RFID标签防碰撞算法研究

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RFID技术中常见的防碰撞算法解析

RFID技术中常见的防碰撞算法解析

RFID技术中常见的防碰撞算法解析RFID(Radio Frequency Identification)技术是一种利用无线电波进行非接触式自动识别的技术,广泛应用于物流、供应链管理、仓储管理等领域。

在RFID系统中,防碰撞算法是解决多个标签同时被读取时发生的碰撞问题的关键。

一、RFID技术的基本原理RFID系统由读写器和标签组成。

读写器通过无线电波向标签发送信号,标签接收到信号后进行解码,并将存储的信息发送回读写器。

RFID标签分为主动式标签和被动式标签两种。

主动式标签内置电池,可以主动发送信号;被动式标签则依靠读写器发送的信号供电。

二、RFID系统中的碰撞问题在RFID系统中,当多个标签同时进入读写器的工作范围内时,它们可能会同时响应读写器的信号,导致信号碰撞。

碰撞问题会导致读写器无法准确识别标签,从而降低系统的可靠性和效率。

三、防碰撞算法的分类为了解决RFID系统中的碰撞问题,研究人员提出了多种防碰撞算法。

根据不同的原理和实现方式,这些算法可以分为以下几类:1. 随机算法随机算法是最简单的防碰撞算法之一。

它通过在读写器发送的信号中添加随机延迟来避免碰撞。

每个标签在接收到读写器信号后,随机选择一个延迟时间后再发送响应信号。

这样可以降低多个标签同时发送信号的概率,减少碰撞的发生。

然而,随机算法的效率较低,可能会导致系统的响应时间延长。

2. 二进制分割算法二进制分割算法是一种基于二进制编码的防碰撞算法。

它将标签的ID按照二进制编码进行分割,每次只处理一位二进制数。

读写器发送的信号中包含一个查询指令,标签根据自身ID的某一位和查询指令进行比较,如果相同则发送响应信号,如果不同则保持沉默。

通过逐位比较,最终可以确定每个标签的ID。

二进制分割算法具有较高的效率和可靠性,但对标签ID的编码方式有一定要求。

3. 动态算法动态算法是一种基于动态时间分配的防碰撞算法。

它通过读写器和标签之间的协调来避免碰撞。

读写器会发送一个时间窗口,标签根据自身ID的某一位和时间窗口进行比较,如果相同则发送响应信号,如果不同则保持沉默。

RFID标签数目估计和防碰撞算法研究的开题报告

RFID标签数目估计和防碰撞算法研究的开题报告

RFID标签数目估计和防碰撞算法研究的开题报告一、课题背景RFID(Radio Frequency Identification)技术是一种无线自动识别技术,可实现对一定范围内的物体进行无线识别和读写。

这种技术逐渐适用于各种应用场景,如物流管理、环境监测、智能家居等领域。

在RFID应用中,大量的RFID标签可能同时存在于同一区域内,而如何快速准确地识别这些标签,能否防止标签间的碰撞,是一个重要的研究方向。

二、研究内容本课题拟探究RFID标签数目估计和防碰撞算法,研究内容包括:1. RFID标签数目估计算法。

通过分析RFID信号的强度、多径反射、干扰等因素,提出一种能够快速估计RFID标签数目的算法。

2. RFID标签防碰撞算法。

根据不同应用场景下的需求,结合现有防碰撞算法,提出一种更加高效、精准的RFID标签防碰撞算法。

三、研究目标及意义本课题的研究目标是设计出一种能够快速准确估计RFID标签数目和实现RFID标签防碰撞的算法。

该研究意义在于提高RFID技术的应用效率和管理效益,减少RFID标签识别时的误差和干扰,提高系统的稳定性和可靠性。

四、研究方法本课题将采用以下研究方法:1. 理论分析法。

研究RFID标签数目估计和防碰撞算法的相关理论,进行算法设计和验证。

2. 模拟实验法。

通过建立RFID标签数量不同的实验场景,对算法进行模拟实验,评估算法的性能和可行性。

3. 实际测试法。

通过实际场景中的RFID标签数量变化,进行算法的测试和验证,分析算法的适用性和实用性。

五、研究难点本课题的研究难点包括:1. RFID标签数量的估计。

如何准确估计RFID标签数量,消除干扰和多径反射的影响。

2. RFID标签防碰撞。

如何在高密度的RFID标签环境下,设计一种高效的防碰撞算法,保证标签的正常识别和数据传输。

六、研究计划预计完成时间:2021年9月-2022年6月主要研究内容:第一阶段:文献调研和理论分析。

调研现有RFID标签数目估计和防碰撞算法的研究成果,掌握相关理论,设计算法方案。

RFID防碰撞算法分析与研究

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标签防碰撞算法研究》范文

《RFID标签防碰撞算法研究》范文

《RFID标签防碰撞算法研究》篇一一、引言随着无线通信技术的快速发展,射频识别(RFID)技术已成为现代物流、零售、医疗、交通等众多领域的重要应用之一。

然而,在RFID系统中,多个标签同时响应阅读器时,会引发所谓的“碰撞”问题。

碰撞问题不仅影响了RFID系统的识别效率和准确性,而且可能使整个系统出现工作瘫痪的隐患。

因此,RFID标签防碰撞算法的研究对于提升RFID系统的性能具有重要意义。

本文将重点研究RFID标签防碰撞算法的原理、应用及发展趋势。

二、RFID系统及碰撞问题概述RFID系统主要由阅读器、标签以及通信信道组成。

在阅读器和标签之间的数据传输过程中,若存在多个标签同时向阅读器发送信号,将导致阅读器接收到的信号相互干扰,从而无法正确解析出每个标签的信息,这就是所谓的碰撞问题。

