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天線及傳輸信道模型建模的方法及系統(tǒng)仿真案例概述

本文針對(duì)大規(guī)模RFID應(yīng)用和企業(yè)對(duì)其EPCIS進(jìn)行完全的訪問(wèn)控制的需求，對(duì)EPCIS事件重新建模使之能夠描述供應(yīng)鏈活動(dòng)所產(chǎn)生的絕大部分事件，并提出一種新的分布式RFID發(fā)現(xiàn)服務(wù)．這種發(fā)現(xiàn)服務(wù)基于“跟蹤供應(yīng)鏈”模式，利用編碼解析服務(wù)(ONS)，在發(fā)起查詢時(shí)采用多個(gè)查詢流以提查詢效率，在返回結(jié)果時(shí)并行地直接返回給客戶端以縮減路由跳數(shù)．實(shí)驗(yàn)表明這種分布式RFID發(fā)現(xiàn)服務(wù)具有較高的效率和可用性．

筆者采用了多傳感技術(shù)、RFID電子標(biāo)簽以及機(jī)械傳動(dòng)理論，以SolidWorks為建模平臺(tái)，設(shè)計(jì)出了一種能克服諸多局限的智能輪胎，實(shí)現(xiàn)了輪胎的智能化。

長(zhǎng)期以來(lái)，由于輪胎而導(dǎo)致的各種問(wèn)題頻頻出現(xiàn)，為此對(duì)汽車(chē)輪肭進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以SolidWorks軟件為三維建模平臺(tái)，運(yùn)用多傳感技術(shù)對(duì)輪胎和路面情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采用RFID射頻技術(shù)標(biāo)識(shí)和跟蹤輪胎，使用機(jī)械傳動(dòng)方式控制輪胎的花紋形狀和深度，能夠?qū)崿F(xiàn)輪胎的智能化，保障道路行車(chē)安全。項(xiàng)目組運(yùn)用壓力、溫度傳感器對(duì)轄胎內(nèi)壓強(qiáng)、溫度進(jìn)行撞測(cè)，在輪胎中增加RFID電子標(biāo)簽對(duì)輪胎出廠信息，車(chē)輛輪胎匹配信息進(jìn)行記錄，在不同路況下，改變輪胎花紋，使輪胎的摩擦因數(shù)跟路面信息相適應(yīng)。

針對(duì)基于聲表面波技術(shù)的射頻識(shí)別系統(tǒng)工作原理，提出利用COMSOL軟件進(jìn)行ZnO單晶材料射頻波標(biāo)簽特性研究，進(jìn)行多物理域耦合建模與仿真。提取出符合聲表面波特性的模態(tài)圖，得到正特征頻率和反特征頻率分別為268 MHz和275 MHz。通過(guò)對(duì)特征頻率的仿真分析，計(jì)算ZnO單晶的相速度達(dá)到2 715 m/s；通過(guò)頻率響應(yīng)分析，畫(huà)出標(biāo)簽位移與頻率之間的關(guān)系圖，獲得了標(biāo)簽的幅頻特性；最后討論脈沖幅度編碼對(duì)回波脈沖的影響。

實(shí)現(xiàn)了一種基于MP300讀卡器電路的射頻前端電路仿真模型。通過(guò)對(duì)讀卡器的發(fā)射線圈及場(chǎng)強(qiáng)標(biāo)定線圈等進(jìn)行分析和建模，結(jié)合ISO14443對(duì)RFID模擬前端電路的要求，搭建了與測(cè)試條件高度吻合的仿真電路模型。模型中射頻發(fā)射線圈、場(chǎng)強(qiáng)標(biāo)定線圈及標(biāo)簽線圈之間的電磁耦合用耦合系數(shù)k表示。經(jīng)測(cè)試驗(yàn)證，該仿真模型在1.5 A/m~7.5 A/m場(chǎng)強(qiáng)下對(duì)待測(cè)卡片電源獲取、時(shí)鐘獲取、信號(hào)解調(diào)、信號(hào)調(diào)制及信號(hào)串?dāng)_等方面的仿真結(jié)果與實(shí)際測(cè)試結(jié)果的一致性較好，能幫助模擬前端芯片設(shè)計(jì)快速收斂至設(shè)計(jì)目標(biāo)。

本文首先對(duì)通道誤差進(jìn)行了建模，并推導(dǎo)得出通道間幅度誤差對(duì)波束指向的影響不大，但會(huì)使波束方向圖的主瓣增益降低，旁瓣電平升高;相位誤差不僅會(huì)使波束主瓣增益降低，旁瓣電平抬高，還會(huì)引起波束指向偏差，最后用Matlab對(duì)此結(jié)論進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。一次來(lái)研究相控陣天線的通道誤差對(duì)數(shù)字波束形成的影響。

統(tǒng)一建模語(yǔ)言(UML) 是一種面向?qū)ο蟮慕ＵZ(yǔ)言，簡(jiǎn)要介紹了UML建模機(jī)制，并結(jié)合"一卡通"管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)闡述面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)的思想以及統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML中的具體應(yīng)用。

