RFID关键技术研究与实现 ㊣ 精品文档 值得下载

研究成果，并进行了相应的比较和分析。

最后介绍了基于系统的安全认证协议，包括协议的概念模型分类和国内外相关的研究成果，指出兼顾安全性和复杂性的中量级安全协议设计是安全领域研究的重点和难点。

祸合就是有效的。

如果把谐振的标签标签的固有谐振频率与读写器的发送频率相符合放入读写器天线的交变磁场中，那么该标签就从磁场中获得能量。

标签天线上负载电阻的接通和断开促使读写器天线上的电压发生变化，实现远距离标签对天线电压的振幅调制。

如果人们通过数据控制负载电压的接通和断开，那么这些数据就能从标签传输到读写器，这种数据传输方式称为负载调制。

但是读写器天线与标签天线之间的祸合很弱，读写器天线输入有用信号的电压波动在数量级上比读写器的输出电压小，因此很难检测出来。

此时如果标签的附加电阻以很高的频率接通或者断开，那么在读写器的发送频率上会产生两条谱线，很容易检测到，这种新的基本频率称为副载波，这种调制称为负载波调制。

反向散射调制电磁反向散射藕合方式般应用于高频系统，对高频系统来说，随着频率的上升，信号的穿透性越来越差，而反射性却越来越明显。

在高频电磁藕合的系统中，当读写器发射的载频信号辐射到标签时，标签中的调制电路通过待传输的信号来控制电路是否与天线相匹配，以实现信号的幅度调制。

当匹配时，读写器发射的信号被吸收。

反之，信号被反射。

在时序法中读写器到标签的数据和能量传输与标签到读写器的数据传输在时间上是交错进行的。

读写器的发送器交替工作，其电磁场周期性地断开或连通，这些间隔被标签识别出来，并被应用于标签到读写器的数据传输。

在读写器发送数据的间歇时刻，标签的能量供应中断，必须通过足够大的辅助电容进行能量的补偿。

在充电过程中，标签的芯片切换到省电或备用模式，从而使接收到的能量几乎完全用于充电电容的充电。

充电结束后，标签芯片上的振荡器被激活，其产生的弱交变磁场能被读写器所接收，当所有的数据发送完后，激活放电模式以使充电电容完全放电。

由于标签和读写器之间的数据传输经过无线空间传输信道，因此在射频技术的使用中，容易遇上干扰，干扰带来的直接影响是通信过程的数据传输。

当标签接收到的数据发生改变时可能导致下面的结果标签地响应读写器的命令，造成工作状态混乱或地进入休眠状态。

而当读写器接收到标签数据出错时，可能导致读写器不能正常识别标签或将个标签判断为另个标签。

在系统中，可以采用的抗干扰方法有数据校验和信道编码。

通过数据完整性校验方法，系统可以检验出受到干扰出错的数据，最常使用的校验方法是奇偶校验法纵向冗余校验法和循环冗余码校验法等。

奇偶校验法在数据传输前必须确定是采用偶数校验还是奇数校验，以保证发送器和接收器都采用同样的方法进行校验，其算法简单且被广泛使用。

纵向冗余校验算法则主要用于快速校验很小的数据块。

循环冗余码校验法虽然不能校正，但是它能够以很高的可靠性识别传输。

另外可通过对数据的信道编码来提高数据传输过程中的抗干扰能力和对数据的纠错和检错能力。

在很多场合下，在读写器范围内存在多个待识别的标签，射频识别系统的个优点就是读写器在很短时间内对多个标签进行识别。

从读写器到标签的通信，类似于无线电广播方式，多个标签同时接收到同个读写器发送的数据流，这种通信形式也被称为无线电广播在读写器的作用范围内有多个标签同时向它发送数据，这种形式被称为多路存取。

在后种通信方式中，为了防止由于多个标签数据在读写器的接收机中相互干扰而不能准确读出，必须采用防碰撞方法来加以解决。

系统的防碰撞算法研究防碰撞算法原理及模型防碰撞算法的研究现状及分类常用防碰撞算法介绍和最新的研究成果常用的防碰撞算法包括算法时隙算法动态时隙算法二进制搜索算法和动态二进制搜索算法等。

