《密集環境中有源RFID防衝撞算法的研究及套用》是2011年孫群英發表的論文，導師是張宏建，周洪亮。
基本介紹
- 中文名：密集環境中有源RFID防衝撞算法的研究及套用
- 外文名：Research on anti-collision algorithms for dense active RFID systems and applications
- 論文作者：孫群英
- 導師：張宏建，周洪亮
基本信息,內容簡介,
基本信息
密集環境中有源RFID防衝撞算法的研究及套用
外文題名：Research on anti-collision algorithms for dense active RFID systems and applications
論文作者：孫群英著
導師：張宏建，周洪亮指導
學位級別：工學博士
學位授予單位：浙江大學
學位授予時間：2011
內容簡介
相對無源射頻識別(RFID)技術，有源RFID技術具有通信距離遠、抗干擾能力強和可攜帶感測器等優點。隨著IC技術的發展，制約其發展的三大因素——標籤的成本、功耗以及尺寸等也都將逐步得到解決。但由於RFID系統中的閱讀器和標籤通過相同的無線信道進行數據通信，所以存在信號衝撞的問題，特別是在有源標籤密集環境中，數據衝撞可能導致嚴重的數據丟失，降低識別速度和增加標籤的功耗等。目前，RFID防衝撞協定的研究工作主要是針對於無源RFID系統，為了解決有源RFID中的數據衝撞問題，本文首先分析了造成數據衝撞的各種因素，引入了防衝撞算法的三個評價指標，然後根據不同的衝撞因素和套用場合提出了兩種防衝撞算法。最後，將提出的防衝撞算法模擬套用於“家校通”系統中。本文的研究內容及創新總結如下：
(1)本文首先在有源RFID硬體平台上進行通信測試，指出了造成其數據衝撞的原因。為了進一步分析影響有源RFID通信的各種因素，採用MATLAB對其通信過程進行仿真。測試和仿真結果表明，空中信號衝撞和閱讀器處理能力不足是影響其通信的兩大重要因素。最後根據有源標籤自身攜帶電池的特點，對其防衝撞算法提出了三個評價指標，分別是通信延遲、信道利用率以及標籤能耗。
(2)提出了一種主-從雙閱讀器的閱讀器改進機制(MSDR)，用於解決閱讀器處理能力不足的問題。通過加入從閱讀器，可有效降低主閱讀器的處理負載，從而降低通信延遲、衝撞率和標籤能耗。在本文的實驗條件中，當標籤個數為25時，傳送周期為100ms時。相對於單閱讀器機制，MSDR的識別率提高了82.9%，通訊延遲和標籤能耗均降低了47.0%。當通訊負載足夠大時，該機制可望將識別率提高一倍。
(3)提出了一種具有預約功能的雙閱讀器雙信道的防衝撞算法(DRDCMA)，用於解決有源標籤密集環境下的長數據包的空中衝撞問題。在DRDCMA中，由於預約機制的加入，將長數據包的衝撞轉為短數據包的衝撞；又因為控制閱讀器的加入，使數據閱讀器的處理能力不受到影響。因此該算法在不增加通信延遲的基礎上，有效地降低了數據衝撞，使數據信道中的識別率幾乎達到100%。在本文的實驗條件中，當標籤個數為25時，傳送周期為100ms時，相對於具有預約功能的單閱讀器雙信道防衝撞算法(DCMA)，DRDCMA的通信延遲和標籤能耗分別降低了69.1%和78.3%。
(4)將主-從雙閱讀器機制(MSDR)模擬套用於“家校通”系統，驗證了本文提出的有源RFID防衝撞算法的實用性。仿真得出，在“家校通”系統容量為500人時，保證標籤壽命達到8～9年的基礎上，使用單閱讀器機制，閱讀器的識別率為98.6418%，而使用MSDR時，閱讀器識別率可高達99.9999%，較好保證了“家校通”系統的可靠性。
