RFID系统时隙不完全竞争防碰撞算法
RFID系统防碰撞算法
收稿日期:2009-05-02;修回日期:2009-07-30作者简介:王铖岑(1986-),女,江苏如皋人,硕士研究生,研究方向为企业信息化;导师:邓建明,博士,硕士生导师,研究方向为软件理论及软件工程。
RFID 系统防碰撞算法王铖岑(东南大学软件学院,江苏南京210096)摘 要:无线射频识别(RFID )系统经过多年的发展已经成为人们日常生产、生活中重要的一部分了。
在RFID 系统的研究中,防碰撞(Anti -collision )是一个重要的问题,并且会在很大程度上影响RFID 系统的性能。
针对三种不同的碰撞类型对防碰撞算法进行了分类,其中有些算法已经成为了工业界的标准。
另外,对RFID 系统中一些特殊应用中的防碰撞算法进行了介绍。
通过完整的综述,希望读者能够了解防碰撞算法进展,掌握防碰撞算法未来的研究方向。
关键词:无线射频识别;防碰撞;时间片;多读写器中图分类:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1673-629X (2010)01-0029-04RFID Anti -collision :Standards ,Algorithms and ProtocolsWAN G Cheng 2cen(College of S oftware Engineering ,S outheast University ,Nanjing 210096,China )Abstract :With years of rapid development ,radio frequency identification (RFID )systems have been playing an important role both in our daily life and work.In the research area of RFID systems ,anti -collision is one of the major problems ,and has a great influence on the performance of RFID systems.According to different types of collisions ,categorizes various proposed anti -collision algorithms ,some of which have been adopted as industry standards.In addition ,presents some anti -collision algorithms tailored for special applications.Through the survey ,hope that audiences can get an explicit view of the state -of -art of anti -collision algorithms ,and know how to pursue the future research.K ey w ords :radio frequency identification ;anti -collision ;timeslot ;multi -reader0 引 言无线射频识别(Radio Frequency Identification ,RFID )技术是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据的信息。
RFID防碰撞算法
RFID防碰撞算法综述【摘要】射频识别技术RFID是目前正快速发展的一项新技术，它通过射频信号进行非接触式的双向数据通信，从而达到自动识别的目的。
随着RFID技术的发展，如何实现同时与多个目标之间的正确的数据交换，即解决RFID系统中多个读写器和应答器之间的数据碰撞，成为了限制RFID技术发展的难题，采用合理的算法来有效的解决该问题，称为RFID系统的防碰撞算法。
采用时分多路存取技术，相关的算法有ALOHA法、时隙ALOHA法、二进制搜索法、动态二进制搜索法等。
在各种算法当中，二进制树算法因为它识别应答器的确定性，成为了应用最广泛的一种，多个国际标准均对其进行了规定，这推动了防碰撞算法的发展，全文针对RFID系统二进制树防碰撞算法，进行了理论与实践方面的探讨。
【关键词】：射频识别；防碰撞算法；读写器；应答器；Abstract: RFID is a newly developed technology which communicates through the non-contact RF signal，so as to achieve objective automatic identification．Along with the development of RFID technology，how to realize Data Exchange accurately among Multiple Targets at the same time becomes the key problem of RFID technology．RFID anti-collision algorithm is the solution to the above mentioned problems．In TDMA, there are several anti-collision algorithms, such as ALOHA, Slotted ALOHA, Binary Search, Dynamic Binary Search and so on.Key Words：RFID；Anti-collision；Read／Write Devices；Transponders1、RFID技术简介自动设备识别技术是目前国际上发展很快的一项新技术，英文名称为Automatic Equipment Identification，简称AEI，它通过一些先进的技术手段，实现人们对各种设备在不同状态下的自动识别和管理。