，且随着标签数量的增加性能急剧恶化。

二进制搜索算法是种无记忆的算法，即标签不必存储以前的查询情况，这样可以降低成本。

在这种算法中读写器查询的是个比特前缀，只有序列号与这个查询前缀相符的标签才响应读写器的命令而发送其序列号。

当只有个标签响应的时候读写器可以成功识别标签。

但是当有多个标签同时进行响应的时候，就会发生碰撞。

该算法利用曼彻斯特编码可以识别碰撞位的特性，在下次搜索中修改相应的查询前缀，减少符合查询条件的标签，直至对唯的标签进行识别。

为了实现这个算法，还需要引入下列四种命令此命令发送序列号作为参数给区域内标签。

标签把自己的序列号与接收的相比较，若小于或者等于，则此标签回送其序列号给读写器。

用个事先确定的序列号作为参数发送给标签。

具有相同的序列号的标签将以此作为执行其他命令读出和写入的切入开关，即选择了标签。

选中的标签将存储的数据发送给读写器。

取消个事先选中的标签，标签进入休眠状态，这样标签对命令不作应答。

在个具体的系统中，有个待识别标签，如图所示，二进制搜索算法的实现过程如下图二进制搜索算法的搜索过程首先，读写器执行命令，要求区域内的所有待识别的标签都应答。

读写器根据标签的响应检测有无碰撞发生，若有碰撞，确定碰撞的最高位是哪位。

读写器根据碰撞的最高位，将高于该位的比特不变，低于该位的比特全部置为，得到下次命令所需的参数查询前缀。

重复执行，直到可以识别出唯的标签。

重复上述过程，直到执行命令时，无碰撞发生，算法结束。

可以看到，算法从个标签中识别单个标签平均需要个时隙，完成所有标签识别需要个时隙。

分群时隙算法分群时隙算法，根据碰撞时隙在所分配时隙中所占的比例，来确定是否分群。

如果碰撞时隙的比例大于分群因子，则进行分群。

分群后，第个分群内的标签响应读写器的查询命令，而另分群内的标签处于等待状态。

当第个分群内的所有标签识别完毕后，进入休眠状态后，第二个分群内的标签再进行响应，直至所有标签识别完毕。

其中，为分配的时隙数，是定值为发生碰撞的时隙数，兀为碰撞时隙比例，为分群因子。

可以看出，分群时隙算法与标签估计算法最大的区别在于，前者是时隙不变，发生响应的标签改变。

而后者是，时隙可变，发生响应的标签不变。

图分群因子对算法性能的影响安全认证协议研究系统的安全问题及安全模型随着技术的发展和广泛应用，安全认证协议的设计与完善对于保护信息安全和用户隐私变得更加重要。

密码分析学的不断发展和形形色色的黑客出现使得基于传统加密和认证技术的系统正受到日益严重的威胁。

比较完善的系统解决方案应当具备机密性完整性可用性真实性和隐私性等基本特征。

机密性标签不应当向未授权的读写器泄漏任何敏感或有用的信息。

完整性在通信过程中，数据完整性能够保证接收者收到的信息在传输过程中没有被攻击者篡改或替换。

可用性系统的安全解决方案所提供的各种服务能够被授权用户使用，并能够有效防止非法攻击者企图中断系统服务的恶意攻击。

真实性标签的身份认证在系统的许多应用中是非常重要的。

，隐私性安全的，王洪菊，算法算法是基于时分多路思想的，般用于实时性要求不高的场合和只读标签中。

该算法是采取标签先发言的方式，即标签进入读写器的作用区域就自动向读写器发送其自身的信息，对同个标签来说它的发送数据帧的时间是随机的。

在标签信息发送过程中如果有其它标签也在发送数据，那么发生信号重叠会导致部分碰撞或者完全碰撞。

读写器检测信号并判断是否碰撞，旦发生碰撞，读写器发送命令让标签停止发送数据，所有标签会随机延迟段时间再发送数据，由于延迟的随机数不同，再次发生碰撞的概率降低。

如果没有碰撞，读写器发送个应答信号给标签，标签从此转入休眠状态。

而对于无接收功能的标签，标签在收不到读写器发送的碰撞信息或者应答信息情况下，在检测期间直重复的发送自己的信息，直到识别过程结束。

可以看出这种算法简单且易于实现，只要保证读写器搜索的时间足够长，总可以识别完作用范围内的所有标签。

图算法负载与吞吐量的关系在算法中，吞吐率与输入负载之间的关系如图所示。

从图中可以看出，当，吞吐率达到最大，仅为，结果并不理想。

当时，算法的性能急剧恶化，系统进入不稳定状态。

由于标签自身不能检测碰撞，当发生碰撞时，只能选择重发数据，而重发次数越多了，输入的负载越大，碰撞概率急剧增加，算法的性能也就显著下降。

因此选择合适退避区间，是影响算法性能的重要因素。

算法的主要特点是所有标签发送数据的时间不需要同步，是完全随机的。

其碰撞周期是，当标签的数量不多时它可以很好的工作。

但当数据业务繁忙时，发生碰撞的概率增多，性能急剧下降，信道的利用率很低。

时隙算法时隙算法把时间分成多个离散时隙，标签只有在每个时隙的开始时刻才能发送数据，这样标签或成功发送或完全碰撞，避免了算法中出现的部分碰撞，使碰撞周期减半，吞吐率的最大值约为，是算法最大吞吐率的两倍。

该算法的缺点是需要同步时钟，且需要标签能够计算时隙。

其基本原理是读写器通过发送命令，通知标签有多少时隙，标签随机选择发送信息的时隙。

如果目前的时隙只有个标签响应，读写器可以正确的识别标签。

如果目前的时隙有不止个标签响应，就会发生碰撞。

当读写器检测出碰撞后，通知标签，则标签在下轮循环中重新随机的选择发送的时隙，直到所有的标签都被识别出来。

图时隙算法举例在图所示的系统中，共有个未识别标签。

其中标签和标签由于随机选择了时隙发送数据，所以发生碰撞。

标签和标签都选择了时隙发送数据，也发生碰撞。

只有在时隙中，有唯的标签发送数据，故不发生碰撞，从而完成读写器对标签的识别。

剩余的个未识别标签，将在下帧中，随机选择时隙继续发送数据。

动态时隙算法动态时隙算法通过改变帧时隙的大小来提高标签的识别效率。

该算法根据空闲时隙碰撞时隙或可读时隙的数量来调整帧的大小，当发生碰撞的时隙数量大于特定的上限时，读写器增加帧的长度。

如果发生碰撞概率小于特定的下限时，读写器就减小帧的长度。

读写器在识别标签的过程中