移动RFID防碰撞算法和仿真平台的设计与实现

bb20920d · 发表于 2022-3-31 16:51:31

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RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。随着物联网的不断发展，RFID技术得到了广泛的推广。物联网是通过智能感知，识别技术与普适计算，泛在网络的融合应用，被称为继计算机，互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比互联网更为庞大的网络。物联网推动了RFID技术的快速发展。在这个网络中，系统可以自动的、实时的对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。RFID技术的发展已经成为物联网发展的关键基石。本文主要针对移动场景下RFID标签防碰撞算法进行研究。为了提高移动场景下RFID系统识别率，提出了基于动态时间分组，跨层优化时隙选择的RFID防碰撞算法(FCFS-DC）。该算法在读写器端根据当前帧的碰撞结果，动态改变时间分组大小，从而改变轮询周期长度，达到改善系统识别率的目的；在标签端根据物理层信号大小，利用二进制指数回退算法改变时隙选择策略，尽量让将要离开射频场的标签最先识别，增强了系统的识别率。通过计算机仿真计算表明，该算法比先来先服务（FCFS）算法，DSFA算法具有更高的系统识别率。仿真是对算法正确性以及性能的验证工具。为了能够对RFID算法进行简单有效的验证，本课题开发了基于ADEVS的RFID仿真平台，该平台通过动态链接库等技术对不同协议模块进行动态加载，并通过该平台对不同RFID协议进行系统级仿真，对不同协议算法性能进行评估，从而对算法的改进具有指导意义。为了能够提高仿真效率，针对RFID仿真的特殊性，本课题在Linux下开发了基于socket的分布式网络仿真系统，通过协调多个仿真计算节点的计算资源，将仿真任务从管理中心下发到各个计算子节点，利用多机并行处理机制完成仿真，提高了仿真效率。随着单机多核，多机多核的工作站日益增多，利用分布式多线程技术开发的仿真平台将具有更高的仿真效率，可以完成大批量多协议的并行仿真任务，节约了时间成本。

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