UHF频段RFID系统中的防碰撞算法
响应（碰撞时隙）。设标签数量为 x，阅读器通过 Query 命令来产生随机
数 Q 所给出的时隙数为 A= 2Q 。对于每个时隙而言，某个标签在其中响
应的概率为 A-1 ，该标签不在其中响应的概率为(1- A-1 )。共有 x 个标
签，可以看成对每个时隙进行 x 次试验，上述情况符合二项分布 B(x,
科技信息
UHF 频段 RFID 系统中的防碰撞算法研究
车晓明 1 封志宏 1 李高科 2 （1.兰州交通大学电子与信息工程学院 2.中国铁道科学研究院电子计算技术研究所）
［摘 要］电子标签的“碰撞”在 RFID 系统中是一个很常见的问题，特别是在 UHF 频段，如何有效地解决这一问题显得尤为重要。本 文主要对 ISO/IEC 18000-6 中 A、B、C 三种模式进行了分析，比较其优缺点，并对 ISO/IEC 18000-6C 协议进行了详细的研究，提出了 改进其防碰撞算法的思路。 ［关键词］RFID 防碰撞 时隙 ALOHA 算法 时隙不完全竞争算法
入识别区域内的所有标签中随机选取 2Q 个标签,参与的标签应在含(0,
2Q -1)范围内选出一个随机数,并将这个数置入它们的时隙计数器,若进
入识别范围的标签数 m 小于 2Q 则随机数取值(0,m)。选到零值的标签
应转移到应答(Reply)状态,开始与阅读器的数据交换。选到非零数的标
签应转移到仲裁(Arbitrate)状态,并等待下一条 Query Adjust 或 Query Rep
3.ISO18000-6C 标准防碰撞算法分析 3.1 算法描述 ISO/IEC 18000-6C 标准采用的是时隙随机 ALOHA 算法，该标准已 经成为全球性超高频 RFID 主流规范之一，该算法流程如图 1 所示。
RFID防碰撞算法的研究
RFID防碰撞算法的研究作者：吴可张萌冯菁来源：《硅谷》2011年第10期摘要：高效的防碰撞算法是对于射频识别（RFID）系统是至关重要的的。
对防碰撞的常用算法ALOHA算法和二进制树算法做详细的研究，比较其优缺点，并提出一种改进的RFID 防碰撞算法。
关键词： RFID；防碰撞；ALOHA算法；二进制树形算法中图分类号：TP301.6 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0520102－020 引言RFID（Radio Frequency Identification），即射频识别，是20世纪90年代兴起的非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。
RFID系统主要由应答器和阅读器两个核心部分组成。
RFID系统工作时，经常会有多个标签同时处于阅读器的工作范围内，当多个标签同时向阅读器发送识别信息时，由于阅读器与所有标签共用同一个无线信道，所以在标签发送信息过程中会发生碰撞，造成标签信息相互干扰，使得阅读器无法正常接收和识别标签。
解决此碰撞的方法称为防碰撞算法。
在RFID系统中防碰撞算法主要有三种方法：空分多址（SDMA）法、频分多址（FDMA）法、时分多址（TDMA）法。
在解决RFID碰撞时主要是使用时分多址（TDMA）法，TDMA法又可以分为两大类：一类是基于ALOHA的不确定性（或称概率性）算法，另一类是基于二叉树的确定性算法。
基于ALOHA 的不确定性算法最大的缺点是容易出现标签存在但不能被识别的情况。
基于二叉树的确定性算法虽然解决了这种情况，但也存在着识别周期长、标签能耗大的问题。
文中将对ALOHA算法和二进制树形算法进行详细研究，针对防碰撞算法都存在防碰撞处理平均时长，防碰撞平均速度慢的问题，提出了一种高效的标签防碰撞方法。
1 RFID系统中防碰撞算法1.1 ALOHA算法ALOHA系统采用无规则的时分多址，或叫随机多址。
ALOHA算法采取“标签先发言”的方式，即标签一进入阅读器的作用区域就自动向阅读器发送其自身的信息。
RFID防碰撞算法摘要
RFID防碰撞算法摘要RFID防碰撞算法学习RFID中的碰撞问题主要分为两类：⼀是阅读器碰撞问题，它产⽣于同⼀个物理区域内存在多个不同的阅读器，它们以同⼀频率同时与区域内的标签通信⽽引起的冲突。
另⼀类是标签碰撞问题，如过标签同事处于阅读器的有效⼯作区内时，可能会发⽣多个标签同时发送信号的情况，这时要求阅读器能在很短的时间内识别多个标签，由于阅读器和标签通信共享⽆线信道，阅读器或标签的信号可能发⽣信道争⽤，信号互相⼲扰等问题，使阅读器不能正确识别标签。
在实际使⽤中，多标签碰撞是造成⼲扰的主要原因。
基本多地址接⼊⽅法频分多址FDMA（ Frequency Division Multiple Access）是通过使⽤不同的频段，实现信号的同时传输。
对于RFID系统来说，可以使⽤频率可调的电⼦标签。
