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射频防碰撞算法的研究

作　者: 田蕾
导　师: 舒远仲
学　校: 南昌航空大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 无线射频识别防碰撞 ALOHA 二进制排队二维检测
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 15次
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内容摘要

射频识别(RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术，它是以空间电磁场作为媒介来进行信息交换，是物联网技术中的核心技术，它具有快速，稳定，非视距读取等优点，被广泛的应用到我们的生产生活当中。由于RFID技术的非接触性，使得系统在进行多目标的识别过程中会遇到信息干扰的问题，这样不仅会导致系统效率的地下，还有可能使得整个系统崩溃。随着信息时代的飞速发展，对多目标的识别技术被广泛应用，所以当下迫切需要解决多目标识别中的信息干扰问题，对促进信息发展和多目标的互联有战略性的意义。本文首先对防碰撞算法的基本工作原理和性能进行了阐述，对比分析现有的ALOHA算法和二进制算法所存在的不足。为解决现有算法所存在的不足，文章提出了一种改进的防碰撞算法，主要是利用排队的方法让标签进入时隙，使帧内标签的数目一直等于帧的长度，这样保持阅读器一直以最大的效率工作，算法中还对时隙的长度进行了限定，对帧的长度进行了选择，利用时域和码域相结合的方法来对时隙内的标签进行检测。最后通过matlab仿真对改进算法性能进行验证，从仿真结果可以看出改进后的算法不但减少了标签的碰撞，还减少了时隙的使用数目，提高了系统的效率。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-12
  1.1 课题研究背景  8-9
  1.2 RFID 标签防碰撞算法的研究现状  9-10
  1.3 课题研究意义  10-11
  1.4 本文的研究内容与结构安排  11-12
    1.4.1 本文的研究内容  11
    1.4.2 本文结构安排  11-12
第2章 RFID 系统工作原理  12-23
  2.1 RFID 系统的结构  12-16
    2.1.1 电子标签  12-15
    2.1.2 阅读器  15-16
  2.2 RFID 工作原理及耦合原理  16-18
    2.2.1 RFID 系统工作过程  16-17
    2.2.2 射频信号的耦合  17-18
  2.3 RFID 编码和调制过程  18-22
    2.3.1 RFID 编码  19-21
    2.3.2 RFID 系统中的调制方式  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第3章 RFID 防碰撞算法研究  23-44
  3.1 电子标签的碰撞  23-26
    3.1.1 空分多路法(SDMA)  24-25
    3.1.2 频分多路法(FDMA)  25
    3.1.3 码分多路法(CDMA)  25-26
    3.1.4 时分多路法(TDMA)  26
  3.2 基于 ALOHA 类防碰撞算法  26-36
    3.2.1 纯 ALOHA 算法  27-29
    3.2.2 时隙 ALOHA 算法  29-30
    3.2.3 帧时隙 ALOHA 算法  30-34
    3.2.4 动态帧时隙 ALOHA 算法  34-36
  3.3 基于二进制防碰撞算法  36-43
    3.3.1 二进制搜索算法  37-40
    3.3.2 动态二进制搜索算法  40-41
    3.3.3 基于二进制搜索算法的后退式算法  41-43
    3.3.4 跳跃式动态树防碰撞算法  43
  3.4 本章小结  43-44
第4章一种改进的防碰撞算法  44-63
  4.1 算法改进思路  44
  4.2 时隙长度的优化  44-49
    4.2.1 时隙长度的公式推导  45-46
    4.2.2 性能仿真与分析  46-49
  4.3 帧长的选择  49-51
    4.3.1 帧长和标签数量关系推导  49-50
    4.3.2 性能仿真与分析  50-51
  4.4 排队理论的应用  51-57
    4.4.1 标签应答过程  51-52
    4.4.2 标签排队规则  52-53
    4.4.3 排队理论数学建模  53-54
    4.4.4 M/M/n 模型分析  54-56
    4.4.5 阅读器对排队理论的处理  56-57
  4.5 时隙碰撞检测的优化  57-59
  4.6 优化算法仿真结果分析  59-62
  4.7 本章小结  62-63
第5章总结与展望  63-64
参考文献  64-68
攻读硕士期间发表论文和科研情况  68-69
致谢  69-70

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