二进制树搜索算法
二分查找法的算法过程
二分查找法的算法过程
二分查找法(Binary Search)是一种在有序数组中查找特定元素的算法。
它的算法思想是将数组分为两部分,然后判断目标元素与中间元素的大小关系,进而确定目标元素在哪一部分中,然后再在相应的部分中继续进行查找,直到找到目标元素或确定目标元素不存在。
具体的算法过程如下:
1. 首先,确定数组的起始位置(start)和结束位置(end)。
- start 初始化为数组的第一个元素的索引。
- end 初始化为数组的最后一个元素的索引。
2. 然后,计算出数组的中间位置(mid)。
- mid = (start + end) / 2。
3. 接下来,比较目标元素与中间元素的大小关系。
- 如果目标元素等于中间元素,那么返回中间元素的索引,表示找到了目标元素。
- 如果目标元素小于中间元素,说明目标元素在数组的前半部分,所以将结束位置 end 更新为 mid - 1。
- 如果目标元素大于中间元素,说明目标元素在数组的后半部分,所以将起始位置 start 更新为 mid + 1。
4. 然后,再次计算新的中间位置,并重复步骤 3,直到找到目标元素或确定目标元素不存在。
- 如果 start 大于 end,表示数组中不存在目标元素。
通过以上的算法过程,可以高效地在有序数组中查找目标元素。
二分查找法的时间复杂度为 O(log n),其中 n 表示数组的长度。
它比线性查找等其他查找算法要更加高效,尤其适用于大规模数据的查找操作。
第八章-RFID防碰撞技术
S Ge2G
当G=0.5时,最大吞吐率S=1/(2e)≈18.4%。发送帧不会产生碰撞 (即发送成功)的概率P为
电子标签数量越多,帧时越长,则G越大,发送成功的概率越低。 纯ALOHA算法虽然算法简单,易于实现。但对于同一个标签, 如果连续多次发生碰撞,这将导致读写器出现错误判断认为这个标 签不在自己的作用范围内。同时其冲突概率很大。假设其数据帧长 度为F,则冲突周期为2F。
8.2 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时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,将会发生信号重叠,从而导致冲突。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。
条电路传输多路信号的。电路上每一短暂时刻只有一路信号存在。
因为数字信号是有限个离散值,所以时分多路复用技术广泛应用于 包括计算机网络在内的数字通信系统。
8.1 RFID系统中的碰撞与防碰撞
2.RFID中防碰撞算法分类
8.1 RFID系统中的碰撞与防碰撞
标签防碰撞算法
RFID系统的标签防碰撞算法大多采用时分多路法,该方法可分 为非确定性算法和确定性算法。 非确定性算法也称标签控制法,在该方法中,读写器没有对数 据传输进行控制,标签的工作是非同步的,标签获得处理的时间不 确定,因此标签存在“饥饿”问题。ALOHA算法是一种典型的非确定 性 算法,实现简单,广泛用于解决标签的碰撞问题。 确定性算法也称读写器控制法,由读写器观察控制所有标签。 按照规定算法,在读写器作用范围内,首先选中一个标签,在同一 时间内读写器与一个标签建立通信关系。二进制树型搜索算法是典 型确定性算法,该类算法比较复杂,识别时间较长,但无标签饥饿 问题。
二进制树搜索算法
算法性能分析:
为了从N个标签中找出唯一一个标签,需要 进行多次请求,其平均次数L为: L=log2N+1 则基本二进制树算法识别N个标签所需的总 查询次数为:SUM(N)=N· (log2N+1) 查询次数是一个关于N和L的增函数,要识别 一个标签,请求次数L随着N值的增大而迅速 增加。并且标签每次响应阅读器的请求命令 时所传的ID都是完整ID。
(1)读写器广播发送最大序列号查询条件Q,其作用范围 内的标签在同一时刻传输他们的序列号至读写器。
范例:
R:11111111
A:10100111 B:10110101 C:10101111 D:10111101 R:11111111
R表示阅 读器
二进制树搜索算法的实现步骤如下:
(1)读写器广播发送最大序列号查询条件Q,其作用范围 内的标签在同一时刻传输他们的序列号至读写器。 (2)读写器对收到的标签进行响应,如果出现不一致的现 象(即有的序列号位为0,有的序列号该位为1),则可 判断有碰撞。
10100111
识别 TagA
11111111 101??1?1
10101111
TagA TagB TagC TagD
10100111 10110101
识别 TagC
10101111
10101111 10111101
10101111
Improved Anti-collision Algorithm搜寻过程
二进制树搜索算法的实现步骤如下:
(1)读写器广播发送最大序列号查询条件Q,其作用范围 内的标签在同一时刻传输他们的序列号至读写器。 (2)读写器对收到的标签进行相应,如果出现不一致的现 象(即有的序列号位为0,有的序列号该位为1),则可 判断有碰撞。 (3)确定有碰撞后,把有不一致位的数最高位置0再输出查 询条件Q,依次排除序列号大于Q的标签。 (4)识别出序列号最小的标签后,对其进行数据操作,然 后使其进入“无声”状态,则对读写器发送的查询命令 不进行响应。 (5)重复步骤1 ,选出序列号倒数第二的标签。 (6)多次循环完后完成所有标签的识别。
一种二进制树位检测的标签防碰撞算法
