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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