固定/移动/混合RFID阅读器防碰撞智能规划方法研究

This project studies the intelligent scheduling approach to RFID reader anti-collision for the senarios of stationary readers, mobility readers and hybrid readers.The key work includes: (1) Research of the scheduling model for RFID reader anti-collision considering the physical resources of reader number and positions, and the communication resources of channels, time slots and power; (2) Research of the RFID reader anti-collision scheduling approach to RFID for the senarios of stationary readers, mobility readers and hybrid readers; (3) Re-scheduling of RFID reader network under immergency, such as the reader reinforcing and breakdown ; (4) Research of intelligent immune algorithm for RFID reader anti-collision scheduling. This project will improve the accuracy and efficiency of tag identification, provide the theoretical basis and complete solution to reader anti-collision in a RFID communication system, and enhance the scientific placement and dynamic scheluding of readers within a RFID application.

本项目将研究面向固定阅读器、移动阅读器和混合阅读器等三种场景下的RFID阅读器防碰撞智能规划方法，重点工作是：（1）研究一种集阅读器数量、位置等多个物理资源，以及信道、时隙、功率等多个通信资源调度优化的RFID阅读器防碰撞数学模型；（2）研究RFID系统固定阅读器、移动阅读器和混合阅读器等多种场景下的阅读器防碰撞规划问题；（3）研究阅读器增援或者阅读器出现故障等特殊应急情况下的RFID阅读器防碰撞规划问题；（4）研究面向RFID阅读器防碰撞规划的免疫智能优化算法。本项目的实施，将改善RFID系统的标签识别正确率和标签识别效率，为RFID大规模应用提供理论基础和解决方案，并且促进RFID应用中阅读器的科学部署和动态规划。

以射频识别（RFID）为核心技术的物联网产业是国家在“十二五”规划期间重点发展的战略性新兴产业，市场潜力巨大，对现代物流、仓储管理、先进制造、信息化等产业的转型升级和创新发展具有十分明显的支撑作用和拉动效应。本项目针对RFID系统在仓储管理、智能生产等阅读器高密集应用场合可能遭遇的阅读器碰撞进而导致RFID阅读器对标签的识别效率降低现象，以探讨改进RFID阅读器通信资源分配方式为重点，以降低阅读器碰撞概率、提高标签识别效率为目标，从RFID阅读器通信资源智能调度的角度，分别面向固定阅读器、移动阅读器和混合阅读器三种部署场景，研究RFID系统阅读器网络防碰撞智能规划方法。主要研究内容有：（1）科学构建RFID阅读器防碰撞数学模型，提出了关于信道、时隙及功率的RFID阅读器防碰撞数学模型。对于阅读器待部署的RFID系统，还将阅读器数量、位置等涉及物理资源属性吸引到RFID阅读器防碰撞数学模型中来，形成面向RFID阅读器网络规划和阅读器防碰撞的综合数学模型；（2）从固定阅读器、移动阅读器和混合阅读器等不同应用场景的阅读器防碰撞需求出发，提出面向特定阅读器防碰撞智能算法框架；（3）对于在RFID系统工作过程中存在阅读器因故障损坏而不能工作，或者因标签识别需求高峰而需要增援阅读器等应急情形，通过阅读器防碰撞二次/智能规划方法，使得RFID系统标签识别效率在整体上保持在最佳水平；（4）面向RFID阅读器防碰撞和网络规划模型的求解需求，研究提出了两类基于精英社会学习和随机社会学习的强变异算子，所形成的免疫智能优化算法能够有效地提高RFID阅读器防碰撞和网络规划的工程计算效率。通过本项目的研究，促进了固定、移动以及混合情形下的RFID阅读器碰撞问题及其防碰撞资源智能规划方法在理论层面的体系化、科学化，对于面向智能制造的RFID工程实践具有较强的指导意义。