n e ee tte c r i i i … e d d tc h et n bt s 0’o … a r 1’o e tg’ D a d te tg rn mi te p r o D eo te ee td btwhc f t a S I h n h a s ta s t h at f I b lw h d tce i. ih cn rd c te u ni o h d t c mmu iain f ce t e en tg a d ra e. n l te r s l o i lt n lo a e u e h q a t y t fte aa o n c t e inl b t e a s n e d r al h eut f smuai as o i y w Fi y, s o
C m ue E gnei " o p t n i r gd r e n
, df 计 算 机 工 程 与应 用 j f c D
2 1 ,6 2 ) 00 4 ( 0
25 4
一
种 二进制树 位检测 的标签 防碰 撞算法
夏志 国 , 怡刚 , 周 国 何 侯
XI Zh — uo, E — n H OU Zho — u A ig H Yiga g, ug o
se d o h a d ni c t n o v o s . p e f t e tg i e t a i b i u l i f o y
Ke rs ai rq ec d nict n R I : g a tcls n bn r— e loi m;id t t g ywod :R do Feu ny Iet a o ( FD) t ni oli ;iayt eag rh bt e ci i f i a — io r t — e n
RFID二进制树防碰撞算法总结
南阳理工学院本科生毕业设计(论文)学院(系):计算机与信息工程学院专业:通信工程学生:乔军惠指导教师:路新华完成日期 2012 年 4 月南阳理工学院本科毕业设计(论文)RFID二进制树防碰撞算法设计学院(系):计算机与信息工程学院专业:通信工程学生姓名:乔军惠学号: 1指导教师(职称):路新华(讲师)评阅教师:完成日期:2012年4月南阳理工学院Nanyang Institute of TechnologyRFID二进制树防碰撞算法设计【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。
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,但是也带来了解决思路不统一的矛盾。
在传统思路中,一般是通过单片机来进行算法处理,随着RFID技术的发展,未来的一个重要方向是现场可编程门阵列FPGA,做为一种现场可编程的专用集成电路,FPGA拥有高速度,可编程等多个适应于算法处理的优点,从而为RFID防碰撞算法问题开辟了新的有效途径根据上述分析,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,主要分为三个方面,首先是二进制树算法的理论研究,将现有的二进制树算法进行了归纳,汇总为基本算法,动态算法,退避式算法三类,阐述了各个算法的思路,对其进行了性能评价;其次,在现有的三类防碰撞算法的基础上,提出了一种新的改进型二进制树算法,该算法识别速度快,执行效率高,极大的改进了识别效果。
【关键词】:射频识别;防碰撞算法;读写器;应答器;现场可编程门阵列AbstractRFID is anewly developedtechnologywhich communicates through the—contact RF signal,so asto achieve objective automatic identification.Along with the development of RFID technology,how to realize Data Exchange accurately amongMultiple 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 all the algorithms,binary algorithm is most widely used as an international standard fbr its exactness ofidentincation.International standards have put forward manyregulations on binary algorithm.It not onlypromotes the development of anti.coUision algorithm,butalso b“ngs the conflict to a unilFied solution.Traditionalideas in general are handled byMCU.Along with the development ofRFID technology,an imponant direction in the f.uture is the field programmable gates arrayFPGA.As kindof integrated circuitsthatcanbe programmed in the field,FPGA is fast and programmable.All these adVantagesopenup anewef active way ofRFIDanti.collisionarithmetic.In viewof the above