RFID移动容迟传感网

标 签 粘 附 或 注 射 在 老 鼠身 上 ， Ｒ Ｉ 来 监 测 老 鼠 的 活 动 习性 ， 由 ＦＤ
由此 来 针 对 性 设 计 相 应 的 灭 鼠措 施 。 当然 ， ＦＤ 网络 和 ＷＳ ｓ是 两 个 相 互 补 充 的 技 术 ，有 效 组 ＲＩ Ｎ
《 业控制计算机》０ １ 第 ２ 工 ２１年 ４卷第 ６期
ｅｆ ｔ ｅｌ ｏｍ ｂｎ ｔ ｄ ｃｏ ｐｔ ｆ ｉ ｙｃ ｅｃ ｖ ｉａ ｉ ａｎ ｍ ｅｍｅｎａｒｉｓ ｏ ｈ ｔ ｈｎ ｏｇ ｎｄ ｗｉ ｅｓ ｅｎ ｏｒｎ ｔ ｒ ｅ ｈｎ ｏｇ ｏｎ ｔ ｉｅ ｆｔ ｅ ＲＦＩ ｅｃ ｏｌ ｙ ａ ｒ ｔ Ｄ ｅｌ ｓ ｓ ｓ ｅ ｗｏ ｋ ｔ ｃ ｏｌ ｙ． Ｋｅ ｗｏｒｓ： Ｄ， ｒ ｅｓ ｓ ｓ ｒ ｅ ｗｏｒ ，ｆｅ ｔ ｅｌ ｍ ｂｉａ ｉ ｃｏ ｐｌ ｙ ｄ ＲＦＩ ｗｉ ｅｌ ｓ ｅｎ ｏ ｎ ｔ ｋｅ ｃ ｉ ｙ ｃｏ ｖ ｎｔ ｏｎ， ｍ ｅｍｅｎａｒ ｉｓ ｔ ｉｅ ｔ
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数 据 采 集 ， 输 和存 储 策 略下 的普 适 信 息 采 集 。无 源 Ｒ Ｉ 签 传 ＦＤ标 特 别 适 合 应 用 在 节 点 重 量 严 格 受 限 、 而且 需要 大 规 模 铺 设 节 点
的 野 外 环 境 中 。 如 ， 研 究 草 原 鼠 患 问 题 时 ， 以将 无 源 Ｒ Ｉ 例 在 可 ＦＤ
，
１１ Ｏ 站 Ｐ Ｃ 输 入 过 程 映像 表 传 送 时 间 一 从 站 Ｐ Ｃ 输 入 过 程 映像 Ｌ ２ Ｌ 表 传送 时 间 。
３ 结束 语
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暂 地 数 瓣
本 文 以典 型 的单 主站 控 制 系 统 为 研 究 对 象 ，建 立 了 主从 通 信 的信 息 处 理 模 型 ， 过 对 该模 型 的 分析 ， 出两 个 结 论 ： 通 得 １欲 使响应 加快 ， 把 实时性强 的任务置 于 Ｈ 队列 中 ， ） 可 令
量 限制 、 规 模 铺 设 、 劣 环 境 的 应 用 。 而 这 样 的应 用 场 景 在 实 大 恶 际 中有 着 意义 重 大 。 如小 动物 习性 监 测 ， 沙 漠 化 地 区 老 鼠的 生 如
络 可 以利 用 Ｒ Ｉ 系 统 提 供 身 份 证 明 去 找 特 定 的 对 象 ， ＦＤ 系 ＦＤ ＲＩ 统 可 以利 用 无 线 传 感 器 网络 提 供 的更 多 的 信 息 ，如 地 点 和 环 境
在无 线 传 感 器 网 络 中 ， 感 器 都 采 用 了 有 源来自的 ， 要 依 靠 电 传 需
池 供 电 和 坚 固 的外 壳保 护 ，这 就 限 制 了 其 在 具 有 严 格 重 量 限 制
