论文摘要：RFID读写器防冲突技术的研究与实现

近年来，RFID技术凭借其独特的优势被越来越广泛地应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制、军事、防伪等众多方面。同时，随着RFID技术的不断成熟以及标签和读写器价格的降低，大量标签被投入到实际应用中，大规模读写器的部署也成为一种热潮。在一个读写器密集的RFID网络中，读写器之间的冲突严重影响了RFID系统的性能，降低了网络的读取效率。因此，有效地解决RFID读写器的冲突问题，对RFID技术各方面的应用具有重要的意义。本文的研究重点是RFID读写器的防冲突技术。本文在现有的读写器防冲突算法Colorwave的基础上，提出了一个新的解决读写器冲突问题的贪婪算法（GA-1和GA-M）。读写器防冲突问题被转化为读写器最小覆盖调度问题（MCS，Minimum Covering Schedule），即要求所有读写器以尽量少的时间，无冲突地完成读取任务。MCS问题又被转化为动态权值独立集（DWIS）问题，即每个时隙选取一组相互无干扰的最大权值的独立读写器集合，这是一个NP-hard问题。在单数据信道场景下，本文给出一个GA-1算法，该算法采用一个近似算法DWIS_FMIS作为子程序，来解决每个时隙的DWIS问题。在多数据信道场景下，本文给出一个启发式算法GA-M。仿真结果表明，和Colorwave相比，GA-1和GA-M具有较高的系统效率和读取效率。考虑到和Colorwave相同，GA-1和GA-M只适用于固定的读写器网络，本文在现有的读写器防冲突算法PULSE的基础上，针对其不足，提出了一个时分与频分相结合的多数据信道快速读取防冲突算法（MDCF，Multiple Data Channel and Fast Read）。它继承了PULSE的优点，既适用于固定的读写器网络，也适用于移动的读写器网络。仿真结果表明，与PULSE算法相比，MDCF在系统效率，读取效率等方面优于PULSE。最后，本文将提出的改进算法GA-1、GA-M和MDCF进行了性能上的比较。当读写器个数较多时，GA-1和GA-M能保持较高的系统效率并取得较高的读取效率。因此，GA-1和GA-M更适用于读写器密集的固定的读写器网络。MDCF则不仅适用于移动的读写器网络，仿真结果表明，在固定的读写器网络中，当读写器个数较少时，MDCF也具有较高的读取效率。

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