RFID系統(tǒng)防碰撞算法研究.pdf

1、學校代碼：10406分類號：TN919.72學號：120081001010南昌航空大學碩士學位論文（學位研究生）RFID系統(tǒng)防碰撞算法研究碩士研究生：劉曉崗導師：宋高俊申請學位級別：碩士學科、專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)所在單位：信息工程學院答辯日期：2015年6月授予學位單位：南昌航空大學I摘要無線射頻識別（RFIDRadioFrequencyIdentification）技術(shù)作為廣泛使用的非接觸式的自動識別技術(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)科技的引領(lǐng)下將獲得巨

2、大發(fā)展前景。對比其他自動識別技術(shù)，RFID技術(shù)以其非接觸性、環(huán)境適應能力強、非視覺范圍讀寫等優(yōu)勢，被大量應用在工業(yè)、軍事科技、交通運輸、醫(yī)療衛(wèi)生以及日常生活等各領(lǐng)域，應用前景十分廣闊。但是，由于RFID技術(shù)被大規(guī)模的應用，在多目標識別過程中也產(chǎn)生了一定問題：當幾個射頻標簽同時請求識別時，閱讀器不能自行排序明確的區(qū)別開來，導致信息沖突，使得閱讀器產(chǎn)生誤判或是失效，嚴重影響了RFID系統(tǒng)的正常工作。因此，RFID系統(tǒng)中的信息碰撞問題是RFI

3、D技術(shù)發(fā)展過程中急需處理的關(guān)鍵難題。在有效的控制成本和復雜度情況下，如何減少射頻標簽的識別時間、提高信道利用率以及提高識別效率成為RFID系統(tǒng)防碰撞算法的研究核心。本文首先論述RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理，接著重點闡述RFID系統(tǒng)中標簽防碰撞問題的解決思路：基于ALOHA類的概率性算法與基于二進制樹的確定性算法?；贏LOHA類算法包括純ALOHA算法、時隙ALOHA算法、幀時隙ALOHA算法以及動態(tài)幀時隙ALOHA算法，從純ALOHA算

4、法經(jīng)過一步步改進優(yōu)化，得到最后的動態(tài)幀時隙ALOHA算法，針對動態(tài)幀時隙ALOHA算法需要準確估算標簽數(shù)量的特點，最后詳細介紹了幾種常見的標簽估計法。二進制樹防碰撞算法涵蓋了二進制搜索算法、動態(tài)搜索算法、鎖位后退搜索算法以及跳躍式動態(tài)二進制搜索算法，具體分析了以上四種算法的運算過程以及相關(guān)特性進。最后，考慮到二進制樹算法在識別標簽的過程中，對標簽的搜索次數(shù)較多，識別時間較長，并且數(shù)據(jù)傳輸量也大。于是，提出一種改良方法，該方法是在跳躍式動

5、態(tài)二進制搜索算法的基礎上進行優(yōu)化的。在標簽識別之前，根據(jù)標簽自身序列號的特性進行分組，標簽的識別每次只在一組中進行，可以減少搜索次數(shù)。除此之外，閱讀器發(fā)送信息指令只與最高碰撞位有關(guān)，在搜索中可以減少冗余信息，從而減少數(shù)據(jù)傳遞量。為了驗證改進算法的可行性，將改進算法的相關(guān)性能與原有算法的性能對比，同時使用MATLAB進行實驗仿真。仿真結(jié)果顯示，改進的算法能有效縮減標簽的搜索次數(shù)，在減少數(shù)據(jù)傳輸量方面也有很大改善。隨著標簽數(shù)量的遞增，更能顯