UHF频段RFID系统中运动物体方向与速度识别的研究

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本文研究了用射频识别(RFID)系统进行运动物体的运动方向以及运动速度判定的方法。利用射频识别技术对运动物体的方向以及速度进行测定一直以来就是射频识别技术应用的一个热点,这对于现代物流、交通检测、自动安检领域都有十分重要的意义。各大RFID厂商已经在UHF频段的产品中实现了相类似的功能。本文在总结现有的测速系统原理和实现的基础上,分析了射频识别系统UHF频段的EPC Global协议,提出了一种利用计算机辅助的、可以实时地准确地测定运动物体运动方向以及运动速度的方案,与以往的利用RFID技术进行测速的方案相比,本方案不需要事先建立匹配数据库,从而可以快速地适应复杂多变的环境并能得到更为准确地结果,满足了工业上的实际需求,并且在工程上易于实现。本文通过设计计算机与阅读器之间的通信模块,得到运动物体的相关信息,并利用这些信息通过系统中的数据分析模块对于运动物体的运动方向以及运动速度做出判断,并通过显示模块将最终结果呈现在屏幕上。区别于现有的利用射频识别技术进行速度测量的方法,本文在不需要事先建立模型数据库的情况下,利用同一运动物体上的两个标签所遇环境的相似性,解决了读取过程中由于多径效应引起的读取失败所造成的计算失效,能够更好的适应实际环境,得出较为精确的速度测量结果,具有较强的实用性。在通信模块的设计中,本文采用一种优化的协议流程来提高获取数据的速率以及可靠性;在数据分析模块中,本文采用小波去噪、平滑、插值、模式提取以及相关匹配等算法对数据进行处理,得到运动物体的运动方向以及运动速度的估计值。在小波去噪的过程中,本文应用一种改进的阈值去除白噪声的方法,有效地提高了返回信号的信噪比;在模式提取以及相关匹配时,本文提出一种改进的匹配算法,选择信号中最长的连续信号片断作为模版与另一信号进行相关匹配,提高了匹配的准确度。最后利用基于Intel R1000的阅读器实现了一种RFID测速系统,并通过实验验证了系统的实用性和准确性。
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