无源超高频RFID系统中的融合增强型防碰撞算法研究

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1、密级：非密中图分类号：TP391.4硕士学位论文无源超高频RFID系统中的融合增强型防碰撞算法研究研究生：郭艳导师：唐志军学科：控制科学与工程研究方向：物联网工程2018年6月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterResearchonthefusedandenhancedanti-collisionalgorithminUHFRFIDsystemsCandidate：YanGuoSupervisorandRank：ZhijunTangProfessor无源超高频RFID系统中的融合增强型防碰撞算法研究学位类型学术型学位作者姓

2、名郭艳作者学号15010401002学科（专业学位类别)控制科学与工程研究方向（专业领域)物联网工程导师姓名及职称唐志军教授实践导师姓名及职称所在学院信息与电气工程学院论文提交日期2018年6月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、

3、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要在“互联网+”和“网络强国”的国家信息化战略背景下，物联网发展受到了国家各个层面的高度关注。射频识别（RFID）作为物联网的核心驱动技术，已被列为21世纪十大重要技术之一，但其应用基础技术研究还存在着大量尚未解决的关键问题。无源UHF（超高频）RFID系统由

4、于具有数据速率高、识别距离远、抗干扰性强、成本低、使用寿命长、体积小、能多目标识别等优点而得到广泛关注。而防碰撞算法作为无源UHFRFID系统的关键技术，其性能的高低直接影响整个系统的正常运行。现有防碰撞算法在吞吐率、通信量和传输时间等性能指标上还存在许多不足，所以，针对这些不足，研究无源UHFRFID防碰撞算法就显得尤为重要。本文的研究内容主要包括以下三个方面：（1）研究了物联网无源UHFRFID系统的基本组成、重要结构及其电磁场工作原理和控制过程，以及RFID系统防碰撞算法，其中常见的算法主要是以下三种：以Aloha为基础的概率型算法、以二进制树为基础的

5、确定型算法、融合Aloha和二进制树的综合算法，其中基于Aloha和二进制树的融合算法是在前两种算法的基础上改进，并补充其不足而提出来的新型算法；（2）为了改进现有RFID防碰撞算法的不足之处，同时为了提高RFID性能，本文在融合型算法的基础上，提出了一种增强型算法，并从RFID吞吐率、标签通信量、成功读取标签迭代次数和正确估计率等参数指标上进行实验仿真，结果证明该算法性能更优；（3）针对基于二叉树和Aloha的融合型算法不完善之处，本文又提出了融合预测检验算法，并对其进行实验仿真，得出结论：提高了无源UHFRFID系统幅频响应稳定性、吞吐率、通信量和系统效

6、率，降低了通信复杂度；综上所述，本文提出了两种新算法，并对其进行了仿真实验，结果显示：与其它防碰撞算法相比，各项通信质量指标均较好，达到了改进RFID系统防碰撞算法的目标。关键词：物联网；RFID系统；标签碰撞；融合型算法；系统效率iAbstractUnderthenationalstrategybackgroundoftheInternetPlusandNetworkPower，thedevelopmentoftheInternetofThings(IoT)hasbeenhighlyconcernedbyalllevelsofthecountry.Asth

7、ecoredrivingtechnologyoftheInternetofThings,RFID(RadioFrequencyIdentification)hasbeenlistedasoneofthetenimportanttechnologiesinthetwenty-firstcentury.However,therearestillalotofunsolvedkeyproblemsinbasictechnologyresearchforitsapplication.PassiveUHF(ultrahighfrequency)RFIDsystemhas

8、itsadvantagesofhighdatarat