收藏本站
《国防科学技术大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

射频识别系统空中接口通信协议关键技术研究与实现

李建成  
【摘要】:射频识别技术作为物联网的基础与核心,在物联网的建设与发展过程中发挥着十分重要的作用,蕴藏着巨大的市场空间。目前,我国在射频识别关键技术、标准与核心产品上主要依赖于国外,不但需要支付巨额的专利使用费,而且存在潜在的信息安全隐患。为了实现射频识别技术的自主创新,满足我国射频识别系统应用的发展需求,需要解决一系列核心关键技术,形成具有自主知识产权、自主可控的射频识别标准体系。论文针对空中接口协议中涉及的数据编码、帧同步技术、防碰撞算法、信息安全、空中接口协议的设计实现与验证等方面内容作了深入的研究,在此基础上制定了超高频射频识别系统空中接口通信协议标准,并且针对不同平台与实现方法验证了协议的完整性、完备性与可实现性。论文的主要工作与研究成果包括以下几个方面: 1、针对超高频射频识别系统空中接口协议的物理层,提出了一种有效提高无源标签能量供给效率的前向编码方法和二种改善频谱特性的反向编码方法;同时提出了一种双Barker码结构的帧同步码,有效改善了帧同步性能。前向编码方法与双Barker码结构的帧同步码都被成功应用于自主研制的空中接口协议中,取得了预期理想的效果。 2、针对多标签通信竞争的应用环境,根据不同的应用需求以及不同频段的射频识别系统特征,分别提出了5种标签防碰撞算法。基于ALOHA的算法和二叉树算法,提出了一种基于标签随机分组的帧时隙ALOHA算法,解决了标签数量估计偏差较大时吞吐率急剧下降的问题;提出了基于碰撞预检和分组预览的两种高效标签防碰撞算法,有效地减少或消除了对空闲时隙和多标签占用时隙的操作次数,明显提高了识别效率;综合考虑二叉树与多叉树防碰撞算法的特点,提出了一种动态改变分叉数量的混合树防碰撞算法;结合ALOHA算法和二叉树算法的特性,提出了一种混合式的多标签防碰撞算法。根据超高频无源射频识别系统的特征,在自主研制的超高频射频识别系统空中接口协议标准中采用了分组预览的ALOHA算法。 3、提出了一种基于Hash函数与密钥更新的双向安全认证协议,该协议能够满足无源电子标签芯片计算能力、存储空间与电源供给能力有限等约束条件,能够实现标签芯片的低成本生产、数据的保密通信以及读写器和标签之间的双向认证。理论分析表明,提出的安全协议能有效抵抗重放攻击、假冒攻击、跟踪攻击、阻断和篡改攻击,安全性能优越;与安全性能相当的其它协议相比,计算复杂度与空间复杂度都有不同程度的降低。 4、在PC仿真、软件无线电平台上对自主研制的超高频射频识别系统空中接口通信协议进行了设计实现与验证,从多个层面、多种技术平台与多种实现方法验证了协议的完备性、完整性与可实现性,同时对核心关键技术的有效性与合理性进行了验证。 论文在数据编码、防碰撞算法、信息安全、帧同步码、命令集与状态机等方面都进行了自主创新,研制和验证了基于自主核心技术的超高频射频识别系统空中接口通信协议标准,形成的自主空中接口协议标准具有重要的理论意义和应用价值,将作为军用标准颁布实施。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.44

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 钟学毅;吕宁;王昌明;;RFID系统的Matlab/Simulink建模及特性分析[J];电讯技术;2006年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1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
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 章轶;射频识别系统及其认证协议的研究[D];解放军信息工程大学;2007年
2 胡乃英;UHF频段RFID空中接口协议的研究[D];西北大学;2008年
3 胡游君;RFID安全协议形式化分析研究及DRAP协议的建立与实现[D];燕山大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘业辉;;循环冗余编码算法及实现[J];北京工业职业技术学院学报;2005年03期
2 应卓瑜,梁坚,邵亮,叶秀清;基于CPLD的辨向细分电路设计[J];传感技术学报;2005年01期
3 肖进丽,李松,胡克伟;几种数字水准仪标尺的编码规则和读数原理比较[J];测绘通报;2004年10期
4 李晓松,黄凌;航天测控通信系统综合基带中频接收单元数字化方案[J];电讯技术;2001年03期
5 黄薇;机载短波通信技术研究[J];电讯技术;2001年05期
6 刘辉,杜兴民,李红军;宽带奈奎斯特FIR滤波器的设计与实现[J];电讯技术;2003年01期
7 李江铎;棉花滩水电站遥视系统设计[J];水电自动化与大坝监测;2002年02期
8 侯宁;;软件无线电技术及其应用[J];电大理工;2006年03期
9 刘海涛,张保会,郑涛;低压电网信道频率响应模型的研究[J];电工技术学报;2004年11期
10 刘海涛,张保会,谭伦农;低压电网信道容量的研究[J];电力系统自动化;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 李秋山;胡游君;;低成本RFID系统安全协议设计及其形式化分析[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
2 赵娜;孟新;胡圣波;;深空探测自主无线电通信技术研究综述[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
