射頻識(shí)別技術(shù)反碰撞算法的研究.pdf

1、射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID），是從二十世紀(jì)八十年代開始并逐步走向成熟的一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。作為目前唯一可實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)同時(shí)識(shí)別的RFID技術(shù)，多目標(biāo)的同時(shí)識(shí)別，既是RFID技術(shù)的優(yōu)勢，又是RFID技術(shù)的挑戰(zhàn)性技術(shù)難題。本文著重研究了射頻識(shí)別技術(shù)在應(yīng)用中的最關(guān)鍵技術(shù)：標(biāo)簽碰撞反碰撞算法和閱讀器反碰撞算法。標(biāo)簽的碰撞是指閱讀器的作用范圍內(nèi)一個(gè)以上的標(biāo)簽，同時(shí)向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)，導(dǎo)致的

2、信號(hào)干擾，使標(biāo)簽無法正確識(shí)別，也即是多目標(biāo)識(shí)別問題。閱讀器的碰撞是指RFID系統(tǒng)中有多個(gè)閱讀器，由于RFID系統(tǒng)的特殊性，使得閱讀器只能使用單一的頻道或者少數(shù)幾個(gè)頻道，在閱讀器同時(shí)工作時(shí)在閱讀器的重疊讀寫區(qū)域勢必導(dǎo)致沖突和干擾，使得閱讀器無法正常工作。因此，解決RFID系統(tǒng)中的標(biāo)簽碰撞和閱讀器碰撞問題成為研究RFID技術(shù)的重中之重。 本文對國內(nèi)外文獻(xiàn)的搜索、整理、分析和綜合的基礎(chǔ)上，研究了標(biāo)簽的反碰撞問題和閱讀器反碰撞問題，主要

3、做了如下的工作： 1.研究了標(biāo)簽碰撞的概率性解決算法，并在EPC C1G2協(xié)議中提出的動(dòng)態(tài)Q值學(xué)習(xí)算法（Dynamic Q Learning，DQ）的基礎(chǔ)上提出一種加強(qiáng)的DQ（Enhance Dynamic Q Learning，EDQ）算法。該改進(jìn)的算法將DQ算法的參數(shù)C分為兩個(gè)參數(shù)，分別為Cc和Ci，在取得Cc和Cl的關(guān)系式后，結(jié)合最小二乘法曲線擬合，提出在未知標(biāo)簽數(shù)情況下，最優(yōu)參數(shù)Cc值的提取方法。通過仿真，EDQ算法和其

4、他算法相比，在效率和通信量上都有改進(jìn)，特別是在大量標(biāo)簽出現(xiàn)的場合，EDQ算法效率更高，而且降低了系統(tǒng)的信息量，從而提高了讀寫器的讀寫速度。 2.在分析跳躍式樹形算法（Jumping Dynamic Search，JDS）的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用中的RFID系統(tǒng)中標(biāo)簽會(huì)按廠商產(chǎn)品號(hào)有序分布的特點(diǎn)，在研究了EPC電子標(biāo)簽編碼的基礎(chǔ)上，提出了一種基于廠商號(hào)和產(chǎn)品類號(hào)分組識(shí)別的JDS改進(jìn)算法--智能JDS算法（Intelligent Ju

5、mping Dynamic Search，IJDS）。文章首先對IJDS的基本算法原理作了介紹分析，并總結(jié)出了算法的具體執(zhí)行步驟，最終，通過仿真試驗(yàn)，從閱讀器問詢量和系統(tǒng)通信量方面和JDS以及DS算法進(jìn)行分析比較，在最優(yōu)的情況下IJDS能節(jié)省62.5％的通信量。證明IJDS確實(shí)取得了更好的性能。 3.在對閱讀器網(wǎng)絡(luò)中的閱讀器碰撞問題進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，利用集合的原理提出一種閱讀器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變的情況下獲取閱讀器可分配最小工作時(shí)隙

6、值的算法。根據(jù)得出的最小時(shí)隙值，可以采用遺傳算法來求得一個(gè)閱讀器全分配的解。 4.利用一種改進(jìn)的圖著色算法解決RFID閱讀器碰撞問題，根據(jù)染色理論可以將閱讀器碰撞的問題模型化為圖的染色問題。然而，由于圖的全染色問題是一個(gè)NP難題，所以，本文只給出了圖形化解決公式。閱讀器碰撞主要是標(biāo)簽干擾和頻率干擾，由于實(shí)際的RFID應(yīng)用系統(tǒng)采用的是ISM頻段，閱讀器一般用同一種頻率和標(biāo)簽進(jìn)行通信，所以主要還是標(biāo)簽干擾問題。采用自適應(yīng)圖著色算法可