基于红黑树的rfid标签文件系统的设计与优化

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1、分类号TP302密级公开UDC004学位论文编号D-10617-308-(2016)-02007重庆邮电大学硕士学位论文中文题目基于红黑树的RFID标签文件系统的设计与优化英文题目DesignandOptimizationofRFIDTagFileSystemBasedonRed-BlackTree学号S130201007姓名陈毅辉学位类别工学硕士学科专业计算机科学与技术指导教师龙昭华教授完成日期2016年5月30日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要物联网的快速发展与RFID标准的制定，使得RFID技术得到普及与发展，推动了嵌入式系统的发展，也促进了日常生活的智能化和便捷化。在RFID技术发展的

2、过程中，出现了各种特色电子标签，由于无源电子标签识别距离短、安全性较差等缺点，使得有源电子标签在未来具有更多的潜力。2012年国家相关部门颁布了2.45GHz有源RFID空中接口协议国家标准-GB/T28925-2012，其中文件系统作为空中接口协议标准的重要组成部分，它的设计与实现影响着整个电子标签的性能。本文通过对RFID技术和嵌入式文件系统的分析，按照标准中规定的文件系统功能要求，设计和实现了RFID标签文件系统。为了进一步提高读写文件数据的实时性，结合红黑树算法的高效搜索特性，对标签文件系统进行了实时性优化。首先，本文对RFID技术和当前流行的各种文件系统进行了深入研究，选择技术较为成

3、熟的FAT文件系统作为设计模型，按照空中接口协议标准中对文件系统的功能要求，设计和实现了精简的RFID标签文件系统。其次，为了实现RFID标签文件系统中读写速度进一步提高的目标，通过总结现有的嵌入式文件系统提高读写速度的方法，本文提出了一种利用红黑树对标签文件系统进行实时性优化的方案。该方案在分析FAT表发现有大量连续的空闲数据块和连续的已占用数据块的事实基础上，建立了表示连续数据块的结点模型，结合红黑树这种高效的索引结构，通过将连续数据块作为红黑树结点信息的方法，设计出了空闲区红黑树和占有区红黑树。上述优化方法使得文件操作需要的数据块信息在已建立的红黑树上进行查找即可，很好的提高了数据读写的

4、速度，实现了RFID标签文件系统实时性优化目标。最后，搭建实际应用系统，在阅读器和标签实现通信的前提下，本文对文件系统的基本操作功能进行了验证。在此基础上对经过红黑树、B树优化的标签文件系统和优化之前的标签文件系统三者进行了实验对比分析，测试实时性的提高。关键词：RFID标准，标签文件系统，红黑树，实时性I重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractRFIDtechnologyhasbeenthepopularizationanddevelopmentwiththerapiddevelopmentofinternetofthingsandformulationofRFIDstand

5、ards,notonlypromotethedevelopmentoftheembeddedsystems,butalsomakeslifemoreconvenientandintelligent.TheprocessofRFIDtechnologytodevelop,theemergenceofmanycharacteristicelectronictags,duetotheshortidentifieddistanceofpassiveRFIDtag,poorsecurityandothershortcomings,sothattheactiveelectronictagshavemore

6、futurepotential.Thenationalstandard-GB/T28925-2012ofthe2.45GHzactiveRFIDairinterfaceprotocolwasissuedbytherelevantdepartmentsin2012,whereinthefilesystemisanimportantpartoftheairinterfaceprotocolstandard,anditsdesignandimplementationaffectstheperformanceoftheentireelectronictag.Throughtheanalysisofth

7、eRFIDtechnologyandtheembeddedfilesystem,thethesisdesignsandimpletestheRFIDtagfilesysteminaccordancewiththedemandoffilesysteminthestandard.Inordertofurtherimprovethereal-timeofreadingandwritingfiledata