合 、 势 互 补 将 将 极 大 拓 宽 它 们 的 应 用 领 域 ］ Ｒ Ｉ 标 签 比传 优 。 ＦＤ
能 ， ＦＤ技 术 在 追 踪 目标 应 用 中 给无 线 传 感 器 网络 提 供 了合 理 ＲＩ 的补 充 。 一 方 面 ，ＷＳ ｓ提 供 了众 多 的优 势 给 传 统 的 Ｒ Ｉ 系 另 Ｎ ＦＤ 统 。传 感 器 可 以 给 Ｒ Ｉ 标 签 提 供 多种 感 知 能 力 ， Ｒ Ｉ 读 写 ＦＤ 使 ＦＤ
《 工业控制计算 机｝ ０ １年第 ２ ２１ ４卷第 ６期
ＲＩ ＦＤ移动容迟传感网
ＲＦ Ｄ—ｂ ｓ ｄ Ｉ ａ ｅ Ｄｅａ — Ｏｅ ａ ｃ Ｉｙ Ｔ Ｉｒ ｎ ｅ Ｍｏｂ ｌ ｔ ｒ ｉ Ｎｅｗｏ ｋ ｅ
李合元 张永敏 徐伟 强 （ 浙江理工大学信息电子学院， 浙江 杭州 ３ ０ １ ） １０ ８
感器节点便宜得多 。 用 Ｒ Ｉ 签 ， 使 ＦＤ标 以取 代 在 ＷＳ ｓ一 些 传 感 Ｎ
器节点是一种经济方式 。此外 ， Ｒ Ｉ ＦＤ标 签 内 置 有 跟 踪 对 象 功
的传 感 器 中 的 应 用 。 如应 用 在 追 踪 小 动 物 时 ，传 感 器 必 须 是 轻 便 。 般 情 况 下 ， 感 器 的 重 量必 须 控 制 在 动物 重 量 的 ５ 以下 ， 一 传 ％ 否 则 会 妨 碍野 生 动 物 的 运 动 。 先 调 查 显 示 ，Ｏ 以上 的 海 狸 鼠 早 ８％
ｔｅ ｍｏ ｉ ｒｄ ｏ ｊ ｔ ｉ ｔ ｏ ｉ ｒ ｇ ａｅ ｈｏ ｇ ｉ ｌ ｓ ｓ ｎ ｏ ｎ ｔ ｏ ｋ ｈ ｉ ａ ｐｉ ｏ ｓｗ ｌｇｅ ｔ ｒａ ｅ ， ｒｕ ｈ ｈ ｎ ｏｅ ｂ ｃｓ ｎ ｈ ｍ ｎ ｏｉ ｒ ｔｒ ｕ ｈ ａ ｗ ｒ ｅ ｅ ｓ ｒ ｅ ｒ． ｅ ｐ ｌ￣ｉ ｉ ｒａｌ ｂｏ ｄ ｎ ｈｏ ｇ ｔ ｅ ｅ ｔ ｎ ａ ｅ ｓ ｗ Ｔ ｒ ｃ ｎ ｌ ｙ ｔ
长 期 应 用 的优 点 ，尤 其 是 低 廉 的 价格 促 使 它 适 合 于 大 规 模 的使
用 。 无 源 Ｒ Ｉ 标 签 和 读 写 器 可 构 成 分 布 式 传 感 器 系 统 ， 多种 ＦＤ 在
动 的传 感 器 网 络 。 Ｒ Ｉ 读 写 器 可 以通 过 读 写 器 管 理 组 件 ， 供 ＦＤ 提 给 标 签 和 ＷＳ ｓ节 点 统 一 接 口 ，将 无 线 传 感 器 网 络 的 数 据 、 Ｎ Ｒ Ｉ 据 提 供 给 上 层 。 是 ， Ｎｓ节点 和无 源 Ｒ Ｉ 签无 法 ＦＤ数 但 ＷＳ ＦＤ标 直接通信 。 由于 读 写 器 都 是 静 态 的 ， 中的 大 多 数 是 相 互 分 离 ， 写 器 其 读 之 间 的通 信 依 赖 于 附 着 在 移 动 目标 （ 小 动 物 ）上 的 无 源 Ｒ Ｉ 如 ＦＤ 标 签 的移 动 ， 由此 为 附 近 的读 写器 之 间建 立 起 时变 的机 会 链 路 ，
拓宽它们的应用领域。
关 键 词 ： Ｆ 无 线传 感 网 ， 效 组 合 ， 势 互补 ＲＩ Ｄ， 有 优
