射频识别防碰撞算法研究

论文摘要

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）起源于二十世纪四十年代，它是一种利用射频信号识别目标对象并获取相关信息的技术。识别工作不需要接触目标对象、无需人工干预，可在各种恶劣环境下工作。射频识别系统主要由读写器、应答器和后台系统组成。其中读写器是读取和写入应答器信息的设备，应答器贴在目标对象上，读写器通过对应答器的识别达到对目标对象的识别。由于射频识别具有众多优点，因此它得到了越来越广泛的应用。但是射频识别技术在应用过程中面临很多问题，因此对射频识别技术的研究有着很重要的意义。对于射频识别系统，当多个应答器同时向读写器发送数据时就可能产生碰撞，为了解决这个问题，应采用防碰撞算法避免碰撞的发生。一般而言，射频识别碰撞分为应答器碰撞和读写器碰撞，由于应答器碰撞比较常见，所以本文主要对应答器碰撞进行研究。本文首先介绍了射频识别的系统组成、工作原理、碰撞发生机理等基本理论知识，然后对现有防碰撞算法进行了分析和研究，通过理论推导和试验得出现有的防碰撞算法的特点与不足。在时隙ALOHA算法的基础上进行改进，得出扩频ALOHA防碰撞算法。改进后的防碰撞算法的吞吐量得到了提高，即提高了射频识别系统的效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要工作和结构安排
• 第2章 射频识别系统组成及碰撞发生机理
• 2.1 射频设别系统的组成
• 2.1.1 读写器
• 2.1.2 应答器
• 2.1.3 天线
• 2.1.4 高层
• 2.2 射频识别系统的工作原理
• 2.2.1 RFID 的基本交互原理
• 2.2.2 RFID 的耦合方式
• 2.2.3 RFID 的工作频率
• 2.3 系统的基本工作流程
• 2.4 系统的主要性能指标
• 2.5 射频识别碰撞发生机理和特性
• 2.6 信息碰撞解决途径
• 2.7 本章小结
• 第3章 应答器防碰撞算法
• 3.1 纯 ALOHA 法
• 3.1.1 仿真结果及分析
• 3.2 时隙 ALOHA 法
• 3.2.1 算法流程
• 3.2.2 仿真结果及分析
• 3.3 帧时隙 ALOHA 算法
• 3.3.1 仿真模型建立
• 3.3.2 算法流程
• 3.4 动态时隙 ALOHA 法
• 3.5 二进制搜索算法
• 3.6 本章小结
• 第4章 改进的防碰撞算法
• 4.1 扩频技术
• 4.1.1 扩频通信的工作原理
• 4.1.2 直接序列扩频通信的工作方式
• 4.1.3 扩频的时隙 ALOHA 算法基本原理
• 4.2 扩频 ALOHA 算法描述
• 4.3 模型的建立
• 4.4 模型的分析
• 4.5 与时隙 ALOHA 算法比较分析
• 4.6 本章小结
• 总结
• 参考文献
• 致谢