典型干扰环境下rfid空间电磁辐射场图像可视化研究

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1、中图分类号：TN98论文编号：102870818-S048学科分类号：080300硕士学位论文典型干扰环境下RFID空间电磁辐射场图像可视化研究研究生姓名孙耀东专业类别工程硕士专业领域光学工程指导教师赵志敏教授南京航空航天大学研究生院理学院二О一八年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofScienceImageVisualizationofElectromagneticRadiationFieldinRFIDSpaceunder

2、TypicalInterferenceEnvironmentAThesisinOpticalEngineeringbyYaodongSunAdvisedbyProf.ZhiminZhaoSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofOpticalEngineeringJanuary,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研

3、究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着物联网技术的发展，作为核心技术的光电传感技术和射频识别（RadioFrequencyIdentification,RFID）技术得到了飞速的发展和广泛的应用。尤其是在超高频RFID自动识别中，光电传感技术具有非接触、测量精度高和自动化程度

4、高的特点，在获取识别距离、识别率以及角度等参数的手段中占据了重要的地位，研究RFID光电传感系统是RFID技术领域的热点和前沿课题。目前，RFID光电传感系统在实际的应用中面临复杂环境下各种因素（温度、液体、标签分布等）的干扰，很大程度上影响了RFID系统的动态识读性能，因此，利用光电传感技术将RFID系统空间电磁场辐射图像可视化，并利用图像处理的理论对电磁场的可视化图像进行处理，从而来对RFID系统进行逆向优化设计，对提高RFID系统的识读性能对RFID技术的推广应用提供了新的研究途径。本文基于光学图像可视化技术，开展RFID系统的

5、标签天线设计，以优化环境因素对RFID系统的干扰，通过干扰后的可视化图像进行研究来对RFID系统进行优化二次设计为目的，研究电磁场辐射SAR(SpecificAbsorptionRate)通过图像处理和SAR图像特征值选取问题。首先，基于光学仿真、RFID系统设计以及外界环境对RFID系统的干扰对RFID系统读取性能的影响相结合，利用光学仿真图像可视化的方法，提出了一种抗液体介质干扰的可弯曲形变RFID系统的设计方法，并利用光学图像仿真技术进行图像分析来对天线电磁辐射场空间电磁场分布进行研究，分析RFID系统的性能影响变化，并验证其设

6、计的可行性。其次，针对电磁场SAR图像的特点，基于小波降噪法和粒子群算法研究自动模式下的电磁场空间辐射SAR图像高亮斑点噪声降噪；最后基于光电扫描仿真RFID系统的电磁场SAR图像、图像处理和RFID系统相关理论知识，本文设计一种图像匹配方法：RFID系统的空间电磁场辐射分布经过光学扫描仿真和图像处理后生成SAR图像和图像表达数据，利用特征选取方法从图像库中选取SAR图像特征值，集成、统计特征值的表达信息并绘制高频特征值表达灰度图和差异表达图，将SAR图先进行图像二值化处理，将图像信息变得简单容易提取，从而可以提高图像匹配效率，减少误

7、差。达到提高图像特征点选取稳定性的作用。根据电磁场信息学和RFID系统的基本原理，对搜索出的图像进行匹配，分析其高频特征点与外界环境干扰对RFID系统性能的影响之间的关系，使用SAR图像的特征点进行匹配的方法，然后再提取面积等匹配特征点进行搜索匹配，最后根据搜索出的匹配图片来制定调整天线参数的方案，对进行RFID系统有针对性地进行改进。论文用光学图像扫描仿真RFID系统的空间电磁辐射场，研究电磁场图像和RFID性能参数以及外界环境的干扰之间的关系，选取其中的一些关键点，利用图像处理以及图像匹配实现的方法对RFID系统的优化并进行逆向设

8、计。本文利用数字图像可视化与电磁场辐射理论相结I典型干扰环境下RFID空间电磁辐射场图像可视化研究合，所得研究成果对减小外界环境对RFID系统性能影响、提高电磁场信号工作效率具有一定的参考和借鉴价值。关键词：光电传感；光