RFID閱讀器的波束切換自適應控制算法.pdf

1、隨著物聯網的發(fā)展，射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術具有戰(zhàn)略性的重大意義。目前，無源UHF RFID系統(tǒng)主要存在以下問題:
　　(1)RFID閱讀器的最大讀寫距離只能達到10米，這極大地制約了RFID技術的廣泛應用。
　　(2)很難達到100％識別率，即存在丟失標簽的問題。
　　(3)目前解決防碰撞的方法主要從軟件算法來考慮。單純依靠軟件實現的防碰撞，很難實現高效的結

2、果，如果有了硬件方面的支持，可使防碰撞更加有效。
　　針對以上問題，本文將智能天線應用到無源UHF RFID閱讀器系統(tǒng)中。智能天線能夠利用多個天線陣元的組合進行信號處理，自動調整發(fā)射和接收方向圖，并提出適用于無源UHF RFID閱讀器的波束切換自適應控制算法。
　　本文首先介紹了RFID系統(tǒng)的組成和工作原理，之后詳細介紹了智能天線的分類，通過比較闡述了在無源UHF RFID系統(tǒng)中使用波束切換型智能天線的原因。根據波束切換型智

3、能天線的工作原理，并結合波束切換型智能天線的閱讀器與標簽通信的信道模型，依據閱讀器的最大識別距離、有效識別區(qū)域，參考標簽密度對防碰撞的影響，首先提出固定駐留時間波束切換自適應控制算法。針對固定駐留時間波束切換自適應控制算法中駐留時間無法匹配待識別標簽數目，會造成時隙浪費的情況，進一步提出動態(tài)駐留時間波束切換自適應控制算法。這兩種算法已經能夠滿足大部分RFID閱讀器的需求。
　　針對無源UHF RFID系統(tǒng)中閱讀器一直處于全功率識別

4、狀態(tài)，耗能較多，間接影響閱讀器壽命的問題，本文通過構建基于功率控制的波束切換自適應模型，提出基于功率控制的波束切換自適應算法。通過控制閱讀器的發(fā)射功率，來將識別區(qū)域劃分成多個塊狀區(qū)域，并通過紅黑樹來管理這些塊狀區(qū)域的調度切換問題?？梢杂行У亟档湍芰康南?，使系統(tǒng)性能始終穩(wěn)定在一個較高的水平。
　　利用MATLAB仿真本文所設計的各種算法，仿真結果表明，將波束切換型智能天線技術應用到RFID系統(tǒng)中，同時結合波束切換自適應控制算法，可