这样完全可以防⽌碰撞，但是这需要阅读器为每个接收通路配备单独的接收通道，对阅读器的性能要求过⾼，成本过⾼，只适合在特殊场合使⽤。
空分多址SDMA（Space Division Multiple Access）是利⽤空间范围的分割实现通信的同时进⾏。
这是⼀种很古⽼的多址⽅法。
要达到SDMA的效果，要求单个阅读器作⽤范围很⼩，为此，可以把⼤量阅读器和天线覆盖⾯积并排安置在⼀个阵列中，使得单个阅读器的通信容量在相邻的区域内可重复使⽤。
当电⼦标签经过这个阵列时，与之最近的阅读器便可与之通信，由于每个阅读器的影响范围很⼩，使得相邻阅读器⼯作范围内的其他电⼦标签可以正常⼯作不受影响。
空分多址SDMA技术，由于需要安装有⾃适应定向天线的读写器，其复杂度很⾼，成本也过⾼，⽽且识别速度较慢，故此技术仅被应⽤于某些特殊的领域。
码分多址CDMA （Code Division Multiple Access）是最新发展起来的⼀种多址⽅式，它的应⽤范围很⼴，但是却不适合RFID系统。
CDMA技术基于扩频通信，即需要把要传送的信号先扩频，再编码调制，发送的是宽带信号。
RFID防碰撞算法分析与研究
RFID防碰撞算法分析与研究（转载）分类：技术应用关键词：RFID； 防碰撞；Aloha算法；二进制树算法；前言无线射频识别技术 RFID (Radio Frequency Identification)是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)传输特性自动识别目标物体的技术，RFID系统一般由电子标签和阅读器组成。
阅读器负责发送广播并接收标签的标识信息；标签收到广播命令后将自身标识信息发送给阅读器。
然而由于阅读器与所有标签共用一个无线信道，当阅读器识别区域内存在两个或者两个以上的标签在同一时刻向阅读器发送标识信息时，将产生碰撞，致使阅读器不能对一些标签进行识别处理；解决此碰撞的方法称为防碰撞算法。
RFID防碰撞问题与计算机网络冲突问题类似。
但是，由于RFID系统中的一些限制，使得传统网络中的很多标准的防碰撞技术都不适于或很难在RFID系统中应用。
这些限制因素主要有：标签不具有检测冲突的功能而且标签间不能相互通信，因此冲突判决需要由阅读器来实现；标签的存储容量和计算能力有限，就要求防冲突协议尽量简单和系统开销较小，以降低其成本。
RFID系统通信带宽有限，因此需要防碰撞算法尽量减少读写器和标签间传送的信息比特的数目。
因此，如何在不提高RFID系统成本的前提下，提出一种快速高效的防冲突算法，以提高RFID系统的防碰撞能力同时识别多个标签的需求，从而将RFID技术大规模的应用于各行各业，是当前RFID技术亟待解决的技术难题。
现有的标签防冲突算法可以分为基于ALOHA机制算法和基于二进制树机制的算法。
本文将对这两类算法进行详细研究。
并针对如何降低识别冲突标签时延和减少防碰撞次数方面进行改进，在二进制树算法的基础上，结合二进制搜索算法的特点，提出了一种改进的二进制防碰撞算法思想。
1 RFID系统中防碰撞算法1.1 Aloha算法Aloha算法是一种随机接入方法，其基本思想是采取标签先发言的方式，当标签进入读写器的识别区域内就自动向读写器发送其自身的ID号，在标签发送数据的过程中,若有其他标签也在发送数据,那么发生信号重叠导致完全冲突或部分冲突，读写器检测接收到的信号有无冲突，一旦发生冲突，读写器就发送命令让标签停止发送，随机等待一段时间后再重新发送以减少冲突。
RFID防碰撞机制
RFID防碰撞机制RFID读写器正常情况下一个时间点只能对磁场中的一张RFID卡进行读或写操作，但是实际应用中经常有当多张卡片同时进入读写器的射频场，读写器怎么处理呢？读写器需要选出特定的一张卡片进行读或写操作，这就是标签防碰撞。
防碰撞机制是RFID技术中特有的问题。
在接触式IC卡的操作中是不存在冲突的，因为接触式智能卡的读写器有一个专门的卡座，而且一个卡座只能插一张卡片，不存在读写器同时面对两张以上卡片的问题。
常见的非接触式RFID卡中的防冲突机制主要有以下几种：1、面向比特的防冲突机制高频的ISO14443A使用这种防冲突机制，其原理是基于卡片有一个全球唯一的序列号。
比如Mifare1卡，每张卡片有一个全球唯一的32位二进制序列号。
显而易见，卡号的每一位上不是“1”就是“0”，而且由于是全世界唯一，所以任何两张卡片的序列号总有一位的值是不一样的，也就说总存在某一位，一张卡片上是“0”，而另一张卡片上是“1”。
当两张以上卡片同时进入射频场，读写器向射频场发出卡呼叫命令，问射频场中有没有卡片。
这些卡片同时回答“有卡片”;然后读写器发送防冲突命令“把你们的卡号告诉我”，收到命令后所有卡片同时回送自己的卡号。
可能这些卡片卡号的前几位都是一样的。
比如前四位都是1010，第五位上有一张卡片是“0”而其他卡片是“1”，于是所有卡片在一起说自己的第五位卡号的时候，由于有卡片说“0”，有卡片说“1”，读写器听出来发生了冲突。
读写器检测到冲突后，对射频场中的卡片说，让卡号前四位是“1010”，第五位是“1”的卡片继续说自己的卡号，其他的卡片不要发言了。
结果第五位是“1”的卡片继续发言，可能第五位是“1”的卡片不止一张，于是在这些卡片回送卡号的过程中又发生了冲突，读写器仍然用上面的办法让冲突位是“1”的卡片继续发言，其他卡片禁止发言，最终经过多次的防冲突循环，当只剩下一张卡片的时候，就没有冲突了，最后胜出的卡片把自己完整的卡号回送给读写器，读写器发出卡选择命令，这张卡片就被选中了，而其他卡片只有等待下次卡呼叫时才能再次参与防冲突过程。
