中图分类号：TP301.6 论文编号：HBLH 2014-203 U D C： 密 级： 公 开
硕 士 学 位 论 文
煤矿安全预警系统中RFID防碰撞算法的研究
作者姓名：赵跃
学科名称：控制理论与控制工程 研究方向：复杂工业系统建模与控制 学习单位：河北联合大学 学习时间: 2.5年 提交日期: 2013年11月22日 申请学位类别：工学硕士
导师 姓名：马翠红 教授 单位：河北联合大学电气工程学院 论文评阅人：孙文来 正高级工程师 单位：唐山市热力总公司
侯国强 教授 单位：河北联合大学信息工程学院
论文答辩日期：2014年1月12日 答辩委员会主席：孙文来 正高级工程师 关 键 词：煤矿安全；射频识别；ALOHA算法；二进制树算法；防碰撞
唐山 河北联合大学
2014年3月
Research of RFID Tag Anti-collision Algorithm in Coal
Mine Safety Early Warning System
Dissertation Submitted to Hebei United University in partial fulfillment of the requirement
for the degree of
Master of Science in Engineering
by Zhao Yue
(Control Theory and Control Engineering)
Supervisor: Professor Ma Cuihong
March, 2014
独 创 性 说 明
本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河北联合大学以外其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
论文作者签名： 日期： 年 月 日
关于论文使用授权的说明
本人完全了解河北联合大学有关保留、使用学位论文的规定，即：已获学位的研究生必须按学校规定提交学位论文，学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以将学位论文的全部或部分内容采用影印、缩印或编入有关数据库进行公开、检索和交流。
论文密级： □ 公开；
□ 保密（至 年 月）(保密论文在解密后遵守此规定)。
作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日
摘 要
摘 要
无线射频识别技术（RFID）兴起于二十世纪90年代，它是一种非接触式的自动识别技术。由于在采集与处理信息方面具有快速、实时、准确等特点，被广泛的应用在公共交通、医疗、物流等领域。伴随着其应用领域的扩大，RFID技术已经成为了国内外研究的热点。
随着RFID技术的不断改进与发展，读写器与标签之间的数据通信距离也越来越远，读写器对标签的识别范围也在不断扩大。然而相关的问题也随之而来，比如在读写器识别范围内，当有多个标签同时响应读写器时，由于它们在某一时刻共用了同一个信道，这样将会导致标签之间发生数据信息重叠，读写器不能正常的识别每一个标签，这就是所谓的标签之间的碰撞问题。目前解决标签防碰撞问题的算法主要有两大类。一类是基于ALOHA的不确定性标签防碰撞算法；另一类是基于二进制树搜索的确定性标签防碰撞算法。
首先介绍了RFID技术，主要包括系统构成、物理学工作原理以及一些相关技术。接下来重点分析了以时分多址技术为基础的ALOHA系列算法和二进制树系列算法。通过对这两大类算法进行数学分析、实例分析，运用Matlab对它们在系统吞吐率、时隙消耗量以及传输的数据量等方面进行仿真分析。然后综合这一系列的分析，比较这两大类算法的优缺点。
最后提出了一种基于ALOHA的改进算法。当标签大量存在时，通过对标签进行分组来控制每一帧内与读写器通信的标签个数。在每一帧结束时，使用Schoute算法对标签进行估算，动态的改变帧长，提高系统的吞吐率以及读取时间。对改进算法进行Matlab仿真发现，相比之前的算法具有较大的优越性。
图 30幅；表 4个；参 42篇。
关键词：煤矿安全；射频识别；ALOHA算法；二进制树算法；防碰撞 分类号：TP301.6
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