problems,this paperprobes into the RFID systembinary prevent collisionf.rom the perspectives ofboth theory and practice.It canbediVided into three aspects:6rstly,theoretical researchon binary algorithm.It sums up all thebinary algorithms in being and gather to three categorys suchas Basic algorithm,Dynamic algorithm and Backoff algorithm.MoreoVer,it Expounds the idea of the various algorithms and evalues their perf6rmance;secondary,it introduces an improved version of algorithm onthe basis of specinc standard.This algorithm has f.ast recognition,high efnciency and greatly improvedthe identification results.Key Words:RFID;Anticollision;Read/Write DeVices;Transponders;FPGA目录1 引言 (5)1.1RFID技术简介 (5)1.2RFID系统 (5)1.2.1 RFID系统组成 (5)1.2.2 RFID系统分类 (6)1.2.3 RFID系统工作原理 (6)1.3RFID技术现状及其发展 (7)1.3.1RFID技术应用 (7)1.3.2 RFID标准统一化 (7)1.3.3 RFID防碰撞算法 (7)1.4课题提出的背景及其意义 (8)1.5本文的主要工作 (8)2 现有RFID二进制树防碰撞算法 (9)2.1RFID防碰撞算法概述 (9)2.2RFID二进制树防碰撞算法概述 (9)2.2.1基本概念 (9)2.2.2性能指标 (10)2.2.3算法分类 (11)2.3基本二进制树防碰撞算法 (12)2.3.1算法思路 (12)2.3.2实例演示 (13)2.3.3性能评价 (15)2.4动态二进制树防碰撞算法 (16)2.4.1算法思路 (16)2.4.2实例演示 (17)2.4.3性能评价 (18)2.5退避式二进制树防碰撞算法 (18)2.5.1算法思路 (18)2.5.2实例演示 (19)2.5.3性能评价 (20)2.6本章小结 (21)3 改进型二进制树防碰撞算法 (21)3.1涉及二进制树算法的国际标准 (21)3.1.1 IS0 15693 (21)3.1.2 IS014443 (21)3.2IS014443标准二进制树防碰撞算法 (22)3.2.1基本概念 (22)3.2.2算法思路 (23)3.3改进型二进制树防碰撞算法 (26)3.3.1改进方向 (26)3.3.2基本概念................................ 错误!未定义书签。
RFID二进制树防碰撞算法及改进算法的研究
≤1 1 1 1 1 1 1 1
问题 , 如 果 在一 个有 效 识别 区域 内 出现 多个 阅读器 或
多个 R F I D就 会 出现 相 互干 扰 的 问题 ,被 称 为 R F I D 系统 碰撞 ,解 决 多个 目标 的识 别 问题 也就 是 R F I D系 统 防碰撞 算法 。 [ 1 1 目前 主要有 两种 类 型 的 R F I D 防碰 撞
互 。在 完 成信 息交 互后 , 读 写 器会 发 出一个 指令 使 标
引言
R F I D 技术 是物 联 网系 统 的基 础 , R F I D系 统 硬件 签 进 入 休 眠 状态 , 不 再 响应 读 写器 的 任 何请 求 ( 除 非 ,这 样 就不 会对 继 续搜 索 其 它标 签产 生 影 主要 由阅读器 和 R F I D标 签 构成 。阅读器 通 过 无线 信 重新 上 电)
( 3 ) 读 写 器 将 上 述 重 新 编 制 的 识 别 号 发 送 给 标 执行 的 时 间长 度 : 签 ,标 签接 收 到后 将序 列 号和 新 的识别 号 进行 对 比, 如 果小 于或 等 于该 识别 号 , 则 产 生应 答将 序 列 号 发送
给读 写器 。
其 中 C是读 写 器识别 范 围 内有 效标 签 的个数 。
建
辟
U l A N C o M P UT E
R F I D二进 制树 防碰撞算 法及 改进算法 的研 究
胡 海 锋 ,徐 飞
( 闽西职 业技 术 学院 福 建 龙岩 3 6 4 0 2 1)
【 摘 要】 - 本文针对 面的探讨 , 首先是二进制树算
( 5 ) 继续 循环 以上 过程 , 就 可 以将 各 标签 按 序列 号 由小至 大逐 个识 别 出来 。
武汉理工大学rfid复习题
武汉理工大学rfid复习题一、填空题1.Rfid系统中常用的防碰撞算法是ALOHA算法、二进制树形搜索算法。
2.ISO/IEC制定的RFID标准可分为技术标准、数据内容标准、性能标准和应用标准。
3.ISO、IEC14443标准TYPE A型中PCD向PICC通信,载波频率为13.56MHZ,采用数据的修正密勒码的100% ASK调制;PICC向PCD通信采用数据的曼特斯特编码的副载波调制信号进行负载调制。
4.IOS/IEC15693 数据编码采用两种PPM 方式分别是256中取1、4中取1。