RFID系统中的反碰撞算法
RFID系统中的反碰撞算法反碰撞的目的在于根据疏耦合卡的卡号盘点耦合设备工作场内的疏耦合卡。
耦合设备控制其与一卡或多卡的通信，耦合设备通过发送盘点请求初始化疏耦合卡。
发送盘点命令时，耦合设备作如下操作: . 定制所需的时隙标识。
.在指令域后添加掩码码长和码值。
关于时隙的切换应符合下述规则：如果未能检测到疏耦合卡的应答，则耦合设备发一个EOF以切换至下一时隙；如果检测到一个或多个疏耦合卡的应答，则耦合设备将等待直到接收完全部疏耦合卡信号帧后再发一个EOF以切换至下一时隙。
图1概括了典型的可能引起反冲突序列的情况，图中的时隙数为16。
主要的处理步骤如下：. 耦合设备发送时隙数为16的单帧盘点指令. 疏耦合卡1在时隙1传输响应。
此时只有一张卡传输响应，因此不会产生碰撞且该卡卡号可背耦合设备接受并注册。
. 耦合设备发EOF，切换至下一时隙。
. 在时隙1数耦合卡2和卡3同时传输响应，产生一个碰撞并为耦合设备所检测和记录（在时隙1耦合设备检测到一个碰撞）。
. 耦合设备发EOF，切换至下一时隙。
. 在时隙2没有耦合卡传输响应，因而耦合设备不会检测到耦合卡SOF而发送一EOF切换至下一时隙。
. 在时隙3耦合卡4和5又引起一个碰撞。
. 此时，耦合设备决定发送一个请求（例如读指令）到卡号为耦合设备正确接收的耦合卡。
. 所有耦合卡都将检测到EOF从而结束当前碰撞序列。
但由于耦合设备发出的请求指定寻址耦合卡1，因此尽管所有耦合卡都对当前指令作出处理，但只有耦合卡1回传响应。
. 此后，所有耦合卡准备好接收另一请求。
而如该指令为盘点指令则时隙序列号重新从0开始。
注：何时中断反碰撞由耦合设备决定，耦合设备可连续发送EOF直到第15个时隙才发送指令到耦合卡1。
图1 反碰撞序列举例反碰撞算法实现编码如下（以16时隙为例）：function push (mask, address) ; pushes on private stack function pop (mask, address) ; pops from private stack function pulse_next_pause ; generates a power pulse function store(VICC_UID) ; stores VICC_UIDfunction poll_loop (sub_address_size as integer); address length must be four (4) bits.pop (mask, address)mask = address & mask ; generates new mask; send the Requestmode = anticollisionsend_Request(Request_cmd, mode, mask length, mask[0]) for address = 0 to (2^sub_address_size - 1)if no_collision_is_detected then ; VICC is inventoried store (VICC_UID)else ; remember a collision was detectedpush(mask,address)endifpulse_next_pausenext sub_address; if some collisions have been detected and not yet processed, ; the function calls itself recursively to process the last; stored collisionif stack_not_empty then poll_loop (sub_address_size)end poll_loopmain_cycle:mask = nulladdress = nullpush (mask, address)poll_loop(sub_address_size)end_main_cycle。
RFID 防碰撞技术中的算法分析
RFID 防碰撞技术中的算法分析作者：何惠甜来源：《电脑知识与技术》2013年第15期摘要：通过对RFID中的碰撞问题和防碰撞算法进行分析，结合动态帧时隙ALOHA算法和动态二进制搜索算法的优点，提出一种基于标签估计和标签识别的混合算法。
关键词：无线射频辐射；防碰撞算法；ALOHA算法；二进制搜索中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）15-3514-02在RFID系统中，常用的标签防碰撞算法有基于时分多路法（TDMA）的ALOHA系列的算法和二进制防碰撞系列算法，而两种算法需根据标签的数量才能发挥其优点。
但当标签数量无法估计的情况，单纯运用一种算法效率会较低。
如能同时运用该两种算法，结合动态帧时隙ALOHA算法和动态二进制搜索算法的优点，能根据非固定标签数量，较快速解决碰撞问题。
1 RFID防碰撞算法概述无线射频辐射技术（Radio Frequency Identification，RFID），是20世纪90年代兴起的一项非接触式的自动识别技术。
它是通过射频方式进行非接触式双向通信，以达到对目标对象自动识别的目的。
目前已广泛应用于身份识别、工厂制造、物流管理等领域，也是正在发展的物联网的核心技术。
在RFID系统中，防碰撞技术是信号识别的关键技术之一。
当只有一个标签位于一个阅读器的可读范围内，则可直接进行阅读。
