物联网关键技术之RFID防碰撞算法的研究

论文摘要

近几年来物联网技术受到了人们的广泛关注,作为其关键技术之一的射频识别(RFID)技术,是一种利用无线射频方式在阅读器和标签之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换目的的技术。RFID技术具有精度高、适应环境能力强、操作快捷、使用寿命长、读取距离大、标签数据可加密、存储数据容量大等许多优点。论文首先介绍了射频识别系统的组成、分类、工作原理、数据完整性等相关理论知识,随后着重介绍了射频识别系统中的阅读器防碰撞算法和标签防碰撞算法。其中重点研究了随机ALOHA防碰撞算法中的多标签识别时的碰撞问题,并结合了目前得到了广泛应用的二进制树型算法,在已有随机算法的基础上加以改进,提出了一种改进后的动态帧时隙ALOHA算法。考虑到系统吞吐率的问题,在大量数据交换时系统性能急剧下降是帧时隙ALOHA算法和纯ALOHA算法共同的缺点。因此论文提出的改进后的帧时隙ALOHA算法综合了概率型算法和确定型算法的各自的优点,在标签数量比较少的情况,用概率型算法(ALOHA算法系列),在标签数量急剧上升超过最大吞吐率所期望的标签数目时,用确定型算法(二进制搜索算法系列)。通过MATLAB平台进行了仿真,结果表明相比固定帧时隙ALOHA算法和动态帧时隙ALOHA算法,改进后的算法在所用时隙数和系统吞吐率方面具有一定程度的优势。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词表
• 第一章 绪论
• 1.1 物联网发展背景及定义
• 1.2 物联网体系架构与其关键技术
• 1.3 论文的工作及安排
• 第二章 射频识别系统
• 2.1 RFID 系统的组成
• 2.2 RFID 系统的分类
• 2.3 RFID 系统的基本工作原理
• 2.3.1 数据传输原理
• 2.3.2 数据的编码和调制方式
• 2.4 RFID 系统的数据完整性
• 2.4.1 差错控制方法
• 2.4.2 射频识别系统的碰撞问题
• 2.5 本章小结
• 第三章 RFID 中的阅读器碰撞问题
• 3.1 阅读器碰撞情况的分类
• 3.2 阅读器防碰撞算法研究与分析
• 3.2.1 基于调度的防碰撞算法
• 3.2.2 基于有效范围的防碰撞算法
• 3.3 各种算法比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 RFID 中的标签碰撞问题
• 4.1 通信技术中的防碰撞方法
• 4.1.1 频分多路（FDMA）法
• 4.1.2 空分多路（SDMA）法
• 4.1.3 码分多路（CDMA）法
• 4.1.4 时分多路（TDMA）法
• 4.2 高频段标签防碰撞算法
• 4.2.1 纯ALOHA 算法
• 4.2.2 时隙ALOHA 算法
• 4.2.3 帧时隙ALOHA 算法
• 4.3 超高频段标签防碰撞算法
• 4.3.1 二进制搜索算法（BS）
• 4.3.2 动态二进制搜索算法（DBS）
• 4.3.3 位传输二进制树算法（BBT）
• 4.4 本章小结
• 第五章 帧时隙ALOHA 防碰撞算法的改进及协调仿真
• 5.1 算法改进分析
• 5.2 改进的算法过程
• 5.3 仿真结果分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献