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关键词： Internet of things  

摘要： The traditional RFID authentication protocol can’t meet the security requirements of mobile RFID systems. To address this problem, this paper proposes an ultralightweight authentication protocol for mobile RFID systems. The proposed protocol encrypts and transmits important information by parity check patching operation. The parity checks patching operation is implemented by a bitwise operation that cleverly combines the hammingweight parameter of the encrypted information itself. The operation can reduce the introduction of parameters and storage space and increase the difficulty of protocol cracking. Moreover, the GNY formal analysis proves the proposed protocol’s security. The performance comparison results show the proposed protocol has advantages in time overhead. The security comparison results show that the proposed protocol can resist common attacks and performs better. © 2023, Femto Technique Co. All rights reserved.

关键词： 抗穷举攻击   改进RFID   双向认证协议   舰船网络安全   置换交叉合成   BAN逻辑分析  

摘要： 为提升舰船网络的安全性，研究抗穷举攻击改进RFID双向认证协议。分析舰船网络的RFID面临的穷举攻击安全隐患，提出改进RFID双向认证协议，采用置换交叉合成运算加密舰船网络数据，按照加密参数汉明重量值匹配舰船网络数据，提高舰船网络数据安全等级，出厂之前初始化该认证协议并实施协议认证，在舰船网络数据加密过程中保证舰船网络数据的2个参数无法被攻击者破解，以密文形式传输舰船网络数据，提升舰船网络安全性。实验结果表明：该协议的存储量仅为2 TB，且计算量低，可快速提升舰船网络数据安全性，同时满足舰船网络安全的需求，抗穷举攻击能力比较强。

关键词： RFID   智慧医疗   深度学习   物联网  

摘要： 随着人口老龄化的加剧,老年人的健康引起了社会越来越多的关注,尤其是老年人跌倒问题。在我国选择居家养老的老人年跌倒发生率较高,如何降低跌倒风险、避免跌倒后的次生伤害是当前研究的热点。本文基于RFID技术,设计了无源感知物联网系统,实现了对室内场景的用户活动、用户身份的检测以及分级跌倒报警。本文主要工作如下:首先,针对具体场景和数据特征,设计了 RFID数据的处理框架。优化了数据预处理算法,降低了多标签环境下标签碰撞造成的漏读重复读问题和RFID硬件固有噪声问题的影响。针对RFID阵列采集数据中的时间特征和空间特征,提出了 CNN-BiLSTM-Attention的模型架构,在CNN-BiLSTM模型的基础上引入了注意力机制,验证了CNN-BiLSTM-Attention模型的系统性能,提高了模型预测的精确率。其次,针对无源感知物联网系统的业务问题,分析了感知系统的功能需求和非功能需求,设计了无源感知物联网系统的功能和系统架构,验证了无源感知物联网系统的功能和性能。针对不同用户的跌倒风险,设计了跌倒风险等级评估模型,实现了用户个人跌倒风险结合向前向后跌倒类型、跌倒后反应的分级报警机制,提高了跌倒检测的质量,缩短了高风险人群跌倒后救治时间,有效防范了跌倒造成的二次伤害。最后,针对具体应用场景下跌倒等数据较少、系统不能动态更新预测模型的问题,设计了基于反馈的模型更新策略。通过用户对错误检测结果的反馈,最小化获得样本标签的成本,通过对增加了用户反馈数据的训练集对模型重新训练,获得在该环境下更优的识别效果。针对实际应用场景,设计了边云端协同的B/S系统架构,实现了实时边缘检测、跌倒后报警、反馈等功能,为未来实际的系统应用奠定了基础。

