普適計算環(huán)境中的RFID應用性能研究.pdf

1、RFID(射頻識別)作為信息技術領域的一項新興技術,在學術界和工業(yè)界的共同努力下,技術上已日臻完善,應用價值也與日俱增。然而,由于電磁波在空間中傳播的各種衰落特性,加之介質、運動、環(huán)境的干擾以及天線的方向敏感性,使得實際應用中的RFID性能變得不可靠和難以捉摸。因而,RFID應用性能研究課題被提上了重要日程,倘若我們能夠掌握影響RFID系統(tǒng)性能的客觀規(guī)律,必將指導現(xiàn)實應用,同時創(chuàng)造出極大的社會經(jīng)濟效應。各種理論分析和實驗研究方法為我們對

2、此問題的深入理解提供了途徑,而綜合的運用它們,發(fā)揮各自所長,往往能夠得出更有見解的結論。本文主要采用機器輔助實驗和協(xié)議參數(shù)分析的方法,探討超高頻RFID系統(tǒng)性能的內(nèi)部和外部影響因素,設定的應用場景是普適計算環(huán)境。本文得到了RFID應用的核心特性需求,并依此設計出一系列RFID應用性能的基礎性實驗;提出了優(yōu)于傳統(tǒng)性能評價方法的多標簽移動性能指標;深入認識了移動對于RFID系統(tǒng)的沖擊;定量的實現(xiàn)了RFID讀寫器模式與應用情境的匹配;發(fā)現(xiàn)了所

3、謂停頓效應、進入效應以及分離效應這三種影響實際RFID性能的現(xiàn)象,并相應提出了讀寫器設計的改良建議和應用經(jīng)驗性指南。研究的成果可以指導RFID應用系統(tǒng)的實際部署,大幅提高其有效性和可靠性。首先,本文全面分析了現(xiàn)有RFID應用性能研究方法和技術手段,歸納總結出基準測試、參數(shù)分析、數(shù)理建模和現(xiàn)場實驗四大主流的方法學,并介紹了后續(xù)討論中用到的C1G2空中接口協(xié)議和實驗設計方法學。然后,以典型應用場景的RFID特性需求和技術難點為出發(fā)點,得到R

4、FID應用性能的實驗設計啟發(fā);接下來,本文分析了RFID應用性能評價體系,并集中討論了運動速度和標簽集合對系統(tǒng)性能的影響,介質環(huán)境干擾,標簽寫入性能等一系列RFID應用性能研究的基礎性問題;之后,提出一個綜合性的問題-讀寫器模式與應用情境的匹配,并給予因子設計。本文最后的部分是實驗平臺的搭建和實驗結果的討論,其中前者的關鍵是一個環(huán)形輸送帶系統(tǒng)以及對讀寫器接口的編程。而移動實驗結果表明,延遲時間是制約多標簽移動性能的主要原因,多徑效應影響