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《东华大学》 2011年
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面向物联网的RFID技术研究

张航  
【摘要】:“物联网”(Internet of Things)是信息技术进入新世纪以来一次重要的突破,被誉为继个人电脑和互联网技术之后,信息产业的第三个浪潮。自从1999年首次被提出以来,物联网的相关理论研究得到快速发展。RFID是一种较为成熟的无线数据采集技术,其应用十分广泛,特别是在物流、货物收发、仓储,以及制造行业供应链管理等领域,RFID技术具有广阔的应用前景。然而,对于在物联网背景下的数据采集,RFID技术面临着诸多问题,如大量标签的防碰撞问题、安全与隐私问题、能耗问题等,这些挑战无疑从技术上制约了物联网快速发展的步伐。 本文在分析物联网的体系结构和技术特点的基础上,深入研究了物联网的关键技术,并以物联网的感知层为切入点,重点探讨了在物联网背景下的RFID技术,分别提出了一种新的防碰撞算法和一种新的安全认证算法,并通过搭建实验平台证明新算法切实可行。 首先,本文分析了物联网的基本概念、背景意义和体系结构,针对现有的模糊的物联网体系结构分类,从产业化的角度阐述物联网的三层模型结构(感知层、网络层、应用层)和其主要的关键技术,如RFID、Zigbee、LTE、云计算等。 其次,通过深入研究分析传统服装产业的特点,根据其发展要求,设计了一个应用于服装产业的物联网模型,并对其关键技术(RFID)在物联网环境下所面临的问题做了简要分析。 然后,探讨了在物联网环境中RFID技术的防碰撞问题。通过研究分析表明,现有的基于修剪枝的二进制树型防碰撞算法和类二进制防碰撞算法已经无法满足大规模标签和海量数据处理的应用需求。针对这种挑战,本文提出了一种新的适用于物联网的RFID返回式二进制防碰撞算法。仿真实验结果表明,本文所提出的改进算法在时间效率方面和搜索次数方面都有很大的提高,特别是在标签数量增加时性能优化更加明显,适用于物联网应用背景下大量标签的识别。 接着,探讨了在物联网环境中RFID技术面临的另一个挑战—隐私与安全问题。分析比较了几种典型的RFID安全认证协议,如Hash-Lock协议、Hash链协议、随机化Hash-Lock协议、分布式问询-应答协议、基于杂凑的ID变化协议、T2MAP协议等,这些协议有的安全性无法满足需求,有的复杂度较高,无法满足物联网环境下的应用要求。基于这些问题,本文提出了一种新的适用于物联网的RFID轻量级安全认证协议。通过定理证明,新协议在保持标签低成本的基础上,可抵抗包括重传、跟踪、阻断和篡改、内部攻击在内的多种攻击手段,并引入密钥更新机制,具有较高的安全性和实用性。 最后,本文采用单片机搭建RFID软硬件平台,并在上位机上编程实现提出的防碰撞算法和安全认证协议,通过实例验证了新算法和新协议的可行性。 本文主要研究了物联网及其环境下的RFID技术,本文的研究对物联网的关键技术做了有益的探索,对物联网的发展具有一定的参考价值。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.44

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 董新平;物联网产业成长研究[D];华中师范大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 张雪超;;概念背后的物联网[J];互联网天地;2009年11期
2 陈香,张思东,薛小平;RFID防碰撞技术的研究[J];金卡工程;2005年09期
3 余松森,詹宜巨;基于修剪枝的二进制树形搜索反碰撞算法与实现[J];计算机工程;2005年16期
4 刘化君;;物联网关键技术研究[J];计算机时代;2010年07期
5 刘志峰;张宏海;王建华;杨文通;吴喜文;;基于RFID技术的EPC全球网络的构建[J];计算机应用;2005年S1期
6 王亚奇;顾亦然;蒋国平;;改进型的二进制搜索RFID系统反碰撞算法[J];计算机应用;2007年11期
7 宁祥峰;张春业;万伟;李仁波;李婧卿;;基于LTE系统的物联网架构的研究与设计[J];计算机应用;2010年S1期
8 朱阳;;物联网:发展不可错失先机[J];科技与经济画报;2009年06期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 吴磊;[N];通信产业报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 范志广;超高频射频识别(RFID)中的若干问题研究[D];浙江大学;2007年