关键词： 射频识别技术   标签数量估计   未知标签   克隆攻击   不可靠通信环境  

摘要： RFID(Radio Frequency Identification)射频识别技术作为一种非接触式的自动识别的数据通信技术,为物联网的发展提供了有力的技术支撑。现阶段,RFID技术在生活中有非常广泛的应用,包括供应链管理,仓储管理等。通过在目标商品上附着具有唯一编码的电子标签,即可快速有效地获取商品信息,大大提高了工作效率。而RFID系统中未知标签或克隆标签的存在会影响系统正常的通信过程,例如未知标签或克隆标签的响应会影响丢失标签的检测,这都将会带来一定的经济损失和安全风险。另一方面,实际上的通信环境往往存在着环境噪声,会影响RFID标签数量估计结果的精确度。因此论文针对不可靠通信环境下的RFID标签数量估计进行研究和设计。本论文的主要贡献及创新点如下:1.基于不可靠信道对RFID系统中未知标签的数量进行估计。现有的未知标签数量估计协议一般假设信道传输是可靠的,实际上,环境噪声的干扰影响信息的传输。论文提出了一种新的未知标签数量估计方案CEUT。CEUT方案中RFID读写器首先通过已知标签集合为标签预分配时隙,得到预测帧;然后读写器收集来自所有标签的响应帧。根据信道噪声参数和统计每轮预测帧中的空时隙被转换为响应帧中对应的非空时隙的数量,设计了未知标签数量的估计器。仿真结果表明,在给定的信道噪声参数下,提出的未知标签数量估计方案与已有的方案相比,减少了估计误差,并能够达到设定的估计精度。2.由于RFID系统中标签可能受到克隆攻击,设计出被克隆的标签数量估计方案。攻击者克隆的标签会影响RFID系统的正常运行,而估计RFID系统中被克隆的标签数量有助于了解系统面临的安全风险。该方案同时考虑到捕获效应对估计被克隆的标签数量的影响,与过去的方案相比更具有实际意义。仿真结果表明提出的被克隆的标签数量估计方案在捕获效应下能够达到设定的估计精度。3.在捕获效应下估计被克隆的标签数量时,进一步考虑未知标签的影响,设计了被克隆的标签数量估计方案。在一个大规模的RFID系统中,标签受到克隆攻击的同时,系统中也可能存在若干未知标签,未知标签的响应可能会使正常标签误判为被克隆的标签。被克隆的标签数量估计器依赖于对两个统计参数的估计结果:一个参数依赖于未知标签的数量;而另一个参数则取决于有多少预测帧中的单时隙被转换为响应帧中的冲突时隙。根据给定的估计精度和捕获效应参数,累积分布函数仿真结果表明,该方案能满足设定的可靠性的要求。

关键词： Wide beamwidth   circular polarization (CP)   single feed   cross-polarized dipole   folded   metal arms   RFID.  

摘要： In this paper, we proposed a broadband circularly polarized antenna with wide beamwidth. The main structure of the proposed antenna is a combined cross-polarized dipole antenna, four metal arms, a single coaxial cable and two feed structures with 90 degrees phase delay. In order to attain a wide beamwidth antenna performance that can be used in a warehouse environment, we innovatively bent the metal arms and added a metal plane at a specific location to gain maximum beamwidth and the highest achievable gain. Especially, the application of metal bending arms not only reduce the space size of antenna, but also possess good axial ratio characteristic. The measurement illustrates that the antenna prototype achieves S11 < -10 dB impedance bandwidth (IBW) of 40% (820 - 1230 MHz), a 3-dB axial ratio bandwidth (ARBW) of 7.3% (895 - 970 MHz), and a maximum half-power beamwidth (HPBW) of 104. (@915 MHz). In addition, the good radiation characteristics of a gain of 6.33 dBic and an average radiation efficiency of 76.3% were measured in the operating bandwidth, which makes the proposed antenna a good candidate for the hasty logistics radio frequency identification (RFID) system.

