基于IEEE 1451的UHF RFID系统多标签防碰撞算法研究

发布时间：2019-04-14 18:29

【摘要】：RFID是物联网四大关键技术之一，具有快速多目标识别、读写距离远、穿透力强、信息存储量大等特点，广泛运用于物流供应链、智能制造、智能交通和资产管理等领域。论文针对UHF RFID系统内多标签频繁碰撞问题，研究基于IEEE1451的RFID多标签防碰撞方法，研究对促进现代智能传感技术和推动物联网的发展有一定学术价值和实际意义。论文将IEEE1451和RFID结合，从IEEE1451标准和RFID多标签防碰撞算法两个方面论述了的国内外研究进展，确立了研究内容。论文主要工作包括： (1)结合IEEE1451和RFID系统各自特点，提出一种基于IEEE1451的UHFRFID系统架构，具有智能化、部署灵活等特点，并指出多标签防碰撞算法是系统亟待解决的关键技术； (2)探讨基于IEEE1451的UHF RFID系统多标签防碰撞算法，以提高多标签识别效率。针对树形算法中动态二进制算法和多叉树算法不足，提出一种基于标签估计的自适应多叉树(CEAMS)RFID防碰撞算法，通过基于搜索深度的标签估计方法和自适应多叉分裂策略以实现多标签的快速识别； (3)对CEAMS防碰撞算法进行OPNET建模与仿真，采用三层建模机制建立网络级模型、节点域模型、进程域模型。OPNET仿真结果表明，基于搜索深度的标签估计方法准确率接近80%；当标签数目在5-1000时，CEAMS算法较动态二进制树形算法平均总时隙数可减少65%，系统平均吞吐率接近0.52，且在标签数量大的情况下维持稳定性能； (4)构建UHF RFID多标签防碰撞算法实验测试平台。提出一种由AS3992射频芯片和C8051F340主控芯片为核心的硬件设计方案。软件程序根据模块化和层次化思想，设计物理层、传输层、中间层和应用层的4层分层设计方案。测试结果表明，CEAMS算法能有效提高多标签防碰撞性能； (5)将本文研究的UHF RFID防碰撞算法应用于智能机房监控与管理中。通过相关软硬件模块设计，搭建基于UHF RFID的智能机房资产管理系统平台。利用RFID读写模块及多标签防碰撞算法，读取附着在设备表面的标签信息，实现设备电子标签的生成与销毁，新增设备资产信息入库登记、维护、报废、盘点等功能，应用结果表明本文算法提高标签有效读取数和识别率和准确性。
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【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP391.44

【参考文献】