基于RFID的防冲突算法的设计与实现

论文摘要

RFID(Radio Frequency Identification),即射频识别,是20世纪90年代兴起的非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID系统在货物跟踪和库存管理等供应链方面发挥了越来越重要的作用,为供应链管理提供了最便捷有效的实施方案。其应用包括产品认证、质量控制、仓储管理、物流供应、偷盗检测以及自动结账等诸多方面,而且未来RFID市场的潜力仍不可估量。RFID技术中无人工干预和可复用两大特点体现了它巨大的潜力和应用前景。随着RFID标签价格的进一步降低,RFID技术将更具优势和吸引力。本文围绕RFID系统防冲突算法展开研究。首先对RFID的发展历程、分类、特点、国内外研究和发展现状、以及实践意义和应用障碍、防冲突算法研究现状进行简单的介绍。在简单介绍了RFID系统结构和工作流程的基础上对其中的关键技术之一——标签防冲突算法进行重点讨论,概述了防冲突方案,对现有的两大类防冲突算法进行分析比较。进一步对ALOHA算法及其发展的算法进行仿真分析,在已有的随机算法的基础上提出了一种改进算法,并通过MATLAB仿真加以验证。论文的重点是第3章、第4章和第5章,对ALOHA算法的帧长及分组数提出了改进,详细分析和比较固定帧时隙ALOHA算法和动态帧时隙ALOHA算法;并针对读写器与标签通信时的防冲突问题设计了一个改进的动态帧时隙ALOHA算法。在标签数很多的情况下,通过估算现有标签数目,将标签分组,然后每组标签分别调用动态帧时隙ALOHA算法,通过估算每组中发生冲突的时隙数动态调整每帧时隙数,从而提高了系统效率,增强了系统的稳定性。在此基础上,应用MATLAB工具对改进算法进行了仿真,并对仿真结果进行了比较、分析,验证了模型的正确性和可行性。最后对本文的研究成果和存在的不足进行了总结和分析,为进一步研究提出展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 RFID简介
• 1.1.1 RFID的发展历程
• 1.1.2 RFID分类
• 1.1.3 RFID特点
• 1.2 国内外RFID研究和发展现状
• 1.2.1 国外RFID研究和发展现状
• 1.2.2 国内RFID应用和发展现状
• 1.3 RFID技术中ALOHA算法研究现状
• 1.4 本论文内容与章节的安排
• 第2章 RFID技术中标签的防冲突方案
• 2.1 RFID系统结构与工作流程
• 2.1.1 RFID系统结构
• 2.1.2 RFID工作流程
• 2.2 多路存取法——防冲突法
• 2.2.1 防冲突方案概述
• 2.2.2 随机性防冲突算法
• 2.2.3 帧时隙ALOHA算法及其改进型算法
• 2.2.4 时隙随机算法（SR）
• 2.3 本章小结
• 第3章 各种ALOHA算法的仿真分析
• 3.1 固定帧时隙ALOHA算法仿真分析
• 3.2 动态帧时隙ALOHA算法仿真
• 3.3 本章小结
• 第4章 帧长及分组数的改进调整方法
• 4.1 帧时隙ALOHA标签防碰撞算法
• 4.1.1 动态帧时隙ALOHA算法
• 4.1.2 分组动态帧时隙ALOHA算法
• 4.1.3 常用的帧长和分组数调整方案
• 4.2 帧长及分组数的改进调整方法
• 4.3 结语
• 第5章 改进的动态帧时隙ALOHA算法
• 5.1 算法基本思想
• 5.2 算法过程描述
• 5.3 未识别标签估算子程序
• 5.4 改进算法流程
• 5.5 仿真结果分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 总结和展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录