基于RFID标签防碰撞算法的警用电子货架系统研究与实现

作     者：郭朝阳 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张捷

授予年度：2023年

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 12[管理学] 13[艺术学] 1204[管理学-公共管理] 03[法学] 08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 0804[工学-仪器科学与技术] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0306[法学-公安学] 

主      题：电子货架 RFID CT改进分组算法 近场天线 

摘      要：公安机关在警用仓库中,长期使用传统货架管理警用装备,这种方式存在许多短板,包括装备管理效率低下、信息追溯困难等,这些问题严重影响警用装备的管理水平。因此,研发一款用于警用装备管理的电子货架系统,对传统货架进行信息化升级,已成为公安机关急需解决的重要事项。 本文研究了一种基于RFID标签防碰撞算法的警用电子货架系统。该系统通过RFID模块,能够自动读取货架内的装备信息;通过红外装置,能够自动检测货架库位状态;通过温湿度传感器,能够自动感知货架所处环境的温湿度状况。同时,该系统还可以通过通信总线上传上述数据,从而实现对警用装备的有效管理。 为了提升电子货架系统对警用装备的识别效率,对传统的标签防碰撞算法进行了性能分析和对比研究,并选择CT算法作为装备标签识别算法的基础。通过分析电子标签编码和CT算法存在的不足,提出了一种基于CT算法的改进分组算法。算法性能测试结果表明,CT改进分组算法相较于CT算法平均性能提升了28.4%,能够满足系统对警用装备的识别要求,并提高了电子货架系统读取装备标签的效率。 在工程实践中,使用常规天线识别标签时,容易引发天线“串读标签问题。为了解决这一问题,进行了近场天线的仿真与优化。根据天线尺寸,进行了多次实物打样与改进,设计了一种应用于UHF频段的近场天线。经过近场天线性能测试,该近场天线能够解决天线“串读标签问题。 根据电子货架系统的架构设计,完成了电子货架系统的硬件电路设计,同时完成了相应的软件程序开发。通过搭建系统测试平台,对系统进行了测试。结果表明,本文研究的电子货架系统可以简化警用装备存取的流程,提高警用装备管理的效率。