碰撞问题主要分为两类:标签与阅读器之间的碰撞和标签之间的碰撞。

本文研究的重点在于标签间的防碰撞算法。

三、RFID标签防碰撞算法原理为了解决RFID标签碰撞问题,研究者们提出了多种防碰撞算法。

这些算法主要基于ALOHA类算法和树形算法两大类。

1. ALOHA类算法:ALOHA算法是一种随机性的算法,包括纯ALOHA、时隙ALOHA等变种。

其基本思想是通过随机化操作,如随机退避和重传,来避免标签间的信号冲突。

当检测到碰撞时,系统会命令相关标签在随机时间后再次尝试发送。

2. 树形算法:树形算法则是一种确定性的算法,其基本思想是将标签组织成树形结构,逐层进行信息传输和识别,直至找到唯一的标签信息。

常见的树形算法包括二进制搜索树算法(Binary Search Tree)和查询树算法(Query Tree)等。

四、RFID标签防碰撞算法应用RFID标签防碰撞算法在物流、零售、医疗、交通等领域有着广泛的应用。

例如,在物流领域,RFID技术可用于货物追踪和管理,防碰撞算法能提高货物识别效率,减少出错率;在医疗领域,RFID技术可用于病人管理和医疗器械追踪,防碰撞算法能确保信息的准确性和实时性;在交通领域,RFID技术可用于车辆识别和交通管理,防碰撞算法能提高道路交通的智能化水平。

《2024年RFID标签防碰撞算法研究》范文

《2024年RFID标签防碰撞算法研究》范文

《RFID标签防碰撞算法研究》篇一一、引言随着无线通信技术的发展,射频识别(RFID)技术因其高效、快速、准确的特性在各个领域得到广泛应用。

然而,在RFID系统中,多个标签同时与阅读器通信时容易发生碰撞,这会导致信息的混淆和数据的丢失。

因此,为了有效管理和准确识别RFID 标签,防碰撞算法的研究显得尤为重要。

本文将重点研究RFID 标签防碰撞算法的原理、应用及优化策略。

二、RFID系统概述RFID(Radio Frequency Identification)技术是一种利用射频信号进行非接触式信息传输和识别的技术。

其基本原理是利用射频信号及其空间耦合、传输特性,实现对物品的自动识别和追踪。

RFID系统主要由阅读器、标签(包括标签芯片和天线)等部分组成。

三、RFID标签防碰撞算法的原理RFID标签防碰撞算法的原理是通过特定的算法,解决多个标签同时与阅读器通信时产生的冲突问题。

根据实现方式和特点,可将防碰撞算法分为两类:基于ALOHA的算法和基于二进制搜索的算法。

其中,基于ALOHA的算法又分为纯ALOHA算法、时隙ALOHA算法等;基于二进制搜索的算法则包括二叉树算法、循环二叉树算法等。

四、常见的RFID标签防碰撞算法分析1. 纯ALOHA算法:该算法原理简单,实现方便,但识别效率较低。

在多个标签同时发送信息时,阅读器无法区分哪些标签发送了信息,导致碰撞发生。

2. 时隙ALOHA算法:该算法通过将时间划分为若干个时隙,使得每个标签在特定的时隙内发送信息,从而减少碰撞的概率。

但当标签数量较多时,仍存在较高的碰撞概率。

3. 二叉树算法:该算法通过二进制搜索的方式,逐位比较标签与阅读器之间的信息,以确定每个标签的身份。

该算法具有较高的识别效率,但实现较为复杂。

五、优化策略与改进方向针对现有防碰撞算法的不足,可以从以下几个方面进行优化和改进:1. 优化信道利用率:通过改进ALOHA类算法的信道分配策略,提高信道利用率,降低碰撞概率。

RFID防碰撞算法的研究与设计中期报告

RFID防碰撞算法的研究与设计中期报告

RFID防碰撞算法的研究与设计中期报告一、研究背景随着物联网的发展,RFID 技术越来越广泛应用于物流、物品追踪、智能仓库等领域。

然而,在实际应用中,常常会出现多个 RFID 标签同时进入 RFID 读取范围,导致数据干扰或读取不全的问题。

为了解决这个问题,需要设计一种防碰撞算法来实现多个标签同时被准确地识别。

二、研究目的本文旨在研究 RFID 防碰撞技术,并设计有效的防碰撞算法,以提高 RFID 识别的成功率和效率。

三、研究内容1. RFID 技术和防碰撞算法原理的研究2. 分析现有 RFID 防碰撞算法的特点和不足之处3. 设计新的 RFID 防碰撞算法,并测试其效率和成功率4. 结果分析和算法改进四、研究方法本文采用文献调研和实验研究相结合的方法,首先通过文献调研了解 RFID 技术和现有防碰撞算法的基本原理,然后通过实际实验设计新的防碰撞算法,并对其进行测试和改进。

