RFID閱讀器的波束切換自適應(yīng)控制算法.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)具有戰(zhàn)略性的重大意義。目前，無源UHF RFID系統(tǒng)主要存在以下問題:
　　(1)RFID閱讀器的最大讀寫距離只能達(dá)到10米，這極大地制約了RFID技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
　　(2)很難達(dá)到100％識別率，即存在丟失標(biāo)簽的問題。
　　(3)目前解決防碰撞的方法主要從軟件算法來考慮。單純依靠軟件實現(xiàn)的防碰撞，很難實現(xiàn)高效的結(jié)

2、果，如果有了硬件方面的支持，可使防碰撞更加有效。
　　針對以上問題，本文將智能天線應(yīng)用到無源UHF RFID閱讀器系統(tǒng)中。智能天線能夠利用多個天線陣元的組合進(jìn)行信號處理，自動調(diào)整發(fā)射和接收方向圖，并提出適用于無源UHF RFID閱讀器的波束切換自適應(yīng)控制算法。
　　本文首先介紹了RFID系統(tǒng)的組成和工作原理，之后詳細(xì)介紹了智能天線的分類，通過比較闡述了在無源UHF RFID系統(tǒng)中使用波束切換型智能天線的原因。根據(jù)波束切換型智

3、能天線的工作原理，并結(jié)合波束切換型智能天線的閱讀器與標(biāo)簽通信的信道模型，依據(jù)閱讀器的最大識別距離、有效識別區(qū)域，參考標(biāo)簽密度對防碰撞的影響，首先提出固定駐留時間波束切換自適應(yīng)控制算法。針對固定駐留時間波束切換自適應(yīng)控制算法中駐留時間無法匹配待識別標(biāo)簽數(shù)目，會造成時隙浪費的情況，進(jìn)一步提出動態(tài)駐留時間波束切換自適應(yīng)控制算法。這兩種算法已經(jīng)能夠滿足大部分RFID閱讀器的需求。
　　針對無源UHF RFID系統(tǒng)中閱讀器一直處于全功率識別

4、狀態(tài)，耗能較多，間接影響閱讀器壽命的問題，本文通過構(gòu)建基于功率控制的波束切換自適應(yīng)模型，提出基于功率控制的波束切換自適應(yīng)算法。通過控制閱讀器的發(fā)射功率，來將識別區(qū)域劃分成多個塊狀區(qū)域，并通過紅黑樹來管理這些塊狀區(qū)域的調(diào)度切換問題。可以有效地降低能量的消耗，使系統(tǒng)性能始終穩(wěn)定在一個較高的水平。
　　利用MATLAB仿真本文所設(shè)計的各種算法，仿真結(jié)果表明，將波束切換型智能天線技術(shù)應(yīng)用到RFID系統(tǒng)中，同時結(jié)合波束切換自適應(yīng)控制算法，可