遠距離射頻身份識別技術的研究.pdf

1、射頻身份識別技術是一種非接觸式的自動識別技術，其基本原理是利用射頻信號空間耦合或傳輸?shù)奶匦裕瑢崿F(xiàn)對靜止或移動物體的自動識別。近距離射頻身份識別系統(tǒng)在國內外已經(jīng)大量投入運用。作用距離大于10m甚至大于20m的遠距離射頻身份識別系統(tǒng)則較為少見。對于人員和物品的識別和檢測定位而言，遠距離射頻身份識別系統(tǒng)在系統(tǒng)檢測效率，支持移動檢測，識讀器安裝便捷性以及系統(tǒng)自動化程度方面較近距離射頻身份識別系統(tǒng)有著不可比擬的優(yōu)勢，具有非常大的實用意義。

2、 本文工作的項目背景是實現(xiàn)基于煤礦井下人員與設備遠距離射頻識別與檢測系統(tǒng)。本文工作覆蓋遠距離射頻身份識別系統(tǒng)的物理層設計、MAC層協(xié)議制定、MAC 層協(xié)議關鍵參數(shù)研究和協(xié)議初步軟件實現(xiàn)四個方面。 本文首先介紹了射頻身份識別系統(tǒng)的原理與系統(tǒng)組成，在討論了目前廣泛應用的射頻身份識別系統(tǒng)分類的基礎上，分析了本文項目背景下系統(tǒng)的特點和要求，指出了遠距離射頻識別系統(tǒng)的五點關鍵技術。在比較了多種遠距離射頻身份識別系統(tǒng)物理層硬件設計方案和現(xiàn)

3、有短距離無線通信標準的基礎上，選擇CC1010實現(xiàn)了工作于868MHZ的射頻標簽和識讀器樣機。通過搜索、閱讀相關文獻以及計算機仿真和頻譜分析儀實驗測量，設計和實現(xiàn)了可用于本文射頻標簽的PCB天線。并給出了點對點的物理層數(shù)據(jù)通信測試結果。 MAC協(xié)議是無線通信系統(tǒng)高效運行的基礎和關鍵技術之一。本文針對遠距離射頻身份識別系統(tǒng)的典型工作模式，設計了專門應用于本文項目背景的MAC協(xié)議，包括幀格式定義，SPY and Re-COIlten

4、tion MAC以及Sleep backoft MAC兩種射頻標簽/識讀器狀態(tài)機。分析和推導給出了兩種狀態(tài)機中的相關時間參數(shù)的數(shù)學約束關系，并使用MATLAB建立了SPY and Re-contention MAC協(xié)議軟件仿真平臺。利用計算機輔助的數(shù)學建模的方法對SPY and Re-contention MAC的關鍵設計參數(shù)——最佳退避窗口數(shù)CW<,optimal>進行了深入研究，得出了其數(shù)學表達式。通過MATLAB仿真平臺驗證了本文