3 张瑞子;南琳;胡琨元;田景贺;;基于EPC Class-1 Gen-2标准的标签识别算法与实现[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
4 王秀玲;耿淑琴;蒙荣生;吴武臣;;二进制搜索算法在RFID系统中的实现[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
5 张继勇;;光电对抗与“软件无线电”[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(A 光电系统总体技术专题)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 刘军;低频时码授时系统中的若干理论与工程设计实验研究[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2002年
2 胡辽林;高速光通信中若干关键技术的研究[D];西安电子科技大学;2004年
3 朱江章;MIMO宽带无线通信中的空时信号处理与信道估计研究[D];湖南大学;2007年
4 刘双平;基于谐波检测与估计的线性调制分析方法研究[D];解放军信息工程大学;2007年
5 李冰;软件无线电中的信道化技术研究[D];解放军信息工程大学;2007年
6 易志强;有线数字电视SoC芯片软硬件协同设计及其片上总线研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李诚;微波通信系统的电磁兼容分析软件实现[D];西安电子科技大学;2000年
2 林蕾;扩频通信在配电网自动化中的应用[D];华北电力大学;2000年
3 汪西原;软件无线电及其在直接序列扩频通信系统中的应用与仿真研究[D];西安电子科技大学;2001年
4 郝兵兵;智能天线实验系统的研究[D];西安电子科技大学;2002年
5 陈林;软件无线电技术在短波单边带接收机中的应用[D];大连海事大学;2000年
6 丛海林;基于DSP的全数字MSK调制解调系统[D];大连海事大学;2001年
7 孙颖;海上高频自适应通信系统中的实时选频技术的研究[D];大连海事大学;2001年
8 李嘉席;GaAs材料及GaAs器件性能对卫星通信小型站接收系统的影响[D];河北工业大学;2002年
9 田志新;七号信令集中监控系统的实现[D];大连理工大学;2002年
10 冯锦;论时域可分解信号的采样分析[D];湖南大学;2002年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 龙士工;罗文俊;袁超伟;李祥;;串空间模型中的口令猜测攻击[J];北京邮电大学学报;2007年01期
2 李宝山;;射频识别系统防碰撞技术的研究[J];包头钢铁学院学报;2005年04期
3 缪健,熊孟英;无线射频识别技术RFID及应用[J];科技和产业;2005年11期
4 钟学毅;吕宁;王昌明;;RFID系统的Matlab/Simulink建模及特性分析[J];电讯技术;2006年05期
5 王晓华;周晓光;孙百生;;超高频射频识别读写器设计[J];电子测量技术;2007年02期
6 吴春华,陈军;动态ALOHA法在解决RFID反碰撞问题中的应用[J];电子器件;2003年02期
7 张晓鹏,朱云龙,罗海波;超高频射频识别系统读写器设计[J];电子器件;2005年03期
8 鞠伟成,俞承芳;一种基于动态二进制的RFID抗冲突算法[J];复旦学报(自然科学版);2005年01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 苏开乐,吕关锋,陈清亮;基于知识结构的认证协议验证[J];中国科学E辑;2005年04期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 韩益锋;射频识别阅读器的研究与设计[D];复旦大学;2005年
2 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
3 赵华伟;两种安全协议形式化理论的研究[D];山东大学;2006年
4 李谢华;基于串空间模型的安全协议形式化验证方法的研究[D];上海交通大学;2007年
5 雷飞宇;UC安全多方计算模型及其典型应用研究[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 唐忠平;射频识别系统中数据传输完整性的研究[D];广东工业大学;2004年
2 周祥;RFID技术在物联网中应用的关键技术探讨[D];江苏大学;2005年
3 全晶;射频识别系统中若干关键技术的研究[D];华东师范大学;2006年
4 范佳林;915MHzRFID读卡器设计[D];大连理工大学;2006年
5 李瑾;无线射频识别(RFID)防碰撞算法的研究和仿真[D];北京交通大学;2007年
6 成理;射频识别系统的研究与设计[D];西安电子科技大学;2006年
7 胡游君;RFID安全协议形式化分析研究及DRAP协议的建立与实现[D];燕山大学;2007年
8 胡乃英;UHF频段RFID空中接口协议的研究[D];西北大学;2008年
9 胡汝刚;UHF频段射频识别系统天线研究[D];北京交通大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐志;;基于DES加密算法的射频识别系统的设计[J];电工电气;2009年04期
2 彭微;刘珊珊;;电子标签中反碰撞二进制搜索算法浅析[J];黑龙江科技信息;2011年03期