2 闫娜;低功耗低成本无源射频识别标签芯片的研究与设计[D];复旦大学;2007年
3 张帆;无线网络安全协议的形式化分析方法[D];西安电子科技大学;2007年
4 刘冬生;射频识别标签芯片关键技术的研究与实现[D];华中科技大学;2007年
5 丁治国;RFID关键技术研究与实现[D];中国科学技术大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 闫瑞瑞;;物联网EPC系统研究[J];信息通信;2011年04期
2 邓沌华;李源;;物联网领域中光纤周界传感系统的应用[J];信息通信;2011年05期
3 刘江一;;浅谈移动通信技术在物联网中的应用[J];信息通信;2011年06期
4 曹平;包志华;游玉俊;;近距离无线通信防碰撞技术研究[J];信息技术;2007年01期
5 路康;张启峰;;基于JMS的RFID中间件设计与实现[J];河南大学学报(自然科学版);2008年05期
6 瞿莉娜;;物联网在称重行业应用浅析[J];衡器;2011年06期
7 瞿莉娜;;物联网在称重行业应用浅析[J];衡器;2011年08期
8 张玉茹;陈德龙;李彬彬;;动态帧时隙算法的研究与改进[J];哈尔滨商业大学学报(自然科学版);2011年06期
9 何婷;付永庆;;无线门卫汽车身份识别系统的RFID标签防碰撞算法设计[J];黑龙江科技信息;2011年05期
10 贾利锋;郑晓彦;高金辉;;射频识别系统中的防碰撞算法设计[J];河南师范大学学报(自然科学版);2012年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 唐宇;高新技术企业R&D联盟创新管理机制研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
2 傅建庆;面向3G-WLAN互联网络的安全协议研究[D];浙江大学;2010年
3 郑欣;物联网商业模式发展研究[D];北京邮电大学;2011年
4 姜奇;异构无线网络匿名漫游研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 仲雯雯;我国战略性海洋新兴产业发展政策研究[D];中国海洋大学;2011年
6 陈永攀;建筑能源系统物联网架构与实现技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 李建成;射频识别系统空中接口通信协议关键技术研究与实现[D];国防科学技术大学;2011年
8 吴亮;物联网技术服务采纳与个人隐私信息影响研究[D];电子科技大学;2011年
9 张学军;RFID系统防碰撞与安全技术研究[D];南京邮电大学;2012年
10 孙群英;密集环境中有源RFID防冲撞算法的研究及应用[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 祁型虹;李永锋;;基于STEP-XML的制造网格制造资源的描述[J];湖北工业大学学报;2006年03期
2 方清涛;;中国基于信息安全的策略思考[J];河北师范大学学报(哲学社会科学版);2009年03期
3 马凯;张纪录;;法经济学视野下物联网立法研究[J];河南大学学报(社会科学版);2011年05期
4 刘力;程华强;;产业集群生命周期演化的动力机制研究[J];上海经济研究;2006年06期
5 汤肖锋;;RFID在世界图书馆中的应用现状[J];集成电路应用;2010年04期
6 罗仲伟;邢云鹏;;物联网产业的发展模式探索——基于中经汇通的案例分析[J];宏观经济研究;2010年12期
7 冯炳英;企业要重视产业链整合[J];经济论坛;2004年08期
8 陈文君;;大企业进入高新技术产业的途径研究[J];经济纵横;2010年12期
9 戴卫明,肖光华;产业集群的发展轨迹分析[J];湖南科技学院学报;2005年01期
10 孙棣华;宋潇潇;郑林江;;RFID与条码融合的离散制造过程自动标识技术[J];计算机工程与应用;2010年07期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 信息产业部办公厅主任 刘利华;[N];经济日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘乃军;资源枯竭地区产业集群建设演进机理与产业政策研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 李卓卓;信息资源共享系统绩效评估研究[D];武汉大学;2009年