5.ISO/IEC18000-6 TYPE A模式阅读器向应答器数据传输的数据编码采用脉冲间隔(PIE)编码。
反向数据传输采用FMO编码。
6.U2270B是工作于125K HZ 的阅读器芯片;该频率下采用的应答器芯片是e5551.7.传感器狭义的定义为:能把外界非电量信息转化成电信号输出的器件。
8.表征传感器静态特征的四个指标是线性度、灵敏度、迟滞和重复性。
9.传感器输出的两类信号分别是数字信号和模拟信号。
10.右图为带通滤波器,则其上线截止频率为f H为1/2ΠR2C2,下线截止频率为fL为1/2Πr1c1,通带放大倍数为AP,为R2/R1.11.RFID的天线制作工艺主要有线圈绕制法、蚀刻法、印刷法。
12.电感式传感器可以分为自感式、互感式和涡流式三种传感器。
13.射频识别的英文全称是radio frequency identification。
14.根据射频耦合方式的不同,RFID可以分为电感耦合方式(磁耦合)、反向散射耦合方式(电磁场耦合)两大类。
15.针对RFID主要的安全攻击方式可以分为主动攻击和被动攻击,应对前者的重要技术是认证技术、应对后者的主要技术手段是加密。
16.串联谐振回路的谐振角频率为1/sqrt(LC),并联谐振回路的谐振频率为1/(2πsqrt(LC))。
17.在电感耦合方式的RFID系统中,负载调制有电阻负载调制和电容负载调制两种方法,他们的主要区别是:前者负载接入时电路仍然处于谐振状态;后者在接入电路时,电路状态发生变化,此时阅读器电感线圈的电压不仅有幅值变化,也存在相位的变化。
二叉树的二进制编码
二叉树的二进制编码对于一棵二叉树,我们可以使用二进制编码来表示每个节点的位置。
具体来说,对于每个节点,我们将它的左孩子编号为0,右孩子编号为1。
然后,从根节点到该节点的路径即为它的二进制编码。
例如,对于下图所示的二叉树:```1/2 3/ /4 5 6 7```节点4的二进制编码为00,节点5的二进制编码为01,节点2的二进制编码为10,节点1的二进制编码为11。
这种编码方式有许多应用,例如哈夫曼编码、前缀树等。
在实现二叉树的二进制编码时,我们可以使用递归的方法。
具体来说,对于一个节点,它的左孩子的二进制编码为它自己的二进制编码后面添加一个0,右孩子的二进制编码为它自己的二进制编码后面添加一个1。
对于根节点,我们可以将它的二进制编码初始化为空字符串。
下面是使用Python实现二叉树的二进制编码的代码:```pythonclass TreeNode:def __init__(self, val=0, left=None, right=None):self.val = valself.left = leftself.right = rightself.code = ''def binaryTreeEncoding(root: TreeNode):if not root:returnif root.left:root.left.code = root.code + '0'binaryTreeEncoding(root.left)if root.right:root.right.code = root.code + '1'binaryTreeEncoding(root.right)```这个函数接受一个二叉树的根节点作为参数,将每个节点的二进制编码保存在它的`code`属性中。
我们可以在构建二叉树的过程中调用这个函数,例如:```pythonroot = TreeNode(1)root.left = TreeNode(2)root.right = TreeNode(3)root.left.left = TreeNode(4)root.left.right = TreeNode(5)root.right.left = TreeNode(6)root.right.right = TreeNode(7)binaryTreeEncoding(root)print(root.left.left.code) # 输出'00'print(root.left.right.code) # 输出'01'print(root.left.code) # 输出'10'print(root.code) # 输出'11'```这个程序将输出节点4、5、2、1的二进制编码。
【国家自然科学基金】_二进制搜索算法_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 射频识别 2 音频水印 1 防碰撞算法 1 量子算法 1 量子免疫算法 1 配电网 1 辅助搜索空间 1 评价模型 1 认证 1 计算代价 1 脆弱水印 1 育种进化 1 累积矩阵 1 索引约束矢量量化 1 符号算法 1 碰撞位跟踪 1 相位编码 1 目标定位 1 疫苗接种 1 电容阵列 1 混沌优化 1 混合编码 1 比较器 1 桶消元 1 标签 1 故障定位 1 收敛精度 1 广义hough变换 1 并行处理 1 帧时隙aloha算法 1 差分进化 1 局部高斯变异算子 1 局域二进制模式直方图特征 1 基因置换 1 后退策略 1 参数优化 1 动态功耗 1 动态二进制搜索算法 1 加权约束满足问题(wcsp) 1 分支定界 1 免疫算法 1 免疫克隆选择算法 1 优化 1 代数决策图(add) 1 二进制搜索算法 1
推荐指数 4 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
【RFID防碰撞协议算法】动态二进制搜索算法
【RFID防碰撞协议算法】动态⼆进制搜索算法