但实际情况，通常会有多个标签同时位于一个阅读器的可读范围。
在信道共用、频率相同的情况下，多个标签同时将信号送入一个阅读器的读通道会产生信道争用，各信号之间互相干扰，产生数据碰撞，从而造成阅读器和标签之间的通信失败。
在解决碰撞问题中已研究出许多解决方法，目前防碰撞技术的解决方法为通信技术常用的多路存取法，基本上有四种。
空分多路法（SDMA）、频分多路法（FDMA）、码分多路法（CDMA）和时分多路法（TDMA）。
前三者基于硬件的技术，通过改善硬件的条件来解决碰撞问题，但因利用率低、实现成本比较高，所以较少实用。
基于时隙的RFID防碰撞算法分析
无线射频识别技术（ＲＦＩＤ）是一种非接触的自动识别技术，因其具有识别距离远、穿透能力强、多物体识别、抗污染等优点，现已广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理、产品证件防伪、防盗等众多领域，成为当前ＩＴ业研究的热点技术之一。
ＲＦＩＤ系统一般由标签（Ｔａｇ）和读写器（Ｒｅａｄｅｒ）两个部分组成。
在系统工作时，当有多个标签同时发送数据时就会出现碰撞，其结果会导致传输失败。
因此需制定适当的防碰撞算法，避免或减少碰撞，从而有效地提高系统性能。
一般防碰撞算法可以分为随机型和决定型。
本文主要研究随机防碰撞算法中常见的两类算法：帧时隙ＡＬＯＨＡ算法及其改进型的、时隙随机算法。
１帧时隙ＡＬＯＨＡ算法在ＲＦＩＤ系统中，帧时隙ＡＬＯＨＡ算法的“帧”是由读写器定义的一段时间长度，其中包含若干时隙。
时隙指标签收到读写器命令后，发送标识的时间长度。
标签被随机分配到一个时隙应答，当一个时隙中分配到多个标签时就产生碰撞。
根据帧内时隙数是否变化分为固定帧时隙ＡＬＯＨＡ算法和动态帧时隙ＡＬＯＨＡ算法。
１．１固定帧时隙ＡＬＯＨＡ算法固定帧时隙ＡＬＯＨＡ（ＦＦＳＡ）算法是最基本的一种算法，每帧时隙数的大小都一样。
识别过程开始时，由读写器向识别场内所有标签发送一个包含时隙数Ｌ的命令。
这些标签收到命令后，将其时隙计数器复位为１，开始记录时隙数，同时从１￣Ｌ中选择一个数做为其时隙数值。
当时隙计数器值与标签随机选择的时隙数值相同时，标签向读写器发出应答信息。
若标签被读写器成功识别，则退出识别系统。
一个帧完成后，读写器开始时隙数同样为Ｌ的新帧。
ＦＦＳＡ算法设计简单，但缺点是如果标签数远远多于固定的时隙数，会产生过多碰撞；反之，会产生较多空闲时隙，造成资源浪费。
只有在标签数与时隙数差不多的一段时间内，系统吞吐率最大。
可见，由于ＦＦＳＡ算法的时隙数不能随着标签数而变化，系统无法获得稳定的吞吐率。
为改善这一缺点，提出一种改进算法———动态帧时隙ＡＬＯＨＡ算法。
RFID系统中的碰撞与防碰撞问题研究
RFID系统中的碰撞与防碰撞问题研究RFID系统中的碰撞与防碰撞问题研究摘要：RFID系统的碰撞问题一直是影响系统性能的重要因素，社会对RFID系统可靠性的疑虑也阻碍着RFID技术的进一步开展。
本文对射频识别系统的碰撞和防碰撞问题进行了分析，为更深入的研究提供了根底。
关键词：RFID；防碰撞1、引言RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术。
它利用射频信号的空间耦合或反射特性以到达识别目标、获取数据的作用。
与其他识别技术相比，它具有识别速度快、数据容量大、使用寿命长、动态实时通信等优点，无需人工干预，并可同时识别多个标签。
在得到广泛使用和关注的同时，RFID技术也暴露出数据碰撞等问题。
研究RFID系统的碰撞与防碰撞问题，对于增强系统稳定性和可靠性，推动RFID技术开展有重要意义。
本文对RFID 的防碰撞问题、防碰撞算法进行了简要的描述和分析。
随着本钱的下降和标准化的实施，RFID 技术的全面推广和普遍应用必将是不可逆转的趋势。
2、RFID的碰撞问题RFID技术是一种多目标的自动识别技术，这就不可防止地产生了数据碰撞问题。
碰撞时，阅读器或标签将重新发送请求或接收信号，如此反复不仅浪费了时间、系统资源，也使效率降低，限制了RFID技术的开展。
2.1标签的碰撞当多个标签同时位于一个阅读器的可读范围内，会出现多个标签同一时刻应答或一个标签没有应答完成时另外的标签就应答的情况，降低阅读器接收信号的信噪比，造成通信失败。
2.2阅读器的碰撞2.2.1阅读器-阅读器干扰当阅读器之间距离较近，且一个处于发送状态，另一个处于接收状态时，发送阅读器的发射信号将会对接收阅读器的接收信号产生干扰，造成两个阅读器均无法正常阅读标签。
2.2.2标签干扰当一个标签同时处于多个阅读器的询问区域中时，多个阅读器同时与该标签通信就会产生干扰。
此时标签接收到的信号是多个阅读器发射信号的矢量和，故标签不能正确识别。
3、RFID的防碰撞算法由于阅读器间能够进行通信，且阅读器较之标签功能更为强大，阅读器碰撞问题更容易解决，因此主要关注标签的碰撞问题。
解析RFID中的反碰撞技术
解析RFID中的反碰撞技术标签碰撞是RFID系统中最常见、最难处理的问题，常用反碰撞技术来解决。
根据ISO/IEC14443标准，反碰撞技术可分为面向比特和面向时隙两种，给出了每一种技术的冲突检测方法，并详细阐述了每一种技术的工作原理。
反碰撞技术的分类反碰撞技术根据面向的对象可分为面向比特和面向时隙两种。
ISO/IEC14443-3标准中TYPE A防冲突规范采用的是面向比特型，支持比特冲突检测协议；ISO/IEC14443-3标准中TYPE B防冲突规范采用的是面向时隙型, 通过一组命令来管理防冲突过程。
