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本论文重点研究无线射频识别系统中的标签防碰撞算法,提出一种新型的基于码分思想的防碰撞算法,即采用分时-多码技术的分组动态帧时隙ALOHA算法,并对新算法进行仿真实验。
论文在简要介绍医疗物联网的基础上,对其中关键技术之一的无线射频识别技术进行简要讲解,引出了本论文的核心内容防碰撞算法。本论文详细分析了标签防碰撞算法的研究情况,根据系统阅读吞吐率和时隙数目这两项指标,改进了现有算法,提出分组动态帧时隙ALOHA算法。最后本论文在该改进的算法基础上,提出采用分时-多码技术的分组动态帧时隙ALOHA算法,并对改进的新型防碰撞算法进行仿真实验。
针对大量标签的环境,对分组帧时隙ALOHA算法进行改进,给出分组动态帧时隙ALOHA算法,减少了时隙浪费的情况。考虑到系统阅读吞吐率不是很理想,本论文提出采用分时-多码技术的分组动态帧时隙ALOHA算法。该算法的仿真结果表明,系统阅读吞吐率可以达到理想状态。论文还将新算法与分组帧时隙ALOHA算法与动态帧时隙ALOHA算法进行仿真实验分析。
论文首先阐述了无线射频识别系统的基本组成结构,工作原理,系统特点和应用实例。进而探究影响RFID系统的防碰撞算法。本论文介绍了防碰撞算法的国内外研究现状,对基于时分多址技术的ALOHA算法和二进制树算法以及演进的近十种算法进行研究。研究发现当标签数量很大时,在识别的后期会存在大量时隙浪费的现象,因此给出了改进后的分组动态帧时隙ALOHA算法。论文对改进的算法进行定义,给出了标签数目预测原则,动态调整识别帧长度原则和标签分组原则,并且给出了算法的流程图。为进一步提高时隙的利用率,本论文以改进的算法为基础,提出一种新型的采用分时-多码技术的防碰撞算法,并且给出新算法的定义,读写器和标签的交互模型图,还对算法需要使用的扩频码进行研究比较。最后本论文还设计了适合新算法使用的RFID标签,给出了标签芯片的结构图和工作状态图。
仿真实验表明:当标签数量很大时,论文提出的采用分时-多码技术的分组动态帧时隙ALOHA算法可以有效减少标签识别过程中的碰撞次数,减少识别时间,提高系统的阅读吞吐率,保证无线射频识别系统处于稳定的识别状态。