3 张弛;基于产业链治理的集群国际竞争力提升研究[D];浙江大学;2011年
4 耿亚新;太阳能光伏产业链垂直一体化构建研究[D];西北大学;2011年
5 解柠羽;美日汽车产业集群生命周期比较研究[D];吉林大学;2011年
6 周承聪;信息服务生态系统运行与优化机制研究[D];华中师范大学;2011年
7 张占贞;东北国有林区林业产业集群生态系统演进与成长研究[D];东北林业大学;2011年
8 曲丽丽;林业生态产业链的稳定机理与拓展对策研究[D];东北林业大学;2011年
9 郑欣;物联网商业模式发展研究[D];北京邮电大学;2011年
10 夏建华;基于产业网络的企业成长研究[D];武汉理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蓝伟坤,陈东;条码技术在仓库管理系统中的应用[J];湖北工学院学报;1994年04期
2 周茜;射频识别技术及其发展[J];哈尔滨铁道科技;2001年01期
3 沈滨;射频识别卡的关键技术[J];哈尔滨铁道科技;2001年02期
4 况志军,李正凡,熊国良;数字化校园研究与开发[J];华东交通大学学报;2003年02期
5 曹平;包志华;游玉俊;;近距离无线通信防碰撞技术研究[J];信息技术;2007年01期
6 司马冰;解读供应链管理与物流系统[J];数字化工;2004年04期
7 安治永;李应红;张百灵;陈学江;;射频识别系统的多目标识别-反碰撞算法[J];火力与指挥控制;2006年04期
8 喻晓;RFID技术在物流系统中的应用[J];湖南商学院学报;2004年05期
9 刘冬生;邹雪城;李泳生;李孝煌;;射频识别系统中的防碰撞算法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2006年09期
10 张帆;马建峰;文相在;;通用可组合的匿名HASH认证模型[J];中国科学(E辑:信息科学);2007年02期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 李强;超高频射频电子标签芯片中低功耗电路研究[D];复旦大学;2005年
2 韩益锋;射频识别阅读器的研究与设计[D];复旦大学;2005年
3 陈鹏;长距离HF射频识别关键技术研究与实现[D];华南理工大学;2006年
4 赖晓铮;UHF频段射频识别系统与天线研究[D];华南理工大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 Sabine Muehlenkamp;RFID发展和应用现状[J];现代制造;2004年19期
2 刘丰华,张远见,吴永辉;无线局域定位系统的分析与设计[J];电子产品世界;2004年19期
3 陈宏林 ,许传朝 ,杜飞龙 ,每文 ,王炳晨 ,李玮 ,王韦 ,王拥兵;创新者的聚会——2004中国信息技术趋势大会[J];微电脑世界;2004年09期
4 ;适用于智能卡和RFID的比纸还要薄的晶圆[J];今日电子;2003年04期
5 ;自动识别[J];金卡工程;2004年08期
6 余松森,王志平,詹宜巨;一种基于EPC的新型物元网模型[J];广东自动化与信息工程;2004年03期
7 张燕燕;RFID为"物联网"带来新革命[J];金卡工程;2005年04期
8 齐文忠,马文方;RFID路有多远?[J];金卡工程;2005年02期
9 建新;RFID技术的三个焦点问题[J];金卡工程;2005年06期
10 麦炳;RFID巩固数字化安防[J];金卡工程;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张盛;鹿洁;;RFID在中小型图书馆的应用[A];福建省图书馆学会2009年学术年会论文集[C];2009年
2 孙正;钱柱中;陈策;陆桑璐;;RFID安全技术综述[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
3 谢红燕;;基于RFID技术的商品防伪系统[A];中国商品学会第十三届学术研讨会论文集[C];2010年
4 张勇;;基于RFID技术的油漆车身跟踪系统设计及应用[A];2010全国机械装备先进制造技术(广州)高峰论坛论文汇编[C];2010年
