第1章 RFID防碰撞及动态测试关键技术研究概述 1
1.1 RFID技术的起源与发展 1
1.2 物联网与RFID技术 4
1.2.1 物联网的基本框架 4
1.2.2 RFID系统的基本结构 5
1.2.3 RFID系统的基本原理 8
1.2.4 物联网与RFID系统的应用 10
1.3 RFID系统防碰撞技术 14
1.3.1 信道与信道容量 15
1.3.2 软件防碰撞 20
1.3.3 物理防碰撞 26
1.4 RFID系统动态测试技术 28
1.4.1 RFID系统测试的主要内容 28
1.4.2 RFID测试技术国内外研究进展 29
1.4.3 RFID系统动态测试的流程 32
1.4.4 RFID系统动态测试方法与实现 34
1.5 本章小结 40
第2章 低信噪比环境下超高频RFID系统建模与抗干扰研究 41
2.1 RFID系统典型信号参数建模和通信系统仿真研究 41
2.1.1 室内传播模型 41
2.1.2 自由空间传播模型 43
2.1.3 RFID网络模型 45
2.1.4 RFID标签通信建模 47
2.1.5 AWGN信道下系统通信性能仿真 55
2.2 RFID信号在瑞利信道下的仿真 56
2.2.1 瑞利衰落信道仿真 56
2.2.2 瑞利衰落信道下系统通信性能仿真 59
2.2.3 RFID信号在瑞利信道下的仿真 59
2.3 OFDM系统用于RFID信号的瑞利衰落信道 60
2.3.1 OFDM系统定义 60
2.3.2 OFDM系统用于RFID信号瑞利衰落的仿真 63
2.4 基于CRB的RFID-MIMO系统多标签分布对识别性能影响的研究 64
2.4.1 信道模型 65
2.4.2 计算机仿真与分析 67
2.5 本章小结 69
第3章 RFID多标签防碰撞及最优分布性能检测研究 70
3.1 低信噪比条件下RFID防碰撞评估与检测研究 70
3.1.1 RFID系统碰撞的基本概念 70
3.1.2 RFID系统防碰撞的概率模型 71
3.1.3 碰撞检测中的关键参数 71
3.1.4 RFID系统标签碰撞过程的泊松分布模型 72
3.1.5 RFID系统标签碰撞过程的二项分布模型 74
3.2 基于Fisher信息矩阵的多标签最优分布 77
3.2.1 多标签系统识读原理 78
3.2.2 最优多标签几何拓扑的数学基础 79
3.2.3 最优几何分布理论模型 81
3.2.4 标签数目N＝2的几何分布图形 82
3.2.5 标签数目N＝3的几何分布图形 82
3.2.6 标签数目N＝5的几何分布图形 84
3.3 多标签动态几何模式研究 84
3.3.1 理论推导 85
3.3.2 系统仿真与分析 85
3.3.3 目标沿不同路径匀速运动 86
3.3.4 目标沿不同路径变速运动 88
3.4 RFID多标签检测中有偏估计的不确定度分析 90
3.4.1 非随机矢量函数估计的Cramer-Rao界 90
3.4.2 单标签识读距离的有偏估计 91
3.4.3 多标签最优化位置的有偏估计 93
3.5 本章小结 95
第4章 基于光电传感的RFID动态检测系统的设计与实现 97
4.1 RFID系统测试标准与比较分析 97
4.1.1 ISO/IEC 18000系列标准 97
4.1.2 EPCglobal系列标准 99
4.1.3 国内RFID测试标准 100
4.2 单品级RFID测试系统 100
4.2.1 系统总体框图 101
4.2.2 激光测距模块 101
4.2.3 红外线计数传感器模块 103
4.2.4 射频识别模块 104
4.2.5 综合功能软件设计 105
4.2.6 实验平台搭建 111
4.3 托盘级RFID测试系统 113
4.3.1 托盘级RFID检测系统结构 114
4.3.2 测试流程 115
4.3.3 软件部分架构 115
4.3.4 软件系统实现流程 117
4.4 包装级RFID测试系统 121
4.4.1 标签应用性能动态测试系统设计原理 122
4.4.2 标签应用性能动态测试方法 123
4.4.3 读写器操作 124
4.4.4 RFID在线检测系统总体结构 125
4.4.5 RFID系统在线检测平台控制子系统部分 126
4.4.6 量值溯源 127
4.4.7 RFID识读距离间接测距算法设计 128
4.5 多材质RFID动态检测系统 132
4.5.1 RFID标签多参数动态检测系统结构 133
4.5.2 测试流程 135
4.5.3 系统实现流程 136
4.5.4 单标签性能测试实验 141
4.5.5 多标签性能测试实验 142
4.6 特殊非标RFID标签空中识别距离检测 146
4.6.1 SAW RFID标签 146
4.6.2 SAW RFID系统原理及相应检测方案设计 147
4.6.3 信号处理 149
4.6.4 检测结果分析 150
4.7 基于识读距离测量的RFID标签方向图测试系统 152
4.7.1 测试方案 152
4.7.2 验证结果分析 154
4.8 用于RFID标签测试的温度控制系统 156
4.8.1 系统结构 156
4.8.2 测试流程 158
4.9 本章小结 160
第5章 物联网环境下RFID动态检测的半物理实验验证研究 161
5.1 金属对RFID识读性能影响的研究 161
5.1.1 理论分析 161
5.1.2 金属与标签距离对RSSI和RFID读取次数的影响 164
5.1.3 金属与标签距离对RFID识读距离的影响 167
5.1.4 结果讨论与分析 168
5.2 液体对RFID识读性能影响的研究 169
5.2.1 理论分析 169
5.2.2 实验步骤 172
5.2.3 结果分析 176
5.3 标签运动速度对RFID识读性能影响的研究 176
5.3.1 理论分析 176
5.3.2 实验测试及应用 177
5.3.3 实验测试速度对读取次数的影响 178
5.4 天线对RFID识读性能影响的研究 179
5.4.1 天线的极化 179
5.4.2 天线的输入阻抗 181
5.4.3 天线弯曲对RFID识读性能的影响 182
5.4.4 实验测试标签位置对读取次数和RSSI的影响 183
5.5 RFID系统识别距离的影响因素 184
5.5.1 标签天线及芯片接收功率 184
5.5.2 RCS与识别距离的关系 186
5.5.3 品质因数Q与识别距离的关系 187
5.5.4 工作频率与识别距离的关系 188
5.6 RFID多标签系统最优几何分布图形仿真计算与实验验证 189
5.6.1 Fisher信息矩阵分布分析 189
5.6.2 实验验证 190
5.7 本章小结 192
第6章 基于RFID的矩阵分析方法研究 193
6.1 基于RFID检测工业危险区域的矩阵分析方法研究 193
6.1.1 工业安全的重要性 193
6.1.2 利用矩阵分析方法测试工业危险区域 194
6.1.3 实验结果 198
6.1.4 实验结论 200
6.2 基于矩阵分析的RFID标签分布优选配置方法 201
6.2.1 标签信号强度检测流程 201
6.2.2 实验结果分析 203
6.3 本章小结 204
参考文献 206