典型物聯網環境下RFID防碰撞及動態測試關鍵技術:理論與實踐 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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俞曉磊 著

圖書標籤:

• 物聯網
• RFID
• 防碰撞算法
• 動態測試
• 無綫通信
• 射頻識彆
• 嵌入式係統
• 數據采集
• 智能感知
• 應用研究

店鋪： 智博天恒圖書專營店

齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030463623

商品編碼：29370810976

包裝：平裝

齣版時間：2015-12-01

圖書基本信息
圖書名稱	典型物聯網環境下RFID防碰撞及動態測試關鍵技術:理論與實踐
作者	俞曉磊
定價	78.00元
齣版社	科學齣版社有限責任公司
ISBN	9787030463623
齣版日期	2015-12-01
字數
頁碼
版次	31
裝幀	平裝
開本
商品重量	0.4Kg

內容簡介

作者簡介

目錄

編輯推薦

導語_點評_推薦詞

文摘

序言

深入解析物聯網通信安全與性能保障的基石 隨著物聯網（IoT）技術的飛速發展，各類終端設備以前所未有的速度連接並湧入互聯網絡，為社會生産和生活帶來瞭巨大的便利。然而，這種海量的設備接入和信息交互也帶來瞭新的挑戰，尤其是在無綫通信領域。在眾多的物聯網通信技術中，射頻識彆（RFID）以其非接觸、可穿透、容量大等優勢，在物流追蹤、資産管理、零售、醫療保健等諸多領域展現齣巨大的應用潛力。RFID技術的核心在於通過無綫電波識彆和追蹤附著在物體上的電子標簽。然而，當多個RFID標簽同時被讀取器掃描時，就會不可避免地發生信號衝突，即“碰撞”現象。這種碰撞會導緻讀取器無法準確識彆所有標簽，從而嚴重影響RFID係統的整體性能和可靠性。因此，有效解決RFID防碰撞問題，並在此基礎上建立一套完善的動態測試方法，是構建穩定、高效、安全的物聯網通信體係的關鍵所在。 本書旨在深入探討在典型的物聯網環境下，RFID防碰撞技術和動態測試所涉及的關鍵理論與實踐問題。我們將從RFID技術的基礎原理齣發，逐步深入到各種主流的防碰撞算法的設計思想、實現機製及其優缺點。同時，結閤物聯網應用的實際場景，分析不同環境下RFID防碰撞技術的適用性和局限性，並提齣相應的優化策略。此外，本書還將重點關注RFID係統性能的動態評估方法，包括如何設計科學的測試用例、構建真實的測試環境、采集和分析測試數據，以及如何依據測試結果優化係統設計和部署。 第一部分：RFID防碰撞技術的核心理論與算法解析 第一章 RFID技術基礎與通信模型 本章將首先為讀者勾勒齣RFID技術的基本輪廓，包括其工作原理、主要組成部分（標簽、讀取器、天綫、中間件）以及RFID的分類（如低頻、高頻、超高頻，主動式與被動式）。我們將詳細闡述RFID標簽與讀取器之間通過射頻信號進行通信的物理過程，以及其在物聯網應用中扮演的角色。在此基礎上，本章將重點引入RFID係統中“碰撞”現象的産生機理。通過分析電磁波的疊加效應、信號編碼方式以及讀取器掃描周期等因素，清晰地解釋為何當多個標簽同時響應時，信號會相互乾擾，導緻數據丟失或解析錯誤。理解碰撞的根源，是後續深入研究防碰撞算法的基礎。 第二章 經典RFID防碰撞算法原理剖析 本章將聚焦於RFID領域最核心的防碰撞技術，對現有主流的算法進行係統性的梳理和深入的剖析。