动态⼆进制搜索算法是在传统⼆进制算法的基础上进⾏改进的。
传统⼆进制算法,每次传输的数据是全部长度的序列号,造成了识读时间段浪费;因此动态的⼆进制搜索算法在每次传输中,阅读器传输⼀部分,标签传输⼀部分(阅读传送部分+标签传送部分=序列号总长度),总的传输量是传统⽅法的⼀半,因此减少了因传输数据⽽引起的识读时间浪费。
动态的⼆进制算法的主要命令和传统的⼆进制搜索算法⼀样,只是传输策略上有所不同。
动态⼆进制搜索算法的识读过程
1、阅读第⼀次发送最⼤序列号,请求所有标签发回其⾃⾝的序列号。
2、阅读器检测到碰撞位,将最⾼碰撞位(X)置0,阅读器只传输N~X的位作为下⼀次的请求序列号。
3、标签接收到新⼀轮的序列号,只有序列号与N~X位相同的标签,才会把其剩余的序列号(X-1~1)发送给阅读器。
4、阅读器检测新⼀轮的碰撞位(Y),如果碰撞位是次⾼位(即第⼀次检测到的碰撞中的,最⾼碰撞位的后⾯⼀位碰撞位),则直接置0;如果不是,则把次⾼位和当前碰撞位都置0;然后阅读器只传输N~Y位作为下⼀次的请求序列号。
5、直到接收到的序列号没有检测到碰撞,才⽤改序列号选中标签,进⾏读写;读写完后,使其“休眠”,不对接下来的命令进⾏响应。
6、重复以上步骤,直到所有的标签都被读取。
注意:a)在该改进算法中,要注意通过附加参数把有效位的编号发送给射频卡,以保证每次响应的位置是正确的;b)通常序列号的规模在8字节以上。
RFID二进制搜索算法的研究与改进
( . l t ncIf m tnadEetcl n i e n eal n, ui nvrt ehooy F zo 5 18 h a 1Ee r i no a o n l r a E g er gD pr t F j nU esyo T c lg , uhu30 0 ,C i ; c o r i c i n i me a i i f n n 2 col fnom tnSi c n n neig et l ot U vri ,C a sa40 8 ,C ia .Sho o fr a o e eadE g er ,Cnr u n esy hn h 10 3 hn ) I i c n i n aS h i t g
K y rs rdof q e c e t ct n( FD) a tcls n bn r erhagrh e wod : ai-e un yi ni a o R I ;ni oli ;ia sac loi m r d f i i — io y t
0 引言
射频 识 别 技 术 (ai—eunyi nictn rdof qec et ao , r d f i i
RI FD系统在工作时经常会 遇到一个 阅读器 2 1 二进制搜索算法与返回式二进制搜索算法 . 二进制 搜索 算 法 又 称为 二 叉 树搜 索 算 法 , 它 在 工作 范 围 内同时与多 个应答 器使 用 同一 频率 进 行通信 的情 况。这 时通 常 采 用 时 分多 路 复 用
(D T MA) 的方法来 防止碰 撞 。
Ab t a t h h o is o ia y s a c n y a c b n r e r h ag r ms o a i — e u n y sr c :T e t e r fb n r e r h a d d n mi i a y s a c lo i e h t frdof q e c r
一种基于二进制编码的最小生成树算法
br fh rp d e e egaheg .Wh ts oe iei nts o fh o — ann e ru hte u gmet f e rp ot a r , l a me en ns n igt e hog d e n a h im t m e s ot i p r t h j ot g h
c a a t rsiso e mi mu s nnngte h r ce t ft ni m pa i r e.Atfrt i ei n t ss me o e n n s nn n r e t r u h t e n m— i c h s ,t lmi ae o ft o -pa i gte h o g u i h h
c e tp la se s,c nv n e tp o r m mp e na in,g n r o d c a a t rs c r o e in r g a i l me tto e ea g o h rce t . l ii
Ke r s:m n mu s a n n e y wo d i i m p n i g t e;c n e t d g a h;b n r o e;c r mo o ; g r h r o n ce r p i ay c d h o s me a o t m l i
D I1.9 9ji n 10 - 8 .0 20 . 1 O : 36 /.s . 09 8 12 1 .100 0 s 4
一
种基 于 二 进 制 编码 的最 小生 成 树 算 法
王 防修
( 武汉工业学 院 数学与计算机 学院 , 湖北 武汉 402 ) 303
摘
要 :针 对 目前 的 最 小生成树 算 法 只 能 求一 个 最 小 生成 树 问题 , 出一种 新 的 最 小 生成树 提
C语言二分查找算法及实现代码
C语言二分查找算法及实现代码二分查找算法(Binary Search Algorithm)也被称为折半查找算法,是一种常见的查找算法。
它的原理是将有序数组(或有序列表)从中间划分为两部分,然后将待查找元素与中间元素进行比较,如果相等则返回元素的索引;如果待查找元素较大,则在右半部分继续查找;如果待查找元素较小,则在左半部分继续查找,直到找到目标元素或者确定目标元素不存在为止。
