基于盲源分離技術(shù)的 RFID 標(biāo)簽防碰撞算法

4.1 盲源分離技術(shù)概述

盲源分離(Blind sources separation,BSS)技術(shù)的背景起源于一次“雞尾酒會”，是一種功能強(qiáng)大的信號處理方法[44]，迅速于20世紀(jì)80 年代后期發(fā)展起來。傳統(tǒng)的BSS技術(shù)用于解決原始信號未知，傳播通道以及混合方式未知，僅知道處理結(jié)果而去恢復(fù)出原始信號的問題。盲源分離技術(shù)的核心理念，是指對原始信號的先驗(yàn)知識了解甚少而且對應(yīng)用平臺的混合特性和無線傳輸通道的先驗(yàn)信息都非常有限的情況下，僅僅憑借著有限觀測到的混合信號以及對原始信號的統(tǒng)計(jì)特性，恢復(fù)或分離出原始信號的技術(shù)。這里的“盲”是重點(diǎn)，由于該方法對原始信號的先驗(yàn)知識要求比較少，所以在各行各業(yè)都很實(shí)用的價值[45]。

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4.2 盲源分離技術(shù)的研究歷史及現(xiàn)狀

類似于其他的處理未知信號的方法，首要的核心任務(wù)就是從夾雜著各種線性或非線性噪聲信號的混合信號中提取我們需要的信號。在以往處理類似問題的方法中，最常用的經(jīng)典技術(shù)是根據(jù)觀測到的混合信息以及先驗(yàn)知識將分離問題轉(zhuǎn)化為參數(shù)求值問題。對于盲處理技術(shù)研究要追溯到上個世紀(jì)八十年代前后，由 Jeanny Herault與 Christian Jutten 兩位法國學(xué)者于 1982 年在基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之上首次提出的[51]，，最初僅用于單進(jìn)單出系統(tǒng)的無記憶信道補(bǔ)償問題的處理。幾年以后這兩位學(xué)者做個更深層次的研究又提出了一種新反饋性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以初步的完成兩個相互混疊的信號分離問題，在盲源分離研究歷史上具有里程碑的意義。90 年代以后，才迎來了盲源分離技術(shù)的春天，許多不同領(lǐng)域的學(xué)者專家紛紛投入到盲源分離問題的研究中去，力求分到一杯羹。Jeanny Herault 與Christian Jutten 兩位學(xué)者于 1991 年再次提出一種新型的盲源分離技術(shù)成果，將盲源分離問題轉(zhuǎn)化成目標(biāo)函數(shù)問題，再利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法轉(zhuǎn)化為求最值問題，能更好的實(shí)現(xiàn)信號的盲源分離[52]。并被廣泛應(yīng)用于瞬時線性混合的混合系統(tǒng)中。同年，國際上召開了 BBS 歷史上第一次研討會，這也意味著盲源分離技術(shù)的研究迎來了另一個里程碑。

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結(jié)論

本文編號：583097