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无线射频谚{别RFID(Radio Frequency Identification Technology)是一种非接触、低功耗和低成本的无线通信技术,可应用于物体识别和数据采集。与条形码相比,RFID具有非呵视传输、批量读取和能在恶劣环境下工作等优点,能广泛应用于各个行业,有着巨大的应用前景。然而,单纯的RFID技术很难充分发挥其效用,RFID真正的价值在于结合Internet、数据库和中间件等技术构建一个全新的网络系统--物联网(the Internetof Things)。在物联网中,任何物体都可以被RFID标识为可移动的网络节点,从而可以被追踪、追溯、监测和触发事件。但是物联网的实现还面临很多挑战,如多标签冲突问题、RFID数据的巨量性和动态性、RFID网络的异质性与分布性、应用系统集成等。针对这些问题,本文对RFID及物联网涉及的一些关键问题进行了深入的研究,主要工作及成果包括:
1、首次引入开放的复杂巨系统相关理论来描述物联网,从系统学的角度阐明物联网是一个典型的开放的复杂巨系统,它具有开放的复杂巨系统的特点:开放性,巨量性,层次性和进化与涌现性。指明把握物联网发展的整体规律,从整体上分析物联网的大规模范式、物联网的计算问题、物联网的安全问题和物联网的发展模式,将有助于对物联网的深入研究、规划和设计。
2、提出一种被称为基于栈的ID-二进制树防冲突算法SIBT,SIBT算法的新颖性在于它将n个标签的ID号映射为一棵唯一对应的ID-二进制树,标签识别过程转化为在阅读器中创建ID-二进制树的过程。为了提高多标签识别效率,阅读器使用栈保存已经获取的ID-二进制树创建线索,标签用计数器保存标签在该栈中的深度。理论分析和仿真结果表明SIBT算法的性能优于其它基于树的防冲突算法。
3、提出一种新的RFID事件处理语言RCEP(RFID Complex_Event Processing),利用时间约束、空间约束和属性约束来描述RFID数据过滤规则,并依据RFID事件间的时间相关性、空间相关性和属性相关性定义复杂事件模式。提出一种新的基于时间特性和空间特性的非确定的有限自动机F-NFA,利用F-NFA可以高效的对RFID输入事件流进行预处理(过滤)并检测出输入事件流中隐含的复杂事件。
4、提出了一种新的RFID中间件三层体系结构和实现框架,框架中定义的各功能模块有效的解决了RFID中间件面临的计算难题,同时给出了一个参考实现。
5、将本文部分研究成果应用于“粤港RFID物流通关信息服务平台”项目,通过实践检验本文部分研究成果的有效性,为物联网的最终实现做出了积极的尝试和探索。