微波波段有源射頻識別系統(tǒng)的能耗優(yōu)化研究.pdf

1、隨著物聯網產業(yè)的不斷發(fā)展，作為物聯網基礎的射頻識別技術日益成為研究熱點。微波波段有源射頻識別系統(tǒng)以其識別距離遠，存儲容量大等特點而被廣泛應用。但是，微波波段有源射頻識別系統(tǒng)存在射頻能耗過高、電池容量有限的矛盾，嚴重制約了該技術的全面推廣。對該系統(tǒng)的能耗優(yōu)化研究不僅能夠促進該頻段的射頻識別技術的推廣與應用，同時能夠帶來很好的環(huán)境效益。有源標簽通常采用電池供電，當電池容量下降時，有源標簽的作用距離變短、可靠性降低，電池壽命成為制約系統(tǒng)應用的

2、瓶頸。優(yōu)化有源標簽的能耗能有效降低有源標簽功耗，延長使用壽命，降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)可靠性，具有顯著的研究價值和現實意義，因此本文對該頻段的有源標簽能耗進行優(yōu)化研究。本文主要研究內容如下：
　　本文基于現有有源標簽的通用設計方案，設計與實現了一款常規(guī)有源標簽。通過對現有的有源標簽能耗優(yōu)化方案進行比較發(fā)現，低功耗的防碰撞算法不僅能夠有效降低有源標簽的能耗，而且具有普遍研究意義。對實現的標簽在各個狀態(tài)的能耗測試發(fā)現，標簽盡可能的處于低

3、功耗狀態(tài)能夠有效的降低防碰撞識別過程中標簽的能耗。在上一步研究的基礎上，對ISO/IEC18000有源射頻識別防碰撞算法進行研究，找出在該算法中影響標簽能耗的主要因素，提出LP_DFSA(lower power DFSA)算法，減少防碰撞過程中的過度偵聽時隙。對提出的改進算法進行建模與仿真，仿真結果表明改進的算法相對ISO/IEC18000有源射頻識別防碰撞算法能有效地降低標簽能耗。在現實應用環(huán)境中，通常存在對同一標簽進行多次重復盤點的

4、現象，常規(guī)防碰撞算法未能有效利用該信息。針對該現象，在有源標簽盤點過程中存儲了上次盤點的時隙號，利用該特性設計循環(huán)多次盤點的低功耗防碰撞算法。將新設計的算法與GJB7377.2-2011中的防碰撞算法進行建模仿真對比，兩種算法的仿真結果表明新的算法在標簽的發(fā)送命令總數和讀寫器的發(fā)送命令數量都明顯優(yōu)于GJB7377.2-2011中的防碰撞算法。新的算法能夠從算法層面優(yōu)化標簽的能耗，降低整個系統(tǒng)的能耗，達到優(yōu)化微波段有源射頻識別系統(tǒng)能耗的目