RFID数据传输与空间感知技术的研究

发布时间：2017-12-08 02:18

  本文关键词：RFID数据传输与空间感知技术的研究

  更多相关文章： 射频识别 数据传输 空间感知 轮询 分组 测向

【摘要】：射频识别技术(Radio Frequency IDentification, RFID)是一种利用电磁耦合与后向散射进行通信的非接触式自动识别技术。作为物联网的关键支撑技术之一.RFID已在各行各业中得到广泛应用,其中包括供应链管理、仓储盘点、电子支付、安全访问控制、目标监测、物体追踪等。目前,尽管围绕RFID的研究与应用已大量开展,但RFID领域仍存在一些关键技术尚未得到很好解决。一方面,随着RFID系统规模的与日俱增,迫切需要阅读器在有限时间内与大量标签进行数据通信,从而为上层应用争取时间,提高应用管理的效率。另一方面,随着传感技术、无线通信技术的迅速发展,室内空间感知技术(定位与测向)越来越受到人们的关注。然而,现有RFID空间感知技术大都集中于定位研究,鲜有工作能够实现对物体方向的度量,因此无法为室内导航等应用提供充分的空间感知信息。为解决上述问题,本文针对RFID系统中高效数据传输与精确空间感知技术进行研究。一方面旨在提高RFID系统中阅读器与标签信息交互的速度,加快上层应用的管理进程；另一方面意在实现高精度RFID定位的同时,挖掘物体方向信息,为基于空间感知的应用提供更加全面的底层信息支撑。本文主要贡献总结如下：1)针对标签信息的快速收集问题,我们立足于传统轮询协议,提出通过缩短轮询向量长度来加速查询过程的设计思路。通过构建基于哈希索引以及轮询树的高效轮询协议,我们将轮询向量长度从96比特缩短为3比特,大幅提高轮询效率,加速标签信息的收集。2)针对阅读器数据的高效分发问题,我们首次提出RFID动态分组问题。通过设计基于过滤器的串行分组协议与基于ALOHA的并行分组协议,我们实现了对标签集合的高效分组,为RFID组播技术奠定了基础,也为以组为单位的聚合查询带来便利。3)针对RFID空间感知问题,我们通过解析物理层信号以及探索电磁波极化特性,首次设计了一套基于RFID的“定位-测向”系统：Tag-Compass。它不仪能够实现精准的定位,而且能够利用单个标签完成精确的方向度量,为全面的空间感知提供保障。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.44

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本文编号：1264679