【正文】 ，為RFID技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)提供一個(gè)評(píng)估框架及參考評(píng)估環(huán)境，為推動(dòng)RFID技術(shù)理論及其應(yīng)用的發(fā)展添加微薄之力。綜上所述，建立和完善具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的RFID系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)及測(cè)試平臺(tái)，制定科學(xué)合理的測(cè)試規(guī)范，有利于國家掌控RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，為企業(yè)實(shí)施RFID技術(shù)提供參考依據(jù)，并為RFID產(chǎn)品和方案的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，方便RFID生產(chǎn)和科研單位加速RFID科技成果的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)整個(gè)RFID產(chǎn)業(yè)鏈的形成和發(fā)展，培養(yǎng)RFID領(lǐng)域骨干企業(yè)，在國際競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì)地位，同時(shí)打破國外在RFID技術(shù)及產(chǎn)品方面的技術(shù)壁壘，保障國家和人民的利益。2008年12月，我國建立了中國射頻識(shí)別基準(zhǔn)測(cè)試聯(lián)盟，主要致力于推進(jìn)RFID技術(shù)在中國的應(yīng)用與發(fā)展，并通過聯(lián)合實(shí)施RFID基準(zhǔn)測(cè)試，對(duì)相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，發(fā)布中國射頻識(shí)別基準(zhǔn)測(cè)試聯(lián)盟測(cè)試報(bào)告，有利于加強(qiáng)從事RFID產(chǎn)業(yè)的單位間交流與合作，推進(jìn)RFID基準(zhǔn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的建立。臺(tái)灣新竹亞太RFID應(yīng)用測(cè)試中心，依據(jù)業(yè)務(wù)流程可以進(jìn)行RFID靜態(tài)性能、動(dòng)態(tài)性能和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)參數(shù)等三個(gè)部分的測(cè)試。我國政府也相當(dāng)重視RFID系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)的研究，2006年科技部聯(lián)合其他幾個(gè)部委發(fā)布了《中國射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)政策白皮書》，正式提出要大力支持RFID技術(shù)測(cè)試和關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，隨后將RFID測(cè)試技術(shù)的研究列入“863計(jì)劃”中的重大科技專項(xiàng)。SUN公司與NOL運(yùn)輸與物流集團(tuán)公司在新加坡聯(lián)合建立了一個(gè)RFID測(cè)試中心，可以模擬供應(yīng)鏈真實(shí)環(huán)境，對(duì)RFID技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行評(píng)估，可以全方位提供包裝和電子標(biāo)簽測(cè)試、兼容性測(cè)試、整合服務(wù)以及提供貨品級(jí)標(biāo)簽和解決方案。國外RFID生產(chǎn)廠商、應(yīng)用推廣方以及相關(guān)政府機(jī)構(gòu)已充分認(rèn)識(shí)到RFID測(cè)試技術(shù)的重要意義，紛紛投入大量財(cái)力和人力進(jìn)行研究，建立了多個(gè)研究測(cè)試中心，如：麥德龍集團(tuán) AG/GS德國RFID測(cè)試中心、丹麥科技學(xué)院RFID測(cè)試中心、金佰利公司AutoID測(cè)試中心、HP RFID測(cè)試中心、美國聯(lián)合包裹服務(wù)公司RFID測(cè)試中心等，開展信號(hào)研究及實(shí)驗(yàn)。隨著科學(xué)發(fā)展，作為人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界重要手段的測(cè)試技術(shù)，在社會(huì)生活中的地位也逐漸提高，測(cè)試技術(shù)水平同樣也反映出一個(gè)國家的生產(chǎn)力發(fā)展水平。RFID技術(shù)及實(shí)際應(yīng)用仍存在大量技術(shù)難題，如多標(biāo)簽的碰撞問題，多閱讀器的去重問題，標(biāo)簽貼附材料的電磁影響問題，應(yīng)用環(huán)境的多徑干擾及電磁干擾問題等等，單純發(fā)展RFID單項(xiàng)技術(shù)無法解決此類問題，還必須進(jìn)行必要的RFID系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與測(cè)試驗(yàn)證，這便要求具有相應(yīng)的滿足RFID產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)測(cè)試要求的RFID測(cè)試技術(shù)。 選題意義目前，許多國家政府機(jī)構(gòu)在政策和資金方面積極支持RFID技術(shù)的研究與發(fā)展，許多大型企業(yè)、高校及科研院所也積極參與RFID標(biāo)準(zhǔn)制定、生產(chǎn)制造、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)等工作，使得RFID技術(shù)趨于成熟，并且在一些關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)取得了重大突破。