二分查找算法的时间复杂度为O(log n),其中n是数组的长度。
相比于顺序查找算法的时间复杂度O(n),二分查找算法具有更高的效率。
下面是用C语言实现二分查找算法的代码:```c#include <stdio.h>int binarySearch(int arr[], int left, int right, int target) while (left <= right)int mid = (left + right) / 2;if (arr[mid] == target)return mid;}else if (arr[mid] < target)left = mid + 1;elseright = mid - 1;}}return -1;int mai//假设有一个有序数组int arr[] = {2, 7, 14, 19, 26, 33, 41, 55, 68, 77}; int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 数组长度int target = 33; // 目标元素int result = binarySearch(arr, 0, n - 1, target); if (result == -1)printf("目标元素不存在\n");}elseprintf("目标元素的索引是%d\n", result);}return 0;以上代码中,binarySearch函数接收一个有序数组、左右索引和目标元素作为参数。
《超高频RFID系统中防碰撞算法的改进与测试》范文
《超高频RFID系统中防碰撞算法的改进与测试》篇一一、引言随着物联网技术的飞速发展,超高频RFID(射频识别)技术被广泛应用于物流、零售、医疗、工业自动化等多个领域。
然而,在多标签识别过程中,标签间的信号碰撞问题成为制约RFID技术发展的关键因素。
为解决这一问题,防碰撞算法的优化与改进显得尤为重要。
本文将探讨超高频RFID系统中防碰撞算法的改进方法及其实验测试。
二、RFID系统中的碰撞问题在超高频RFID系统中,当多个标签同时向阅读器发送信号时,由于信号的叠加和干扰,导致阅读器无法正确识别各个标签的信息,即发生碰撞。
碰撞问题严重影响了RFID系统的识别效率和准确性。
为解决这一问题,研究者们提出了多种防碰撞算法。
三、防碰撞算法的改进针对传统的防碰撞算法在超高频RFID系统中存在的不足,本文提出了一种改进的防碰撞算法。
该算法结合了ALOHA算法和二进制树搜索算法的优点,具有更快的识别速度和更高的准确性。
具体改进如下:1. 优化ALOHA算法:通过对ALOHA算法进行参数调整和优化,提高了标签响应的时序性,降低了标签间的碰撞概率。
2. 二进制树搜索优化:引入二进制树搜索算法,将标签分成多个层次进行搜索,减少了每层搜索的标签数量,提高了识别效率。
3. 动态调整策略:根据系统实时状态,动态调整算法参数,以适应不同场景下的识别需求。
四、实验测试为验证改进后防碰撞算法的性能,我们进行了以下实验测试:1. 实验环境:搭建超高频RFID系统实验平台,包括阅读器、标签及上位机软件。
2. 测试方法:分别使用改进前后的防碰撞算法进行多标签识别测试,记录识别速度、准确性及碰撞率等指标。
3. 结果分析:通过对比实验数据,发现改进后的防碰撞算法在识别速度、准确性和碰撞率等方面均有所提升。
具体表现为:识别速度提高了约30%,准确性提高了约20%,碰撞率降低了约50%。
五、结论本文针对超高频RFID系统中防碰撞问题,提出了一种改进的防碰撞算法。
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。
基于动态二进制的二叉树搜索结构RFID反碰撞算法
搜索时 ,I UD即为标签 的 E C P。
以图 2 为例 , 阅读器译码结果是 0 J 1 ll 1x , lx 0 0 1 0 1阅读器检测到冲突后 , o 0 将最高 冲突位置为 0其后的 ,
所示 , 当阅读器接收到碰撞信号后 , 就可 以检测出 D 位及 D 2 1 1 位出现碰撞 。
D l D l D l D 1 D l D 1 D9 5 4 3 2 1 0 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 DO
标签 T 1 标签 T 2
阅读器所 读
的碰撞信 号
译 码结果
f寸 l llI :
X l
图 2 用 M nhs r acet 编码 的碰撞状 况 e
() 3 因为是在二进制算法基础上提 出的一种改进算法 , 约定抗冲突命令的格式为 S L+ N B + UD 其 E V I,
中 S LN B的位数是 固定 的,E E 、V S L表示命令码, v N B表示传输 的有效位数 , I UD由一组 可变的二进制数组
维普资讯
5 2
山 东
科
学
20 06住
() 2 为了能辨认 出阅读器中数据碰撞 的比特位 的准确位置 , 采用 M nhsr acet 编码。 e
假设有两个电子标签 , E C 其 P 代码为 1 位, 6 利用 M nhs r ace e编码 能按位识 别出碰撞位的示 意图如图 2 t
并用反 证法证 明整个搜索过程符合满二叉排序树结构 , 对 比二进 制及动态 二进制算法 , 明本算法的优 然后 证 越性 , 仿真结果表明本算法 比已有 的动态二进制反碰撞算法更具优势 , 随着标签数 目与标签 EC位数的 而且 P
RFID中基于动态二进制的改进树型搜索算法及其实现
三 、改 进 的动 态 二进 制 树 型搜
索 算法
图3算法的识别时间比较
