RFID關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、RFID(Radio Frequency Identification)射頻識別技術(shù)是一種利用無線電射頻信號進行通信的非接觸式自動識別技術(shù)。它具有高效、快速、可靠、非視距讀取和可工作于惡劣環(huán)境等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集和商品識別領(lǐng)域。目前，標簽防碰撞算法和安全認證協(xié)議設(shè)計是RFID領(lǐng)域最炙手可熱的研究課題。 有源標簽的出現(xiàn)和RFID技術(shù)在高速移動物體中的應(yīng)用，迫切需要讀寫器在有限時間內(nèi)高效快速地識別大量標簽。標簽防碰撞算法就是

2、要解決在讀寫器有效通信范圍內(nèi)，多個標簽同時與讀寫器進行通信的問題。在保持一定復(fù)雜度和成本的條件下，最大限度的減少搜索時間，提高識別效率，是標簽防碰撞算法研究的方向和趨勢。隨著RFID技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，安全認證協(xié)議的設(shè)計與完善對于保護信息安全和用戶隱私變得更加重要。設(shè)計安全、高效、低成本的RFID安全協(xié)議是RFID領(lǐng)域具有挑戰(zhàn)性的研究課題之一。 本文針對防碰撞算法和安全認證協(xié)議這兩項關(guān)鍵技術(shù)，進行了系統(tǒng)性研究。文章的特色和創(chuàng)新

3、點包括： 1、提出了一種基于搜索矩陣的自適應(yīng)防碰撞算法。算法有效地利用了碰撞信息，通過構(gòu)造搜索矩陣，克服了二進制碰撞算法逐位搜索效率低的缺點，同時提出碰撞堆棧的概念，用于根據(jù)時隙狀態(tài)，自適應(yīng)得調(diào)整搜索路徑，從而減少碰撞和空閑時隙數(shù)以及傳輸?shù)谋忍亓?。理論和仿真實驗表明，算法有效實用，可有效的減少識別時間，提高搜索效率。 2、提出了一種基于二叉樹分解的自適應(yīng)防碰撞算法。算法利用標簽EPC的唯一性，通過時隙分配估計標簽的分布情

4、況，對發(fā)生碰撞的時隙進行二叉樹搜索，從而將一個龐大且復(fù)雜的二叉樹分解成多個簡單的小子二叉樹，簡化了搜索流程。理論和仿真實驗證明了算法的有效性，即在待識別的標簽數(shù)量較多時，可有效的減少識別時間，提高搜索效率。 3、提出了一種自適應(yīng)多叉樹防碰撞算法。算法在動態(tài)二叉樹和四叉樹搜索算法的基礎(chǔ)上，利用曼徹斯特編碼可以準確識別碰撞位的特性，通過計算碰撞因子，估計標簽數(shù)量，從而自適應(yīng)地調(diào)整搜索叉數(shù)。算法在標簽數(shù)較多的分支內(nèi)選擇動態(tài)四叉樹搜索，

5、反之選擇動態(tài)二叉樹搜索。理論和仿真分析表明：算法克服了動態(tài)二叉樹和四叉樹搜索算法的缺點，在減少碰撞時隙數(shù)的基礎(chǔ)上，又減少了空閑時隙數(shù)，可大幅度地提高了搜索效率和時隙的吞吐率，具有一定的創(chuàng)新性和實用性。 4、針對現(xiàn)有安全認證協(xié)議中常常忽略的來自系統(tǒng)內(nèi)部合法讀寫器之間的偽造和篡改問題，提出一種新的基于密鑰陣列的安全認證協(xié)議。它通過增加密鑰更新標記，有效地解決了標簽和數(shù)據(jù)庫之間的同步更新問題。理論和分析表明：協(xié)議可抵抗包括重傳、跟蹤、