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主动式RFID在集装箱应用中关键技术的研究和设计
| 论文题名： | 主动式RFID在集装箱应用中关键技术的研究和设计 |
| 关键词： | 集装箱运输;射频识别;电子标签;双唤醒机制;Aloha算法;防碰撞机制 |
| 摘要： | 随着世界贸易的全球化发展，各个国家和地区之间的货物运输越来越频繁。集装箱货运输是一种能够提供快速、安全、低成本的运输手段，国际间货运的90％由集装箱完成，可见集装箱货运在全球货运中起着十分重要的作用。近年来集装箱总吞吐量以40％速度在增长，05年已经达到3亿标准集装箱的数量。中国已经成为世界的制造中心，港口集装箱吞吐量在06年达到9300万标准集装箱，连续四年排名全球第一。此外，现在每年全球90％以上的集装箱在中国制造。以上数据，说明了集装箱物流管理在世界和中国范围有着广阔的前景。 射频识别技术（Radio Frequency Identification）和传统的自动化识别的技术相比有着非常明显的优势，它有速度快、效率高、可全天候工作、不怕灰尘污染、传输距离远等特点。将射频识别技术应用到集装箱管理中，将极大的提高管理的水平和效率。目前，国外仅有几家公司专门在针对集装箱行业设计射频识别系统。国内的从事这方面设计的公司更少。 本文主要做了以下的理论分析和设计验证工作。 针对集装箱的信息需求，搭建了由电子标签、路标、读头和后台数据管理四部分构成的集装箱射频识别系统。根据射频识别技术的基本原理，选择了主动式电子标签作为集装箱信息载体，同时采用2.45GHz作为标签远距离通信频段和125KHz作为标签低频唤醒频段。 介绍了为达到节省功耗目的而引入的低频唤醒和定时唤醒相结合的双唤醒机制。分析了天线线圈的电感耦合原理，在此基础上自制了天线线圈并设计了验证电路。通过实际测量路标和电子标签作用距离的结果对理论上的分析进行了比较。 介绍了衡量高频天线工作性能的参数指标，对标签小天线的设计进行了理论分析。通过CST仿真软件对小天线的理论计算结果进行了验证和优化。同样，通过仿真，模拟了集装箱标签小天线在被安装到金属表面时受到的影响。 讨论了电子标签的防碰撞机制。比较了目前常用的电子标签常用的防碰撞方法。在Aloha算法和时间片Aloha算法的基础上加以改进，可自动获取读头读取范围的标签ID清单并动态分配时间片给电子标签。在该算法中融入系统低频唤醒和定时唤醒的特点，以降低电子标签的功耗。 |
| 作者： | 金允霖 |
| 专业： | 精密仪器及机械 |
| 导师： | 赵春宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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