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基于RFID的现代物流系统中关键技术的研究

作　者: 彭佳厚
导　师: 唐明浩
学　校: 东华大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 现代物流系统 RFID 防碰撞算法目标定位算法
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 269次
引　用: 1次
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内容摘要

射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)是新一代的非接触式自动识别技术,它可以实现物品的自动跟踪和自动识别。RFID系统主要由阅读器和电子标签组成,通过射频波在阅读器和电子标签之间传递数据。作为一项具有广泛应用前景的技术,RFID技术近年来已经被广泛应用于社会、经济、国防等众多领域。本文选择物流领域应用RFID技术作为研究对象的原因是传统的条形码技术己经不能适应物流领域的发展,为进一步提升现代物流信息化水平,论文研究采用UHF RFID技术代替条形码应用于现代物流。相比于前人的研究工作,本文的创新点是从解决RFID系统中的碰撞问题和提高物流系统中的定位精度等方面进行研究,提出一种基于RFID技术的现代物流应用解决方案。本文围绕着在物流领域应用UHF RFID技术进行的研究工作及得出的结论有如下三个方面：(1)在对RFID技术国内外发展应用现状的研究的基础上,研究国内外物流行业运行模式、特点、发展现状及发展趋势和制约我国物流行业发展的因素等。通过研究分析认为条形码技术已经不能满足现代物流供应链信息化需求,可以在物流领域采用EPC编码技术来代替传统的条形码技术完成物品标识及数据采集工作,从而提高物流供应链的运作效率。(2)从RFID系统基本原理出发,通过RFID的相关知识引出研究防碰撞算法的意义。一方面,针对读写器与标签通信时的防冲突问题设计了一个改进的动态帧时隙ALOHA算法,在标签数很多的情况下,通过估算现有标签数目,将标签分组,然后每组标签分别调用动态帧时隙ALOHA算法,通过估算每组中发生冲突的时隙数动态调整每帧时隙数,从而提高了系统效率,增强了系统的稳定性。另一方面,对基本二进制搜索算法进行数学分析,提出了一种最优分组式的二进制搜索算法。算法首先估计出标签数量,然后利用数学归纳法和求导的方法算出最优的分组因子,对分组后的标签依次进行识别。在此基础上,应用MATLAB工具对两种改进算法进行了仿真,并对仿真结果进行了比较、分析,验证了模型的正确性和可行性。通过性能分析比较可看出,改进后的算法比先前的算法在识别效率上有了很大改进。(3)在查阅大量相关文献的基础上,简要概述了有关无线传感器网络目标定位的研究现状,并在此基础上分析了传感器网络节点特点和目标定位策略及定位过程。接着,研究了一种用于传感器网络目标定位的多边算法,通过仿真实验比较,验证了该算法相对于其他算法有更高的定位精度。最后对本文的研究成果和存在的不足进行了总结和分析,为进一步研究提出展望。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-17
  1.1 研究背景及意义  11-12
  1.2 射频识别系统及其发展  12-15
    1.2.1 无线射频识别技术概括  12-13
    1.2.2 RFID与传统条形码、二维条形码的比较  13-14
    1.2.3 RFID的发展历史和现状  14-15
  1.3 本文的研究内容  15-16
  1.4 论文章节安排  16-17
2. 现代物流系统架构的研究  17-28
  2.1 现代物流系统的概述与特点  17-20
    2.1.1 现代物流系统概述  17-18
    2.1.2 现代物流系统特点  18-20
  2.2 现代物流系统的关键技术  20-21
  2.3 与传统物流系统的比较  21-22
  2.4 一种基于RFID的现代物流系统解决方案  22-27
    2.4.1 实施目标  22-23
    2.4.2 应用框架  23-25
    2.4.3 系统设计  25-26
    2.4.4 基本工作流程  26-27
  2.5 小结  27-28
3. 射频识别系统和EPC架构  28-41
  3.1 射频识别系统简介  28-31
    3.1.1 RFID基本原理  28-29
    3.1.2 RFID的技术特点  29-30
    3.1.3 RFID的分类  30-31
  3.2 射频识别系统的硬件选型  31-34
    3.2.1 读写器的选择  31-33
    3.2.2 电子标签的选择  33-34
  3.3 EPC标签介绍  34-40
    3.3.1 EPC概念  34
    3.3.2 EPC的编码结构  34-36
    3.3.3 EPC标准  36-38
    3.3.4 EPC网络架构  38-40
  3.4 小结  40-41
4. 基于时隙的RFID防碰撞算法的研究  41-54
  4.1 引言  41
  4.2 ALOHA防碰撞算法  41-44
    4.2.1 纯ALOHA算法  41-42
    4.2.2 时隙ALOHA算法  42-43
    4.2.3 帧时隙ALOHA算法  43
    4.2.4 动态帧时隙ALOHA算法  43-44
  4.3 改进算法-基于动态帧时隙ALOHA算法的改进算法  44-52
    4.3.1 分组动态帧时隙ALOHA算法  45
    4.3.2 帧长及分组数的改进调整方法  45-46
    4.3.3 改进的动态帧时隙ALOHA算法描述  46-51
    4.3.4 仿真结果分析  51-52
  4.4 本章小结  52-54
5. 基于二进制的RFID防碰撞算法研究  54-63
  5.1 引言  54
  5.2 基本二进制算法  54-59
    5.2.1 两个标签的识别过程  55-56
    5.2.2 三个标签的识别过程  56-57
    5.2.3 N个标签的识别过程  57-58
    5.2.4 仿真结果  58-59
  5.3 改进后的分组式二进制算法  59-62
    5.3.1 分组因子的推导  59-60
    5.3.2 分组式二进制算法及仿真结果  60-62
  5.4 本章小结  62-63
6. 现代物流系统中目标定位技术的研究  63-73
  6.1 引言  63
  6.2 目标定位的过程及策略  63-66
    6.2.1 传感器网络的节点  63-65
    6.2.2 目标跟踪过程  65-66
    6.2.3 目标跟踪策略  66
  6.3 物流网系统中定位算法分析及仿真  66-72
    6.3.1 三边定位算法  67
    6.3.2 多变定位算法  67-69
    6.3.3 仿真结果分析  69-72
  6.4 本章小结  72-73
7. 总结与展望  73-74
  7.1 全文总结  73
  7.2 研究展望  73-74
参考文献  74-76
攻读学位期间发表的论文  76-77
致谢  77

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