基于交織迭代的RFID技術(shù)及主從式物聯(lián)網(wǎng)研究.pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)是一種近年來(lái)興起的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概念，它提出利用現(xiàn)代通信、網(wǎng)絡(luò)和電子技術(shù)，為每一個(gè)物理世界的物體賦予智能和通信的能力。通過(guò)物體的信息化使物理世界具有更高的自動(dòng)化能力，是信息技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的重要方向。
　　本文詳細(xì)研究了射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)。RFID是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的重要組成部分，廣泛地應(yīng)用于物體識(shí)別和信息讀取中。RFID系統(tǒng)使用一種較簡(jiǎn)單的星型網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)本身有嚴(yán)重的干擾問(wèn)題。在高吞吐量的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，存在容量不足

2、、擴(kuò)容困難的問(wèn)題。本論文對(duì)RFID系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題——多標(biāo)簽復(fù)用技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　除此之外，本文研究了一種結(jié)合了分層物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和主-從式傳感器網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)模型。在這一結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)分成傳感器網(wǎng)絡(luò)層和廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層。傳感器網(wǎng)絡(luò)層用于將傳感器采集的數(shù)據(jù)匯聚到主節(jié)點(diǎn)，可以使用各種主-從式的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在傳感器網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點(diǎn)獲得傳感器數(shù)據(jù)后，直接通過(guò)廣域網(wǎng)接入手段，比如有線(xiàn)鏈路或者移動(dòng)通信等方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綇V域網(wǎng)服務(wù)器中。
　　目

3、前，物聯(lián)網(wǎng)正處于研究熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外研究和工業(yè)領(lǐng)域組建了很多實(shí)驗(yàn)、示范系統(tǒng)。但是這些系統(tǒng)在取得技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)具有一定的設(shè)計(jì)局限。本文嘗試使用計(jì)算機(jī)仿真手段，建立物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)仿真模型。分析分層傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以及網(wǎng)絡(luò)性能與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、參數(shù)配置之間的關(guān)系。為實(shí)際的系統(tǒng)組建提供參考。
　　本文主要的研究?jī)?nèi)容包括:
　　(1)針對(duì)RFID系統(tǒng)容量局限的問(wèn)題，提出一種大容量的多標(biāo)簽復(fù)用系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)方案通過(guò)多個(gè)讀卡器聯(lián)合檢測(cè)信號(hào)，可以提供多

4、天線(xiàn)分集和更大的系統(tǒng)吞吐率。在密集RFID系統(tǒng)中，通過(guò)增加多個(gè)讀卡器提升系統(tǒng)吞吐率。
　　(2)針對(duì)密集RFID網(wǎng)絡(luò)干擾嚴(yán)重的問(wèn)題，提出一種基于交織多址(IDMA)的多址接入方案。這種接入方案可以通過(guò)編碼和交織使得多個(gè)標(biāo)簽的信號(hào)可以同時(shí)解碼。交織多址系統(tǒng)演變自碼分多址(CDMA)系統(tǒng)，在繼承CDMA系統(tǒng)對(duì)正交信號(hào)分離能力的同時(shí)，降低了對(duì)于系統(tǒng)復(fù)雜度的要求。本文給出了在密集RFID網(wǎng)絡(luò)和多天線(xiàn)方案中交織多址的實(shí)現(xiàn)方式。
　　(

5、3)針對(duì)交織多址方案在RFID網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，包括調(diào)制方式、交織器實(shí)現(xiàn)方式、同步和信道估計(jì)問(wèn)題，分別給出實(shí)現(xiàn)方案，并根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真對(duì)方案性能給出評(píng)估。
　　(4)此外，本文研究了物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種廣域網(wǎng)-傳感器網(wǎng)絡(luò)的分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中傳感器網(wǎng)絡(luò)使用主-從節(jié)點(diǎn)模式。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，傳感器網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點(diǎn)同時(shí)擔(dān)任了局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的角色。由主節(jié)點(diǎn)直接將數(shù)據(jù)通過(guò)廣域網(wǎng)發(fā)送到服務(wù)器系統(tǒng)。
　　(5)針對(duì)本文提出的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以及大