RFID与WSN技术融合理论研究

WSN网络协议栈有3个管理平台：其中，能量管理平台管理传感器节点如何使用能量，在协议栈设计时都需要考虑节省能量；移动管理平台用于检测并注意传感器节点的移动，维护与汇聚节点之间的路由，使得传感器节点能够动态跟踪其邻居的位置；任务管理平台可在一个给定的区域内平衡和调度监测任务。

图4所示的改进型协议栈细化并改进了原始模型。此协议栈可以划分为物理层、数据链路层、网络层、传送层、应用层以及倒L形的定位和时间同步子层。定位和时间同步子层在协议栈中的位置比较特殊，通过倒L形体现其既依赖于网络协议各层，同时又为网络协议各层提供信息支持。
1．3 R FID与WSN融合
如何在现有研究的基础上实现RFID与WSN的相互融合，已经成为众多学者的关注课题。Urban等对RFID与WSN两种技术进行了对比分析；Zhang Beiwei等则对两种技术融合的网络架构以及能量约束进行了说明；刘国梅、孙新德设计了融合WSN和RFID技术的一种农产品冷链物流监控追踪系统。总结目前RFID与WSN技术的融合方式，可以将RFID和WSN的融合类型分为三类：一是RFID阅读器与WSN节点的融合；二是RFID标签和WSN节点的融合；三是RFID与WSN在系统层次上的融合。
1．3．1 RFID阅读器与WSN节点的融合
RFID与WSN融合后的阅读器不仅可以远距离地获取RFID标签信息，而且阅读器节点具有无线通信能力，能够读取标签内部代码，感知周边的环境数据，与区域内的其他无线通信节点形成多跳的通信网络，将节点采集的数据和物体的标志等信息高效地传输到上层应用。Zhang Lei等提出了一个结合RFID阅读器与WSN节点的系统结构，节点内部拥有一个传感单元，其采用的是Zigbee协议，形成了一个具有RFID标签读取能力的无线传感器网络，其节点内部构成如图5所示。

1．3．2 RFID标签与WSN节点的融合
RFID标签携带无线传感器节点，可以与阅读器、其他节点或者无线通信设备通信。这种类型的融合不仅给无线传感器节点添加了RFID识别能力，而且使RFID标签能够主动获取数据信息。在这种模式下，标签上的传感器节点用于监测物品的状态及环境信息，并将感知数据存于标签内存中，由读写器读取并转交RFID应用层处理。Deng Hai等提出了一个RFID标签与传感器的结合模型，即嵌入了传感器的RFID系统(SE—RFID)结构。其结构如图6所示。

1．3．3 RFID与WSN在系统层次上的融合
在这种模式下，RFID标签、阅读器和传感器物理上是分开的，无须设计并部署融合。RFID设备与传感器的节点，所有RFID与WSN的协作在软件层次上完成。RFID系统可以通过WSN获得物体的信息或环境变量，WSN通过RFID提供的追踪与标志功能找到自己感兴趣的物体。J．Cho等设计了一个采用SARIF框架的系统，由RFID系统、无线传感器网络和一个综合服务模块组成，其结构如图7所示。