基于射頻識別的檢測系統(tǒng)研究——物理層和MAC層的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、本文的研究背景是應(yīng)用于煤礦井下人員或設(shè)備檢測的遠距離射頻識別技術(shù)，通信距離在100m左右.利用該系統(tǒng)可實現(xiàn)對人員和設(shè)備的自動化管理，提高工作效率。 首先介紹了射頻識別系統(tǒng)的組成和發(fā)展狀況。根據(jù)井下通信的特殊環(huán)境，采用CC1010芯片實現(xiàn)了識讀器和射頻標簽的硬件平臺，工作頻段為868MHz。并進行了點對點的地面通信測試，給出了測試結(jié)果。 在RFID系統(tǒng)中,通信沖突將導(dǎo)致帶寬的浪費，延長了識別時間，所以防沖突算法起著非常重要

2、的作用。系統(tǒng)需要一種合適的接入方式來解決多址接入問題，使得標簽可以被快速高效的識別。目前，通用接入方式是基于時間片的接入方式，例如，純ALOHA、時隙ALOHA、隨機樹形算法、二叉樹搜索算法、CSMA等。本文對其中的一些協(xié)議作了介紹和比較。 信道偵測與重新競爭協(xié)議(SPY and Re-contention)是針對上述的應(yīng)用背景而設(shè)計的多址接入?yún)f(xié)議，本文對其進行了介紹。雖然該協(xié)議的工作效果較好，但仍然存在不足。針對其不足，提出了

3、改進方案。首先提出了一種計數(shù)器速減策略，該策略應(yīng)用于退避過程中出現(xiàn)多個連續(xù)的空閑時隙的情況下。然后我們引入了多級主競爭窗口的思想，可以根據(jù)周期性計算出來的沖突率來選擇使用哪一級主競爭窗口。當沖突率超過了預(yù)先設(shè)定的門限值時，標簽就會使用高一級的競爭窗口。經(jīng)過改進的協(xié)議對不同的標簽數(shù)目具有較好的自適應(yīng)性。通過MATLAB的仿真結(jié)果可以看出，設(shè)置適當?shù)膮f(xié)議參數(shù)后，在標簽數(shù)為55時，平均每個標簽的接入時間可提高15％,信道利用率可提高18％。