防碰撞技术中的冲突可以通过幅度变化、非法编码出现、位宽变化等方法进行检测。
但在RFID中，很难确定判断幅度迭加的门限值(阈值)，因此，非法编码判断和位宽检测是比较简便的方法。
面向时隙型需采用位宽变化的检测技术，面向比特型则采用非法编码判断的检测技术。
对于非法编码判断的检测技术来说，不能采用NRZ码，需采用Manchester 码，该编码是根据电平的改变来表示编码某位的值。
这里，用上升沿表示逻辑“0”，用下降沿表示逻辑“1”；在数据传输的过程中“没有变化”的状态是不允许的，并作为非法编码被识别。
当两个或多个标签同时返回的某一数位有不同的值，则接收到的上升沿和下降沿互相抵消，以致出现“没有变化”的状态。
如图1所示，NRZ码不能检测出碰撞位，Manchester码却可以。
所以在TYPE A中就是采用了Manchester码。
当然，是基于时间同步和放大限幅的环境，在RFID系统中，这些都是可以做到的。
对于位宽变化的检测技术则要采用NRZ码。
但是这种检测技术要采用合适的编码，还要采用合适的调制方式，一般采用FSK调制。
当用NRZ编码和FSK 调制，发现位0和位１碰撞时，合成波形的位宽有了比较明显的变化，图2是其碰撞情况时序图，其中数位0的频率为载波频率fc的1/8。
正常情况下，0的FSK脉宽为4TC，１的FSK脉宽为5TC，因此用计数器进行位宽检测，判别是否出现大于5TC的脉宽，就可以判断是否出现了冲突。
RFID系统防碰撞算法设计
RFID系统防碰撞算法设计摘要：目前RFID技术正处于迅速上升的时期。
在很多实际应用中读写器的识读范围会同时出现多个标签，这时标签发送的信息就会混叠在一起发生冲突，产生碰撞问题。
为此，必须采用反碰撞算法来加以克服。
关键词：RFID；跳跃式二进制0 引言近几年来，RFID(Radio Frequency Identification)技术在全球掀起热潮，吸引了众多厂商参与相关的技术以及芯片的研究与开发。
在射频识别系统中，不能排除在读写器范围内存在多个电子标签的情况，于是系统中存在两种通信形式：从读写器到电子标签的数据传输，即读写器发送的数据流被覆盖范围内的多个标签所接收，这种通信形式也被称为无线电广播；在读写器的作用范围内有多个标签同时应答，这种形式被称为多路存取。
在后一种通信形式中，标签数据的混叠问题就是我们所说的碰撞问题。
为了防止由于多个电子标签的数据在读写器的接收机中相互碰撞而不能准确读出，必须采用反碰撞算法来加以克服。
1 RFID的系统结构与工作原理无线射频识别系统RFID（Radio Frequency Identification System），一般由RFID标签、RFID读写器以及计算机系统组成，如图1所示。
系统基本工作原理如下：RFID标签进入磁场，接收RFID读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源标签）或者主动发送某一频率的信号（有源标签），RFID读写器读取信息后，解码，送至计算机系统对有关数据进行处理。
绝大多数射频识别系统是按电感耦合的原理工作的，读写器在数据管理系统的控制下发送出一定频率的射频信号，当电子标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发送出自身编码等信息，该信息被读写器读取并解码后送至管理系统（一般是电脑主机）进行有关处理，这一信息的收集处理过程是以无线方式进行的。
2 跳跃式二进制树形反碰撞算法原理2.1 算法建立的几点基础约定（1）跳跃式二进制树形反碰撞算法的关键是确定数据发生碰撞的具体位置。
RFID的防碰撞算法-赵江波
谢 谢！
目的是为了改善QT协议的性能。 在QT协议的识别过程中，当阅读器发送长度 为k的请求字符串S给标签时，ID前缀与S匹配 的标签将会传回它的位K+1,…，N的部分ID号 给阅读器，其中N是ID号的长度。如果碰撞发 生，阅读器会发送请求位字符串S0和S1给标签。 Choi等人在文献[20]中研究表明，请求位字符 串S0和S1与前k位相同，而与最后一位不同。 基于这个发现提出了BSQTA和BSCTTA协议， 通过使用2个响应的时隙，来减少识别的时间。
赵江波
主要内容： （1）RFID系统的碰撞问题 （2）阅读器防碰撞 （3）标签防碰撞 （4）结论
在无线射频识别（RFID）系统中，阅读器通过给附有 识别标签的物品发射无线射频信号来识别物品。 RFID 系统也存在信号干扰问题，主要有 两类：
（1）阅读器碰撞 （2）标签碰撞
防碰撞协议
Reader collision
HiQ分级的控制结构由 阅读器、R-servers和Qservers组成。 当某个阅读器需要发送 信息给它的识别区域内 的标签时，它必须首先 从它的主R-server处请求 资源，即频率信道和时 隙。阅读器只有在主Rserver分配于一个时隙 内的具体频率信道之后， 才能够发送信息。
（1）Class 1 Generation 2 UHF标准是EPCglobal提 出的。整个分配频带被分成若干个信道，一个阅 读器只能使用一个信道来进行通信。 （2）阅读器和标签分开使用载波频率。即阅读器 （或标签）将只会与阅读器（或标签）发生碰撞。 （3）EPCglobal Gen2协议能够解决阅读器的碰撞。 因为大部分低成本的阅读器没有频率选择能力， 标签碰撞的问题仍然存在。
RFID中的不确定性标签防碰撞算法简介
