RFID智能信息处理关键问题研究

无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术是通过无线射频方式进行非接触双向通信的自动化识别与数据获取技术，在多目标识别、移动目标识别和单品识别等应用领域具有极大的优势，广泛应用于国防、制造、医疗、零售、物流等诸多领域，被誉为21世纪最热门的技术之一。近年来RFID技术受到工业界和学术界高度关注，理论研究和实践应用得到了突飞猛进的发展，同时，在面向RFID海量数据的智能信息处理方面也带来了巨大的挑战。因此，本文以面向应用的RFID数据处理为背景，对RFID智能信息处理及其关键问题进行了深入研究，主要研究内容包括以下几个方面： 首先，回顾并总结了流数据处理、复杂事件处理和信息融合等理论方法在RFID信息处理上的主要研究成果和典型方法，为RFID智能信息处理体系的建立奠定了理论依据，针对当前RFID信息处理方法的不足，从融合多领域相关技术，进行综合性、大规模的RFID信息处理的角度，提出了综合方法集成框架，并给出了框架相关模块的构成说明，为进一步提出RFID智能信息处理方面新的理论和方法提供了研究思路。 其次，以构件技术和中间件技术为背景，详细分析了现存的RFID中间件系统的优势与不足，在此基础上，主要针对RFID海量数据处理、RFID多协议数据转换、复杂事件处理以及面向RFID的企业信息集成等问题，提出了RFID智能信息处理软件体系结构，设计并实现了流数据处理引擎、多协议处理器、监控管理器、事件管理器和复杂事件处理引擎，并给出了相关模块的处理算法，从软件体系结构上保证了RFID信息处理软件系统的智能性和可扩展性，软件实现验证了所提软件体系的有效性。 再次，在总结和分析流数据管理系统和流数据查询语言方面主要研究成果的基础上，从重用和集成现有流数据处理方法，分离流数据源和处理逻辑，简化软件开发与部署，实时监控与优化RFID流数据处理的研究角度，提出了面向服务体系的RFID流数据处理服务体系，给出了RFID流数据处理服务模型和服务逻辑模型，并给出了基于XML的服务单元描述，数据流描述和服务单元激活描述。最后给出了软件实现，验证了所提出的流数据处理服务的有效性。 最后，以事件驱动系统和主动数据库系统为背景，介绍了复杂事件处理所涉及的关键技术，并在分析目前研究的优势与不足基础上，针对面向RFID海量事件的语义信息处理需求，提出了RFID复杂事件模型和复杂事件处理网络模型，并提出了基于时空关系的操作算子和复杂事件模式定义。在分析和总结已有复杂事件探测体系不足的基础上，进一步设计了RFID复杂事件探测中心结构，并给出相关构件的功能描述。对于复杂事件探测问题，主要提出了基于分发策略和消耗策略的探测优化，并给出了策略选择算法，在以上算法结果的基础上提出了基于策略选择的复杂事件探测算法，同传统复杂事件探测算法比较分析显示所提算法的有效性。