五、研究进展截至目前,本文已完成 RFID 技术和防碰撞算法的基本原理研究,对现有防碰撞算法进行了分析,并初步设计了一种新的防碰撞算法。

下一步将进一步完善算法的设计,并进行实验测试和结果分析。

六、研究计划1. 完善 RFID 防碰撞算法的设计,包括功能模块的划分、算法流程的详细规划等。

2. 实验测试,通过模拟RFID 读写器与标签数据交互的场景,对算法的成功率、读写速度等进行测试。

3. 结果分析和改进,对测试结果进行分析,对算法进行改进。

4. 撰写论文并进行答辩。

七、结论本文旨在研究 RFID 防碰撞技术,并设计有效的防碰撞算法。

目前已完成基本原理的研究,并初步设计了一种新的防碰撞算法。

下一步将进一步完善算法的设计,并进行实验测试和结果分析,最终撰写论文并进行答辩。

《RFID标签防碰撞算法研究》范文

《RFID标签防碰撞算法研究》范文

《RFID标签防碰撞算法研究》篇一一、引言随着无线通信技术的飞速发展,射频识别(RFID)技术作为一种自动识别技术,已广泛应用于物流、医疗、零售等各个领域。

然而,在RFID系统中,多个标签同时与阅读器通信时会产生标签碰撞问题,这严重影响了系统的性能和效率。

因此,研究RFID标签防碰撞算法具有重要的现实意义和应用价值。

本文旨在探讨RFID标签防碰撞算法的研究现状、方法及未来发展趋势。

二、RFID系统概述RFID系统主要由阅读器、标签和后端处理系统三部分组成。

其中,标签是附着在物品上的无线通信设备,用于存储物品信息;阅读器负责与标签进行无线通信,读取或写入标签信息;后端处理系统则负责处理阅读器传输的数据。

在多个标签同时与阅读器通信时,若不同标签发送的数据产生冲突,则会出现标签碰撞问题。

三、RFID标签防碰撞算法研究现状为了解决RFID标签碰撞问题,研究人员提出了多种防碰撞算法。

这些算法主要分为两类:基于ALOHA的算法和基于树形结构的算法。

1. 基于ALOHA的算法:ALOHA算法是一种随机访问协议,通过随机化标签的发送时间来避免碰撞。

其中,最基本的ALOHA算法包括纯ALOHA和时隙ALOHA两种。

此外,还有改进型ALOHA算法,如帧时隙ALOHA、多帧时隙ALOHA等。

这些算法简单易实现,但当标签数量较多时,系统性能会受到较大影响。

2. 基于树形结构的算法:树形结构算法将标签按照某种规则组织成树形结构,通过逐层识别的方式降低碰撞概率。

其中,较为典型的算法包括二进制树形算法(BTA)和二进制搜索算法(BSA)。

这类算法具有较高的系统性能和识别效率,适用于标签数量较大的场景。

四、RFID标签防碰撞算法研究方法为了进一步提高RFID系统的性能和效率,研究人员不断探索新的防碰撞算法。

目前,主要的研究方法包括:1. 优化现有算法:针对现有算法的不足,通过改进算法参数、引入新思想等方法优化算法性能。

例如,可以通过调整ALOHA 算法的参数来提高系统吞吐量;或者通过优化树形结构来降低标签识别时间。

《2024年RFID标签防碰撞算法研究》范文

《2024年RFID标签防碰撞算法研究》范文

《RFID标签防碰撞算法研究》篇一一、引言随着无线通信技术的快速发展,射频识别(RFID)技术已成为现代物流、零售、医疗、交通等众多领域的重要应用之一。

然而,在RFID系统中,多个标签同时响应阅读器时,会引发所谓的“碰撞”问题。

这导致阅读器无法准确读取标签信息,从而影响了RFID系统的性能。

因此,研究有效的防碰撞算法,解决RFID 标签碰撞问题具有重要意义。

本文旨在深入探讨RFID标签防碰撞算法的原理及其应用,分析其优势和挑战。

二、RFID系统概述RFID系统主要由阅读器、标签和后端处理系统三部分组成。

阅读器负责发送信号给标签,接收来自标签的信号并进行解析;标签是一种射频电子标签,用于存储信息并响应阅读器的询问;后端处理系统负责管理标签信息,并进行数据处理和存储。

在RFID系统中,防碰撞算法是解决多个标签同时响应阅读器时发生碰撞的关键技术。

三、RFID标签碰撞类型及影响RFID标签碰撞主要分为两类:一类是标签间碰撞,即多个标签同时发送数据导致接收信号相互干扰;另一类是帧内碰撞,即一个标签在发送数据过程中由于信号传输时间过长导致数据分片在帧内发生碰撞。

这两种碰撞都会导致阅读器无法准确读取标签信息,降低RFID系统的性能。

四、RFID标签防碰撞算法研究为了解决RFID标签碰撞问题,研究者们提出了多种防碰撞算法。

下面将介绍几种常见的防碰撞算法及其原理。

1.ALOHA算法ALOHA算法是最早的防碰撞算法之一,它是一种随机性算法。

其主要思想是当检测到碰撞时,标签需要随机延迟一段时间后再次发送数据。

通过不断尝试和调整延迟时间,最终使所有标签的数据都能被阅读器正确接收。

ALOHA算法实现简单,但效率较低。

2.二进制树搜索算法二进制树搜索算法是一种基于二叉树原理的防碰撞算法。

它通过将标签组织成二叉树结构,并按照树形结构逐级进行查询和应答。

该算法可以有效地降低碰撞概率,提高系统的吞吐量。

然而,在标签数量较多时,算法的复杂度较高。

RFID标签防碰撞算法及详细研究

RFID标签防碰撞算法及详细研究

常见RFID防碰撞算法有哪几种?比较各自的优缺点,详细论述其中一种算法的工作原理。

1.RFID简介射频识别技术(Radio Frequency Id,RFID)是一种非接触式自动识别技术,与传统的识别方式相比,RFID技术无需直接接触、无需光学可视、无需人工干预即可完成信息输入和处理,具有操作方便快捷、存储数据量大、保密性好、反应时间短、对环境适应性强等优点,现在已广泛应用于工业自动化,商业自动化和交通运输管理等领域,成为当前IT业研究的热点技术之一。

典型的RFID系统主要包括三个部分:电子标签(Tag)、阅读器(Reader)和数据处理o电子标签放置在被识别的对象上,是RFID系统真正的数据载体。

通常电子标签处于休眠状态,一旦进入阅读器作用范围之内就会被激活,并与阅读器进行无线射频方式的非接触式双向数据通信,以达到识别并交换数据的目的。

此外,许多阅读器还都有附加的通信接口,以便将所获得的数据传进给数据处理子系统进行进一步的数据处理。

2.系统防碰撞RFID系统工作的时候,当有2个或2个以上的电子标签同时在同—个阅读器的作用范围内向阅读器发送数据的时候就会出现信号韵干扰,这个干扰被称为碰撞(collision),其结果将会导致该次数据传输的失败,因此必须采用适当的技术防止碰撞的产生。

