無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)中防碰撞算法的研究.pdf

1、1999年，建立在物品編碼、RFID(Radio Frequency IDentification)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，美國(guó)Auto-ID中心首先提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。當(dāng)RFID與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合時(shí)，一場(chǎng)影響深遠(yuǎn)的革命就來(lái)臨了。特別是，當(dāng)賦予地球上所有物品以唯一IP地址的IPv6技術(shù)與承載著物品大量相關(guān)信息并有無(wú)線通信能力的RFID相結(jié)合時(shí)，一個(gè)人與人、人與物、物與物相互聯(lián)系的物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，IoT)誕生了。因

2、此，RFID是催生與促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的動(dòng)力，RFID作為一種快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確采集與處理信息的高新技術(shù)和信息化標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)被列為本世紀(jì)十大重要技術(shù)之一。但作為一種新興的應(yīng)用技術(shù)，RFiD還存在一些不足:識(shí)別準(zhǔn)確率不高，RFID標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程緩慢等。其中，標(biāo)簽和讀寫(xiě)器碰撞帶來(lái)的識(shí)別效率不高是RFID技術(shù)中最重要的問(wèn)題之一。研究快速、準(zhǔn)確、有效的防碰撞算法已經(jīng)成為一個(gè)非常有意義的課題，它對(duì)RFID技術(shù)的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。
　　 本文介紹了R

3、FID系統(tǒng)的技術(shù)原理、體系結(jié)構(gòu)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，隨后進(jìn)一步對(duì)RFID系統(tǒng)中的標(biāo)簽防碰撞問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的研究。傳統(tǒng)的無(wú)線電技術(shù)已有空分多路、頻分多路、時(shí)分多路以及碼分多路的方法來(lái)解決類似問(wèn)題。但是，物聯(lián)網(wǎng)的電子標(biāo)簽由于成本限制，其功能是有限的。在和讀寫(xiě)器通信的過(guò)程中既不能區(qū)分不同讀寫(xiě)器，也不能在和讀寫(xiě)器的通信過(guò)程中發(fā)揮一定的輔助作用，所以，只有時(shí)分多路的方法在RFID系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。首先，我們介紹了目前廣泛采用的時(shí)分多路的防碰撞算法的主要

4、思想，有基于ALOHA和基于二進(jìn)制樹(shù)兩大類防碰撞算法，并對(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)的性能分析。
　　 其次，論文根據(jù)現(xiàn)有方法的性能分析，分析它們的不足。為了解決現(xiàn)有算法的缺陷和提高系統(tǒng)識(shí)別效率，我們提出了一種高效的防碰撞算法——ASPA(Adaptive Splitting and Pre-signaling Algorithm)算法，該算法采用了自適應(yīng)分組和預(yù)信號(hào)兩種方法。原有二進(jìn)制樹(shù)算法中是每次都將碰撞的標(biāo)簽分成兩個(gè)子集，而自適應(yīng)分組方

5、法是在初始分組后將每組碰撞標(biāo)簽分為k組，k是當(dāng)下分組內(nèi)的標(biāo)簽預(yù)估計(jì)值;預(yù)信號(hào)位的方法是設(shè)置一個(gè)預(yù)信號(hào)窗口來(lái)預(yù)測(cè)下一時(shí)隙的標(biāo)簽響應(yīng)情況，并進(jìn)行提早處理。ASPA算法中讀寫(xiě)器一條命令可以攜帶更多的信息，有效的減少了讀寫(xiě)器發(fā)送的命令量和碰撞次數(shù)，從而縮短了識(shí)別時(shí)延。
　　 最后，我們分析了ISO/IEC18000-6B協(xié)議中采用的防碰撞機(jī)制，采用MATLAB對(duì)其進(jìn)行仿真，在ASPA采用相同參數(shù)的情況下，對(duì)兩種算法在:碰撞次數(shù)、識(shí)別時(shí)延