在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用基于V-BLAST 的協(xié)作MIMO 系統(tǒng)，使多個(gè)單天線節(jié)點(diǎn)可以共享彼此的天線實(shí)現(xiàn)空域分集，能夠有效降低WSN 的整體能耗。本文首先通過(guò)分析影響協(xié)作MIMO 系統(tǒng)能量損耗的因素，對(duì)系統(tǒng)能耗進(jìn)行建模并利用MATLAB 仿真。研究表明，不同的協(xié)作MIMO 系統(tǒng)最小適用距離并不相同且存在最佳協(xié)作模式。最后，得出在一個(gè)具體的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下設(shè)計(jì)MIMO 系統(tǒng)的最佳參數(shù)。

“校園一卡通”是消費(fèi)者手中持一張卡能實(shí)現(xiàn)多種功能，使該卡既是學(xué)生證，又是借書(shū)證，實(shí)行一卡多用，一卡通用。

采用感應(yīng)耦合技術(shù)設(shè)計(jì)并制作了一款UHF電子標(biāo)簽天線，為了實(shí)現(xiàn)與標(biāo)簽芯片的阻抗匹配，耦合單元采用非均勻彎折技術(shù)。仿真結(jié)果表明,帶寬(VSWR<1.2)為0.82 GHz~1 GHz，完全覆蓋了UHF（0.84 GHz~0.96 GHz）全頻段,且S11<-22 dB，具有較好的諧振深度。通過(guò)HFSS建模仿真分析發(fā)現(xiàn)感應(yīng)單元距饋電單元的距離和饋電單元的形狀對(duì)天線性能影響與理論分析基本吻合，對(duì)寄生耦合加載技術(shù)具有指導(dǎo)意義。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用環(huán)境有很緊密的關(guān)系，進(jìn)行傳感器網(wǎng)絡(luò)的建模需要綜合研究傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本要素。本文基于現(xiàn)有的傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由和數(shù)據(jù)融合的詳盡分析，提出了進(jìn)行傳感器建模的基本結(jié)構(gòu)。依據(jù)本結(jié)構(gòu)，人們能夠方便地設(shè)計(jì)出適合自己傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境的協(xié)議。

針對(duì)目前日益增長(zhǎng)的RFID應(yīng)用部署需求，本文基于組態(tài)技術(shù)和事件驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了一套R(shí)FID部署仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)RFID技術(shù)特性設(shè)計(jì)了相應(yīng)的部署流程、虛擬設(shè)備與仿真模型等，為用戶部署RFID應(yīng)用系統(tǒng)提供了一個(gè)良好的可視化開(kāi)發(fā)平臺(tái)。同時(shí)，該系統(tǒng)以RFID測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)源進(jìn)行仿真建模，保證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

針對(duì)密集讀寫(xiě)器環(huán)境下的RFID讀寫(xiě)器沖突情況，提出了一種通過(guò)中央計(jì)算機(jī)集中控制讀寫(xiě)器分時(shí)操作來(lái)避免讀寫(xiě)器沖突的方法，并設(shè)計(jì)了基于退火策略的混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行讀寫(xiě)器時(shí)隙分配的求解。首先，根據(jù)平面圖著色問(wèn)題與讀寫(xiě)器防沖突問(wèn)題的相似性，確定四時(shí)隙分時(shí)操作的防沖突原理；然后采用二維Hoeld神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立四 時(shí)隙分配問(wèn)題模型，并構(gòu)造了滿足沖突約束條件的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能量函數(shù)；最后，通過(guò)引入混沌機(jī)制和模擬退火策略進(jìn)行問(wèn)題求解以使得算法具有較好的搜索能力和收斂速度。與現(xiàn)有的分布式防沖突算法相比，該方法能夠保證讀寫(xiě)器具有更多的掃描標(biāo)簽時(shí)間和更高的標(biāo)簽掃描頻度。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明用該算法求解讀寫(xiě)器防沖突問(wèn)題是可靠的、高效的。

標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言UML是一種廣泛使用的面向?qū)ο笙到y(tǒng)的可視化建模方法．本文指出了使用UML設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)的作用和意義，并將其運(yùn)用到指紋門(mén)禁系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，論述了使用UML對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析、建模設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)的整個(gè)過(guò)程．

作為未來(lái)對(duì)于物體的識(shí)別技術(shù)，射頻識(shí)別在人們生活中占有越來(lái)越重要的地位．這項(xiàng)技術(shù)將不斷深入社會(huì)生活，在人們周?chē)鸁o(wú)處不在．由于這項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，它的安全性以及涉及到個(gè)人生活的隱私問(wèn)題不得不引起各界的關(guān)注．最初考慮到讀卡器和標(biāo)簽之間通訊的可視性以及因特網(wǎng)絡(luò)潛在的諸多攻擊，研究者主要針對(duì)讀卡器和后端數(shù)據(jù)庫(kù)的通訊安全問(wèn)題，做出了很多的工作．隨著UHF標(biāo)簽的推行，讀卡器和射頻標(biāo)簽通訊范圍增大，它們之間的通訊不再安全．本文針對(duì)讀卡器和標(biāo)簽之間通訊中可能受到的攻擊進(jìn)行分析，建立了一個(gè)保證它們通訊安全的模型，依據(jù)該模型對(duì)EPC Class1 Gen2(EPC CIG2)協(xié)議進(jìn)行分析，指出了協(xié)議可能受到的攻擊，并提出了具有身份驗(yàn)證功能的協(xié)議修改方案．