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒｃ —
Ｒ Ｉ — ａ ｅ ｌｙ—ｏｅ ａ ｃ ｂｌ ｔ ｒ ｒ ｈ ａｇ ｔｏ ｊｃ ｓｎ ｈ ａ ｉ ｒｑ ｅ ｃ ｄ ｎｉ ａｉ ｎ ｕｈ ｎｉ ＦＤ— ｓ ｄ Ｄｅａ — ｌｒｎ ｅ Ｍｏ ｉ Ｎｅｗｏｋ ｍａ ｋｔｅｔｒ ｅ ｂｅ ｔｕ ｉｇ ｔｅ ｒｄｏ ｆ ｕ ｎ ｙ ｉｅ ｔｉ ｔ ｎ ａ ｄ ａ ｔｅ ｔ ｂ Ｔ ｅ ｅ ｆ ｏ ｃ —
ｃａ ｉ ｔｃｈ ｌｇｙｍ ａ ｉｇ ｔｅａ ｙ ｔ ｓ ａ ａ ｄ ｅ ａｎ ｔｅｎ ｏｏ ｔ ｏｎ ｅ ｎｏｏ ， ｋｎ ｉ ｓ ｏ ｃ ｎ ｎ ｒ ａｄ， ｄ ｈ ｃ ｐｅｒｔ ｔ ａ ａ ｅ ｗｉ ｈ ｐｐｅｒ ｉ ， ｔ ｅ ａ ｄ ｃｅｖｅｇａ ｈ ｒ ｎ ｐｒ ｅｓ ｈ ｉｆ ｍ ａｉｎ Ｏｆ ｏｃ ｓ ｔ ｅ ｎ ｏｒ ｔ ｏ
图 ２
器和标签具备一定的智能 ， 以拓 宽 Ｒ Ｉ 的 应用 。无 线 传 感 器 网 ＦＤ
不能携带任何 有源器件（ 如全球定位 系统接 收） 的电池和外壳 ， 因
为超 重 传 感 器 往往 导致 海狸 鼠 的 高 死 亡 率 。尽 管 微 型 传感 器 的 研 发 方 面 已取 得 了许 多 重要 成 果 ，但 是 任 何 轻 型 有 源 传 感 器 由 于 电池 体 积有 限 ， 寿 命 必 然 有 限 。 外 ， 恶劣 的环 境 应 用 中 ， 其 此 在 保 护 电源 供 电 的微 小 型 电子 电路 设 计 也 是 难 点 。 因此 可见 ，这 些 障碍 严 重 限 制 了 有 源 传 感 器 在 有 严 格 的 重
的 ， 无 源 Ｒ Ｉ 标 签 粘 附 在 移 动 目标 上 （ 老 鼠 ） 从 而 成 为 移 而 ＦＤ 如 ，
信息 ， 进而获取被标 识物体信 息的识别 技术 ＿。它具有 非可视传 ２ ］
输 、 速 、 透 性 强 、 强 的 抗 恶 劣 环 境 能 力 、 重 复 使 用 等 优 快 穿 较 可
Ｔ ＝ 利 用 “ 道 现 象 ” 得 最 短 的 测控 周期 ； Ｗ 通 获
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２ 因为 Ｄ ） Ｐ循环传递过来 的输入信 号产 生的 ｌＯ响应时 间 ／
不 同 ， 以导 致 整 个 系 统 的 响 应 时 间 不 同 。由于 各 过 程 的 运行 时 所
点 ， 广 泛 应 用 于 各 个行 业 。 学 术 界 ， ＦＤ 被视 为连 接 现 实物 可 在 ＲＩ 理 世 界 和 计 算 机 虚 拟 世 界 的 桥 梁 ， 为 实 现 普 适 计 算 的 重 要 ］成 技 术 手 段 。Ｒ Ｉ ＦＤ无 源 标 签 具 有 超 轻 型 ， 用 ， 活 ， 电源 也 可 耐 灵 无
