煤矿安全预警系统中RFID防碰撞算法的研究

发布时间：2017-05-15 06:00

  本文关键词：煤矿安全预警系统中RFID防碰撞算法的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线射频识别技术（RFID）兴起于二十世纪90年代，它是一种非接触式的自动识别技术。由于在采集与处理信息方面具有快速、实时、准确等特点，被广泛的应用在公共交通、医疗、物流等领域。伴随着其应用领域的扩大，RFID技术已经成为了国内外研究的热点。 随着RFID技术的不断改进与发展，读写器与标签之间的数据通信距离也越来越远，读写器对标签的识别范围也在不断扩大。然而相关的问题也随之而来，比如在读写器识别范围内，，当有多个标签同时响应读写器时，由于它们在某一时刻共用了同一个信道，这样将会导致标签之间发生数据信息重叠，读写器不能正常的识别每一个标签，这就是所谓的标签之间的碰撞问题。目前解决标签防碰撞问题的算法主要有两大类。一类是基于ALOHA的不确定性标签防碰撞算法；另一类是基于二进制树搜索的确定性标签防碰撞算法。 首先介绍了RFID技术，主要包括系统构成、物理学工作原理以及一些相关技术。接下来重点分析了以时分多址技术为基础的ALOHA系列算法和二进制树系列算法。通过对这两大类算法进行数学分析、实例分析，运用Matlab对它们在系统吞吐率、时隙消耗量以及传输的数据量等方面进行仿真分析。然后综合这一系列的分析，比较这两大类算法的优缺点。 最后提出了一种基于ALOHA的改进算法。当标签大量存在时，通过对标签进行分组来控制每一帧内与读写器通信的标签个数。在每一帧结束时，使用Schoute算法对标签进行估算，动态的改变帧长，提高系统的吞吐率以及读取时间。对改进算法进行Matlab仿真发现，相比之前的算法具有较大的优越性。
【关键词】：煤矿安全 射频识别 ALOHA算法 二进制树算法 防碰撞
【学位授予单位】：河北联合大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD76
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 选题背景9-10
• 1.2 煤矿安全预警系统国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国外煤矿安全预警系统现状10-11
• 1.2.2 国内煤矿安全预警系统现状11
• 1.2.3 存在问题11-12
• 1.3 RFID 技术国内外研究现状12
• 1.4 RFID 技术的应用12-13
• 1.5 论文主要内容及组织结构13-15
• 1.5.1 主要内容13-14
• 1.5.2 组织结构14-15
• 第2章 RFID 系统分析15-27
• 2.1 RFID 系统构成15-18
• 2.1.1 标签15-16
• 2.1.2 读写器16-18
• 2.1.3 计算机通信网络18
• 2.2 RFID 系统的基本工作原理18-22
• 2.2.1 电感耦合系统的工作原理19-20
• 2.2.2 电磁反向散射 RFID 系统的工作原理20-22
• 2.3 多址技术22-27
• 第3章 常见的 RFID 防碰撞算法27-46
• 3.1 标签碰撞的产生27
• 3.2 ALOHA 系列算法27-35
• 3.2.1 纯 ALOHA 算法27-29
• 3.2.2 时隙 ALOHA 算法29-31
• 3.2.3 帧时隙 ALOHA 算法31-33
• 3.2.4 动态帧时隙 ALOHA 算法33-35
• 3.3 二进制系列算法35-44
• 3.3.1 基本二进制树搜索算法35-39
• 3.3.2 动态二制树搜索算法39-41
• 3.3.3 后退式二进制树搜索算法41-42
• 3.3.4 三种二进制树算法的仿真分析42-44
• 3.4 本章小结44-46
• 第4章 基于分组动态帧时隙 ALOHA 算法46-58
• 4.1 算法思想46-47
• 4.2 算法数学分析47-48
• 4.3 典型标签估算算法48-52
• 4.3.1 Vogt 算法49-50
• 4.3.2 Schoute 算法50
• 4.3.3 Lower Bound 算法50
• 4.3.4 碰撞率算法50-51
• 4.3.5 标签估算算法仿真比较51-52
• 4.4 算法步骤52-55
• 4.4.1 标签分组阶段53-54
• 4.4.2 标签识别阶段54-55
• 4.5 仿真结果分析55-58
• 结论58-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63
• 导师简介63-64
• 作者简介64-65
• 学位论文数据集65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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3 姚丽莎;;RFID射频技术在现代支付领域的应用[J];金卡工程;2006年12期

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：366962