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RFID系统标签防碰撞算法研究

作　者: 刘迟时
导　师: 王春华
学　校: 湖南大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: RFID 标签识别防碰撞算法二叉树 ALOHA
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）是近年来新兴的一种自动识别技术，被公认为本世纪十大重要技术之一。标签碰撞问题是RFID技术的研究热点，当多个电子标签同时响应读写器时，各电子标签间的信号会相互干扰，读写器不能正确识别标签信息，发生标签碰撞。碰撞会减慢标签的识别过程，影响系统识别效率。因此，需要防碰撞算法解决标签碰撞问题，以提高RFID系统的识别效率。本文简要介绍了RFID标签防碰撞算法的研究背景、RFID系统构成及其数据传输原理等相关理论，并对现有的各类标签防碰撞算法进行了详细的分析。本文的主要创新工作如下：(1)提出了一种基于标签ID分段识别的防碰撞算法（GPA）。GPA算法考虑标签密集度与标签ID长度两个方面，采用分组策略来减小每次应答标签的数量，从而减少碰撞。把标签ID分成两段，读写器先识别标签ID的第一段，再去识别ID的剩余部分，减少标签和读写器之间的数据传输量。求解了最优标签分组与最优标签ID分段长度，并对提出的算法进行了性能分析与仿真实验。(2)提出了一种改进的基于树的算法（EBSA）。EBSA算法考虑实际应用中标签通常处于运动状态，读写器根据标签进入识别区域的先后顺序依次识别标签分组。读写器识别标签分组时，在一轮查询中，标签根据ID中查询前缀之后的一位先后岔开发送数据。并且，读写器检测到数据中有两个碰撞位后，停止接收后续数据。对提出的算法进行了性能分析，并用C语言在VC6.0环境下进行了仿真实验。提出的算法能有效地避免标签漏读，减少查询次数与数据传输量，提高了识别效率。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
插图索引  11-12
附表索引  12-13
第1章绪论  13-20
  1.1 研究背景  13-14
  1.2 RFID 技术国内外研究现状  14-17
    1.2.1 国外 RFID 技术研究现状  15-16
    1.2.2 国内 RFID 技术研究现状  16-17
  1.3 RFID 标签防碰撞算法研究现状  17-18
  1.4 论文的研究内容与组织结构  18-20
第2章 RFID 系统  20-29
  2.1 RFID 系统的构成  20-22
    2.1.1 读写器  20-21
    2.1.2 电子标签  21-22
    2.1.3 计算机系统  22
  2.2 RFID 系统工作原理  22-28
    2.2.1 相关电磁场理论  23-24
    2.2.2 耦合类型  24
    2.2.3 数据传输原理  24-25
    2.2.4 能量传递原理  25-26
    2.2.5 数据的完整性  26-28
  2.3 小结  28-29
第3章 RFID 系统标签防碰撞算法  29-42
  3.1 RFID 系统中的碰撞问题  29-31
    3.1.1 标签碰撞  29-30
    3.1.2 读写器碰撞  30
    3.1.3 读写器-标签碰撞  30-31
  3.2 标签防碰撞算法  31-33
    3.2.1 空分多址  31-32
    3.2.2 频分多址  32
    3.2.3 码分多址  32-33
    3.2.4 时分多址  33
  3.3 基于 ALOHA 的算法  33-37
    3.3.1 ALOHA 算法  34-35
    3.3.2 时隙 ALOHA 算法  35-36
    3.3.3 帧时隙 ALOHA 算法  36
    3.3.4 动态帧时隙 ALOHA 算法  36-37
  3.4 基于树的算法  37-41
    3.4.1 二叉树搜索算法  38-39
    3.4.2 动态二叉树搜索算法  39-40
    3.4.3 后退式二叉树搜索算法  40-41
  3.5 小结  41-42
第4章基于标签 ID 分段识别的防碰撞算法  42-54
  4.1 曼彻斯特编码  42-43
  4.2 GPA 算法  43-47
    4.2.1 算法思想  43-44
    4.2.2 相关命令  44-45
    4.2.3 GPA 算法工作原理  45-47
  4.3 GPA 算法分析与防碰撞流程实例  47-52
    4.3.1 算法分析  47-48
    4.3.2 第一段长度 k 和分组数 t 的最优解  48-50
    4.3.3 GPA 算法实例分析  50-52
  4.4 仿真与对比分析  52-53
  4.5 小结  53-54
第5章改进的基于树的算法  54-64
  5.1 EBSA 算法  54-58
    5.1.1 EBSA 算法思想  54-55
    5.1.2 EBSA 算法相关指令  55-56
    5.1.3 EBSA 算法防碰撞原理  56-58
  5.2 算法分析  58-61
    5.2.1 算法实例分析  58-60
    5.2.2 算法性能分析  60-61
  5.3 仿真与对比分析  61-63
  5.4 小结  63-64
结论  64-66
参考文献  66-71
致谢  71-72
附录 A 攻读硕士学位期间发表的学术论文  72-73
附录 B 攻读硕士学位期间参与的科研项目  73

RFID系统标签防碰撞算法研究

内容摘要

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