关键词： UHF RFID   polarization mismatch   angular speed   rotation measurement   extended Kalman filter  

摘要： In this paper we propose a contactless system based on the RFID technology to estimate the rotation of a rotating tagged object. The rotating object is equipped with a linearly polarized RFID tag while the reader is endowed with a circularly polarized antenna. The estimation algorithm exploits the dependence of the phase of the backscattered RFID signal on the relative orientation between the tag's and the reader's antennas. It is based on an Extended Kalman Filter which only uses the phase measurements and assumes an approximate knowledge of the maximum expected torque (i.e., of the maximum rotation acceleration) applied to the object. Numerical and experimental results show that the orientation can be estimated with an error in the order of a few degrees. The maximum allowed rotation speed in online implementations mainly depends on the acquisition rate of the RFID reader, since the EKF-based algorithm can process more than 10(5) phase measurements per s.

关键词： Defected ground structures  

摘要： Defected ground structure (DGS) using an array of the three split ring resonators inspired antenna for the Wireless Local Area Network(WLAN) and RFID sensor is proposed in this manuscript. The complete physical measurement for the proposed antenna is 50 X 40 mm2 (at lower operating frequency). The defected ground plane structure along with the inclusion of the square split ring resonators (SRRs) in the ground plane helps in gain and bandwidth improvement. 1 × 3 split ring resonator array is used to make the existing ground plane to be defected. The cost effective FR – 4 materials is used as a substrate for the fabrication with the standard thickness of 1.6 mm. The resonance frequencies are at 2.4 and 5.8 GHz having the average gain 2.65dBi. The impedance bandwidths for both the frequencies are 5.0 % (2.31 to 2.49 GHz) and 3.9% (4.9 to 6.1 GHz). The dipole and omni directional radiation patterns, overall gain and efficiency of around 75% make the antenna most practically possible for the RFID and WLAN devices. © 2023

关键词： RFID   烟气温度   遥感式气体远红外温度测量仪器   RFID读写器   烟气传热   零元模型  

摘要： 在监测锅炉炉膛出口烟气温度时，由于缺乏对锅炉屏底区域温度的分析，导致监测结果与实际情况存在较大偏差，为此，本文提出基于RFID的锅炉炉膛出口烟气温度智能监测系统设计研究。采用遥感式气体远红外温度测量仪器实现对基础数据的获取，利用基于高性能超高频芯片设计的NRS-DSM01超高频RFID读写器实现对锅炉运行数据的管理。在锅炉炉膛出口烟气温度智能监测阶段，充分考虑了屏式过热器与烟气传热的规律，采用反推的方式得出屏底区域的温度参数后，利用零元模型对炉膛出口烟温进行分析监测。在此测试结果中，设计系统对于锅炉炉膛出口烟气温度监测结果的偏差稳定在0.5℃以内。

关键词： RFID   安全评估   贝叶斯攻击图   攻防博弈  

摘要： RFID(Radio Frequency Identification,射频识别技术)是物联网领域内的一种重要技术,其具有可快速识别、抗干扰性强、成本低等优点,在生活中的诸多领域中都得到了大规模应用。但是在RFID技术不断发展的同时,其实际应用过程中暴露出的安全隐患也越来越被重视。攻击者可以针对RFID系统实施窃听攻击、假冒攻击、重放攻击等多种攻击手段,从而给使用者造成极其严重的经济损失,因此关于如何提高RFID系统的安全性已经成为学者们的一个研究重点。目前,针对RFID系统缺乏综合有效的风险管理与安全评估的问题,本文提出了针对RFID系统的贝叶斯攻击图评估模型以及攻防博弈安全分析方法,主动的规避或降低脆弱点带来的安全问题。主要研究内容总结如下:(1)本文提出一种基于贝叶斯攻击图的RFID风险评估模型。首先本文对RFID系统内常见的各种攻击手段进行规范化定义,建立RFID攻击库,并结合目标RFID系统的拓扑结构、设备信息确定攻击图结构。然后通过对RFID攻击行为的特征总结,从访问途径、访问复杂度、权限和影响度结合CVSS评估模型提出了针对RFID攻击的分级量化标准,结合贝叶斯的思想建立贝叶斯攻击图模型,以条件转移概率的形式将原子攻击节点与RFID系统的安全属性节点联系在一起,不仅能够推断攻击者能够成功到达各个属性节点的风险概率,而且能够依据攻击者的不同行为动态展示系统风险状况的变化,实现评估不同状态下目标RFID系统的风险状况。(2)本文提出一种基于贝叶斯攻击图的RFID系统攻防博弈分析方法。在真实的RFID系统环境中,管理人员往往会根据攻击者的攻击行为采取一定的防守策略,因此在风险评估分析过程中要考虑到攻防双方基于实际系统环境采取不同博弈策略后对系统风险状况的动态影响。所以本文在贝叶斯攻击图模型的基础上,引入博弈的思想,首先结合目标RFID系统信息,确定攻击者与防御者可行的策略空间;然后针对博弈策略逐条计算其效用,构建攻防博弈矩阵;接着针对攻防博弈矩阵,求解其纳什均衡点,进而得出攻防双方的最优混合策略;最后进行策略分析,通过比较双方的期望收益确定系统的安全状态。(3)针对以上提出的贝叶斯攻击图评估模型以及攻防博弈安全分析方法,结合系统需求分析、系统实验设备、系统架构设计、系统功能模块设计以及数据库设计,本文实现了基于贝叶斯攻击图的RFID脆弱性评估分析系统,并对相关功能进行测试,验证了贝叶斯攻击图评估模型以及攻防博弈安全分析方法的合理性和可行性。