从多个电子标签到—个阅读器的通信称为多路存取。

多路存取中有四种方法可以将不同的标签信号分开:空分多路法(SDMA)、频分多路法(FDMA)、对分多路法(TDMA)和码分多路法(CDMA)。

针对RFID系统低成本、较少硬件资源和数据传输速度以及数据可靠性的要求,TDMA构成了RFID系统防碰撞算法最为广泛使用的一族。

TDMA是把整个可供使用的通路容量按时间分配给多个用户的技术,可分为电子标签控制法和阅读器控制法。

电子标签控制法主要有ALOHA法,阅读器控制法有轮询法和二进制搜索法。

2.1 空分多路法(SDMA)空分多路法(Space Division Multiple Access,SDMA)是在分离的空间范围内实现多个目标识别。

深入剖析RFID技术中的防碰撞算法

深入剖析RFID技术中的防碰撞算法

深入剖析RFID技术中的防碰撞算法RFID(Radio Frequency Identification)技术是一种通过无线电信号实现对物体的识别和追踪的技术。

它通过将射频标签(RFID Tag)附加到物体上,并使用RFID阅读器(RFID Reader)进行信号的发送和接收,实现对物体的识别和追踪。

而在实际应用中,由于存在多个射频标签同时被RFID阅读器读取的情况,因此防碰撞算法成为了RFID技术中的重要研究方向之一。

一、RFID技术的基本原理在深入剖析RFID技术中的防碰撞算法之前,我们先来了解一下RFID技术的基本原理。

RFID系统由射频标签、RFID阅读器和后台管理系统组成。

射频标签是RFID系统的核心部件,它包含了一个芯片和一个天线。

RFID阅读器通过发送射频信号激活射频标签,并接收射频标签返回的信息。

后台管理系统用于处理RFID系统中的数据和信息。

二、RFID技术中的碰撞问题在RFID系统中,当多个射频标签同时被RFID阅读器激活时,会出现碰撞问题。

碰撞问题主要有两个方面的影响:一是会导致标签的识别率降低,二是会增加系统的读取时间。

因此,如何解决RFID系统中的碰撞问题成为了一个亟待解决的问题。

三、基于ALOHA协议的防碰撞算法ALOHA协议是一种常用的防碰撞算法,它通过随机选择发送时间的方式来减少碰撞的发生。

在RFID系统中,基于ALOHA协议的防碰撞算法主要包括纯ALOHA算法和滑动窗口ALOHA算法。

纯ALOHA算法是最简单的一种防碰撞算法,它的原理是当射频标签准备发送数据时,先进行信道的侦听。

如果信道空闲,则立即发送数据;如果信道忙碌,则等待一段随机时间后再次进行侦听。

这种算法的优点是实现简单,但由于存在碰撞的概率较高,因此效率较低。

滑动窗口ALOHA算法是在纯ALOHA算法的基础上进行改进的一种算法。

它通过将时间划分为多个时隙,并在每个时隙内只允许一个射频标签发送数据,从而减少碰撞的发生。

基于RFID技术的自适应分组标签防碰撞算法研究

基于RFID技术的自适应分组标签防碰撞算法研究

基于RFID技术的自适应分组标签防碰撞算法研究一、引言随着物联网的快速发展,RFID技术已经在多个领域得到广泛应用,如供应链管理、物流货物跟踪、仓储管理等。

在大规模标签识别的应用场景中,标签之间的碰撞问题成为了一个挑战。

当有很多RFID标签靠近读写器时,标签之间会发生碰撞,导致识别效率下降,进而影响系统整体的性能。

如何有效地解决RFID标签的碰撞问题成为了一个研究热点。

为了解决RFID标签碰撞问题,已经提出了多种算法和技术。

基于自适应分组的标签防碰撞算法因其较高的识别效率和灵活性受到了广泛关注。

本文将结合RFID技术的应用背景和自适应分组标签防碰撞算法的原理,对这一算法进行深入研究。

二、RFID技术的应用背景RFID(Radio Frequency Identification)技术是一种无线通信技术,可以实现对标签的识别和通信。

RFID系统一般由读写器、天线和标签组成。

读写器通过向天线发送电磁波,而标签则通过接收电磁波并发送响应信号进行通信。

由于RFID标签不需要直接与读写器进行接触,因此能够实现对标签的大规模、远距离的识别。

RFID技术已经在多个领域得到广泛应用。

在供应链管理中,RFID技术可以用于实时跟踪物流货物的位置,提高货物的管理效率和安全性。

在仓储管理中,RFID技术可以用于对库存进行实时盘点,提高盘点效率和准确性。

在零售行业中,RFID技术可以用于实现智能货架和自动结账系统,提升商品管理和购物体验。

从而可见,RFID技术在提高物联网应用效率和便利性方面有着广泛的应用前景。

在实际应用中,由于标签数量众多,标签之间的碰撞问题成为了一个阻碍RFID系统性能的难题。

研究如何有效地解决RFID标签碰撞问题具有重要意义。

三、自适应分组标签防碰撞算法原理自适应分组标签防碰撞算法通过对标签的动态分组和动态调整的方式来解决标签碰撞问题。

其基本原理如下:1. 动态分组在RFID系统中,当标签数量较多时,为了减少碰撞,可以将标签分为多个组,每个组内的标签进行单独的识别。

RFID防碰撞算法研究

RFID防碰撞算法研究

1防碰撞算法分析常用的防碰撞算法大致包括两大类:ALOHA 、二进制搜索算法。

实现“二进制搜索”算法系统的必要前提是能辨认出读写器中数据碰撞的比特的准确位置。

一般只能选择具有Manch-ester 编码的器件来实现“二进制搜索”算法。

Nordic 公司的nRF24L01是一款标准的GFSK 收发器件,并且内部集成了简单的链路层协议,应用其无法实现二进制搜索算法,因此,系统采用了ALOHA 算法。

本文采用MATLAB 软件对纯ALOHA 和时隙ALOHA 算法,进行了仿真,以利于以后选用防碰撞算法。

2纯ALOHA 算法及其仿真ALOHA 算法的基本思想是:采取标签先发言的方式,即标签一进入阅读器的作用区域,就主动发送自己的信息。

如果采用的是无接收功能的芯片,那么当标签被识别或者不被识别,都会随机退避一段时间。

该退避时间是标签在(0,T )随机产生的随机数,因为随机数的不同,避开了碰撞。

这里假设标签的退避时间服从(0,T )之间的均匀分布。

同时退避区间也是需要慎重选择的,如果退避区间太大,识别标签所需要的时间会很长,如果退避区间很小,识别标签所需要的时间也不一定少,因为区间小会导致碰撞的机率大,需要退避的次数就多,这样不但造成功率的浪费同时时间也没有改善。

一般来说,退避区间的大小和标签与读卡器的交换时间T0相关,即单纯讨论T 的大小是没有意义的,在下面的仿真中,我们都假设标签与读卡器的交换时间T0为1ms ,而T 则取整数,既可以表示T 的大小,也可以表示其与T0的倍数关系。

