RFID传感器网络研究现状与发展趋势

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1、RFID传感器网络研究现状与发展趋势王越超摘要本文综述了传感器网络与RFID系统的现状与研究热点，并引出了上述两个系统的融合，即RFID传感器网络的出现。通过对RFID传感器网络的核心技术—数据处理技术的综述，描述了在该领域中的一些研究热点及相关技术。关键词：RFID传感器网络；数据处理1.RFID传感器网络概述传感器网络概述传感器网络（WSN）是集计算机、通信、网络、智能计算、传感器、嵌入式系统、微电子等多个领域交叉综合的新兴学科，它将大量的多种类传感器节点(传感、采集、处理、收发、网络于一体)组成自治的网络，实现对物理世界的动态智能协同感知。无线传感器网络的发展最初起源于战场监

2、测等军事应用。而现今无线传感器网络被应用于很多民用领域，如环境与生态监测、健康监护、家庭自动化、以及交通控制等。传感器网络的每个节点除配备了一个或多个传感器之外，还装备了一个无线电收发器、一个很小的微控制器和一个能源（通常为电池）。单个传感器节点的尺寸大到一个鞋盒，小到一粒尘埃。传感器节点的成本也是不定的，从几百美元到几美分，这取决于传感器网络的规模以及单个传感器节点所需的复杂度。传感器节点尺寸与复杂度的限制决定了能量、存储、计算速度与带宽的受限。传感器网络由三部分组成，WSN硬件、WSN软件与网络协议。WSN硬件.WSN硬件一个无线传感器节点可视为是一台微型的计算机，具有基本的组

3、件和接口。强调省电和构成分布式的自主网络平台。WSN软件.传感器网络的软件关键技术主要有无线数据库技术，比如使用在无线传感器网络的查询，和用于和其他传感器通讯的网络技术，特别是多次跳跃路由协议，其中以Zigbee(IEEE802.15.4)为代表。网络节点的微嵌入式软件：由于WSN的定位是大量布建在各种各样的远程连结环境中，并采用类似adhoc的特殊多跳移动无线网络。无线传感器网络节点基本上属于嵌入式系统的一种，也就是采用比一般目的操作系统更为精简的嵌入式操作系统。网络协议网络协议：有文献指出，无线传感器网络是由大量传感器结点通过无线通信技术自组织构成的网络。它能够实现数据的采集量

4、化、处理融合和传输应用。这些应用一般不需要很高的带宽，但是对功耗要求却很高，大部分时间必须保持低功耗。由于无线传感结点通常使用存储容量受限的嵌入式处理器/控制器，因此对协议栈的大小也有严格限制。另外，WSN对网络安全性、结点自动配置、网络动态重组等方面也有一定的要求。WSN的特殊性对应用于该技术的网络协议提出了较高要求。目前，ZigBee技术已经在WSN领域得到了较为广泛的应用，是最具竞争力的WSN网络协议。但有文献认为，Parmar表示，从长远来看，Zigbee在安全性、技术成熟度、节点管理、QoS特性、设备互操作性等方面都不及Wi-Fi。但本人WIFI的主要问题是成本及并未对W

5、SN进行适当裁剪。研究热点.目前，WSN的研究热点主要有：网络体系结构路由及数据分发、链路层协议WSN和IPv6的结合、数据的采集捕获技术、融合处理技术和数据库技术、功耗管理、定位技术、安全、适合WSN的软件开发环境和软件工具、模拟器、应用系统的开发等。RFID系统RFID是应用无线电波(频率为50kHz～5．8GHz)来自动识别单个物体对象的技术的总称。作为一种快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术，通过对实体对象的惟一有效标志，RFID可广泛应用于生产、零售、物流、交通等各个行业，被列为本世纪十大重要技术之一。RFID系统RFID系统主要由标签、阅读器和介于阅读器与企业应用之

6、间的中间件三部分组成。中间件的主要任务是对阅读器读取的标签数据进行过滤、汇集和计算，减少从阅读器传往企业应用的数据量，负责对阅读器进行管理和配置。中间件的作用与WSN网络对数据处理的要求不谋而合，因此有学者设计了RFID中间件软件并将其应用于WSN的数据处理中，实现了两者的结合。RFID技术具有如下特性：数据的读写功能；标签容易小型化和多样化；耐环境性；可重复使用；穿透性强；数据的记忆容量大，与传统的条形码相比，条形码识别物品的种类，而RFID技术确定每一个单独的物体对象。传感器网络与RFID技术的融合技术优势如下:“WSN和RFID技术的融合。由于RFID抗干扰性较差，而且有效距

7、离一般小于10m，这对它的应用是个限制。如果将Zigbee的WSN同RFID结合起来，利用前者高达100m的有效半径，形成WSID网络，其应用前景不可估量。”同时，Zigbee无线电有希望成为主动的RFID标签。Zigbee产品可以利用更多的传感器和更少的网关，它们可以降低主动RFID的成本。传感器网络与RFID技术的融合有学者提出了基于传感器网络的超级RFID。系统综合了RFID和传感器网络的技术特点，它继承了RFID利用射频信号自动识别目标的特性，同时实现了无线传