rfid標(biāo)簽防碰撞算法的研究

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1、分類號(hào)密級(jí)UDC碩士學(xué)位論文RFID標(biāo)簽防碰撞算法的研究韋冬雪學(xué)科專業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)指導(dǎo)教師鄭嘉利副教授論文答辯日期2014年5月21日學(xué)位授予日期答辯委員會(huì)主席覃團(tuán)發(fā)教授廣西大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性和使用授權(quán)聲明本人聲明所呈交的論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除已特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含本人或他人為獲得廣西大學(xué)或其它單位的學(xué)位而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同事對(duì)本論文的研究工作所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確說(shuō)明。本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所完成的學(xué)位論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬?gòu)V西大學(xué)。本人授權(quán)廣西大學(xué)擁有學(xué)位論

2、文的部分使用權(quán)，即：學(xué)校有權(quán)保存并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱，可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索和傳播，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于：□保密，在年解密后適用授權(quán)?！醪槐Ｃ堋?請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”)論文作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期作者聯(lián)系電話：電子郵箱：RFID標(biāo)簽防碰撞算法的研究摘要隨著通信與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人們的生活、工作和娛樂(lè)變得越來(lái)越緊密。無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）是一種通過(guò)射頻信號(hào)進(jìn)行非接觸式識(shí)別的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，近年來(lái)也成為諸多專

3、家和學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)方向。RFID系統(tǒng)中，當(dāng)讀寫器作用范圍內(nèi)的多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)與讀寫器通信時(shí)就會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)碰撞，解決標(biāo)簽之間的碰撞問(wèn)題是本文研究的主要內(nèi)容。本論文主要研究成果如下：（1）針對(duì)基于單一叉樹(shù)搜索方式存在搜索次數(shù)多、通信量大的不足，提出一種新穎的自適應(yīng)多叉樹(shù)防碰撞算法。該算法根據(jù)碰撞位數(shù)自適應(yīng)選擇二叉樹(shù)或四叉樹(shù)的搜索方式。當(dāng)閱讀器檢測(cè)到只有兩個(gè)碰撞位時(shí)，通過(guò)對(duì)最高碰撞位置“0”或置“1”，采用二叉樹(shù)的搜索方式；當(dāng)碰撞位數(shù)大于2時(shí)，分別記錄最高最低碰撞位，設(shè)置最高最低碰撞位的比特值，采用四叉樹(shù)搜索方式。為減少通信量，標(biāo)簽不必傳輸已知部分的數(shù)據(jù)，只需傳輸最高碰撞位與最低碰撞位之間的數(shù)據(jù)或最高碰撞

4、位以后的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明，該算法在搜索次數(shù)上減少約31.52%-46.7%，吞吐量提高約24.22%-85.8%，傳輸數(shù)據(jù)量減少約82.54%-85.3%。（2）針對(duì)多叉樹(shù)搜索中存在空閑時(shí)隙、對(duì)碰撞節(jié)點(diǎn)處理緩慢等不足，提出一種基于搜索樹(shù)的增強(qiáng)型RFID防碰撞算法。該算法利用讀寫器檢測(cè)相鄰碰撞位的個(gè)數(shù)，在搜索過(guò)程中不斷自適應(yīng)調(diào)整子二叉樹(shù)的分配個(gè)數(shù)，綜合選擇無(wú)空時(shí)隙八叉樹(shù)或四叉樹(shù)或二叉樹(shù)搜索方式。為消除多叉樹(shù)搜索中產(chǎn)生的空閑時(shí)隙，閱讀器先發(fā)送一個(gè)獲取前綴命令確定標(biāo)簽前綴。理論分析和仿真結(jié)果表明，該算法的性能優(yōu)于其他常用的標(biāo)簽防碰撞算法，大幅度減少了搜索總時(shí)隙數(shù)，縮短了識(shí)別時(shí)間，提高了系統(tǒng)搜索

5、效率。（3）針對(duì)實(shí)際的RFID系統(tǒng)中存在捕獲效應(yīng)、信道干擾等問(wèn)題造成標(biāo)簽漏讀情況，提出一種捕獲效應(yīng)下基于反饋機(jī)制的RFID防碰撞算法(CEFB)。算法分三個(gè)階段:標(biāo)簽分組階段、組內(nèi)分維識(shí)別階段和反饋?zhàn)R別階段。CEFB通過(guò)對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行分組，有效解決識(shí)別初期標(biāo)簽之間的過(guò)多碰撞問(wèn)題；在組內(nèi)通過(guò)對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行分維，每四個(gè)二進(jìn)制位為一維，分維識(shí)別，有效加快對(duì)碰撞節(jié)點(diǎn)的處理，提高識(shí)別速度；最后將識(shí)別后的標(biāo)簽信息進(jìn)行反饋，采用隨機(jī)識(shí)別算法，有效避免標(biāo)簽漏讀情況，提高標(biāo)簽識(shí)別率。理論分析和仿真結(jié)果表明，CEFB的性能在吞吐量上提高約15%-53.87%，搜索時(shí)隙減少約6%-32%，識(shí)別時(shí)間縮短約19.12%-42.

6、94%。關(guān)鍵詞：RFID防碰撞搜索樹(shù)自適應(yīng)多叉樹(shù)捕獲效應(yīng)反饋RESEARCHOFTAGANTI-ALOGRITHMINRFIDSYSTEMABSTRACTWiththerapiddevelopmentofcommunicationandcomputertechnology,therelationshipamongnetworkingtechnologyandpeople'slife,work,entertainmentbecomeincreasinglyclose.RadioFrequencyIdentification(RFID)isoneofthekeytechnologiestoiden

7、tifyaspectsofthings,whichisanon-contactratiofrequencysignalthroughtheidentificationofautomaticidentificationtechnology.Inrecentyears,RFIDhascoughmuchexperts’andscholars’attention.InRFIDsystem,whilemul