基于RFID野战卫勤信息系统关键技术研究

论文摘要

互联网和现代信息技术的飞速发展为现代军事斗争注入了新的活力,使军队建设朝着信息化、网络化、智能化方向发展。随着国家国防建设的不断发展和军队信息化建设的不断提高,国家越来越重视军人的生命和战斗力的提高,以及为了适应信息化战争的变革,本论文提出了基于射频识别技术（RFID）的野战卫勤信息系统。射频识别技术（RFID,Radio Frequency Identification）是一种利用无线射频方式在读写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新技术。卫勤系统将士兵野战的基本信息及受伤信息存放于电子标签（Tag）中,并通过固定式读写器或手持式读写器进行处理标签信息,该系统通过RFID技术来提高工作效率和拯救更多的伤员。主要工作包含:1.在对野战卫勤技术及RFID技术研究现状的基础上,提出了基于RFID技术的野战卫勤信息系统,设计了系统的总体框架。从功能、组成、应用领域等方面进行了研究,并分析了系统的负载问题和安全性,提出了针对性的解决策略。2.设计出了射频识别应用系统的通信模块。射频识别读写器和标签之间是通过电感耦合的方式实现通信的,系统读写效果,如距离、出错率、稳定性等都和这一无线信道的特征密切相关。3.介绍了野战卫勤RFID通信系统的信息安全原理,提出了系统总体的加密机制。对于防范攻击,RFID系统一般采用RFID标签的互相对称的鉴定接入和数据加密的方法实现,而对于数据加密出路部分,还可以和纠错编码处理结合,以提高系统的可靠性和安全性。4.针对RFID应用领域反碰撞问题进行了研究,设计了一个基于P-Alhoa协议的反碰撞方案。并对此方案进行了排队建模,得出了应答器发送信息过程的泊松参数、阅读器的缓沖区容量、阅读器作用范围内的应答器数量、系统重发概率等变量之间的数学关系,讨论了以上结论在RFID系统设计中的应用。5.综合前面的研究后,设计出并实现了野战卫勤信息系统。设计出系统架构,提出了整个野战卫勤系统的需求分析,着重描述了基础信息、伤员救治、统计信息3个主要方面的需求;由于整个系统主要是针对信息的管理,分析和整理系统的需求后设计出数据库;根据需求整理出野战卫勤系统的功能,根据功能进行程序设计,给出程序流程图、编码调试、测试:从系统的安全、可靠性、适应性、可扩展性等方面分析系统的性能。6.总结了本文的主要工作,对整个课题从硬件、软件、及安全技术的研究等方面对下一步的工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究意义
• 1.2 课题背景知识
• 1.2.1 自动识别技术
• 1.2.2 智能卡技术
• 1.2.3 RFID技术的电磁学原理
• 1.2.4 RFID技术在国内外的发展状况
• 1.2.5 RFID技术在军事上的应用
• 1.3 课题研究的主要内容
• 1.4 本论文的结构
• 1.5 本章小结
• 第二章 野战卫勤RFID技术研究
• 2.1 RFID系统原理简介
• 2.1.1 RFID技术原理
• 2.1.2 RFID系统的常用结构
• 2.1.3 RFID系统的工作原理
• 2.2 RFID系统的分类与组成
• 2.2.1 RFID的分类
• 2.2.2 RFID的组成
• 2.3 RFID应用系统的安全可靠性分析
• 2.4 RFID技术的应用
• 2.5 本章小结
• 第三章 野战卫勤RFID系统通信模块设计
• 3.1 射频识别系统的通信概述
• 3.2 读写器与标签之间的逻辑通信
• 3.2.1 读写器到标签的通信
• 3.2.2 标签到读写器的通信
• 3.3 读写器与标签间的射频通信
• 3.3.1 读写器到标签间的通信信号
• 3.3.2 标签到读写器的通信信号
• 3.4 本章小结
• 第四章 野战卫勤RFID通信系统信息安全及实现
• 4.1 密码学技术原理
• 4.1.1 密码学的理论基础
• 4.1.2 基础密钥算法机制
• 4.2 RFID应用系统的加密机制
• 4.2.1 RFID应用系统的加密机制
• 4.2.2 RFID应用系统安全方面的设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 野战卫勤RFID系统反碰撞技术研究
• 5.1 引言
• 5.2 Aloha方法
• 5.2.1 Alhoa技术的原理
• 5.2.2 Alhoa多址协议
• 5.3 基于P-Alhoa方法的RFID系统建模与分析
• 5.3.1 排队论建模的理论基础
• 5.3.2 通信过程的排队建模与分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 基于RFID的野战卫勤信息系统设计与实现
• 6.1 系统原理及系统架构
• 6.2 野战卫勤系统的需求分析
• 6.2.1 基础信息
• 6.2.2 伤员救治
• 6.2.3 统计信息
• 6.3 数据库设计
• 6.4 程序设计
• 6.4.1 野战卫勤系统的体系结构
• 6.4.2 部分程序
• 6.5 系统实现
• 6.5.1 系统主界面
• 6.5.2 士兵信息界面
• 6.5.3 伤员救治部分界面
• 6.5.4 伤员统计界面
• 6.6 系统测试
• 6.6.1 软件阶段性调试
• 6.6.2 软件测试
• 6.7 本章小结
• 第七章 全文总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间的研究成果