嵌入式RFID数据采集方案及其关键技术研究

论文摘要

射频识别(RFID)是一门新兴的自动识别技术,由于其显著的技术特色,正受到学术界和工业界的广泛关注。数据采集与处理是基于RFID的应用系统中的重要组成部分。近年来,针对RFID数据采集与处理的研究已取得了一定进步,但传统的方案中存在的功耗、成本等问题,仍制约着RFID技术的广泛应用。随着大规模集成电路等技术的发展,嵌入式技术日渐成熟。嵌入式设备具有功耗低、性价比高、环境适应能力强等特点,目前中高端嵌入式处理器的处理能力已经达到了低端PC的水平,为嵌入式技术的工业化应用奠定了基础。论文在对RFID数据采集原理进行深入分析的基础上,围绕着如何解决传统RFID数据采集方案存在的问题,引入嵌入式技术,提出一套嵌入式RFID数据采集方案,详细阐述了方案的体系结构,并讨论了方案的技术特色,在此基础上,主要从嵌入式RFID数据采集终端和嵌入式RFID前端中间件两个方面,研究了方案中的关键技术。针对嵌入式RFID数据采集终端的设计,首先从RFID数据处理对嵌入式数据采集终端的需求分析入手,研究并提出了终端的系统架构,并给出了终端系统的软硬件平台构建方案。在此基础上,详细讨论了终端的硬件电路设计以及系统软件平台的搭建要点,并实现了嵌入式RFID数据采集终端。针对嵌入式RFID前端中间件的研究与设计,在对现有的RFID中间件进行详细分析的基础上,论述了研究嵌入式RFID前端中间件的必要性,提出了嵌入式RFID前端中间件的软件结构,并对前端中间件系统各模块的功能与实现进行了深入的分析。此外,还专门研究了前端中间件中关键的冗余数据过滤问题。在回顾和分析现有的冗余数据过滤方法的基础上,围绕着如何在嵌入式系统上实现高效的冗余数据过滤,提出了一种改进的基于哈希表过滤算法。实验结果表明,该算法具有较高的执行效率,满足嵌入式RFID前端中间件应用需求。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 RFID 技术及特点
• 1.1.2 RFID 数据采集中存在的问题
• 1.1.3 嵌入式系统概述
• 1.2 研究目的及意义
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 论文结构
• 1.5 小结
• 2 RFID 系统组成及其数据采集原理
• 2.1 RFID 系统组成
• 2.1.1 RFID 系统的基本组成
• 2.1.2 电子标签
• 2.1.3 读写器
• 2.2 RFID 数据采集原理
• 2.2.1 RFID 数据采集流程
• 2.2.2 读写器数据采集工作原理
• 2.2.3 RFID 数据采集中间件
• 2.3 小结
• 3 嵌入式RFID 数据采集方案
• 3.1 传统的RFID 数据采集方案
• 3.1.1 基于PC 的集中式RFID 数据采集方案
• 3.1.2 基于PC 的分布式RFID 数据采集方案
• 3.2 嵌入式RFID 数据采集系统方案
• 3.2.1 方案的提出
• 3.2.2 方案的体系结构
• 3.2.3 方案的特色
• 3.2.4 方案实现的关键
• 3.3 小结
• 4 一种嵌入式RFID 数据采集终端的设计
• 4.1 终端系统架构研究
• 4.1.1 需求分析
• 4.1.2 现有嵌入式系统架构方案
• 4.1.3 终端系统架构设计
• 4.1.4 终端系统架构的优点
• 4.2 终端系统硬件方案
• 4.2.1 嵌入式系统分类及系统平台
• 4.2.2 嵌入式处理器的分类与选型
• 4.3 终端硬件的设计
• 4.3.1 硬件整体结构设计
• 4.3.2 硬件核心模块主要电路设计
• 4.3.3 硬件扩展模块主要电路设计
• 4.4 终端系统软件平台方案研究
• 4.4.1 操作系统内核方案研究
• 4.4.2 嵌入式GUI 方案研究
• 4.5 终端软件平台设计要点
• 4.6 终端的设计实现
• 4.7 小结
• 5 嵌入式RFID 前端中间件研究与设计
• 5.1 嵌入式RFID 前端中间件
• 5.1.1 RFID 前端中间件的应用需求
• 5.1.2 现有的RFID 中间件
• 5.1.3 RFID 前端中间件研究的必要性
• 5.2 前端中间件系统软件结构
• 5.2.1 系统软件结构
• 5.2.2 关键技术
• 5.3 冗余数据过滤算法研究
• 5.3.1 冗余数据问题分析
• 5.3.2 现有的冗余数据过滤算法
• 5.3.3 一种改进的基于哈希表过滤算法
• 5.4 测试效果
• 5.5 小结
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录:A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• B.作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目情况