射频识别系统中防冲突算法的研究

论文摘要

射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是从上世纪80年代走向成熟的一项自动识别技术,它可以用来跟踪和识别几乎所有的物理对象,近年来发展十分迅速。RFID技术具有多种优点,它的迅速发展将给人们的生活带来巨大的影响。RFID系统性能的好坏,很大的一个决定因素是防冲突性能如何,也就是阅读器能否在标签数量很多的情况下,快速准确的识别出标签信息。本文介绍了射频识别的发展现状、工作原理及组成部件、RFID的基本理论知识,重点对RFID中的关键技术防冲突算法进行了研究。目前存在的防冲突算法都是利用时分多路存取法,使单个射频标签能够在单独的某个时隙内占用信道与阅读器进行通信。本文对主要的防冲突算法:二进制搜索算法、动态二进制搜索算法、纯ALOHA算法、时隙ALOHA算法、帧时隙ALOHA算法等做了分析研究。二进制搜索算法的识别准确性比较高,但是对硬件的要求也高,不容易实现,ALOHA法虽然容易实现但是具有一定的随机性。防冲突算法还不够完善,系统所用时隙数及系统吞吐率都需要进一步的提高。设计一种识别标签所用时隙数更少,吞吐率更高的算法是本论文的研究目的。本论文的创新之处在于分析前人理论的基础上,提出了一种新的防冲突算法,帧时隙可调整算法,这种算法是对固定帧时隙算法的一种改进,经仿真结果验证,改进后的算法性能有了进一步的提高。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 射频识别技术的发展历程
• 1.2 射频识别技术的优点
• 1.3 RFID的发展现状及瓶颈
• 1.3.1 RFID的应用现状
• 1.3.2 RFID的发展存在的问题
• 1.4 本文所做的研究工作
• 第二章 RFID系统的组成及工作原理
• 2.1 射频识别系统的工作原理
• 2.2 阅读器
• 2.2.1 阅读器的基本组成
• 2.2.2 阅读器的功能及特性
• 2.2.3 阅读器的类型
• 2.3 射频标签
• 2.3.1 射频标签的功能
• 2.3.2 射频标签的写入方式
• 2.3.3 射频标签的分类
• 2.4 天线
• 2.4.1 射频天线的性能要求
• 2.4.2 射频天线的主要参数及结构形式
• 2.5 本章小结
• 第三章 RFID系统的基本理论知识
• 3.1 射频识别中的编码与调制
• 3.2 数据完整性的校验方法
• 3.3 射频识别中的安全问题
• 3.3.1 RFID系统的安全需要
• 3.3.2 RFID系统安全解决方案
• 3.4 防冲突的多路存取法
• 3.4.1 空分多路法
• 3.4.2 频分多路法
• 3.4.3 时分多路法
• 3.5 本章小结
• 第四章 防冲突算法的分析
• 4.1 基于曼彻斯特编码的算法
• 4.1.1 二进制搜索算法
• 4.1.2 动态二进制搜索算法
• 4.2 基于随机数发生器的算法
• 4.2.1 纯ALOHA算法
• 4.2.2 时隙ALOHA算法
• 4.2.3 动态时隙ALOHA算法
• 4.2.4 固定帧时隙ALOHA算法
• 4.2.5 动态帧时隙ALOHA算法
• 4.3 本章小结
• 第五章 一种改进的动态帧时隙防冲突算法
• 5.1 识别成功率的分析
• 5.1.1 待识别的标签数量的估算
• 5.1.2 改进的算法流程
• 5.2 改进算法的性能分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 发表论文和参与科研情况说明
• 致谢