对仿真程序的一些说明:T0表示标签与读卡器的交换时间;T 表示标签的退避区间;n 为同时存在的标签个数;m 为重发次数。

程序的仿真步骤如下:1)程序产生一个n *m 的随机矩阵,代表着每个标签的退避时间,其服从0-T 的均匀分布,然后计算出每个标签发送数据时的时间time ,也是一个n *m 的矩阵,其中标签发送时间的第一列为退避时间的第一列,也就是标签在时间0为起点发送的。

基于RFID技术的自适应分组标签防碰撞算法研究

基于RFID技术的自适应分组标签防碰撞算法研究

基于RFID技术的自适应分组标签防碰撞算法研究【摘要】本文研究了基于RFID技术的自适应分组标签防碰撞算法,该算法旨在提高RFID系统中标签的识别效率和可靠性。

首先介绍了RFID技术的基本概念和发展现状,然后对当前常用的RFID标签防碰撞技术进行了综述。

接着详细设计了一种自适应分组的标签防碰撞算法,通过实验设计和结果分析验证了该算法的有效性和优越性。

最后讨论了该算法在实际应用中的展望,并总结了研究成果和未来的研究方向。

本研究对RFID技术的进一步发展和应用具有重要的理论和实践意义。

【关键词】RFID技术, 自适应分组, 标签防碰撞算法, 实验设计, 结果分析, 应用展望, 研究成果总结, 进一步研究方向.1. 引言1.1 研究背景随着物联网技术的不断发展,RFID技术作为物联网的重要组成部分,被广泛应用于物品的识别和追踪。

RFID标签的防碰撞技术是提高RFID系统性能的重要研究方向之一。

在传统的RFID系统中,当多个RFID标签同时进入读取范围时,可能会发生碰撞现象,导致数据传输失败或延迟,从而影响系统的稳定性和效率。

如何设计高效的防碰撞算法成为当前研究的热点之一。

目前,针对RFID标签防碰撞技术的研究主要集中在提高系统的抗干扰能力和提高标签的识别率上。

传统的防碰撞算法存在着效率低、识别率不高等问题,难以满足大规模标签同时识别的需求。

为了解决这些问题,基于RFID技术的自适应分组标签防碰撞算法应运而生,它充分利用标签的间隔时间和标签数量等信息,动态调整标签的读取顺序,提高了系统的识别效率和抗干扰能力。

在这样一个背景下,研究基于RFID技术的自适应分组标签防碰撞算法具有重要的意义,并且有望为RFID系统的稳定性和效率提供更好的保障。

1.2 研究意义通过研究这一算法,可以有效解决RFID标签碰撞问题,提高系统识别效率和数据传输速度,进一步提升RFID技术的应用价值。

该算法可以实现标签之间的自适应分组,使得系统能够更加智能地管理标签,减少冲突和重复识别,提高整体系统的稳定性和可靠性。

《2024年RFID标签防碰撞算法研究》范文

《2024年RFID标签防碰撞算法研究》范文

《RFID标签防碰撞算法研究》篇一一、引言随着无线通信技术的飞速发展,射频识别(RFID)技术作为一种自动识别技术,已广泛应用于物流、零售、医疗、工业自动化等领域。

