基于RFID的二进制防碰撞算法的研究

论文摘要

RFID是一种新的自动识别技术,它利用无线射频通信技术,完成阅读器器与电子标签之间的通信,从而实现对物体的识别。它不需要人力就可以完成电子标签与阅读器的信息传递,减少人力资源的使用,使人为原因引起的错误大大减少。降低企业的投入,增加企业的利润空间。因为这个原因,RFID技术在工业生产中的应用越来越多。在电子标签与阅读器的通信过程中,电子标签的碰撞是造成阅读器不能正确读取电子标签传递的信息,造成通信失败的重要原因,增加了阅读器与电子标签之间的通信量,使通信的时间大大加长,严重阻碍了RFID的发展以及应用。标签防碰撞算法能够解决标签碰撞的问题,加大阅读器读取电子标签的正确率,减少阅读器与电子标签的通信量,降低通信时间。RFID防碰撞算法的发展能够促进RFID技术的发展,促进它在实际当中的应用,在整个RFID技术发展当中具有非常要的理论和实际的价值。ALOHA算法是一种基于概率的算法,每个标签随即发送数据,如果产生碰撞,电子标签等待一段时间之后再次发送,它是不确定的,几种ALOHA算法的改进都没有改变不确定这个缺点,正是因为这个缺点限制了ALOHA算法的使用。二进制算法与ALOHA算法不同它是一种确定的算法,也因为这个原因使它在RFID防碰撞算法当中的应用非常广泛。电子标签具有自己独特的ID号,电子标签接收到阅读器的查询命令,根据自己的ID号以及自己现在的状态来确定是否对阅读器的查询命令进行响应,阅读器接收到响应标签的ID号,通过接收到的ID来发送下一次的查询指令,直到所有的电子标签被识别完毕。二进制算法有两个明显得缺陷首先阅读器发送的查询指令以及电子标签发送的响应发送的都是完整的标签ID号,这样的通信量都会很大,特别是当查询次数多,会使系统的效率很低,如果能够只传送一部分会很大的提高系统的效率,降低通信所需要的时间。其次当没有发生电子标签的碰撞时候,阅读器读取电子标签中存储的信息,阅读器都会从根节点开始重新查询,浪费了以前查询所做的工作,如果能够从前面节点记录的查询命令开始查询,而不是从根节点的话,会使查询的次数减少。针对这两个问题提出了动态二进制,以及后退式二进制两种算法,以及两种结合的跳跃式动态树算法。虽然在二进制的基础上动态树算法的通信量以及查询次数都降低很多,但是传递查询指令最高碰撞位前面序列的所用通信量仍然多,如果能够只传送最高碰撞位而不需要传送最高碰撞位前面的指令序列,将会极大降低通信的通讯量,提高系统的效率,于是本文提出了一种只需要传递最高碰撞位的改进算法。在最后本文根据酒类生产的需要,设计了基于RFID的酒类生产系统,并完成了后台管理系统。在该系统当中使用无源,被动无芯的电子标签。阅读器可以使用手持或者固定的。后台管理系统是该系统的核心部分,管理生产当中的各个环节。主要由订单管理,销售管理,生产管理以及仓库管理四个部分组成。当然本文只是提出了一种基于二进制算法的改进,在证明方面也只是用仿真程序模拟证明,是否还能减少通信量,减少查询次数还有待我们的思考,需要我们更加努力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的目的和意义
• 1.2 RFID研究及应用现状
• 1.3 论文的内容以及结构
• 第2章 RFID技术及ALOHA算法介绍
• 2.1 RFID技术介绍
• 2.1.1 电子标签
• 2.1.2. 阅读器
• 2.1.3 天线
• 2.1.4 计算机应用软件
• 2.2 RFID标签碰撞产生原因介绍
• 2.3 RFID防碰撞算法介绍
• 2.4 ALOHA算法介绍
• 2.5 本章小结
• 第3章 二进制防碰撞算法及其改进
• 3.1 二进制算法
• 3.2 动态二进制算法
• 3.3 后退式二进制算法
• 3.4 跳跃式动态树算法
• 3.5 基于动态式跳跃树的改进算法
• 3.6 改进算法的性能分析
• 3.6.1 算法优劣比较的依据
• 3.6.2 改进算法与与现有算法的比较
• 3.7 本章小结
• 第4章 基于RFID的酒类生产系统
• 4.1 RFID在酒类生产中的作用
• 4.2 系统的总体构成
• 4.3 系统流程
• 4.4 基于RFID的酒类生产系统的后台管理系统的实现
• 4.4.1 数据库的设计
• 4.4.2 基于RFID的酒类生产系统的具体实现
• 4.5 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果
• 致谢