目前，國內(nèi)的標(biāo)簽和閱讀器設(shè)計(jì)、制造、RFID系統(tǒng)集成及應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)企業(yè)主要集中于北京、上海、江蘇、廣東等地，在RFID某些領(lǐng)域已經(jīng)取得比較成熟的技術(shù)，并成為我國RFID技術(shù)發(fā)展的龍頭和主導(dǎo)力量。其中，低頻（125kHz和135kHz頻段）RFID系統(tǒng)主要運(yùn)用于識(shí)別距離較近的門禁管理和動(dòng)物跟蹤；高頻（）RFID系統(tǒng)主要運(yùn)用于智能卡、單品級(jí)物品跟蹤和圖書管理；超高頻（433MHz，860~960 MHz頻段）遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)主要運(yùn)用于托盤級(jí)物品跟蹤和集裝箱運(yùn)輸；微波（，）RFID系統(tǒng)主要運(yùn)用于不停車收費(fèi)和人員定位。RFID基本技術(shù)原理源于二戰(zhàn)時(shí)期盟軍飛機(jī)和軍艦的無線電數(shù)據(jù)識(shí)別技術(shù)，其理論基礎(chǔ)是1948年哈里斯托克曼發(fā)表的論文——利用反射功率進(jìn)行通信；上世紀(jì)5070年代，經(jīng)過早期的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)性的研究及探索，開始了一些初步的應(yīng)用嘗試；上世紀(jì)7090年代，RFID技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)過一段大發(fā)展，RFID技術(shù)及產(chǎn)品逐步進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段；上世紀(jì)90年代至今，RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題逐漸得到重視，各種RFID技術(shù)產(chǎn)品均得到很大發(fā)展，標(biāo)簽成本不斷降低，RFID產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域及規(guī)模不斷擴(kuò)大，成為人們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠?，同時(shí)RFID理論研究已日趨完善[9]。 RFID技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀RFID技術(shù)較接觸式和光學(xué)識(shí)別技術(shù)具有更好的防水、防磁和耐腐蝕性能，并且具有識(shí)別距離遠(yuǎn)、安全性高、成本低、存儲(chǔ)容易和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大等優(yōu)點(diǎn)，目前已應(yīng)用于交通運(yùn)輸、工業(yè)生產(chǎn)、物流、醫(yī)療、防偽、門禁、設(shè)備跟蹤和資產(chǎn)管理等領(lǐng)域。標(biāo)簽根據(jù)參數(shù)Q產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)，該隨機(jī)數(shù)根據(jù)一定規(guī)則進(jìn)行減1運(yùn)算，隨機(jī)數(shù)為0時(shí)，標(biāo)簽則對(duì)閱讀器相關(guān)指令產(chǎn)生響應(yīng)，返回標(biāo)簽EPC碼和退出循環(huán)。前向鏈路通信采用雙邊帶幅移鍵控（DSBASK）、單邊帶幅移鍵控（SSBASK）或反向幅移鍵控（PRASK）等三種調(diào)制方式，反向鏈路信號(hào)采用反向散射ASK或PSK調(diào)制方式。EPC C1G2標(biāo)準(zhǔn)主要涉及到超高頻RFID系統(tǒng)物理層工作頻率、數(shù)據(jù)編碼、調(diào)制方式、射頻包絡(luò)形狀及數(shù)據(jù)傳輸速率等問題。EPC Global是由眾多支持電子產(chǎn)品編碼（EPC，Electronic Product Code）的國際知名企業(yè)建立的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟。ALOHA算法簡(jiǎn)單實(shí)用，但標(biāo)簽數(shù)目較多時(shí)，系統(tǒng)性能會(huì)急劇惡化。 ISO180006C鏈路時(shí)間參數(shù)多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)入閱讀器識(shí)別場(chǎng)或者標(biāo)簽同時(shí)位于多個(gè)閱讀器識(shí)別場(chǎng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生碰撞問題， 180006 標(biāo)準(zhǔn)同樣規(guī)定了RFID系統(tǒng)防碰撞算法，其中Type A采用時(shí)隙ALOHA算法，Type B采用二進(jìn)制樹算法。 命令和響應(yīng)的幀格式RFID系統(tǒng)完成Query指令的時(shí)間從閱讀器發(fā)出該指令開始，到閱讀器接收到標(biāo)簽響應(yīng)信號(hào)結(jié)束，包括：TQuery指令發(fā)送長度、TRN16指令長度和T2。，其中：靜默（Quiet）為大于300微秒的無調(diào)制載波，SOF為幀頭， EOF為幀尾，EOF過后閱讀器繼續(xù)發(fā)送一段時(shí)間的載波信號(hào)來維持標(biāo)簽響應(yīng)的能量。 