然而,在RFID系统中,多个标签同时响应阅读器的信号时会产生碰撞问题,这严重影响了系统的性能和效率。

因此,研究RFID标签防碰撞算法具有重要意义。

本文将重点研究RFID 标签防碰撞算法的原理、现状及发展趋势。

二、RFID标签防碰撞算法概述RFID标签防碰撞算法是指解决多个标签同时响应阅读器时产生的信号碰撞问题的算法。

这些算法通常被分为两大类:基于ALOHA的算法和基于二进制树搜索的算法。

1. 基于ALOHA的算法:该类算法主要基于ALOHA协议原理,包括纯ALOHA算法、时隙ALOHA算法等。

这类算法简单易实现,但效率较低。

2. 基于二进制树搜索的算法:该类算法将阅读器与标签之间的通信过程视为一种树形搜索过程,如二叉树、n叉树等。

通过搜索标签ID来避免碰撞,效率较高。

三、RFID标签防碰撞算法的原理与实现1. 纯ALOHA算法:纯ALOHA算法是一种简单的防碰撞算法,标签随机选择时间发送数据。

当发生碰撞时,标签会等待一段时间后再次发送。

然而,由于缺乏有效的调度机制,该算法的效率较低。

2. 时隙ALOHA算法:为了改进纯ALOHA算法的效率,时隙ALOHA算法被提出。

该算法将时间分为若干个时隙,标签在每个时隙内随机选择时间发送数据。

通过控制时隙的长度和数量,可以有效减少碰撞的发生。

3. 二进制树搜索算法:该类算法通过构建一个树形结构来搜索标签ID,以避免信号碰撞。

在搜索过程中,阅读器会向标签发送命令,逐步缩小搜索范围,直到找到唯一的标签ID。

四、RFID标签防碰撞算法的现状及发展趋势目前,RFID标签防碰撞算法已经得到了广泛的研究和应用。

随着技术的不断发展,越来越多的新型防碰撞算法被提出,如基于动态帧时隙ALOHA算法、基于神经网络的防碰撞算法等。

《2024年RFID标签防碰撞算法研究》范文

《2024年RFID标签防碰撞算法研究》范文

《RFID标签防碰撞算法研究》篇一一、引言随着无线通信技术的飞速发展,射频识别(RFID)技术已经广泛应用于物流、零售、医疗、交通等各个领域。

然而,在RFID系统中,标签防碰撞问题一直是研究的热点和难点。

本文旨在研究RFID标签防碰撞算法,以提高RFID系统的性能和效率。

二、RFID系统概述RFID系统主要由标签(Tag)、阅读器(Reader)和后端处理系统三部分组成。

标签是附着在物品上的无线通信设备,阅读器用于读取和写入标签信息,后端处理系统则负责处理阅读器发送的数据。

在RFID系统中,多个标签可能同时向阅读器发送信息,导致信号冲突,即碰撞(Collision)。

防碰撞算法是解决这一问题的关键。

三、RFID标签防碰撞算法研究现状目前,RFID标签防碰撞算法主要分为两大类:基于ALOHA 的算法和基于树形协议的算法。

基于ALOHA的算法通过随机退避机制避免标签间的信号冲突,其优点是实现简单、效率较高,但缺点是在标签数量较多时性能下降。

基于树形协议的算法则通过建立标签与阅读器之间的通信树来避免碰撞,其优点是在标签数量较多时仍能保持良好的性能,但实现较为复杂。

四、RFID标签防碰撞算法研究内容本文将重点研究基于ALOHA的RFID标签防碰撞算法。

首先,我们将分析ALOHA算法的基本原理和实现方式,包括纯ALOHA算法和时隙ALOHA算法。

然后,我们将探讨ALOHA 算法在RFID系统中的应用及存在的问题。

针对这些问题,我们将提出一种改进的ALOHA算法,该算法通过优化退避时间和退避策略,提高标签的识别效率和准确性。

五、改进的ALOHA算法设计改进的ALOHA算法主要包括以下内容:1. 退避时间优化:通过对标签的退避时间进行动态调整,使得标签在发送信息前能够更好地估算信道状况,从而选择合适的退避时间。

这样可以减少标签间的信号冲突,提高识别效率。

2. 退避策略优化:采用一种基于历史信息的退避策略,使得标签在发生碰撞后能够根据历史信息进行决策,选择更适合的退避策略。

《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》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(Radio Frequency IDentification)技术在物流、零售、医疗、交通等领域得到了广泛应用。

然而,在多标签环境下,RFID系统面临着严重的标签碰撞问题,这直接影响了系统的读取效率和准确性。

因此,防碰撞算法的改进与测试成为了RFID技术研究的热点。

本文将重点探讨超高频RFID系统中防碰撞算法的改进与测试,旨在提高RFID 系统的性能和可靠性。

二、防碰撞算法概述防碰撞算法是RFID系统中解决标签碰撞问题的关键技术。

在超高频RFID系统中,常见的防碰撞算法包括ALOHA算法、二进制树搜索算法(Binary Tree Search Algorithm)以及动态帧时隙ALOHA算法等。

这些算法通过不同的方式来避免多个标签同时向阅读器发送信号,从而减少标签间的碰撞。

三、现有防碰撞算法的不足虽然现有的防碰撞算法在一定程度上能够解决标签碰撞问题,但仍存在一些不足。

例如,某些算法在标签数量较多时,读取效率会显著下降;某些算法在标签分布不均匀时,可能会出现读取错误或漏读现象;此外,一些算法的实时性较差,无法满足高并发场景下的需求。

