基于碰撞树的RFID标签防碰撞算法研究

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1、密级公开分类号ＴＰ３０．６１ｍＸｒＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文题Ｓ：基于碰撞树的ＲＦＩＤ标签防碰撞算法研究、作者：苏小浩指导教师：刘宝龙副教授申请学位学科：计算机软件与理论２０１８年５月４日密级公开分类号TP301.6XI’ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY硕士学位论文题目:基于碰撞树的RFID标签防碰撞算法研究作者：黑体4号苏小浩指导教师：刘宝龙副教授申请学位学科：计算机软件与理论2018年5月4日基于碰撞树的RFID标签防碰撞算法研究学科：计算机软件与理论研究

2、生签字：指导教师签字：摘要射频识别(RadioFrequencyIdentification，RFID)技术是一种利用无线射频信号进行数据传输的自动识别技术，是物联网核心技术中的重要组成部分。RFID技术具有非接触识别、抗干扰能力强、存储数据量大、安全性高等优点，已被广泛应用在零售业、物流业、制造业等诸多领域，带来了巨大的市场价值和经济价值。但RFID技术在实际应用中还存在读取碰撞等诸多问题，防碰撞算法性能的好坏将直接影响到系统识别物体的准确性和效率，解决好这些问题对于RFID的大规模应用具有重要意义。本文首先介绍了标签防碰撞算法的国内外研究现状、RFID系统的组成部分和工作

3、原理，论述了RFID系统存在的几种不同碰撞形式。然后，重点分析比较了几种经典标签防碰撞算法，并在碰撞树(CollisionTree，CT)算法的基础上提出了一种多位识别碰撞树(Multi-BitIdentificationCollisionTree，MICT)算法。多位识别碰撞树算法利用两个固定长度的数组保存碰撞时新产生的查询前缀，其中一个数组记录每个识别周期的碰撞信息，另外一个数组获取当前碰撞周期产生的查询前缀。随着标签数量和标签ID长度增加，此方案与栈存储查询前缀的方法相比，在降低存储数据量方面有明显提高。提出的新算法利用“多位编码”的方案将标签ID按照一定规则进行编码，

4、实现了“一次碰撞，多位识别”，从而显著降低了查询次数。通过仿真实验验证了提出的算法的正确性，给出了新算法达到性能最优时的参数取值。实验结果表明，多位识别碰撞树算法与碰撞树算法相比，时间复杂度降低了38%左右，通信复杂度降低了约27%。与现有的多冲突位解析算法相比，时间复杂度方面降低了12%以上，通信复杂度降低了约8%。新算法既继承了碰撞树算法消除空闲时隙的优点，又成功解决了传统树型算法查询前缀更新的局限性，提高了识别效率，并且标签数量越多，新算法在查询总次数和传输数据量方面的优势就越明显。关键词：射频识别；防碰撞算法；电子标签；多位识别ResearchonAnti-Colli

5、sionAlgorithmforRFIDTagsBasedonCollisionTreeDiscipline:ComputerSoftwareandTheoryStudentSignature:SupervisorSignature:AbstractAsanimportantpartofthecoretechnologyofInternetofThings,RadioFrequencyIdentification(RFID)technologyisanautomaticidentificationtechnologythatusesradiofrequencysignalsf

6、ordatatransmission.RFIDtechnologyhasmanyadvantages,suchasnon-contactidentification,stronganti-interferenceability,largeamountofstoragedataandhighsecurity.Ithasbeenwidelyappliedinmanyfields,suchasretail,logistics,manufacturingandsoon,whichbringshugemarketvalueandeconomicvalue.However,therear

7、estillmanyproblemssuchascollisionofreading,andtheperformanceoftheanti-collisionalgorithmwilldirectlyaffecttheaccuracyandefficiencyofthesystemtoidentifytheobject.Solvingtheseproblemsisofgreatsignificanceforthelarge-scaleapplicationofRFID.First,thethesisin