微波波段有源射頻識(shí)別系統(tǒng)的能耗優(yōu)化研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，作為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的射頻識(shí)別技術(shù)日益成為研究熱點(diǎn)。微波波段有源射頻識(shí)別系統(tǒng)以其識(shí)別距離遠(yuǎn)，存儲(chǔ)容量大等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。但是，微波波段有源射頻識(shí)別系統(tǒng)存在射頻能耗過高、電池容量有限的矛盾，嚴(yán)重制約了該技術(shù)的全面推廣。對(duì)該系統(tǒng)的能耗優(yōu)化研究不僅能夠促進(jìn)該頻段的射頻識(shí)別技術(shù)的推廣與應(yīng)用，同時(shí)能夠帶來很好的環(huán)境效益。有源標(biāo)簽通常采用電池供電，當(dāng)電池容量下降時(shí)，有源標(biāo)簽的作用距離變短、可靠性降低，電池壽命成為制約系統(tǒng)應(yīng)用的

2、瓶頸。優(yōu)化有源標(biāo)簽的能耗能有效降低有源標(biāo)簽功耗，延長使用壽命，降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)可靠性，具有顯著的研究價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義，因此本文對(duì)該頻段的有源標(biāo)簽?zāi)芎倪M(jìn)行優(yōu)化研究。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　本文基于現(xiàn)有有源標(biāo)簽的通用設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了一款常規(guī)有源標(biāo)簽。通過對(duì)現(xiàn)有的有源標(biāo)簽?zāi)芎膬?yōu)化方案進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，低功耗的防碰撞算法不僅能夠有效降低有源標(biāo)簽的能耗，而且具有普遍研究意義。對(duì)實(shí)現(xiàn)的標(biāo)簽在各個(gè)狀態(tài)的能耗測試發(fā)現(xiàn)，標(biāo)簽盡可能的處于低

3、功耗狀態(tài)能夠有效的降低防碰撞識(shí)別過程中標(biāo)簽的能耗。在上一步研究的基礎(chǔ)上，對(duì)ISO/IEC18000有源射頻識(shí)別防碰撞算法進(jìn)行研究，找出在該算法中影響標(biāo)簽?zāi)芎牡闹饕蛩?，提出LP_DFSA(lower power DFSA)算法，減少防碰撞過程中的過度偵聽時(shí)隙。對(duì)提出的改進(jìn)算法進(jìn)行建模與仿真，仿真結(jié)果表明改進(jìn)的算法相對(duì)ISO/IEC18000有源射頻識(shí)別防碰撞算法能有效地降低標(biāo)簽?zāi)芎?。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用環(huán)境中，通常存在對(duì)同一標(biāo)簽進(jìn)行多次重復(fù)盤點(diǎn)的

4、現(xiàn)象，常規(guī)防碰撞算法未能有效利用該信息。針對(duì)該現(xiàn)象，在有源標(biāo)簽盤點(diǎn)過程中存儲(chǔ)了上次盤點(diǎn)的時(shí)隙號(hào)，利用該特性設(shè)計(jì)循環(huán)多次盤點(diǎn)的低功耗防碰撞算法。將新設(shè)計(jì)的算法與GJB7377.2-2011中的防碰撞算法進(jìn)行建模仿真對(duì)比，兩種算法的仿真結(jié)果表明新的算法在標(biāo)簽的發(fā)送命令總數(shù)和讀寫器的發(fā)送命令數(shù)量都明顯優(yōu)于GJB7377.2-2011中的防碰撞算法。新的算法能夠從算法層面優(yōu)化標(biāo)簽的能耗，降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗，達(dá)到優(yōu)化微波段有源射頻識(shí)別系統(tǒng)能耗的目