成 ： 网 关 读 写 器 、 网关 读 写 器 、 源 Ｒ Ｉ 带 无 无 ＦＤ标 签 ， 和无 线 传 感
器 节 点 。由于 网 络 往 往 是 部 署 在 恶 劣 和 复 杂 的 环 境 中 ， 且 为 适 而
活 。在 其 它科 学研 究 领 域 和 工业 应 用 场 合 也 存 在 类 似 的传 感 器
重 量 限制 ， 青 蛙 迁 移 、 鹅 栖 息 地 跟 踪 系 统 和 汽 车 装 配控 制 系 如 企
统。
应 低 成 本 、 规 模 监 测 的需 要 ， 部 分 读 写 器 无 法 直 接 建 立 可 靠 大 大 的 连 接 ， 接 入 骨 干 网络 。 因此 ， 或 他们 成 为孤 立 的读 写器 ， Ｉ 。 或 Ｒ
Ｉ 的 电力 供 应 也 是 具 有 挑 战性 的 。其 中大 部 分 依 靠 太 阳能 电池 Ｒ
１ ＲＦＤ移 动 容 迟 传 感 网简 介 Ｉ
Ｒ Ｉ Ｒ ｄ ｏ ｆ ｑ ｅ ｃ ｄ ｎｉ ａ ｉｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ） 利 用 Ｆ Ｄ（ ａ ｉ ｒ ｕ ｎ ｙ ｉｅ ｔ ｉ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ 是 ｅ ｆ ｏ ｃ
摘 要
Ｒ Ｉ 移 动 容 迟 传 感 网利 用 射 频 识 别 与 认 证 技 术 对 目标 对 象进 行 标 记 ， 而便 于扫 描 和 读 取 ， 后 通 过 无 线 传 感 网协 ＦＤ 从 然 同地 感 知 、 集 和 处理 监 测 区域 中被 监 测 对 象 的信 息 。 过 将 这 Ｒ Ｉ 和 无 线 传 感 网这 两种 技 术 有 效 组 合 、 势 互补 将 极 大 采 通 ＦＤ 优
条件等等信息 。
毕 业 于 哥 伦 比 亚 大 学 的 Ｈ ｎ ｙ Ｗ ｕ提 出 了 轻 型 Ｒ Ｉ 移 ｏｇｉ ＦＤ
动 容 迟 传 感 网 （ Ｒ Ｄ — Ｎ， ｉｈ ＦＤ— ａ ｅ ｌ — ｏ－ Ｌ — Ｔ ＭＳ Ｌ ｔＲ Ｉ ｂ ｓ ｄ Ｄｅ ｙ Ｔ ｌ ｇ ａ
ｅａ ｃ ｂｌ Ｎ ｔ ｒ） ，该传感 网由 四种 类型 的节 点构 ｒｎ ｅ Ｍｏ ｉ ｅｗｏｋ［ ｅ ］
射 频 技 术 ， 读 写 器 （ ｅ ｄ ｒ与 标 签 （ ａ ） 间 非 接 触 地 传 递 在 Ｒ ａ ｅ） Ｔｇ之
板 和 高 容 量 电 池 ， 充 电／ 换 ， 将 对 读 写 器 日常 工 作 带 来 限 可 替 这 制 。 只有 少 数 读 写 器 在 方 便 的 地 点 配 备 了可 靠 的 电 源 和 网 络 连 接 ， 们 被 称 为 网关 读 写 器 。 网关 读 写 器 将 充 当 网关 ， 数 据 传 它 将 输 到 目的 地 （ 如 数 据 服 务 器 ） 读 写器 与标 签相 比 ， 较 大 的 存 例 。 有 储 空 间 ，能保 持一 定 的 数 据 队 列 。尽 管 所 有 的读 写 器 都 是 固 定