5 ;Network Architecture and Energy Analysis of the Integration of RFID and Wireless Sensor Network[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年
6 张勇;;基于RFID技术的油漆车身跟踪系统设计及应用[A];节能减排 绿色制造 智能制造——低碳经济下高技术制造产业与智能制造发展论坛论文集[C];2010年
7 蔡晓琴;武晓梅;徐仲美;;基于RFID技术的车号识别系统在火运计量程序中的应用[A];2011年河北省冶金信息化自动化年会论文集[C];2011年
8 陶桓齐;邹敏;刘文琮;;基于RFID平交道口交通优化管理系统[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年
9 郑丽敏;徐桂云;朱虹;吴平;曹炜烛;赵子键;;一种RFID标签安全性加密算法设计与实现[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
10 黄凤君;赵清;;RFID技术在自动仓储拣选作业系统中的应用[A];第十三届中国科协年会第11分会场-中国智慧城市论坛论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 周娴;谁在抢食RFID蛋糕?[N];中国电子报;2005年
2 记者 王冠 北京;亟待解决的RFID标准之争[N];电子资讯时报;2005年
3 记者 王冠 北京;中国RFID产业联盟成立[N];电子资讯时报;2005年
4 曾力;聚焦RFID应用[N];国际商报;2005年
5 ;曾强:3+3架构RFID[N];国际商报;2005年
6 胡郁林;RFID技术与应用渐行渐近[N];国际商报;2005年
7 迪文;三家组织争抢RFID标准[N];中国计算机报;2004年
8 ;首个RFID标准[N];中国计算机报;2004年
9 李永胜 高雪娟;RFID中国的机会[N];中国计算机报;2005年
10 埃森哲公司;RFID应用 前景调查报告[N];中国计算机报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭志涛;射频识别(RFID)技术及其在公交调度系统应用研究[D];河北工业大学;2011年
2 张学军;RFID系统防碰撞与安全技术研究[D];南京邮电大学;2012年
3 童乔凌;RFID阅读器芯片设计及通讯算法研究[D];华中科技大学;2010年
4 李文川;汽车制造企业RFID采纳过程模型及应用问题研究[D];重庆大学;2011年
5 吴捷;面向RFID应用的情境感知计算关键技术研究[D];上海交通大学;2010年
6 倪霖;基于RFID的汽车生产线信息集成模式及关键技术研究[D];重庆大学;2010年
7 刘振宇;基于RFID与TD-SCDMA的家电生产过程信息追溯技术研究[D];中国海洋大学;2009年
8 于洁潇;基于RFID的情境感知关键技术研究[D];天津大学;2010年
9 谷峪;不确定性RFID流数据管理关键技术研究[D];东北大学;2010年
10 唐志军;无源反向散射RFID系统中的天线及传播特性研究[D];湖南大学;2010年
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1 方杰;面向移动应用的RFID终端平台的研究与设计[D];广东工业大学;2011年
2 姜子甲;基于RFID的图书馆信息管理系统关键技术的研究[D];电子科技大学;2010年
3 彭佳厚;基于RFID的现代物流系统中关键技术的研究[D];东华大学;2012年
4 王子铭;RFID智能停车场管理系统的研究与设计[D];北京邮电大学;2010年
5 徐宝魁;有源RFID应用系统设计及防碰撞算法研究[D];电子科技大学;2010年
6 宋征远;基于RFID技术老干部监护系统的设计[D];西华大学;2010年
7 魏凯鸿;基于RFID技术的邮政物流管理系统设计与实现[D];电子科技大学;2011年
8 郭建庆;RFID系统的安全认证协议的研究[D];南京邮电大学;2012年
9 余恬恬;RFID安全认证协议的研究与设计[D];西南交通大学;2010年
10 惠越超;低成本RFID系统安全方案的研究[D];苏州大学;2010年
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