面向供应链系统的RFID信息服务关键技术研究

众所周知，供应链管理(Supply Chain Management, SCM)是一个极其复杂的系统，自从上个世纪70年代以来，经济全球化的趋势以及信息技术的快速发展，给本来已经极其热门的供应链管理领域又提供了无穷的发展空间。这个领域里面不断出现新的挑战，其中的种种难题几乎都跟供应链系统的复杂性和不确定性特征息息相关。 无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术是通过无线射频方式进行非接触双向通信的自动化识别与数据获取技术，在多目标识别、移动目标识别和单品识别等应用领域具有极大的优势，广泛应用于国防、制造、医疗、零售、物流等诸多领域，被誉为21世纪最热门的技术之一。近年来RFID技术受到工业界和学术界高度关注，理论研究和实践应用得到了突飞猛进的发展。随着无线射频识别技术的迅速发展和价格的迅速低廉，企业已经越来越多地把信息技术应用于供应链的管理之中，信息技术已成为企业实施供应链管理的不可或缺的手段，它们可以使企业的供应链管理更为有效以及高效。但是在将RFID技术应用到供应链信息管理的过程之中，遇到了许多阻力和困难。在RFID信息网络的构建、网络中海量资源调用、以及跟踪应用等诸多方面都存在还不能解决的问题。 本文在深入研究无线射频识别技术的基础上，结合供应链信息系统的发展现状以及所面临的诸多迫切需要解决的问题，提出了面向供应链服务的RFID信息网络，并设计了RFID网格模型，对RFID网络中的资源优化问题，以及目标跟踪问题进行了专门的研究，提出了行之有效的算法。主要的研究内容包括以下几个方面： 首先，构建了基于RFID系统的供应链信息管理系统的架构，并针对供应链信息系统中存在的种种问题，提出构建面向供应链服务的RFID网络。在详细介绍了当前国内外RFID网络研究与发展的基础上，设计了基于RFID网络的供应链应用体系，并给出了这一RFID网络的基本架构。 其次，根据网格计算理论提出了RFID无线网格体系，分别对RFID无线网格分层组织和系统构建组成进行了详细的描述。设计了RFID网格的供应链应用场景，将RFID网格基础设施安装在制造商分销中心、零售商仓库和零售商商店，通过运行在每个基础实施构件提供RFID数据捕获、数据处理和集成，并对RFID无线网格体系进行了建模以及分析。 再次，针对供应链系统的RFID信息服务瞬时产生海量的RFID信息，资源调度优化存在难点，提出利用粒子群算法，解决这一问题。该算法在求解该类问题时的优点包括：收敛速度快、容易克服早熟、能够优化多目标、能够柔性控制和容易分布式运算等。我们设计了RFID资源任务调度模型，利用经过改进的粒子群算法BPSO对这一模型的进行了求解，并将这一算法与传统的遗传算法的求解进行了仿真比较，可见该算法较遗传算法有较大优势。 最后，在面向供应链系统的RFID信息服务中，跟踪领域具有广泛的应用前景，同时在对环境敏感的对象跟踪领域中联合无线传感器网络也是RFID跟踪应用的一大趋势。针对网络跟踪研究，总结了RFID与无线传感器网络相结合的三种模式，提出以Adhoc的方式将RFID读写器组成一个面向供应链服务的无线跟踪网络，并给出一基于RFID无线网络的跟踪算法，以解决供应链系统中物品的追踪问题。

UHF RFID 射频前端及其编解码设计

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术，是一种利用射频通信实现的非接触式的数据采集和自动识别技术（以下通称RFID技术）。而超高频射频识别技术（Ultra High Frequency RFID，UHF RFID）具有识别距离远、识别准确率高、识别速度快、抗干扰能力强等特点而成为当前研发的热点。UHF RFID读写器的难点就在于射频前端电路和基带编解码的设计，它们设计的好坏直接决定了读写器的性能好坏。 本文首先通过介绍UHF RFID读写器射频前端设计的基本原理，采用射频通用收发模块进行射频前端设计的方法，给出了以ADF7020收发芯片为核心的UHF RFID读写器的射频前端的整体设计和具体的实现电路，设计了包括射频收发电路、射频前端匹配电路、滤波电路、环行器电路、功率放大电路等。 其次根据EPC Gen-2的协议标准进行了UHF RFID读写器的基带编码解码的仿真设计，然后开发了以FPGA为核心的完整的数字基带硬件电路，实际调试表明整个基带编解码软件在硬件基带PCB板上运行状况良好，并能对EPC Gen-2的协议标准的命令进行正确的编码解码。 最后通过研究学习软件无线电的理论和开发方法，把UHF　RFID读写器的射频前端分成射频模拟前端和射频数字前端，给出了一种基于软件无线电思想的UHF RFID射频数字前端设计模型，并借助于SIMULINK中的信号处理工具箱对构建的数字前端的进行仿真验证，仿真结果验证了用软件无线电实现UHF RFID数字前端的可行性。

基于RFID的混流装配汽车生产线物料动态配送研究

针对混流装配的汽车自动化生产线提出了基于RFID的车辆追踪和基于条码的无线物料库存管理实现方法。在此基础上,设计了装配生产线的物料动态配送调度业务流程,给出了物料动态配送的规划依据,并进行了实例计算。