因此,对防碰撞算法进行改进是必要的。

四、防碰撞算法的改进针对现有防碰撞算法的不足,本文提出了一种基于动态调整ALOHA算法的改进方案。

该方案通过引入动态帧时隙和标签识别度的概念,实现了对ALOHA算法的优化。

具体来说,该算法能够根据当前系统的负载情况和标签分布情况,动态调整帧时隙的长度和数量,以实现更高的读取效率和准确性。

此外,该算法还采用了一种基于识别度的标签调度策略,使得系统能够优先读取那些容易被误读的标签,从而减少读取错误和漏读现象。

五、测试与分析为了验证改进后的防碰撞算法的性能和可靠性,我们设计了一系列实验进行测试。

首先,我们构建了一个包含多个标签的超高频RFID系统测试平台,并通过模拟不同场景下的标签分布和系统负载情况来进行测试。

《2024年RFID标签防碰撞算法研究》范文

《2024年RFID标签防碰撞算法研究》范文

《RFID标签防碰撞算法研究》篇一一、引言随着无线通信技术的飞速发展,射频识别(RFID)技术已广泛应用于各个领域,如物流、零售、医疗等。

RFID技术通过无线信号识别和追踪标签,为我们的生活带来了极大的便利。

然而,在多标签环境下,标签间的信号碰撞问题成为了RFID技术面临的主要挑战之一。

因此,研究RFID标签防碰撞算法具有重要的现实意义和应用价值。

二、RFID标签防碰撞算法概述RFID标签防碰撞算法是解决多个RFID标签同时向阅读器发送信号时发生信号冲突的技术手段。

当多个标签同时响应阅读器的查询时,如果它们的信号发生重叠,就会导致阅读器无法正确识别每个标签的信息,从而产生碰撞。

为了解决这一问题,研究者们提出了多种防碰撞算法。

三、RFID标签防碰撞算法分类及原理目前,RFID标签防碰撞算法主要分为两大类:基于ALOHA 的算法和基于树形搜索的算法。

(一)基于ALOHA的算法ALOHA算法是一种随机访问协议,通过随机延迟机制来解决信号碰撞问题。

在RFID系统中,当检测到碰撞时,系统会随机选择一个延迟时间,使标签在下次发送时延后该时间。

如此反复,直到所有标签的信息都被正确读取。

(二)基于树形搜索的算法基于树形搜索的算法通过构建标签与阅读器之间的通信树来避免信号碰撞。

这类算法将标签组织成树形结构,从根节点开始逐层读取标签信息,直到所有标签的信息都被读取完毕。

常见的树形搜索算法包括二进制搜索树算法、查询树算法等。

四、RFID标签防碰撞算法研究进展近年来,研究者们针对RFID标签防碰撞算法进行了大量研究,取得了许多重要成果。

一方面,通过对ALOHA算法的改进和优化,提高了算法的效率和准确性;另一方面,针对树形搜索算法,研究了如何降低标签间的通信开销和减少阅读器的查询次数。

此外,还有一些新型的防碰撞算法被提出,如基于动态帧时隙的ALOHA算法、基于深度学习的防碰撞算法等。

五、典型RFID标签防碰撞算法分析(一)动态帧时隙ALOHA算法动态帧时隙ALOHA算法通过动态调整时隙长度来降低碰撞概率。

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。

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参考文献: [1]林永昌、卢维强,光学薄膜原理,北京:国防工业出版社,1990:23-
55. [2]廖乃镘、李伟、蒋亚东、匡跃军等,氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜稳定
性研究进展,材料导报,2007,21(5):21-27. [3]潘永强、朱昌、弥谦、宋俊杰,电子束蒸发TiO2薄膜的光学特性,应
用光学,2004,1002-2082(2004)05-0053-03. [4]曹晔、孟超、陈将乐等,TiO2/TiN/PI低红外发射率迷彩薄膜制备及其
注:X=‘1’~‘F’,Y=‘1’~‘F’ 3 仿真结果分析 在MATLAB下得出的仿真结果,其中以Walsh码组的阶数N=4为例。从仿真
结果可以看出基于标识符的算法吞吐率远高于传统动态ALOHA防碰撞算法。
图1 吞吐量仿真曲线
(下转第84页) 513
红外吸子科技大学 四川 成都 610054)
断Si3N4的膜厚较小时,其红外吸收能力不会特别强,并且Si 3N4材料一直以 来是作为支撑层或钝化层材料来使用,具有一定的红外吸收能力则会更好 完善其作为支撑层或钝化层的功能。
图2 TiO2薄膜仿真与实测结果对比图 本次实验测试的TiO2薄膜,其厚度约为150nm。从图2可以看出,在仿 真中设定的膜厚最大为0.15μm,即150nm,这与实际制备的TiO2膜厚是一 致的。TiO2自身具有较强的反射能力,不论在仿真还是实测中的红外吸收 能力均不强,这进一步表明TiO2材料不适合作为红外吸收材料来使用。 4 总结 制备成功的Si3N4、TiO2薄膜的红外吸收特性与仿真实验表现出来的结 果基本一致,但也存在着一定的偏差,究其原因与其薄膜厚度过厚存在着 一定关系,同时薄膜制备环境也对实验结果产生了一定的不利影响,并且 由于条件所限,我们并不能真正有效地对膜厚进行控制。不可否认的是, 实验表明,Si3N4材料非常适合作为器件功能薄膜的支撑层或钝化层材料, TiO2材料不太适合作为红外吸收材料。
RFID标签防碰撞算法研究
张丽娜 (云南省大理学院 古城校区 数学与计算机学院 云南 大理 671003)
摘 要: 射频识别(RFID)系统中的多个标签同时应答时会引起数据碰撞现象,使阅读器正确读取信息所使用的算法称为防碰撞算法,深入分析目前RFID系 统常用的防碰撞算法的特点,提出基于标签的唯一标志符的防碰撞算法,仿真结果表明该算法有明显的优越性,得到高吞吐率、低错误率。
摘 要: 重点采用Matlab软件进行氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)材料仿真,在仿真的基础上,制备Si3N4 、TiO2薄膜,并与仿真结果对比研究,发现红外 吸收实测结果与仿真结果基本一致,从而一定程度上验证仿真结果的正确。
关键词: 仿真;红外吸收;薄膜材料;傅里叶变换 中图分类号:TN141.9 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)1120084-01
contactless identification technology and mobile computing.Proc.of the 7th Int'l Conf.on Telecemm.Zagreb,Croatia,2003.6,Vol.2:619-623.
[2]Bin Zhen,Mamoru Kobayashi,Nonmember,Masashi Shimizu.Framed ALOHA for Multiple RFID Object Identification[A].IEICETRANS COMMUN.[c].2005-03,E88-B(3):991-998.
备注 所有系列和子系列 系 列X的 所 有 子 系 列 系 列X的Y子 系 列 所 有 系 列 的Y子 系 列 交通(公共交通、巴士和飞机等) 金 融 (I E P、 银 行 和 零 售 ) 识别(访问控制等) 电 信 ( 公 用 电 话 和G S M) 医疗 多媒体(因特网服务等) 游戏 数据存储(便携式文件等) 备用
在本文仿真使用的是Matlab软件,主要理论是光学导纳矩阵法[1], 文中的各种仿真均是以非晶硅微测辐射热计的双层微腔结构为基础,微腔 中的桥面是主要的红外吸收区域,在桥面上存在红外吸收层。仿真研究的 重点将集中在8~14μm红外波段,以溴化钾(KBr)为衬底的,然后在其 表面沉积所需薄膜。