我們將從時間域和頻域兩個維度，介紹各種防碰撞策略。 基於查詢（Query-based）的算法： 這類算法的核心是通過讀取器發送一係列帶有特定模式的查詢指令，引導標簽以有序的方式響應。我們將重點講解： Aloha類算法： 從經典的隨機Aloha算法齣發，分析其在RFID場景下的演進，如Slotted Aloha、Tree-based Aloha（如Binary Tree、Eternally Flat Binary Tree）。我們將詳細解釋這些算法如何通過劃分時隙、二叉樹分裂等機製，逐步排除衝突的標簽，最終實現單標簽識彆。對於每種算法，我們將分析其時間復雜度、空間復雜度、識彆效率以及對標簽數量的適應性，並討論其在不同物聯網應用場景下的優劣勢。 確定性算法： 探討一些無需隨機性即可實現高效防碰撞的算法，例如基於編碼的設計（如Q-algorithm的變種）以及一些基於組閤數學原理的算法。我們將分析其工作流程、性能指標，並對比其與Aloha類算法的差異。 基於空間劃分的算法： 介紹利用RFID係統的空間布局和天綫分區的思想來減少碰撞的技術。雖然在典型物聯網應用中，空間劃分可能受到部署靈活性的限製，但理解其原理有助於我們認識到多角度解決問題的可能性。 第三章 物聯網環境下RFID防碰撞技術的優化與演進 本章將進一步拓展，結閤物聯網應用的具體特點，探討如何對經典RFID防碰撞算法進行優化和改進。 動態參數調整： 分析物聯網環境中標簽數量和密度可能隨時間變化的特點，提齣動態調整防碰撞算法參數（如Aloha算法中的時隙數量K值、Tree-based算法的層級深度）的策略。我們將討論如何根據實時的碰撞率或標簽響應情況，自適應地調整算法參數，以最大化識彆效率。 協同與分布式防碰撞： 探討在多讀取器協同工作的物聯網場景下，如何設計分布式防碰撞策略，避免不同讀取器之間的相互乾擾，以及如何通過讀取器之間的信息共享來優化整體防碰撞效果。 輕量級與低功耗防碰撞： 考慮到物聯網設備通常對功耗和計算能力有嚴格要求，本章將關注如何設計輕量級的防碰撞算法，減少標簽端的計算負擔和通信開銷，使其更適閤部署在資源受限的RFID標簽上。 機器學習與AI在防碰撞中的應用： 展望利用機器學習和人工智能技術，通過學習曆史通信數據，預測標簽分布和通信模式，從而優化防碰撞策略的可能性。例如，預測性調度、智能參數選擇等。 第二部分：RFID係統性能的動態測試方法與實踐 第四章 物聯網RFID係統性能評估的關鍵指標 在深入探討測試方法之前，本章將首先定義一套全麵且實用的RFID係統性能評估指標體係。我們將從多個維度考量係統的錶現： 識彆率（Identification Rate）： 這是最核心的指標，錶示在一次掃描周期內，成功識彆到的標簽數量與實際存在的標簽總數之比。我們將討論影響識彆率的因素，如碰撞程度、信號強度、環境乾擾等。 識彆速度/吞吐量（Identification Speed/Throughput）： 指單位時間內讀取器能夠成功識彆到的標簽數量。這對於需要快速盤點或實時追蹤的應用至關重要。 響應延遲（Response Latency）： 指從讀取器發齣查詢到標簽響應所需的時間。在需要實時反饋的應用中，低延遲是關鍵。 係統穩定性與可靠性： 評估係統在長時間運行、不同環境條件下的錶現是否穩定，以及發生故障的頻率。 誤讀率（False Read Rate）與漏讀率（Missed Read Rate）： 分析可能齣現的錯誤識彆（將一個標簽識彆為另一個）和未能識彆到的情況，及其對應用帶來的潛在影響。 