二进 制 树 型搜 索 算法 是 基 于确 标 准 。基 于动 态 二进 制 的 改进 防碰
( )改进 的动态 二进 制树 型 一
定 性 策 略 的, 只要 时 间足够 ,识别 撞 算法 简 化 了 阅读器 发 送 的指 令和 搜索算法特点 精 度 可达 10 , 因此识 别 时 间 的长 冲 突检 测 过程 ,并采 用 动态 方 式传 0% 短 就 成为 了评 价 其 性 能优 劣 的重要 输 标签数 据 。
标 签 被 识 别 ,从而 一轮 识 别过 程 结
束 。而 其他 标 签被 重新 激 活 ,指 针
被重 置 ,新 的 一轮循 环开始 。 3 Q 算法 .T
标然 数 日
图2算法的通 信量 比较
Q 算 法 中 阅读器 维 持 了一个 前 T 缀 , 阅 读 器 用 这 个 前 缀 来 问询 标 签 ,记 为 qq q, . 只有 识 别 码 的前
理 等诸 多领域 得 到 了越 来越 广 泛 的
应用 。
在 R I 系 统 中 ,当有 多个 电子 FD
标签 进 入 一个 或 多个 阅读器 感应 区 域 的 时候 , 阅读 器 与多个 电子标 签 的 同 时 通 信 会 使 得 无 线 通 信 信 号
互 相 干扰 , 以致 阅读 器 无法 接 收 到
R I ̄基于动态二进制的改进树型搜索算法及其实现 F D
陈 超 四川理工 学院 计算机 学 院
【 摘 要】R I FD技术作为物联网应用的核心关键技术 ,已经普及到生产和生活的各个领域,而如何提高R I 统防冲突能力, FD 减少 总识别时间 已成为当前急需解决的关键。本文提 出的基于动态二进制的改进树型搜索算法通过简化阅读器发送的指令和冲 突检测过程,并利用栈来保存 已经被阅读器接收到的标签E C数据,能最大化的降低阅读器与标签之间的通信量,有效的提高 P 标签的识别速度。仿真结果表明,相比于常规的确定性标签防) 中突算法 ,该算法显著提高 了性能,尤其在待识别标签数量较大 的情况下,具有 良好的应用前景。
二进制及其算法范文
二进制及其算法范文二进制是一种计算机科学中广泛使用的数字表示方式,它只使用了两个数字,即0和1、二进制由于只涉及两个数字的表示,被广泛用于计算机硬件中的电子开关以及数字信号的传输和处理。
在这篇文章中,我们将探讨二进制的原理、应用以及与之相关的算法。
二进制的原理二进制是一种基于二的位值系统,也称为基数2系统。
在二进制中,每个数字位(也称为比特)只能是0或1、这种设计是基于计算机硬件中电子开关的特性,电子开关只能处于两种状态,即打开或关闭。
这种简单的开关设计使得计算机能够非常高效地执行数字操作。
在二进制中,每个位置上的数字表示2的幂。
例如,一个八位的二进制数字可以表示0到255之间的数值。
最右侧的位称为最低有效位(LSB),而最左侧的位称为最高有效位(MSB)。
应用二进制的应用广泛,尤其在计算机科学和信息技术领域。
以下是一些主要的应用领域:1.数据存储和传输:计算机中的所有数据都以二进制形式存储和传输。
硬盘驱动器、内存和网络传输等设备和技术都使用二进制进行数据的编码和解码。
2.逻辑门电路:计算机的逻辑门电路使用二进制位进行运算,包括AND、OR、NOT等逻辑运算。
3.加密和安全:二进制用于加密算法,例如用于保护敏感数据的AES (高级加密标准)算法。
4.图像和音频处理:图像和音频文件也使用二进制数据进行存储和处理。
例如,像素值和音频样本的强度等信息都可以用二进制进行表示。
算法与二进制许多算法和数据结构与二进制问题有关,下面介绍几个与二进制相关的常见算法。
1.位操作算法:位操作算法用于直接操作二进制数中的位。
这些操作包括移位、逻辑运算和按位操作等,可用于性能优化、编码和解码等任务。
2.二进制算法:二进制算法是一种高效的算法,用于在有序的二进制数据中查找给定值。
这个算法的基本思想是通过比较给定值与中间值,然后根据比较结果在一半的数据中继续。
3.哈夫曼编码:哈夫曼编码是一种压缩算法,通过将高频的字符用较短的二进制编码表示,以实现数据压缩。
树的查找算法
树的查找算法
树的查找算法通常有两种:深度优先搜索和广度优先搜索。
深度优先搜索(DFS)是一种先遍历深度方向的搜索算法,具体实现方式有前序遍历、中序遍历和后序遍历。
前序遍历是指先遍历根节点,然后遍历左子树和右子树;中序遍历是指先遍历左子树,然后遍历根节点和右子树;后序遍历是指先遍历左子树和右子树,然后遍历根节点。
在搜索过程中,需要记录已经访问过的节点,避免重复访问。
广度优先搜索(BFS)是一种先遍历广度方向的搜索算法,具体实现方式为按层次遍历,即先遍历根节点的所有子节点,然后再遍历子节点的所有子节点,直到遍历完整颗树。
在搜索过程中,同样需要记录已经访问过的节点,以避免重复访问。
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10100111
识别 TagA
11111111 101??1?1
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Improved Anti-collision Algorithm搜寻过程
二进制树搜索算法的实现步骤如下:
(1)读写器广播发送最大序列号查询条件Q,其作用范围 内的标签在同一时刻传输他们的序列号至读写器。 (2)读写器对收到的标签进行相应,如果出现不一致的现 象(即有的序列号位为0,有的序列号该位为1),则可 判断有碰撞。 (3)确定有碰撞后,把有不一致位的数最高位置0再输出查 询条件Q,依次排除序列号大于Q的标签。 (4)识别出序列号最小的标签后,对其进行数据操作,然 后使其进入“无声”状态,则对读写器发送的查询命令 不进行响应。 (5)重复步骤1 ,选出序列号倒数第二的标签。 (6)多次循环完后完成所有标签的识别。