1 薄膜的制备 使用PECVD[2]来制备Si3N4薄膜,制备此种薄膜的反应气体为SiH4及 NH3, 生 成 的 Si3N4薄 膜 沉 积 在 KBr基 片 上 。 使 用 电 子 束 蒸 发 台 [3]来 制 备 TiO2薄膜,沉积在KBr基片上,制备好的样品则用于测量其红外吸收谱,以 分析样品在红外光波段的红外吸收率。 2 薄膜性能的表征方法 薄膜样品制备完成后,使用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)[5]测量 其红外吸收谱,以分析薄膜在红外光波段的红外吸收率。在室温环境下进 行,测量波数范围是400~4000cm -1,测量精度2cm-1,所对应的波长范围是 2.5~25μm。 3 结果分析与讨论 选取了Si3N4、TiO2薄膜样品进行了测试。本文首先对红外吸收材料进 行了光学性能仿真,随后制备相应的薄膜样品进行了红外吸收率测试,以 下将把两种实验的结果进行对比研究。横坐标为响应波长范围(um),纵 坐标为红外线吸收率。
表1 AFI编码
A F I高4位 ‘0’ X X ‘0’ ‘1’ ‘2’ ‘3’ ‘4’ ‘5’ ‘6’ ‘7’ ‘8’ ‘9’ ~ ‘F’
A F I低4位 ‘0’ ‘0’
Y Y ‘0’ ,Y ‘ 0’ ,Y ‘ 0’ ,Y ‘ 0’ ,Y ‘ 0’ ,Y ‘ 0’ ,Y ‘ 0’ ,Y ‘ 0’ ,Y ‘ 0’ ,Y
特性研究,真空科学与技术学报,2009,1672-7126(2009)02 213205. [5]翁诗甫,傅立叶变换红外光谱仪,化工工业出版社,2005,7:046-
401.
(上接第53页) 基金项目:大理学院青年教师科研基金项目(KYQN2009-29)
参考文献: [1]Flor T,Niess W,and Vogler G.RFID:the Integration of
图1 Si3N4薄膜仿真与实测结果对比图 本次实验测试的Si3N4薄膜,其厚度约为500nm。从图1可以看出,仿真 结果图与实测图的差别是比较大的,但此结果也是我们所预期的。因为仿 真实验时,设定的膜厚最大为0.15μm,即150nm,但实际Si3N4薄膜的膜厚 达到了500nm。Si3N4薄膜本身是一种红外吸收性能较好的薄膜材料,当其 膜厚增加了3倍时,其红外吸收能力出现成倍增长属于正常情况。同时推
PICC发送的请求应答ATQB将一系列有关PICC的重要信息参数传输给阅读 器 , 为 了 能 够 选 择 PICC, 请 求 应 答 ATQB首 先 包 含 有 4字 节 序 列 号 。 B型 PICC的序列号可以是唯一的芯片序列号的缩短形式,或加电复位时PICC计 算所得的随机数(保持到断电),或PICC接收到每一REQB命令后计算所得 的随机数,即PUPI。此外,参数“应用数据”用于通知阅读器,PICC上安 装了哪些应用功能,供阅读器选择。如果PCD检测到碰撞,则发送PARAM参 数更大的REQB命令,使可使用的时隙总数更大,重新检测AFI参数,再次 执行防碰撞过程;如果PCD无碰撞地接收到PICC的ATQB,就可以有针对地 选择一个PICC,这是由PCD发送的第一个应用命令来完成的。命令的结构 与标准帧相符,而该帧的附加信息接在特殊的首标,即位于前面的 ATTRIB-Prefix中。如果PICC的标志符与首标的标志符(PUPI)相符,那 么通过ATTRIB的应用命令便可以选择一个PICC,然后进入Active状态。 ATTRIB-Prefix本身是由要选择的卡序列号(PUPI)和一个参数字节组成 的。参数字节包含有关PCD通信参数的重要信息,高层协议的相应命令可 使PICC进入IDLE或Halt状态,“下电-上电”操作则使之重新启动,进入 IDLE状态。
关键词: 防碰撞;RFID;ALOHA;时分多址 中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)1120053-01
0 引言 射频识别技术(Radio Frequency Identification,缩写RFID)是一 项利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息达 到识别目的技术[3]。RFID系统主要由电子标签和读写器两部分组成,其 中电子标签是附着在被识别物体上的电子设备,读写器用来识别电子标签 和读取标签上数据。由于读写器和标签均共享同一无线信道,多个标签也 可能进入同一射频覆盖区,必然存在信道急用问题,即会发生碰撞。而防 碰撞技术主要是利用排队论及抗噪声技术来解决。 1 防碰撞算法简述 射 频 识 别 中 常 用 的 防 碰 撞 算 法 有 纯 ALOHA法 , 时 隙 ALOHA法 、 动 态 ALOHA法。纯ALOHA法是最简单方法,采用完全随机的无规则方式工作,数 据量少时信道闲置时间较多,数据量多时碰撞几率迅速升高,其最大信息 吞吐率也仅为信道容量的18.4%[1]。时隙ALOHA(Slotted ALOHA)法是将 信道分成若干时隙(Slot),应答器只能在阅读器规定的同步时隙内发送 其序列号等信息,发送完必须等下一个时隙到来再继续发送,如果发生碰 撞数据会完全重叠。碰撞后随机延时重发。信道利用率最大为36.8%,但 硬件复杂[2]。S-ALOHA法中若时隙数过少,则可能经多次搜索仍未出现空 闲时隙的序列号;若时隙设置过多,则防碰撞的循环周期加长,性能下 降,造成浪费。动态时隙ALOHA法是S-ALOHA的变形,时隙数可变。时隙数 的动态改变有以下两种方式:一种是:阅读器最初的请求命令仅提供1或 2个时隙,供可能存在的应答器使用。如果此后阅读器发现所有时隙均发 生碰撞,就在下一请求命令增加时隙数(如4,8,16,……),直至发现 一无碰撞序列号。另一种方式是:阅读器通常提供较大时隙数(如4,8, 16,……),但只要阅读器一旦发现独处某时隙的未碰撞序列号,就立刻 发一中断命令,封锁此后时隙中其他应答器序列号的传输,以避免防碰撞 周期过长。动态时隙ALOHA法在符合国际标准ISO/IEC14443-3 TYPE B类型 非接触IC中得以应用。 2 基于标签标志符的防碰撞算法 如果一个B型IC卡被置入阅读器的作用范围内,那么IC卡在执行一些预 置程序后首先达到IDLE状态,并等待接受有效的REQB命令。对B型PICC来 说,通过发送 REQB命令可以直接启动防碰撞命令。使用的算法是动态 Slotted-ALOHA法。从而,阅读器设置的时隙槽数可以动态变化。可供使用 的时隙槽的数量编码在REQB命令的参数中设定。为了能够在选择PICC时先行 预选,REQB命令具有另外一个参数,即“应用系列标识符”(Application Family Identifier,AFI),用这个参数作检索准则可事先规定某些应用 [3-4]。 当PICC接收到有效的REQB命令后,就会查明在其存储的应用中是否有 表 1中 AFI中 预 选 的 应 用 组 存 在 。 若 有 , 则 用 REQB命 令 的 参 数 PARAM中 bit2~bit0求出供防碰撞使用的时隙槽数N。如果可供使用的槽数为1,则 PICC应在该命令后的第一个时隙立即发送ATQB;如果可供使用的槽数大于 1, 那 么 必 须 在 每 个 PICC的 随 机 数 发 生 器 中 规 定 槽 的 编 号 , 为 了 保 证 PICC与槽同步,阅读器在每个槽开始时发送自己的槽标志。PICC现在处于 等待状态,直到事先规定的槽的标志被接收时,即发送其对REQB命令的应 答ATQB,进入“就绪-宣布”状态。槽标志发送后,阅读器经过很短的时 间就可以确定在当前的槽内是否有一个PICC已经开始传输对REQB的应答。 如果不是,那么该槽可借发送逐个槽标志简单地中断,来节省时间。
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