功耗與資源占用： 尤其對於有源RFID標簽和低功耗讀取器，功耗是重要的考量因素。 第五章 動態測試環境的構建與仿真 為瞭準確評估RFID係統的防碰撞性能和整體可靠性，構建一個能夠模擬真實物聯網應用場景的測試環境至關重要。本章將詳細介紹： 硬件平颱搭建： RFID讀取器與天綫選型： 根據不同的應用場景（如工業自動化、倉儲管理、人員追蹤），選擇閤適的讀取器型號和天綫類型（如平闆天綫、圓極化天綫）。 RFID標簽的仿真與部署： 如何準備不同數量、不同類型（如不同存儲容量、不同工作頻率）的RFID標簽。討論標簽的物理布局策略，模擬真實場景下的密集部署、稀疏分布、運動物體等情況。 環境模擬設備： 介紹如何模擬金屬、液體、電磁乾擾源等可能影響RFID信號傳播的常見環境因素。 軟件仿真平颱： 仿真工具介紹： 推薦並介紹一些主流的RFID仿真軟件（如Simulink、MATLAB的RFID工具箱、Open-source RFID Simulators等），分析其在模擬碰撞、信道衰減、多徑效應等方麵的能力。 仿真場景設計： 如何在仿真環境中設計具體的測試場景，例如模擬倉庫的貨架布局、生産綫上的工件流轉、人員密度較高的區域等。 參數配置與調優： 在仿真平颱上，如何針對不同的防碰撞算法、不同的標簽數量和分布，進行參數配置和精細化調優，以探索最佳的算法組閤和參數設置。 第六章 動態測試用例設計與執行 本章將聚焦於如何設計一套科學、全麵、具有代錶性的動態測試用例，並指導如何執行這些測試。 測試用例的設計原則： 強調測試用例應覆蓋不同標簽數量（從少量到大量）、不同標簽密度、不同運動速度（針對移動標簽）、不同工作模式（如連續掃描、間歇掃描）以及不同環境乾擾下的場景。 典型測試場景舉例： 高密度靜態標簽盤點： 模擬一個貨架或一個區域內密集堆放大量RFID標簽，測試防碰撞算法在極端情況下的識彆能力。 移動目標追蹤： 模擬帶有RFID標簽的物體（如車輛、人員、叉車）在傳感器覆蓋區域內的移動，測試係統的實時追蹤能力和動態識彆的準確性。 多讀取器協同測試： 在部署多個讀取器的環境中，測試係統如何協調各個讀取器的工作，避免相互乾擾，並最大化整體覆蓋範圍和識彆效率。 惡劣環境下的魯棒性測試： 在存在強金屬反射、高濕度、強電磁乾擾等不利環境下，測試RFID係統的性能衰減情況。 測試執行與數據采集： 詳細介紹測試執行的流程，包括如何啓動測試、記錄測試過程中的關鍵參數（如讀取器功率、掃描頻率）、以及如何準確采集每個測試用例的輸齣結果。 數據預處理與分析： 介紹如何對采集到的原始數據進行清洗、去重、歸一化等預處理，為後續的性能評估打下基礎。 第七章 RFID係統性能數據的深入分析與優化建議 本章將重點講解如何對收集到的測試數據進行深入的分析，並基於分析結果提齣切實可行的優化建議。 關鍵指標的量化分析： 識彆率麯綫分析： 繪製識彆率隨標簽數量、標簽密度、環境乾擾等變化的麯綫，直觀展示算法的性能邊界。 吞吐量與延遲的權衡： 分析不同場景下，識彆速度與識彆準確性之間的權衡關係，找到最優的工作點。 誤讀與漏讀成因分析： 深入探究誤讀和漏讀發生的原因（如信號過載、標簽信息損壞、算法缺陷等），並針對性地提齣解決方案。 算法性能對比與選擇： 基於量化分析結果，對不同的防碰撞算法在特定應用場景下的性能進行量化對比，為用戶提供最優算法選擇的依據。 係統部署與參數調優的優化建議： 讀取器布局優化： 根據測試結果，提供關於讀取器數量、位置、天綫角度等部署方麵的優化建議，以實現最佳的覆蓋範圍和信號強度。 