纯ALOHA防冲突算法 分时隙的ALOHAቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ冲突算法(S-ALOHA) Binary-Tree(二进制树)算法简介 Dynamic Binary-Tree 算法
技 工 术 作 原 理
Binary-Tree(二进制树)算法☆
2.2 RFID RFID
何为“二进制树”? 在算法执行过程中,读写器要多次发送命令 给电子标签,每次命令都把标签分成两组, 0 1 多次分组后最终得到唯一的一个标签。在这 个分组过程中,将对应的命令参数以节点的 00 01 形式存储起来,就可以得到一个数据的分叉 树,而所有的这些数据节点又是以二进制的 001 000 形式出现的,所以称为“二进制树”。
射频卡进入读写器的工作范围,读写器发出一个最大序列号让 所有射频卡响应;同一时刻开始传输它们的序列号到读写器的 接收模块。
读写器对比射频卡响应的序列号的相同位数上的数 。
即有的序列号该位 为0,而有的序列 号该位为1
出现不一致的现象
N
Y
把有不一致位的数从最高位到低位依次臵O再输出系列号 ,即依次排除序列号大的数,至读写器对比射频卡响应 的序列号的相同位数上的数完全一致时,说明无碰撞。 选出序列号最小的数后,对该标签进行数据交换,然后 使该卡进入“无声”状态。
范例:
R:10101111
A:10100111 B:10110101 C:10101111 D:10111101 R:11111111
101??1?1
R表示阅 读器
R:11111111
搜寻标签过程
R:10100111 A:10100111 C:10101111
R:10101111
送REQUEST(10101111)命令, 标签A和C应答。解码数据为 1010?111,发生碰撞,算法做下如 下,将碰撞的最高置0,其它碰撞 位置1。得10100111
算法性能分析:
为了从N个标签中找出唯一一个标签,需要 进行多次请求,其平均次数L为: L=log2N+1 则基本二进制树算法识别N个标签所需的总 查询次数为:SUM(N)=N· (log2N+1) 查询次数是一个关于N和L的增函数,要识别 一个标签,请求次数L随着N值的增大而迅速 增加。并且标签每次响应阅读器的请求命令 时所传的ID都是完整ID。
R:10101111
?
R表示阅 读器
范例:
可以识 别A
R:10100111
A:10100111 B:10110101 C:10101111
送REQUEST(10100111)命令,只 有标签A应答。没有发生碰撞,阅读器 对标签A进行阅读操作。
D:10111101 R:10100111
R表示阅 读器
第六次搜寻 第七次搜寻 第八次搜寻 第九次搜寻 第十次搜寻
发送序 号 接收序 号 TagA
11111111 1011?101
10110101
10111101
识别 TagB
TagB TagC
TagD
10110101
10110101
识别 TagD
10111101
10111101
二进制搜索算法的工作流程是:
(1)读写器广播发送最大序列号查询条件Q,其作用范围 内的标签在同一时刻传输他们的序列号至读写器。
范例:
R:11111111
A:10100111 B:10110101 C:10101111 D:10111101 R:11111111
R表示阅 读器
二进制树搜索算法的实现步骤如下:
(1)读写器广播发送最大序列号查询条件Q,其作用范围 内的标签在同一时刻传输他们的序列号至读写器。 (2)读写器对收到的标签进行响应,如果出现不一致的现 象(即有的序列号位为0,有的序列号该位为1),则可 判断有碰撞。
技 工 术 作 原 理
如何确定碰撞的准确比特位置? 曼彻斯特码(Mancherster)可在多卡同时响应时 ,译出错误码字,可以按位识别出碰撞。这样可 射频卡1 以根据碰撞的位置,按一定法则重新搜索射频卡 。1 0 0 1 1
0
1
0
1
0 0
射频卡2
??
??
??
1
读写器译码
二进制树搜索算法的实现步骤如下:
Improved Anti-collision Algorithm搜寻过程
第一次搜寻 第二次搜 寻 第三次搜 寻 第四次搜 寻 第五次搜 寻
发送序号 11111111 接收序号 101??1?1 10100111 10110101 10101111 10111101
10101111 1010?111 10100111
防碰撞算法
2.2 RFID RFID 什么是碰撞
•在RFID系统,因为多个读写器和多个标签造成的
读写器之间和标签之间的互相干扰,统称为碰撞。 碰撞的类型 1.读写器碰撞 2.标签碰撞
技 工 术 作 原 理
标签防碰撞方法☆
2.2 RFID RFID
现有的基于TDMA防冲突算法可以分为基于 ALOHA的算法和基于二进制树两种类型。
范例:
R:11111111
A:10100111 B:10110101 C:10101111 D:10111101 R:11111111
101??1?1
R表示阅 读器
二进制树搜索算法的实现步骤如下:
(1)读写器广播发送最大序列号查询条件Q,其作用范围 内的标签在同一时刻传输他们的序列号至读写器。 (2)读写器对收到的标签进行响应,如果出现不一致的现 象(即有的序列号位为0,有的序列号该位为1),则可 判断有碰撞。 (3)确定有碰撞后,把有不一致位的数最高位置0再输出查 询条件Q,依次排除序列号大于Q的标签。