基于粒子群的rfid网络负载平衡布局方法

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1、基于粒子群的RFID网络负载平衡布局方法作者姓名李禹龙导师姓名、职称刘静教授一级学科电子科学与技术二级学科电路与系统申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年11月学校代码10701学号1202120823分类TN82号TP18密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于粒子群的RFID网络负载平衡布局方法作者姓名：李禹龙一级学科：电子科学与技术二级学科：电路与系统学位类别：工学硕士学校导师姓名、职称：刘静教授提交日期：2014年11月AParticleSwarmOptimizationAlgorithmforRFIDNetworkPlanning

2、withLoadBalancingConstraintAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicScienceandTechnologyByLiYulongSupervisor:Prof.LiuJingNovember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，

3、除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，

4、允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要近些年来，RFID（RadioFrequencyIdentification）射频识别技术作为物联网技术的一个代表，越来越多的受到研究者的关注。在RFID系统中也涉及许多方面的技术问题，如网络规划、防冲突碰撞与安全技术、频率选择、天线技术、低功耗技术、封装技术、定位与跟踪等。随着RFID技术的发展和广泛应用，RFID网络的布局优化问题就成为一项急剧

5、挑战性的工作。对于RFID网络布局优化问题，这里涉及到许多约束条件和目标，并已被证明是NP-hard问题。RFID网络布局优化问题的目的就是满足在一定的约束条件，如标签覆盖率，阅读器的数量，干扰和负载平衡，找到阅读器的最佳位置。本论文的主要工作如下：（1）通过对RFID网络布局优化的问题进行分析，知道RFID网络布局优化问题其实质是一个多目标的组合优化问题，这里边需要考虑三个目标约束，即标签的覆盖率、阅读器的干扰、阅读器的个数。针对此RFID网络布局优化问题我们提出了一种基于多种群共生算法的粒子群优化方法，这种方法有效的控制了粒子群算法的早熟现象；

6、同时针对RFID网络布局优化阅读器的个数时，通过引入阅读器试探消除算子，该算子能够智能地调整在优化过程中部署的阅读器的数量。最后通过实验证明了我们提出的基于多种群共生算法的粒子群优化方法的有效性，同时也使得在RFID网络布局优化的问题中可以根据现实的需要自适应的调节阅读器的数量。（2）在基本的RFID网络布局优化的问题中主要涉及三个目标约束，即标签的覆盖率、阅读器的干扰、阅读器的个数。可是随着RFID技术的不断发展，RFID网络的规模也在越来越大，在这样一个庞大的系统中，每个RFID的阅读器都在同一时刻负担着与其附近的多个标签的通信，若在这样一个庞

7、大的系统中，如果出现某些阅读器负载不均衡的情况，就会导致出现多个标签在同一时间与其负载的同一个阅读器无法通信时，也会导致发生标签覆盖率急剧下降。为此，考虑RFID网络布局优化的问题，考虑负载平衡约束是十分必要的。所以，在第二个工作中，我们将网络的负载平衡约束引入到RFID网络布局优化的问题中，对基于负载平衡的RFID网络布局优化问题进行新的优化，在这里我们使用了标准的粒子群优化算法，以及可以动态调整阅读器的数量的试探消除算子（TRE）。通过上述的算法，我们找到RFID读写器部署的最佳配置，同时满足标签的覆盖率，阅读器的数量，负载平衡和干扰的限制，实

8、验仿真该算法能够实现高覆盖率，同时使用相对较少的阅读器，高负载均衡和低干扰。I西安电子科技大学硕士学位论文关键词：射频识别