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密集环境下rfid读写器组网关键技术研究,yanpan chen,大纲,课题背景,rfid读写器组网简介,1,2,3,论文工作,总结,4,课题背景,研究背景 rfid系统的大规模应用趋势 课题来源 *国防科工委十二五重点项目 任务之一:基于rfid技术的密品密件监管系统,课题背景,密集环境下rfid读写器组网,rfid读写器组网简介,rfid读写器网络部署的特点 平面覆盖 确定性部署 rfid系统的非对称性 信号干扰(读写器冲突和标签冲突) rfid读写器天线的方向性,rfid读写器部署问题 给定读写器个数,寻求覆盖范围最大化及对应部署位置 不限制读写器个数,寻求完全覆盖整个区域最少读写器个数及对应部署位置,rfid读写器组网简介,论文工作,离散化部署模型,基于粒子群优化算法的部署策略,对多种场景下的部署进行实验仿真,离散化部署模型,如何度量部署效果?,覆盖率?,重叠率?,覆盖区域离散化,覆盖矩阵mc,离散化部署模型,离散化部署模型,传播模型矩阵mp,传播模型离散化,部署矩阵md,离散化部署模型,读写器部署,覆盖矩阵mc,部署矩阵md,离散化部署模型,mc .&md,覆盖率,重叠率,mc .& md,mc,离散化部署模型,描述任意覆盖区域 表示不同形状的传播模型 快速计算部署结果的性能(覆盖率,重叠率),离散化部署模型,离散化部署模型的作用,基于粒子群优化算法的部署策略,rfid读写器部署问题 np难问题 解决方法 使用优化方法寻找近似最优解,粒子群优化算法,问题的所有参数取值范围组成搜索空间 一个粒子就是问题的一个可行解 多个粒子在搜索空间中并行搜索,交换信息 粒子的优劣性由具体问题的适应值函数确定 粒子群中最优的粒子就是算法的结果,基于粒子群优化算法的部署策略,速度更新,位置更新,读写器参数,粒子参数,参数映射,基于粒子群优化算法的部署策略,1.扰动因子 保持粒子多样性 2.覆盖有效性检测 避免出现覆盖无效的读写器,基于粒子群优化算法的部署策略,对标准粒子群优化算法改进,mn:覆盖矩阵 p:粒子个数 k:不同覆盖范围,算法复杂度,基于粒子群优化算法的部署策略,时间复杂度,空间复杂度,q2:传播模型矩阵 r:读写器个数 t:不同旋转方向,完全覆盖区域的部署 指定读写器个数部署 考虑重叠率部署 位置限制部署,实验仿真,实验仿真实验1,完全覆盖区域部署(1),完全覆盖需要3个读写器,实验仿真实验1,完全覆盖需要32个读写器,完全覆盖区域部署(2),实验仿真实验2,28个读写器 标准粒子群优化算法,指定读写器个数部署(1),实验仿真实验2,28个读写器 加入扰动因子和覆盖有效性检测,指定读写器个数部署(2),改进前,改进后,实验仿真实验2,指定读写器个数部署(3),50次实验结果对比,实验仿真实验3,覆盖率降低0.013692(1.37%),重叠率降低0.155291(15.5%),考虑重叠率部署,不考虑重叠率,考虑重叠率,28个读写器 考虑重叠率部署,水平方向限制,水平方向和垂直方向均限制,实验仿真实验4,位置限制部署,工作总结 离散化部署模型能快速度量部署效果 部署策略能有效
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