基于對等計算的無線射頻識別網絡若干問題研究.pdf

1、無線射頻識別技術（Radio Frequency Identification，RFID）克服了傳統二維條碼技術的易受污染、需要視距讀取等方面的限制，受到了學術界和產業(yè)界的雙重關注。隨著RFID應用系統向大規(guī)模、網絡化、分布式的趨勢發(fā)展，這給RFID系統架構和RFID數據管理帶來了新的挑戰(zhàn)，以往的RFID應用架構和RFID數據處理方式已經不能滿足大規(guī)模、分布式的網絡化 RFID系統需求。由于對等計算網絡（Peer-to-Peer，P2P

2、）技術具有負載均衡、可擴展性好等優(yōu)點，為了滿足RFID網絡化應用的需求，論文提出了基于P2P技術的RFID網絡系統結構，并對其中的若干理論和方法進行了深入的研究。
　　首先提出了一種基于P2P的RFID閱讀器網絡系統架構（P2P-RFID）。新的架構通過P2P閱讀器嵌入Zigbee技術，使得原有的RFID系統中的閱讀器之間組成一個P2P網絡。與傳統的RFID系統相比，P2P-RFID閱讀器網絡使得終端能夠方便的接入RFID網絡中，

3、同時能夠延長RFID閱讀器和標簽之間的閱讀工作距離，并利用緩存技術減少了多標簽閱讀碰撞的產生，因而能降低RFID系統中的多標簽閱讀開銷。
　　其次，重點研究了閱讀器的重疊覆蓋問題和最小化RFID網絡閱讀器的問題。論文提出了一種基于覆蓋率的RFID網絡閱讀器冗余消除算法（C-RRE），仿真實驗結果表明：提出的C-RRE比傳統的閱讀器冗余消除算法（RRE）能夠消除更多的冗余閱讀器。另外RRE算法需要對標簽進行寫操作，而提出的C-RRE

4、算法通過使用P2P閱讀器后只需要對標簽進行讀取一次。同RRE相比，C-RRE可節(jié)省RFID網絡對標簽讀寫的時間從而能夠為整個RFID提供高效的閱讀器配置服務。由于RFID系統的閱讀可靠性受到可信率和覆蓋率的約束，選擇合適的閱讀器個數和位置能夠使RFID閱讀器網絡系統的RFID系統的閱讀可靠性最大，為此提出了一種基于可靠性的RFID網絡閱讀器模型，通過使用蟻群優(yōu)化算法求解該模型，實驗結果表明該模型可以較好地用來進行閱讀器的部署服務。

5、>　　接著構建了RFID跟蹤網絡模型，提出了一個新的RFID數據處理模型，并在此基礎上提出了基于P2P的RFID網絡跟蹤算法。利用希爾伯特曲線的空間連續(xù)性，提出了一種新的分布式哈希表(H2Chord)結構。通過分析比較得出 H2Chord在查找性能上比Chord具有更好的查找性能，給出了H2Chord在RFID跟蹤網絡中的應用。分析及實驗結果表明論文提出的H2Chord可以提高RFID跟蹤網絡的查詢效率和減輕網絡負載。研究結果為在大規(guī)模

6、分布式環(huán)境中開發(fā)可擴展性的基于P2P的RFID跟蹤網絡應用提供了理論基礎。
　　為了解決傳統EPC（Electronic Product Code） Network基于DNS（Domain Name System）的ONS（Object Name Service）負載均衡和單點失效問題，并支持與傳統的ONS兼容，論文提出了一種基于P2P技術的EPCglobal ONS，該服務是基于超級節(jié)點的P2P網絡提供RFID標簽對象名稱服務；

7、以H2Chord算法為基礎，提出了基于H2Chord的ONS網絡中的P2P數據存儲、查詢算法。實驗結果表明，所提的方案同EPCglobal ONS相比具有負載均衡、擴展性好和具有容忍單點失效這些優(yōu)點。另外，由于P2P節(jié)點間相對自由的行為會給RFID網絡帶來安全隱患，論文提出了一種基于P2P的RFID網絡的安全路由機制，通過使用RSA公鑰加密算法對P2P路由消息進行認證和過濾，防止了虛假路由信息在P2P-RFID網絡上進行傳輸和散播，同時

8、可防止非授權的節(jié)點修改RFID網絡中的數據記錄。
　　最后設計和開發(fā)了一個基于P2P-RFID中間件的智能物資管理原型系統。鑒于移動代理（Agent）具有任務異步執(zhí)行、減輕網絡負載、健壯性、并行處理、智能路由等特性，提出了基于移動Agent的P2P-RFID中間件技術。該P2P-RFID中間件能夠與現有的設備兼容，實現了物品信息的自動采集、自動交換和共享，以及物品跟蹤、物品溯源，從而實現了物資的智能化、可視化和安全性管理。通過該系