RFID中的不确定性标签防碰撞算法简介杨晓娇;吴必造【摘要】针对RFID系统中的不确定防碰撞算法即ALOHA算法进行分析,首先介绍了ALOHA算法的工作原理,并对该类算法的吞吐率进行理论分析;然后推算得出当时隙数等于标签个数时吞吐率最高为36.8%;最后分析了几类改进的ALOHA算法的工作原理,对比了几类改进算法的优缺点以及在实际工程实践中的实用性.本文对ALOHA算法的后续研究工作以及工程实践中ALOHA算法的选取以及应用具有参考价值.%This paper mainly discussed the uncertainly anti-collision (ALOHA) algorithm.This article firstly introduced the work and principles of process of ALOHA algorithm, then showed that when the slot number is equal to the tag number the ALOHA algorithm, the maximum throughout value is 36.8%.Finally, it analyzed different classes of ALOHA algorithm and how it works, compared their advantages and disadvantages, and analyzed their practicality.This article has some reference values for further study of ALOHA algorithm and choosing the proper algorithm in actual project.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2017(036)006【总页数】3页(P10-12)【关键词】时分多路算法;不确定算法;动态帧时隙ALOHA;时隙【作者】杨晓娇;吴必造【作者单位】重庆交通大学信息技术中心,重庆 400074;中移物联网有限公司解决方案中心,重庆 401336【正文语种】中文【中图分类】TP312由于RFID具有同时快速识别多目标且存储信息量大等特点，从而被作为感知层的关键技术广泛应用于物流、工业、农业等物联网领域。
RFID系统防冲突算法分析及其实现
一
ＲＦ Ｄ系 统 防冲 突 算 法 分 析 及 其 实 现 Ｉ
沈小兵
（ 苏州轨道交通运营处 企划部 江苏 苏州 ２５０） １０ ０
摘 要 ： 在多标签对 一个读写 器的Ｒ Ｉ系 统中 ，标签 有时会在 同一个 时间点一同 向读 写器传输 数据 ，从而 引起 通信冲 突，导致读 写器读不到 标签上的信 息， ＦＤ 主要论述通过 时隙算法来解决这一 问题的方法与 仿真实现 。 关键 词： 射频 识别；防冲突 ；算 法：仿真 中图分类号 ：Ｔ Ｏ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号：１ ７ － ７ ９ ２ １ ）０ ２ ０ ６ ０ Ｎ ６ １ ５ ７（ ０ ０ ４ ０ ３ － １
签 ，如果 标签 的随机 数为 ０ ，同 时ＩＡ ｉｅ ｓｌｒ 属性 值 为ＴＵ ，则 将ＡＮｍ自动 加 ＲＥ ｄｕ
０５ 间 任选 一 个 整数 存 入 寄 存器 高 四 位 ，也 就 １之
是 随机选 择 了一个 群 ，然 后把 寄存 器 的低 四位 全 部清 零 。接着 随 机产 生一 个０ １ 或 的数据 加 到 寄存 器 中，如 果 这时 寄存 器 中的８ 全 为０ 位 ，则 回传 当 前 电子标 签 的Ｉ 。如 果此 时有 多个 电子标签 同时 Ｄ 回传 数据 ， 也就 是发 生 了冲突 ，冲 突 发生 以后 ，
rfid系统主要是由电子标签和读写器两部分组成的读写器的功能是能够同时读取多个电子标签rfid系统如果是由一个读写器和多个电子标签组成的话就有可能会出现多个电子标签同时向读写器传输数据的情况就会发生信道冲突这样读写器就不能读到电子标签传输的数据所以rfid系统必须建立一种仲裁机制来防止这种情况的发生
这些问题都有待于继续研究以期得到最大程度的解决，来适应更复杂、更
RFID系统时隙不完全竞争防碰撞算法
RFID系统时隙不完全竞争防碰撞算法杨坤;冷甦鹏【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2011(037)001【摘要】基于ISO/IEC 18000-6C超高频射频识别标准,提出一种时隙不完全竞争防碰撞算法.将动态二叉树搜索技术引入竞争性冲突避免机制,并加入对空闲时隙和碰掩时隙的特殊处理策略.通过NS-2平台建立仿真模型,分析对比动态二叉树搜索算法、ISO/IEC 18000-6C标准算法和SPC算法的性能.仿真结果表明,SPC算法识别时间分别比动态二叉树搜索算法和18000-6C标准算法缩短约30%和20%,识别率比18000-6C算法提高约35%.