RFID防碰撞算法研究.pdf

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1、学校代码：10406分类号：TN915.5学号：090081001006南昌航空大学硕硕硕士士士学学学位位位论论论文文文（学位研究生）RFID防碰撞算法研究硕士研究生：李青青导师：刘洪武申请学位级别：硕士学科、专业：通信与信息系统所在单位：信息工程学院答辩日期：2012年6月授予学位单位：南昌航空大学Researchonanti-collisionalgorithminRFIDsystemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnCommunicationandInformationSystembyLiQingqin

2、gUndertheSupervisionofProf.LiuHongwuSchoolofInformationEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2012摘要无线射频识别（RadioFrequencyIdentification,RFID）技术作为物联网的最核心技术之一，在物联网技术的引领下必将获得越来越大的发展空间。RFID技术以其特有的设备特性可实现多个远距离、非接触目标的自动识别，被广泛应用在军事、交通、工业、医学以及日常生活等各个方面。但在此过程中，RFID技术也由于其非接触的

3、特性，遇到了多目标识别过程中的信息碰撞问题。信息碰撞使RFID系统不能正常工作，导致误读或漏读等现象，限制了RFID系统的实际应用。因此，RFID系统的碰撞问题是RFID技术发展过程中亟须认真解决的问题。论文首先介绍RFID系统的结构及相关工作原理。在结构介绍中，主要介绍阅读器和电子标签两大关键部分的内部结构和功能，工作原理方面介绍了系统信号耦合、调制、编码等过程，并指出标签防碰撞算法对RFID技术数据完整性保持的重要作用，是RFID技术中必不可少的过程。接着文章研究RFID系统中标签防碰撞问题的解决策略，主要基于概率性的ALOHA类防碰撞算法和基于确定性的二进

4、制树类防碰撞算法。基于ALOHA类算法介绍了从纯ALOHA到时隙ALOHA再到帧时隙ALOHA，最后是动态帧时隙ALOHA（DFSA）的工作过程与演进思路，后来算法均是对先前算法针对碰撞次数或系统效率做的改进。基于二进制类的防碰撞算法先介绍了二进制搜索算法，考虑到信息发送的冗余，得到动态搜索算法，接着从减少搜索次数考虑，在动态搜索基础上分析锁位后退的搜索算法，同时考虑信息冗余和搜索次数得到跳跃式二进制搜索，并对几种算法的实现过程做了具体分析，对相关特性做了对比。最后，考虑到DFSA算法中大量的空闲时隙和碰撞时隙对系统效率的影响，文章提出了优化帧内时隙长度的策略。

5、根据实际情况，在系统确定前将空闲时隙和碰撞时隙缩短，以最大吞吐率为基准得到时隙优化参数，优化的动态帧长则由优化的参数和当前未读标签数来决定。提出的算法通过对比标签估计法的估计准确率，采用优化的切比雪夫不等式法来估计下一帧的未读标签数，并通过马尔科夫建模对标签的整个识别过程做出分析，实现对读取周期的有效控制。在文章最后，通过matlab仿真，给出了关于改进算法在标签估计准确率、系统效率及平均识别时间等方面的性能优化。仿真结果表明，改进的DFSA算法在标签估计方面性能既准确又稳定，系统效率得到了成倍的提高，平均识别时间也有明显的缩短。关键词关键词：无线射频识别，防碰

6、撞，关键词ALOHA，二进制树，标签估计，帧长优化IAbstractAsoneofthekeytechnologiesofInternetofthings,RFIDtechnologywillgetlargerandlargerdevelopmentspacewiththeguideofInternetofthings.Accomplishingautomaticidentificationofmultiplefarfieldcontactlessobjects,RFIDcanbeappliedinallaspectsofdailylifesuchastraff

7、ic,military,industrialandmedicalaffairs.However,RFIDisconfrontedwithinformationcollisionduetocontactlessapplications.TheinformationcollisionlimitstheapplicationofRFID,bringingmanyreadingissuesonmistakesandomissions.Consequently,collisionissuemustbesolvedcarefullyduringthedevelopmento

8、fRFIDtechnol