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射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是自动识别技术的一个重要分支,随着相关技术的发展,高性能识别技术需求的增长,射频识别技术由于其独特的优势,成为本世纪以来最为热门的研究领域之一,在生产、零售、物流、交通等流通领域有着广阔的应用前景。基于现有技术水平的RFID系统设计的关键问题主要包括:阅读器及标签的性能与制造成本控制,以及以此为向导的协议规范制定。
本课题将着重探讨与阅读器工作性能及效率密切相关的各种标签防冲撞算法,对ALOHA算法以及二进制搜索算法作深入的探讨,设计基于ISO1800-6B和EPC Class1Gen2协议的标签防冲撞算法,并通过NS-2软件建立系统级仿真模型,对设计的EPCClass1 Gen2协议标签防冲撞算法进行分析研究,运用概率统计相关理论对仿真数据进行分析总结,并验证模型是否合理,仿真数据是否具有统计意义。
同时也在matlab软件当中建立阅读器与标签之间的链路模型,连同系统级建模,清晰的介绍一个RFID系统各个层面的架构,运作原理,从而全面的阐述RFID系统软件层面设计的关键技术。在本文最后,将给出一种兼容上述防冲撞算法涉及到的两种协议规范的超高频阅读器的设计实现过程及最终测试结果。
通过建立的系统级仿真模型,可以得出了在增大标签数量n,提高了平均吞吐率G的同时,存取阅读器作用范围内所有标签至少一次所需发送的最少询问指令次数平均值及定置信度条件下所需的最大指令次数也在以更快的趋势增大的统计结果,进而得出阅读器的工作效率在本质上是在下降的的结论;另一方面,在标签数目不太大,给定Q值调整算法的条件下,阅读器发出询问指令后作出应答的标签的个数的概率分布近似服从于λ=1.125的泊松分布X~P(λ),从而验证了模型建立的合理性,保证了仿真结果及结论与实际的一致有效性。而设计的阅读器也成功的读取到了两种不同的标签;在合适的发射功率条件下,具有良好的正确读取效率和较大的操作距离。因而,本课题在虚拟平台和实物两个层面对RFID系统的研究设计目标得到了良好的实现。