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基于RFID无线通信系统的防碰撞算法设计与研究

作　者: 肖又正
导　师: 桂卫华
学　校: 中南大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: RFID系统 矿井 读写器 电子标签 防碰撞算法
分类号: TP301.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 256次
引　用: 1次
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内容摘要


射频识别(Radio Frequency Identification,简称RFID)技术,作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的基础,已经被公认为本世纪十大重要技术之一。本文是针对大红山铜矿数字矿山建设项目对射频识别技术进行分析和研究的。通过利用射频识别技术自动的识别人员信息,采集周围环境数据,提高矿山的数字化建设,为管理提供依据。重点研究了该项目中的防碰撞算法以及读卡器和电子标签。通过对读卡器、电子标签的研究,并比较和研究多种防碰撞算法,最终设计并确定了大红山铜矿数字矿山项目采用的主要硬件设备、工作频率和防碰撞算法。本文首先对射频识别系统的组成、工作原理以及标准进行了分析和研究,然后深入研究了射频识别系统中两个重要组成部分-读写器和电子标签。重点对射频识别系统中主要的防碰撞算法进行了研究和对比,并提出了一种适合大红山铜矿数字矿山建设项目的防碰撞算法。在防碰撞算法的研究部分,首先对ALOHA算法和二进制算法这两个不同的算法进行了研究,并且详细列举了这两个算法的七种变异和改进算法。其次对Gen2和Class 1这两个标准中的防碰撞算法进行了分析。基于上面对电子标签、读写器和各种防碰撞算法的分析,确定采用Nordic公司的NewMsg_RF905B作为读卡器的控制核心,并确定采用915MHz作为系统的工作频率,最后设计了一种改进的防碰撞算法即：B-动态时隙ALOHA算法。结尾部分对论文进行了总结,并对已提出的B-动态时隙ALOHA算法中需要改进的工作进行了展望。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-11
  1.1 课题背景及意义  8-9
  1.2 应用现状及发展  9-10
  1.3 论文的结构安排  10-11
第二章 RFID系统工作原理及标准  11-18
  2.1 RFID系统构成  11-13
  2.2 RFID系统的物理学原理  13-14
  2.3 RFID系统的基本工作流程  14
  2.4 RFID标准  14-17
  2.5 小结  17-18
第三章 RFID电子标签与读写器  18-27
  3.1 电子标签  18-21
    3.1.1 电子标签的功能  18-19
    3.1.2 电子标签的基本组成  19
    3.1.3 电子标签的分类  19-21
    3.1.4 电子标签的天线  21
    3.1.5 电子标签的发展趋势  21
  3.2 读写器  21-26
    3.2.1 读写器的功能  21-22
    3.2.2 读写器的基本组成  22-24
    3.2.3 读写器的工作方式  24-25
    3.2.4 读写器天线  25
    3.2.5 读写器的发展趋势  25-26
  3.3 小结  26-27
第四章 防碰撞算法的研究  27-47
  4.1 防碰撞算法简介  27-31
    4.1.1 防碰撞算法的设计要求  27
    4.1.2 防碰撞算法的原理  27-31
  4.2 防碰撞算法  31-39
    4.2.1 Aloha算法  31-32
    4.2.2 时隙Aloha算法  32
    4.2.3 Framed Slotted Aloha算法  32-33
    4.2.4 Dynamic Framed Slotted Aloha  33-34
    4.2.5 二进制树算法  34-37
    4.2.6 动态二进制树算法  37-38
    4.2.7 后退式二进制树算法  38-39
  4.3 各种标准中的防碰撞算法  39-46
    4.3.1 Class1标准中的二进制树算法  39-42
    4.3.2 Gen2标准中的ALOHA算法  42-46
  4.4 小结  46-47
第五章 系统设计  47-61
  5.1 大红山井上/井下综合通讯技术与系统  47-48
  5.2 读卡器和电子标签  48-57
    5.2.1 读卡器的设计  48-53
    5.2.2 电子标签设计  53-57
  5.3 防碰撞算法设计  57-60
    5.3.1 B-时隙动态Aloha算法思想  57-58
    5.3.2 B-时隙动态Aloha算法要点  58-59
    5.3.3 B-时隙动态Aloha算法的具体过程  59-60
    5.3.4 B-时隙动态Aloha算法的优缺点  60
  5.4 小结  60-61
第六章 总结与展望  61-63
  6.1 论文总结  61
  6.2 后续工作展望  61-63
参考文献  63-67
致谢  67-68
攻读学位期间的研究成果  68

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 理论、方法 > 算法理论
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