ISO/IEC 18000系列空中接口標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱ISO/IEC180001:2004國際標(biāo)準(zhǔn)用于單品管理的射頻識(shí)別技術(shù)第1部分：參考結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)定義ISO/IEC180002:2004國際標(biāo)準(zhǔn)第2部分：頻率小于135kHz的空中接口通信參數(shù)ISO/IEC180003:2004國際標(biāo)準(zhǔn)第3部分：ISO/IEC180004:2004國際標(biāo)準(zhǔn)第4部分：ISO/IEC180006:2006國際標(biāo)準(zhǔn)第6部分：860~960MHz的空中接口通信參數(shù)ISO/IEC180007:2004國際標(biāo)準(zhǔn)第7部分：433MHz的空中接口通信參數(shù)ISO/IEC18001:2004 國際標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用需求概括ISO/IEC24710:2005 國際標(biāo)準(zhǔn)符合ISO空中接口定義的標(biāo)簽牌照的基本功能標(biāo)簽與閱讀器之間的通訊有“閱讀器先發(fā)言”和“標(biāo)簽先發(fā)言”兩種通訊機(jī)制，前者由閱讀器發(fā)送命令，然后標(biāo)簽做出相應(yīng)的響應(yīng)，ISO/IEC 180006標(biāo)準(zhǔn)Type A 、Type B系列產(chǎn)品采用此通訊機(jī)制。ISO/IEC 180006 標(biāo)準(zhǔn)定義了860~960MHz的空中接口通信協(xié)議參數(shù)，包括時(shí)序參數(shù)、信號(hào)特性、標(biāo)簽與閱讀器之間通信的物理層架構(gòu)、協(xié)議、指令以及多標(biāo)簽讀取時(shí)的防碰撞算法等。標(biāo)簽與閱讀器之間的空中接口是RFID系統(tǒng)的核心內(nèi)容，針對(duì)這一問題，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（the International Organization for Standardization）和國際電工委員會(huì)IEC（the International Electrotechnical Commission）聯(lián)合推出了ISO/IEC 18000系列RFID空中接口標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)具有通用性和廣泛性，適合于RFID各個(gè)頻段的產(chǎn)品。不同國家及地區(qū)對(duì)RFID產(chǎn)品所涉及的頻段、功率、編碼方式等規(guī)定不一，造成標(biāo)簽與閱讀器之間的兼容問題。RFID系統(tǒng)為了保證傳輸信號(hào)與傳輸信道的性能匹配，提高信號(hào)有效性，防止信號(hào)受到干擾或碰撞，減少信號(hào)冗余度，保證數(shù)據(jù)傳輸速率，常采用反向非歸零 (NRZ)編碼、Manchester (曼徹斯特)編碼、單極性歸零(Unipolar)編碼、差動(dòng)雙相(DBP)編碼、Miller編碼、變形Miller編碼等編碼方式。閱讀器和標(biāo)簽芯片電路通過基帶信號(hào)控制載波信號(hào)參量，將低頻基帶信號(hào)搬移至高頻，使得基帶信號(hào)適合無線信道傳輸，保證RFID系統(tǒng)通信的傳輸有效性和可靠性。中間件包含一系列特定屬性的 “程序模塊”或“服務(wù)” ，主要完成標(biāo)簽數(shù)據(jù)校對(duì)、閱讀器協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和任務(wù)管理等功能，同時(shí)可以滿足用戶特定需求。射頻通道模塊中通常含有發(fā)送和接收兩個(gè)獨(dú)立的信號(hào)通道；天線是接收和發(fā)射射頻信號(hào)的設(shè)備；閱讀器與計(jì)算機(jī)之間通過閱讀器的接口電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，接口電路包括：RS232/485接口、以太網(wǎng)接口等。閱讀器一般由天線、射頻通道模塊、控制單元和接口電路等部分組成。閱讀器提供能量激活閱讀器天線識(shí)別場(chǎng)內(nèi)的標(biāo)簽，通過指令信號(hào)從標(biāo)簽中讀出數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)，對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過防碰撞功能正確識(shí)別標(biāo)簽。 標(biāo)簽內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖RFID系統(tǒng)中每個(gè)標(biāo)簽都被寫入一個(gè)代表標(biāo)簽身份的識(shí)別碼，識(shí)別碼主要有兩種標(biāo)準(zhǔn)，一種是電子產(chǎn)品代碼 (Electronic Product Code，EPC)，一種是在ISO系列標(biāo)準(zhǔn)定義的唯一識(shí)別號(hào) (Unique Identifier，UID)。信號(hào)處理模塊主要將處理器發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和編碼，經(jīng)過數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換后發(fā)送給射頻接口，或?qū)⑸漕l接口傳送過來的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換后，再進(jìn)行解碼和解密后發(fā)送給處理器[910]。RFID標(biāo)簽（電子標(biāo)簽或應(yīng)答器）是RFID系統(tǒng)的重要組成部件，包括射頻接口、信號(hào)處理模塊和控制模塊, 。標(biāo)簽由微芯片(Microchip)和天線(Antenna)組成，芯片內(nèi)部帶有存儲(chǔ)器，可以存儲(chǔ)被識(shí)別對(duì)象的身份信息等相關(guān)數(shù)據(jù)。作為物聯(lián)網(wǎng)中物體“身份”載體的RFID技術(shù)憑借識(shí)別準(zhǔn)確率高、識(shí)別距離遠(yuǎn)、存取信息量大和耐用性強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)成為物聯(lián)網(wǎng)必不可少的組成及最前端的關(guān)鍵技術(shù)[18]。