大规模RFID阅读器部署技术研究

The intensive application of RFID is intended to deploy lots of RFID readers into a certain area reasonably. However, the increase in the number of RFID readers may increase the deployment cost and cause interference between RFID readers. To satisfy the requirement of the RFID application, we study the measurement and description of RFID propagation model, the universal coverage model in two-dimensional plane and three-dimensional space and the deployment algorithm of RFID readers in large scale. We aim to put forward a scientific method for the deployment of RFID readers in large scale and evaluate the efficiency of the coverage model. Through the application of several methods, we can deploy RFID readers in large scale in complex environment. These methods include the measurement method based on mobile grid, the modelling method based on the discretization, the description method based on the matrix and the efficiency detection method on the basis of the reference tag. Furthermore, we apply and improve the particle swarm optimization algorithm to increase the coverage ratio and reduce the number of RFID readers and the interference between RFID readers in large scale. It does a favor to calculate the coverage and overlap rate rapidly as well.

密集型RFID应用需将大量RFID阅读器合理部署到指定区域。随阅读器数量的增加， 成本提高、阅读器之间的干扰增大以及阅读器覆盖范围时变性等问题随之产生。为此，本课题针对密集型RFID阅读器应用需求，研究RFID无线传播模型测量及描述方法，研究二维平面和三维空间中覆盖模型的通用表达技术，研究大规模RFID阅读器部署算法等，旨在提出一种部署大规模RFID阅读器的科学方法，并对部署后的覆盖模型进行有效性检测。课题提出了基于移动阵列式的RFID传播模型测量方法、基于离散化思想的传播模型和覆盖模型建模方法、基于矩阵的覆盖模型形式化描述方法以及基于参考标签的覆盖模型有效性检测方法等，有效解决了复杂环境下RFID大规模部署问题。此外，借助于粒子群等优化算法，重点解决了在覆盖区域最大化、阅读器数量最少、冲突避免等特定要求下大规模RFID读写器部署问题，也解决了快速计算覆盖率、重叠率等评价指标问题。

经过四年努力，我们发表国际知名刊物论文8篇，硕士毕业论文2篇，申请发明专利6项,其中已授权4项，圆满完成项目预期目标。项目的主要研究内容包括以下六部分：1）基于离散化的RFID部署模型；2）二维平面中覆盖模型和阅读器天线传播模型；3）静态阅读器调度策略；4）动态阅读器调度策略。5）RFID阅读器分布式架构中所存在的问题；6）三维场景中的RFID阅读器部署方案。具体创新成果如下：.1).提出了基于离散化的覆盖区域模型。 .2).提出基于粒子群优化算法的RFID读写器部署策略。.3).提出了两种阅读器调度策略：静态阅读器调度策略和动态阅读器调度策略。.4).针对分布式RFID阅读器调度中，节点间的通信和防冲突两大问题提出解决方案。.5).提出基于矩阵的三维场景中的阅读器部署方案。.6).提出了一种新的不规则 RFID 阅读器三维覆盖模型。.7).提出基于粒子群优化算法的RFID阅读器部署策略。