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RFID道路系统实时路况技术的应用研究

魏兴  
【摘要】:随着射频识别技术(Radio Frequency Identification, RFID)的不断发展和道路交通问题的日益加重,旨在提高道路交通安全性的RFID道路系统获得了广泛的关注与研究。在RFID道路系统中,大量携带有道路信息的RFID无源标签被铺设在道路或路边单元上。配备有RFID读写器的车辆可以从标签中获取事先存储的道路信息(如,车辆位置、道路方向、限速标准等),从而帮助司机掌握全面的基于车道级的道路信息。不同于传统道路信息,实时路况主要还包括交通事故、交通管制、临时检查等带有突发性质的信息。这些信息不仅能第一时间告知驾驶员道路拥堵状况和产生原因,还可以帮助驾驶员进行自主判断并规划路径。因此,对RFID道路系统来说,在有效时间内完成突发信息在标签中的更新是至关重要的。 本文中,我们设计了一种突发信息扩散方案来实现快速全面更新标签存储内容,以达到RFID道路系统实时路况的需求。主要工作成果如下:(1)根据当前RFID道路系统实时路况技术对射频识别技术的要求,分析了当前RFID各工作频段特性,选出适合的RFID系统参数,同时针对突发信息扩散方案对标签存储信息的要求,对电子标签的内存进行了规划;(2)分析了RFID道路系统突发信息扩散方案在标签更新中可能存在的实际问题,从标签分簇、标签更新和车间信息交换三个方面给出了方案的详细设计和算法描述。在我们的设计中,将道路上的大量RFID标签进行了详细的分簇,这些标签的突发信息和簇内其他标签的更新状态可以被经过的车辆通过RFID读写器获取。同时,车辆能够通过V2V广播的方式与其他车辆交换这些信息。当车辆综合收到的标签信息后,会对临近的标签更新并再一次进行扩散。通过这种车间协作的形式,可以实现突发信息在道路标签中的快速更新,从而保证路况信息的实时性。(3)目前主流网络仿真工具都不支持微观交通仿真,本文为了使仿真中的车辆移动规律更加符合真实情况,对车辆通信模块和车辆移动模块进行了深入分析,完善了OMNeT++搭建的RFID道路系统仿真平台。(4)利用RFID道路系统仿真平台对本文提出的RFID道路系统突发信息扩散方案进行了大量详细的仿真验证和性能分析,表明了突发信息扩散方案是有效的,可以满足RFID道路系统实时路况的需求。据我们所知,我们的工作是首次针对RFID道路系统中标签信息更新的相关问题进行研究,对日后相关研究将有一定的借鉴作用。


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