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密集环境下RFID读写器组网关键技术研究 YanpanChen 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