关键词： 物联网   RFID技术   仓储管理   效益评估  

摘要： 当前,移动互联网、大数据、物联网等技术发展非常地迅速,智慧物流和智慧仓储已经成为许多行业企业关注的焦点。在这样的行业大背景下,企业生产经营中的采购、销售、仓储、物流等环节也逐渐在发生改变,企业竞争的关键不再只关注服务和质量的提升,仓储和物流的现代化水平也成为了企业竞争的重要因素。仓储物流在企业中的重要性日益突出,已发展成了现代供应链管理链条中的必不可少的环节。传统的仓储管理主要是靠规范的手工作业来完成,但手工作业的劣势不仅体现在浪费劳动力方面,同时在物品放置、出入库登记和定期盘点等方面灵活性明显不足,效率低下,还很容易发生错误。面对这种情况,引入一个基于信息化的系统平台来完成各项工作对于提高仓储效率是非常必要的。由于RFID技术不仅数据容量大,同时还存在着可重复利用等优点,因此将其运用于仓储管理决策,不仅能够减轻作业员的工作负担,同时也能减少对仓储资金流的占用,有利于流通速度的加快和在再生产效率的提升。对于企业而言,再生产时间不仅与生产时间息息相关,同时也与流通时间密不可分,因此,提高仓储管理效率能够使得物资流通时间缩短,周转率速度提升,从而有效缩短企业再生产的时间,加强企业的竞争力。本文将富士康作为研究主体,重点围绕其仓储管理现阶段的发展状况,分析目前仓储管理中存在的不足和缺陷,再通过引入RFID技术作为可行性探究路径,来验证该技术在富士康成品仓储中的实际运用效果以及对行业的影响。本文首先对国内外RFID技术在仓储管理领域的研究成果进行总结,了解当前在各领域的研究成果和应用实例,再关联到目前我国制造行业供应链管理仓储管理的效率瓶颈问题,通过对典型制造行业代表富士康进行实地的考察和研究,提出了RFID技术导入成品仓的优化思路,通过一系列过程的观察和追踪,数据的整理,最后对使用RFID技术的前与后进行PPS产能以及人力使用的数据差异分析,来证明使用RFID技术的优化效益。根据实证研究的结果再延伸到其他行业的供应链管理,给出未来发展的参考建议。由于国外学者在此方面的研究时间较早,且有着丰富的经验,因而本文将这些经验作为基础,探究RFID技术下该产业未来发展趋势,并采用实例分析的方式,分析其对仓储管理领域的影响,而本文用真实的企业案例进行理论和实践的结合分析,做到了研究的真实性。