%Based on the ISO/IEC 18000-6C UHF Radio Frequency Identification(RFID) standard, this paper proposes a Slot-based Partial Competitive(SPC) anti-collision algorithm, which introduces dynamic binary tree search technology into the competitive collision avoidance mechanism for the first time. Moreover, the SPC algorithm applies the specific technologies to idle slots and collision slots. The performances of the dynamic binary tree search, ISO/IEC 18000-6C and the SPC algorithm are compared via NS-2 simulation experiments. Simulation results indicate that the SPC algorithm is able to not only reduce the recognition time by 30％ and 20％ compared with the binary tree search algorithm and the 18000-6C algorithm, respectively, but also improve the recognition rate by 35％ compared with 18000-6C algorithm.【总页数】3页(P260-262)【作者】杨坤;冷甦鹏【作者单位】电子科技大学通信与信息工程学院,成都,611731;电子科技大学通信与信息工程学院,成都,611731【正文语种】中文【中图分类】TP301.6【相关文献】1.基于ALOHA的分组动态帧时隙RFID系统防碰撞算法 [J], 李飞高;张贵林2.动态帧时隙Aloha算法防信息碰撞研究 [J], 曹高峰;卢建军;王晓路3.基于帧时隙的RFID系统迫零预编码防碰撞算法研究 [J], 张小红;张佳琦4.盲分离的帧时隙超高频RFID系统防碰撞算法 [J], 张小红;穆宇超5.一种基于时隙ALOHA的RFID系统防碰撞算法 [J], 翟霞晖;唐明浩;金慧芬因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第３ ７卷 第 １ 期
、０ ． ７ ，１３
・
计
算
机
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程
２１年 １ ０１ 月
Ｊ ｎｕ ｒ ０１ ａ ａｙ ２ ｌ
Ｎ Ｏ． １
Ｃｏ ｐｕ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｍ ｔｒＥｎ ｉ ｅ ｒｎ
开 发研 究与设 计技 术 ・
文章编号：ｌ０ － ２（ ｌ０— ２ｏ一３ｓｒｃ］Ｂａｅ ｎｔｅ ＩＯ／ Ｃ １０ ０６ Ｆ Ｒ ｄｏＦ ｅｕ ｎｙ Ｉｅ ｔ ｃｔ ｎＲ Ｉ ｔ ｄ ｒ，ｈｓｐ ｐｒｐｏ ｏｅ ｌｔ ａｅ ａｔｌ Ａｂｔａｔ ｓｄ ｏ ｈ Ｓ Ｉ ０ —Ｃ ＵＨ ａ ｉ ｒｑ ｅ ｃ ｄｎｉ ａ ｏ （ＦＤ）ｓ ｎ ａｄ ｔｉ ａｅ ｒｐ ｓｓａＳｏ— ｓｄＰ ｒａ Ｅ ８ ｉ ｆ ｉ ａ ｂ ｉ
别率 比 １０ ０６ ８ ０ —Ｃ算法提高约 ３ ％。 ５
关健词 ：时隙 Ａ ｏ ａ ｌ ；二叉树搜索 ；射频识别 ；不完全 竞争 ｈ
Ｓ ｏ ａ ｔａ ｍ ｐ ｔｔ ｅＡｎ ｉｃ ｌ ｓｏ ｇ ｒ ｔ ｍ ｒＲＦ Ｄ ｙ ｔ ｍ ｌ ｔＰ ｒ ｉ ｌ Ｃｏ ｅ ｉｉ ｔ— ｏ ｌ ｉ ｎＡｌ ｏ ｉｈ ｆ Ｉ Ｓ ｓｅ ｖ － ｉ ｏ
中 圈分类号； Ｐ０． Ｔ３１ ６
Ｒ Ｉ 系统 时隙不完全 竞争 防碰 撞 算法 ＦＤ
杨 坤 ，冷魅鹏
（ 子科技大 学通信与信息工程学院 ，成都 ６ １３ ） 电 １７ １
摘
要： 基于 ＩＯＩＣ１００６ Ｓ ／ ０—Ｃ超高频射频识别标准 ， 出一种 时隙不完全竞争 防碰撞算法。将动态 二叉树搜索技术 引入竞争性冲突避免 Ｅ ８ 提
Ｃ ｍｐ ｔｉ ｅＳ Ｃ ｎ —ｏｌ ｉｎ ａ ｏ ｉ ｍ，ｗ ｉｈ ｉｔ ｄ ｃ ｓ ｄ ｎ ｍｉ ｉａｙ ｔ ｅ ｓ ａｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｉｔ ｈ ｏ ｅｉ ｖ ｏｌ ｉｎ ａ ｏｄ ｎ ｅ ｏ ｅ ｔ （Ｐ ）ａ ｔ ｃ ｌ ｓ ｌ ｒ ｉｖ ｉ ｉｏ ｇ ｔ ｈ ｈｃ ｎｒ ｕ ｅ ｙ ａ ｃ ｂｎ ｒ ｒ ｅ ｒｈ ｔｃ ｎ ｌｇ ｎｏ ｔｅ ｃ ｍｐ ｔ ｉｅ ｃ ｌ ｓ ｖ ｉａ ｃ ｏ ｅ ｔ ｉｏ
ＹＡＮＧ ｎ ＬＥＮＧ ｕ ｐ ｎ Ｋｕ ， Ｓ －ｅ ｇ
（ｃｏ ｌ ｆ ｏ Ｓ ｈ ｏ Ｃ ｍｍｕ ｉ ｔ ｎａｄＩｆｒ ｔ ｎ ｎ ｉ ｅｉｇ Ｕｎｖ ｒ ｔ ｏ Ｅｅ ｔ ｎｃＳ ｉｎｅａｄＴ ｃｎ ｌｇ ｆ ｈｎ ， ｈ ｎ ｄ １７ １Ｃｈｎ） ｏ ｎｃ ｉ ｎ ｏｍａｉ ｇｎ ｒ ， ｉｅｓ ｙ ｆ ｌｃｒ ｉ ｃｅ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙｏ Ｃ ｉａＣ ｅ ｇ ｕ６ １３ ， ｉａ ａｏ ｎ ｏ Ｅ ｅ ｎ ｉ ｏ
机制 ，并加入对空闲时隙和碰 撞时隙的特殊处理策略 。通过 Ｎ 一 Ｓ２平台建立仿真模型 ，分析对 比动态二叉树搜索算法、ＩＯ １ Ｃ １０ ０ Ｃ Ｓ ／ ８０— Ｅ ６ 标 准算法和 Ｓ Ｃ算法 的性能。仿真结果表 明，Ｓ Ｃ算法识别时间分别 比动态二叉树搜索算法和 １ ０ ０ Ｃ标准算法缩短 约 ３ ％ ２ ％，识 Ｐ Ｐ ８０— ６ ０ 和 ０