3 刘志宇;郭裕顺;胡正勇;;基于ISO/IEC15693协议的射频识别系统设计[J];杭州电子科技大学学报;2006年06期
4 刘利伟;郑广海;;基于主动式RFID技术的监狱管理系统[J];电脑知识与技术;2010年22期
5 卢忠亮;沈慧芳;陈杰;;基于射频识别的智能物流小车[J];江西理工大学学报;2011年03期
6 曹冰;马蕾;;基于ISO/IEC 15693标准的RFID读写器设计[J];电脑知识与技术;2008年28期
7 吴蓉;王绵伟;;智能收费系统的射频标签结构设计[J];兰州交通大学学报;2008年04期
8 黄丹;胡建国;位召勤;陶岚;;疏耦合电子标签研究与实现[J];现代电子技术;2009年04期
9 丁健;;射频识别技术在我国的应用现状与发展前景(下)[J];射频世界;2010年06期
10 武强;李宏生;杨宇;蒋昭兴;;UHF RFID系统防碰撞算法研究[J];仪表技术;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 林其伟;;基于DSP的射频识别读写器设计[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
2 邹渊;;车号识别系统在非标车辆电子轨道衡中的应用[A];自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C];2008年
3 王子奇;;射频识别技术基本工作原理和应用领域及发展状况[A];天津市电视技术研究会2008科技周征文[C];2008年
4 王子奇;;射频识别技术基本工作原理和应用领域及发展状况[A];第二十二届中国(天津)'2008IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2008年
5 沈晶;沈祺;赵为平;刘海波;;无线射频识别技术与应用研究综述[A];黑龙江省计算机学会2007年学术交流年会论文集[C];2007年
6 赵臣;;基于RFID的仓储管理研究[A];中国铁道学会物资管理委员会2009年度学术研讨会论文集[C];2009年
7 高文俊;房庆海;王金锋;石志学;;2·4GHz电子标签的设计与实现[A];全国冶金自动化信息网2010年年会论文集[C];2010年
8 程根源;王久增;谷振楠;;基于自动跟踪控制的不停车混合收费系统[A];中国公路学会2004年学术年会论文集[C];2004年
9 包起帆;;集装箱电子标签应用[A];上海海事大学“上海石化杯”优秀论文集[C];2005年
10 杨志豪;李侦平;郭书军;;超高频RFID读写器设计[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 “光明视点”记者 吕贤如 本期策划 陆彩荣 徐可;小标签引发大变革[N];光明日报;2004年
2 杨阳;电子标签标准之争[N];经济观察报;2005年
3 实习生 余杨 本报记者 王春;电子标签引领生活[N];科技日报;2006年
4 周卫中 编译;三越电子标签系统迈向实用化[N];中国服饰报;2006年
5 记者 卢博林;深圳成立电子标签产业标准联盟[N];深圳商报;2009年
6 吴玉征;物联网:大幕刚刚开启[N];计算机世界;2010年
7 上海市标准化研究院 王二卫;电子标签 标准缺位[N];中国包装报;2006年
8 王惜纯;电子标签应用北京奥运会[N];中国质量报;2007年
9 嘉贝;2007年德国有机电子大会采用印刷式电子标签[N];中国新闻出版报;2007年
10 海艳娟;电子标签 突出重围征途中[N];中国新闻出版报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 魏峰;远距离射频识别系统关键技术的研究[D];西安电子科技大学;2009年
3 侯周国;超高频射频识别系统测试关键问题的分析与研究[D];湖南大学;2012年
4 尹应增;微波射频识别技术研究[D];西安电子科技大学;2002年
5 蔡雄辉;各向异性导电胶及其在射频识别标签封装中的应用[D];华中科技大学;2010年
6 李兵;超高频射频识别系统性能的分析与测试[D];湖南大学;2011年
7 轩秀巍;超高频射频识别系统的关键技术研究[D];天津大学;2012年
8 韩益锋;射频识别阅读器的研究与设计[D];复旦大学;2005年
9 何艳;低功耗芯片技术的研究及其RFID中的应用[D];复旦大学;2008年
10 曹小华;集装箱电子标签系统的若干关键技术研究[D];武汉理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王新意;低功耗超高频无源电子标签射频前端的研究与设计[D];北京交通大学;2011年
2 李松;基于远距离电子标签的物流管理系统[D];安徽大学;2005年
3 李再进;EPC网络中信息服务的设计与应用研究[D];华中科技大学;2005年
4 毛成华;电子标签芯片存储器及数据编码的分析与设计[D];华中科技大学;2005年
5 廖三立;基于电子标签的分拣系统的策略分析与研究[D];武汉理工大学;2007年
6 严春花;射频识别技术对家兔血液理化指标影响的研究[D];湖南农业大学;2007年
7 李宇;RFID技术在雷管产品安全管理中的应用[D];北京理工大学;2008年
8 张佳;基于RFID的集装箱运输管理模型研究[D];南京航空航天大学;2008年
9 姚莉莉;电子标签在汽车质量跟踪中的安全性研究和应用[D];合肥工业大学;2009年
10 刘浩;HF RFID标签自动测试系统的设计与实现[D];华中科技大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026