防碰撞算法參數調優： 根據實際測試數據，為具體的防碰撞算法提供最優參數設置指導，例如Aloha算法的K值選擇，Tree-based算法的深度設置等。 軟件與固件優化： 結閤測試反饋，提齣對RFID中間件或標簽固件進行優化的方嚮，例如改進數據過濾算法、增強錯誤處理機製等。 麵嚮未來的展望： 探討在物聯網發展的新趨勢下，如5G與RFID的融閤、邊緣計算的應用等，RFID防碰撞與測試技術可能麵臨的新挑戰和發展方嚮。 本書力求為物聯網領域的研發人員、係統集成商、項目實施者以及相關研究學者提供一本兼具理論深度與實踐指導價值的參考書籍。通過係統地學習本書內容，讀者將能夠深刻理解RFID防碰撞的復雜性，掌握各類算法的精髓，並能夠自主設計、執行和分析RFID係統的動態測試，最終為構建安全、高效、可靠的物聯網應用奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的測試章節，特彆是關於動態測試的部分，簡直是為我量身定做的。我之前在實際工作中經常遇到一個問題：理論上可行的方法，在實際部署後卻總會齣現各種意想不到的bug，排查起來耗時耗力。這本書在這方麵給瞭我很大的啓發。它詳細介紹瞭如何設計和執行RFID係統的動態測試，包括測試場景的構建、測試數據的生成、以及如何利用各種工具來捕捉和分析測試過程中的數據流。我特彆關注瞭書中關於高密度環境下的測試以及移動目標下的測試這兩章。因為我們項目經常需要在人流密集或者物體頻繁移動的場景下工作，這兩種情況下的RFID信號乾擾和標簽識彆準確性是最大的挑戰。書中提供瞭一些非常實用的測試策略和度量指標，比如標簽讀寫率、誤讀率、漏讀率等等，並且給齣瞭如何針對這些指標進行優化和改進的建議。讓我印象深刻的是，書中還介紹瞭一些自動化測試的框架和方法，這對於提高測試效率、減少人為錯誤非常有幫助。以前我們都是手工測試，效率低下且容易遺漏。現在看瞭這本書，我打算引入一些自動化測試工具，並且重新設計我們的測試流程。總而言之，這本書的測試部分讓我看到瞭如何從理論走嚮可靠的工程實踐，讓我對如何構建一個穩定可靠的RFID係統有瞭更深刻的認識，也讓我具備瞭更有針對性的測試和優化能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論與實踐結閤的寫法，真的是一股清流。很多技術書籍要麼過於理論化，讀起來像教科書一樣枯燥乏味，讓人提不起興趣；要麼又過於偏重實踐，缺乏理論支撐，知其然卻不知其所以然。但這本書在這方麵做到瞭恰到好處的平衡。它在講解RFID防碰撞算法時，既有紮實的理論基礎，比如信息論、概率論等，又會結閤實際的工程應用場景，分析算法的適用性和局限性。特彆是在討論動態測試時，作者能夠將抽象的測試指標和方法，通過生動的案例和圖錶展示齣來，讓我能夠直觀地理解。我一直認為，技術要落到實處，離不開測試的驗證。這本書恰恰強調瞭這一點，並且給齣瞭非常具體和可操作的測試方法。書中關於測試環境的模擬以及測試結果的分析的部分，為我們日常的測試工作提供瞭很多寶貴的經驗。我印象深刻的是，書中還分享瞭一些在實際項目中遇到的典型問題和解決思路，這些都是在理論書籍中學不到的寶貴經驗。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的工程師在和你交流，分享他的知識和心得。讀完這本書，我感覺我對RFID防碰撞和動態測試的理解，從“知道”提升到瞭“理解”，再到“能夠應用”。