上世紀(jì)九十年代，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，RFID技術(shù)逐漸應(yīng)用到公路收費(fèi)等民用領(lǐng)域。我國也高度關(guān)注和重視物聯(lián)網(wǎng)的研究與應(yīng)用，已經(jīng)制定一系列開展研究支持新一代信息技術(shù)發(fā)展的政策措施，2009年11月，溫家寶總理在人民大會(huì)堂發(fā)表了題為《讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展》的講話，再次強(qiáng)調(diào)科學(xué)選擇新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的重要性，并指示要著力突破物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。 regression model目 錄 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 I摘 要 IAbstract IV目 錄 VII第1章 緒論 1 研究背景 1 RFID系統(tǒng)概述 1 RFID技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀 6 選題意義 7 研究現(xiàn)狀 9 11第2章 基于虛擬儀器技術(shù)的RFID測(cè)試系統(tǒng) 13 RFID系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)及內(nèi)容 13 RFID測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試環(huán)境 15 17 17 軟件定義無線電概述 18 21 24 測(cè)試實(shí)例 32 33 37 RFID系統(tǒng)性能測(cè)試 42 49 52第3章 雷達(dá)散射截面差值及誤碼率分析與測(cè)試 53 RFID系統(tǒng)傳播信道 53 標(biāo)簽阻抗 55 極化損耗 56 路徑損耗 57 天線增益三維表達(dá)形式 58 雷達(dá)散射截面和誤碼率 62 雷達(dá)散射截面 63 雷達(dá)散射截面差值 65 反向鏈路通信誤碼率 65 基于ΔRCS的反向鏈路通信誤碼率 66 實(shí)驗(yàn) 67 △RCS測(cè)試誤差修正 68 發(fā)射功率對(duì)△RCS和BER影響的測(cè)試 70 距離對(duì)△RCS和BER影響的測(cè)試 71 72第4章 標(biāo)簽反向散射調(diào)制性能分析 74 標(biāo)簽反向調(diào)制性能 74 標(biāo)簽最佳工作條件 76 反向鏈路調(diào)制系數(shù) 79 實(shí)驗(yàn) 84 84 距離對(duì)調(diào)制系數(shù)、標(biāo)簽調(diào)制損耗影響測(cè)試 85 頻率對(duì)調(diào)制系數(shù)影響測(cè)試 86 86 87第5章 RFID系統(tǒng)標(biāo)簽識(shí)別率測(cè)試及預(yù)測(cè) 88 RFID系統(tǒng)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn) 88 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 88 RFID系統(tǒng)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 89 103 RFID系統(tǒng)測(cè)試臺(tái)硬件架構(gòu) 103 RFID系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)軟件架構(gòu) 106 RFID系統(tǒng)測(cè)試臺(tái)工作過程 107 108 LVQ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 109 遺傳算法 110 改進(jìn)GALVQ算法 110 改進(jìn)GALVQ算法在標(biāo)簽識(shí)別率預(yù)測(cè)中的應(yīng)用 112 114結(jié) 論 115參考文獻(xiàn) 117致 謝 124附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文 125附錄B 攻讀學(xué)位期間參與的科研課題 126博士學(xué)位論文第1章 緒論 研究背景物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things, IOT)是以射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification, RFID）技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、中間件技術(shù)等，構(gòu)筑而成的一個(gè)由大量聯(lián)網(wǎng)的閱讀器和標(biāo)簽、傳感器組成的互連網(wǎng)絡(luò)。 backscatter。 software defined radio。 on the other hand, a dynamic adjustment method of crossover and mutation is introduced to avoid loss of excellent gene and population drab problems, and improve the learning efficiency. Experimental results show that the GALVQ algorithm has better precision, learning efficiency and robustness.Key Words: Radio frequency identification。關(guān)鍵詞：射頻識(shí)別；虛擬儀器；軟件無