基于智能天线的UHF RFID体系结构分析及波束赋形的研究

发布时间：2018-08-03 16:07

【摘要】：射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)是物联网中基础技术之一,已经成为当下的研究热点。RFID是一种通过无线电信号实现与目标之间的非接触式信息交互的短距离通信技术,在智能交通、资产管理、物流管理等领域有着极为广泛地应用。但目前RFID技术仍存在着抗多径干扰能力差、碰撞率高、识别范围受限、定位误差大等问题,这也使得RFID难以得到进一步发展。天线作为RFID系统中的数据通信的关键部件,对整个系统的性能起到至关重要的作用,因此也成为研究的热点。本文将智能天线应用于RFID系统中以解决上述问题,重点包括分析基于智能天线的无源UHF RFID通信系统的体系结构和智能天线的波束赋形研究,具体工作如下:1.本文利用仿真和理论分析的方法研究应用智能天线对无源UHF RFID通信系统的各方面性能的改善。在防碰撞方面,本文依据智能天线的工作原理提出波束切换防碰撞算法和功率可控防碰撞算法,验证了应用智能天线对防碰撞能力的改善;在抗多径方面,本文首先建立了多径环境下通信模型,然后验证了应用智能天线对多径干扰的抑制作用;本文通过所推导的双向通信距离公式验证了应用智能天线对于系统最大识别范围的提升;在定位方面,本文基于智能天线提出一种可快速定位目标的方法,并给出了相关参数的分析。2.为了提高RFID系统的智能天线抗干扰能力,本文提出了一种基于改进粒子群的波束赋形方法。通过仿真表明,对比于传统粒子群赋形方法,利用该方法可以得到抗干扰性能更强的单波束方向图;并通过改变相位差实现单波束在半功率处切换扫描,扩大RFID系统的读写区域。
[Abstract]:RFID (Radio Frequency Identification Identification (Radio Frequency) is one of the basic technologies in the Internet of things. Logistics management and other fields have been widely used. However, there are still some problems in RFID technology, such as poor ability to resist multipath interference, high collision rate, limited range of recognition and large positioning error, which make it difficult to further develop RFID. As a key component of data communication in RFID system, antenna plays an important role in the performance of the whole system. In this paper, the smart antenna is applied to the RFID system to solve the above problems. The emphasis includes the analysis of the architecture of the passive UHF RFID communication system based on the smart antenna and the research of the beamforming of the smart antenna. The detailed work is as follows: 1. In this paper, simulation and theoretical analysis are used to study the improvement of the performance of passive UHF RFID communication system using smart antenna. In the aspect of anti-collision, according to the working principle of smart antenna, this paper puts forward anti-collision algorithm of beam-switching and power-controllable anti-collision algorithm, which verifies the improvement of anti-collision ability by using smart antenna. In this paper, the communication model in multipath environment is established, and then the suppression effect of smart antenna on multipath interference is verified. In this paper, the proposed bidirectional communication distance formula is used to verify the enhancement of the maximum recognition range of the system by using smart antenna. In the aspect of location, a method is proposed to locate the target quickly based on smart antenna. The analysis of related parameters. 2. 2. In order to improve the anti-jamming capability of smart antenna in RFID system, a beamforming method based on improved particle swarm optimization (PSO) is proposed in this paper. The simulation results show that compared with the traditional particle swarm forming method, the single beam pattern with better anti-jamming performance can be obtained by using this method, and the scanning of the single beam at half power can be realized by changing the phase difference. Expand the read and write area of RFID system.
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN821.91;TP391.44

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本文编号：2162265