海量标签RFID系统快速高效识别关键技术

With the rapid development of Internet of things and the continued construction of information gathering channels in our country, large-scale RFID system is widely used in data collection, information processing etc.. For the no contacting RF signal coupling in the system, the readers and massive tags are suffering more complex interference than ever during the communication. That is to say, it's such a critical problem to precisely identify massive tags with less delay in every application scenarios of the system. This proposal intends to solve the related problems in the massive tags RFID system to support the further development of it. A suitable protocol based on CDMA and TDMA is to be designed. To improve the reliability of the proposed protocol, the false positive interference is to be excluded. To clarify the proposed protocol reliability, a service platform is to be explored for the massive data access and management. The project aims to enhance the system performances to meet the new industry application requirements, which can precisely identify the huge number of tags with less delay. It will facilitate the industries, such as: Environmental Monitoring, Traffic Management, Logistics, etc., which will contribute to our national economy continuous development and benefit the people's living standard.

随着我国物联网产业的迅速发展以及信息搜集渠道的持续建设，大规模RFID系统在数据采集、信息处理等方面的应用越来越广泛。阅读器和标签之间通过耦合元件实现射频信号空间（无接触）耦合，此种无接触的数据捕获特性，使得海量标签与阅读器间的通信受到更加复杂的干扰。因此，快速有效地识别海量标签成为大规模RFID系统进一步发展应用亟需解决的问题。本项目拟将码分多址与时分多址技术相结合,设计一种适合于大规模RFID系统的通信协议；为提高本协议的可靠性，针对通信过程中标签的误识别及假阳性干扰，设计一种有效快速的排除算法；鉴于大规模RFID系统中海量信息传递的复杂过程，本项目拟设计开发相应的服务平台，实现系统中海量数据的存取和管理。项目的实施，将实现海量标签的准确、快速识别，积极促进环境监测管理、交通管理、仓储物流等关系到国家民生经济的产业进一步发展，为我国经济的持续发展和人民生活水平的提高创造福祉。

随着我国物联网产业的迅速发展以及信息搜集渠道的持续建设，大规模RFID系统在数据采集、信息处理等方面的应用越来越广泛。本项目以快速、准确识别海量标签为导向，从基础理论、方法与技术入手，主要研究：（1）海量标签编码及冲突容忍方案，通过对 Walsh 码正交性的研究，确定了大规模 RFID 系统中标签的 ID 与Walsh 码的编码方案，同时提出了基于多哈希函数和布隆姆过滤器的防冲突算法，提高了大规模 RFID 系统的通信效率；（2）海量标签快速高效识别的协议设计，设计了 Walsh 与 TDMA 有机融合的高效识别协议，即 W-T 协议，在此基础上提出了适用于海量标签RFID系统的并行识别协议PIP协议以及一种基于哈希函数的基于插槽筛选器的能源平衡（SFEB）协议，实现阅读器对标签信息的准确迅速解码；（3）海量标签 ID 重构的解码，阅读器能够及时对收到的 Walsh 码进行重构，解码出原始标签 ID，并提出了基于MMA盲均衡算法的绝对差分并行信号解码算法，快速判断出待识别的标签集合；（4）数据通信精度的提高，设计了一种基于时隙配对的标签估算算法，有效的提高了标签数目估计的准确率，降低了假阳性概率。本项目设计和完成了一个完整的高精度、低时延的大规模 RFID 系统中海量标签的快速高效识别解决方案，在经过模拟仿真确定协议准确高效运行后，设计开发大规模RFID快速识别服务平台，实现系统中海量标签数据的高效读取、存取和管理。该平台成功在工业化生产流水线监控和复杂的机场环境局部范围内进行了试点运行，结果证明了整个项目的模型、算法和协议的实际可行性，能够在复杂环境下实现量标签的准确、快速识别。