RFID關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、RFID(Radio Frequency Identification)射頻識(shí)別技術(shù)是一種利用無線電射頻信號(hào)進(jìn)行通信的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。它具有高效、快速、可靠、非視距讀取和可工作于惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集和商品識(shí)別領(lǐng)域。目前，標(biāo)簽防碰撞算法和安全認(rèn)證協(xié)議設(shè)計(jì)是RFID領(lǐng)域最炙手可熱的研究課題。 有源標(biāo)簽的出現(xiàn)和RFID技術(shù)在高速移動(dòng)物體中的應(yīng)用，迫切需要讀寫器在有限時(shí)間內(nèi)高效快速地識(shí)別大量標(biāo)簽。標(biāo)簽防碰撞算法就是

2、要解決在讀寫器有效通信范圍內(nèi)，多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)與讀寫器進(jìn)行通信的問題。在保持一定復(fù)雜度和成本的條件下，最大限度的減少搜索時(shí)間，提高識(shí)別效率，是標(biāo)簽防碰撞算法研究的方向和趨勢(shì)。隨著RFID技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，安全認(rèn)證協(xié)議的設(shè)計(jì)與完善對(duì)于保護(hù)信息安全和用戶隱私變得更加重要。設(shè)計(jì)安全、高效、低成本的RFID安全協(xié)議是RFID領(lǐng)域具有挑戰(zhàn)性的研究課題之一。 本文針對(duì)防碰撞算法和安全認(rèn)證協(xié)議這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行了系統(tǒng)性研究。文章的特色和創(chuàng)新

3、點(diǎn)包括： 1、提出了一種基于搜索矩陣的自適應(yīng)防碰撞算法。算法有效地利用了碰撞信息，通過構(gòu)造搜索矩陣，克服了二進(jìn)制碰撞算法逐位搜索效率低的缺點(diǎn)，同時(shí)提出碰撞堆棧的概念，用于根據(jù)時(shí)隙狀態(tài)，自適應(yīng)得調(diào)整搜索路徑，從而減少碰撞和空閑時(shí)隙數(shù)以及傳輸?shù)谋忍亓?。理論和仿真?shí)驗(yàn)表明，算法有效實(shí)用，可有效的減少識(shí)別時(shí)間，提高搜索效率。 2、提出了一種基于二叉樹分解的自適應(yīng)防碰撞算法。算法利用標(biāo)簽EPC的唯一性，通過時(shí)隙分配估計(jì)標(biāo)簽的分布情

4、況，對(duì)發(fā)生碰撞的時(shí)隙進(jìn)行二叉樹搜索，從而將一個(gè)龐大且復(fù)雜的二叉樹分解成多個(gè)簡單的小子二叉樹，簡化了搜索流程。理論和仿真實(shí)驗(yàn)證明了算法的有效性，即在待識(shí)別的標(biāo)簽數(shù)量較多時(shí)，可有效的減少識(shí)別時(shí)間，提高搜索效率。 3、提出了一種自適應(yīng)多叉樹防碰撞算法。算法在動(dòng)態(tài)二叉樹和四叉樹搜索算法的基礎(chǔ)上，利用曼徹斯特編碼可以準(zhǔn)確識(shí)別碰撞位的特性，通過計(jì)算碰撞因子，估計(jì)標(biāo)簽數(shù)量，從而自適應(yīng)地調(diào)整搜索叉數(shù)。算法在標(biāo)簽數(shù)較多的分支內(nèi)選擇動(dòng)態(tài)四叉樹搜索，

5、反之選擇動(dòng)態(tài)二叉樹搜索。理論和仿真分析表明：算法克服了動(dòng)態(tài)二叉樹和四叉樹搜索算法的缺點(diǎn)，在減少碰撞時(shí)隙數(shù)的基礎(chǔ)上，又減少了空閑時(shí)隙數(shù)，可大幅度地提高了搜索效率和時(shí)隙的吞吐率，具有一定的創(chuàng)新性和實(shí)用性。 4、針對(duì)現(xiàn)有安全認(rèn)證協(xié)議中常常忽略的來自系統(tǒng)內(nèi)部合法讀寫器之間的偽造和篡改問題，提出一種新的基于密鑰陣列的安全認(rèn)證協(xié)議。它通過增加密鑰更新標(biāo)記，有效地解決了標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫之間的同步更新問題。理論和分析表明：協(xié)議可抵抗包括重傳、跟蹤、