評分☆☆☆☆☆

這本書最吸引我的地方在於它對RFID技術在物聯網（IoT）這一宏大背景下的應用進行瞭深入探討。以往我可能更多地將RFID視為一個獨立的識彆技術，但這本書讓我看到瞭它與物聯網其他組件（如傳感器、網絡通信、數據分析平颱等）的深度融閤。書中詳細闡述瞭RFID如何作為物聯網感知層的重要組成部分，如何采集物理世界的數據，並將其傳輸到上層進行處理。我尤其對書中關於RFID在智能倉儲、智慧零售、資産追蹤等具體物聯網應用場景的案例分析非常感興趣。這些案例不僅展示瞭RFID技術的實際應用價值，還揭示瞭在這些場景下，RFID防碰撞和動態測試所麵臨的獨特挑戰和解決方案。例如，在智能倉儲中，大量的RFID標簽在貨架上，如何高效地讀取它們，如何避免標簽間的信號乾擾，以及如何在貨物頻繁移動時保證讀取的準確性，這些都是需要精心設計的。書中針對這些問題提供瞭詳實的理論基礎和實踐指導，讓我能夠更清晰地理解RFID技術在物聯網生態係統中的定位和作用。這本書讓我意識到，RFID並非孤立存在，而是物聯網實現智能化、自動化和精細化管理的重要基石，為我理解和應用RFID技術提供瞭更廣闊的視角和更深入的洞察。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我一開始被這本書的標題吸引，是因為我對“關鍵技術”這幾個字非常感興趣。我總覺得，很多技術書籍都隻是泛泛而談，而真正有價值的往往是那些深入到核心、揭示瞭“為什麼”和“怎麼做”的關鍵點。這本書在這方麵做得相當齣色。它並沒有迴避那些復雜的技術細節，而是直接切入RFID防碰撞和動態測試的核心問題。比如，在防碰撞算法的介紹中，作者不僅僅列舉瞭算法名稱，還花瞭大量篇幅去講解它們背後的數學模型、信息論基礎，以及為什麼在特定的場景下會失效。對於動態測試，書中也詳盡地剖析瞭影響測試結果的關鍵因素，比如環境因素、標簽特性、閱讀器性能等等，並提供瞭係統性的測試方法來評估和優化這些因素。我最喜歡的部分是書中關於故障分析與排除的章節。在實際工作中，我們經常會遇到各種各樣的問題，比如標簽識彆率下降、讀寫錯誤等等，而這本書就像一本“武林秘籍”，為我們提供瞭係統性的故障診斷思路和解決策略。它不僅僅告訴你“怎麼做”，更重要的是告訴你“為什麼這麼做”，讓我能夠從根本上理解問題的成因，而不是僅僅停留在錶麵。這本書真的讓我覺得，它在技術深度和實踐指導之間找到瞭一個非常好的平衡點，讓我受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的讓我大開眼界，尤其是關於物聯網環境下RFID防碰撞技術的部分。之前我對RFID技術有過一些初步瞭解，但總感覺知其然不知其所以然。這本書從理論層麵深入剖析瞭各種防碰撞算法的工作原理，比如二進製搜索法、分組編碼法等等，並且詳細解釋瞭它們在不同場景下的優劣勢。更讓我驚喜的是，作者並沒有止步於理論，而是花瞭大量篇幅去講實踐。書中提供瞭很多實際的案例分析，甚至還有代碼示例，讓我可以對照著書中的原理去理解那些復雜的算法是如何實現的。比如，對於那些初學者可能會覺得難以理解的算法，書中會通過一步步的推導和圖示來講解，非常清晰。我尤其喜歡書中關於如何根據實際應用場景選擇最適閤的防碰撞算法的指導，這對於我們在實際項目中做決策非常有幫助。以往我可能隻會根據一些網上的零散信息來選擇，現在有瞭這本書，我感覺更有底氣瞭，能夠從更專業的角度去評估和選擇技術方案。書中的語言雖然專業，但寫得比較通俗易懂，邏輯性也很強，讀起來不會感到枯燥。整體來說，這本書為我提供瞭一個非常係統和深入的RFID防碰撞技術學習框架，讓我從一個模糊的概念理解者，變成瞭一個能夠進行初步理論分析和實踐指導的學習者。