捕獲環(huán)境下的區(qū)域抑制RFID多標(biāo)簽識(shí)別方法研究.pdf

1、在很多射頻識(shí)別（Radio Frequency IDentification，RFID）應(yīng)用中，為獲得識(shí)別對(duì)象的實(shí)時(shí)數(shù)量與種類信息，或者為達(dá)到100％的識(shí)讀率，讀寫(xiě)器需要重復(fù)識(shí)別其覆蓋范圍內(nèi)的標(biāo)簽，這種情況下的標(biāo)簽可分為已讀標(biāo)簽和新加入標(biāo)簽，由于讀寫(xiě)器內(nèi)部存儲(chǔ)了所有已讀標(biāo)簽的識(shí)別信息，因此讀寫(xiě)器可以利用先驗(yàn)信息首先將已讀標(biāo)簽快速識(shí)別，把主要時(shí)間用于新加入標(biāo)簽的識(shí)別，這種技術(shù)稱為區(qū)域抑制。采用區(qū)域抑制技術(shù)后，已讀標(biāo)簽之間的碰撞、以及已讀標(biāo)

2、簽與新加入標(biāo)簽之間的碰撞都將得到抑制，讀寫(xiě)器的識(shí)別效率有效提高。
　　在實(shí)際的RFID系統(tǒng)中，多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)向讀寫(xiě)器返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，如果其中一個(gè)標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其他標(biāo)簽，讀寫(xiě)器仍然能識(shí)別該標(biāo)簽，這種現(xiàn)象稱為捕獲效應(yīng)，已有大量文獻(xiàn)證明，實(shí)際系統(tǒng)中捕獲效應(yīng)可能經(jīng)常發(fā)生，當(dāng)這種現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，讀寫(xiě)器無(wú)法將其覆蓋范圍內(nèi)的標(biāo)簽全部識(shí)別。因此，需要研究適應(yīng)于捕獲環(huán)境的多標(biāo)簽識(shí)別方法。
　　本文研究捕獲環(huán)境下的區(qū)域抑制RFID多標(biāo)簽識(shí)別方法，主

3、要研究?jī)?nèi)容和成果包括如下幾個(gè)方面：
　?。?）捕獲環(huán)境下的區(qū)域抑制二進(jìn)制樹(shù)（Binary Tree，BT）算法。在某些情況下捕獲效應(yīng)不會(huì)發(fā)生，本文提出了一種帶有短幀回復(fù)機(jī)制的標(biāo)簽識(shí)別方法（ACSR），這是一種區(qū)域抑制算法，其中，已讀標(biāo)簽僅向讀寫(xiě)器發(fā)送很短的隨機(jī)數(shù)即可完成識(shí)別，極大減少了標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸量。理論分析與仿真結(jié)果表明，ACSR的性能明顯優(yōu)于已有算法。在捕獲環(huán)境下，提出了一種捕獲環(huán)境下的區(qū)域抑制BT算法（CBBT），CBBT

4、保持了區(qū)域抑制的特點(diǎn)，已讀標(biāo)簽可快速被讀寫(xiě)器識(shí)別，當(dāng)捕獲效應(yīng)發(fā)生時(shí)，CBBT可完整識(shí)別新加入標(biāo)簽，理論分析與仿真結(jié)果表明，CBBT在算法時(shí)延、碰撞時(shí)隙數(shù)量、標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳輸量等方面明顯優(yōu)于已有算法。
　?。?）捕獲環(huán)境下的區(qū)域抑制查詢樹(shù)（Query Tree，QT）算法。在非捕獲環(huán)境下，提出了一種帶有時(shí)隙分配機(jī)制的區(qū)域抑制標(biāo)簽識(shí)別方法（SABA），在SABA中，讀寫(xiě)器通過(guò)時(shí)隙分配機(jī)制給每個(gè)標(biāo)簽分配唯一的臨時(shí)ID（Temporary I

5、D，TID），已讀標(biāo)簽只向讀寫(xiě)器發(fā)送TID即可被識(shí)別，避免了ID的重復(fù)發(fā)送。理論分析與仿真結(jié)果表明，與已有的算法相比，SABA的性能顯著提升。在捕獲環(huán)境下，提出了一種捕獲環(huán)境下的區(qū)域抑制算法（CABA），這種算法的優(yōu)點(diǎn)是已讀標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳輸量低、新加入標(biāo)簽可以被完整識(shí)別，理論分析與仿真結(jié)果表明，CABA算法的性能優(yōu)于其他已有算法。
　?。?）捕獲環(huán)境下的收集型位跟蹤算法。位跟蹤算法中，讀寫(xiě)器可以準(zhǔn)確獲得碰撞位的具體位置，這使得標(biāo)簽的收

6、集操作成為可能。在非捕獲環(huán)境下，提出了一種收集型的區(qū)域抑制比特跟蹤算法（CBCT），CBCT讀寫(xiě)器利用收集操作可以獲知已讀標(biāo)簽的存在性，識(shí)別效率顯著提高；當(dāng)大量已讀標(biāo)簽離開(kāi)時(shí)，讀寫(xiě)器采用時(shí)隙更新機(jī)制保證了標(biāo)簽時(shí)隙的連續(xù)性，由于采用了區(qū)域抑制和收集機(jī)制，CBCT具有比其他位跟蹤算法更高的識(shí)別效率。在捕獲環(huán)境下，提出了一種捕獲環(huán)境下的收集型分裂樹(shù)算法（CCT），這是一種區(qū)域抑制算法，讀寫(xiě)器通過(guò)多輪CT過(guò)程將新加入標(biāo)簽全部識(shí)別，新加入標(biāo)簽被識(shí)

7、別后，該標(biāo)簽將變?yōu)橐炎x標(biāo)簽并獲得唯一的TID，讀寫(xiě)器通過(guò)收集操作識(shí)別已讀標(biāo)簽，明顯提高了系統(tǒng)的識(shí)別效率；文中的理論分析與仿真結(jié)果說(shuō)明了CCT的優(yōu)越性。
　?。?）標(biāo)簽分組方法。識(shí)別新加入標(biāo)簽時(shí)，采用恰當(dāng)?shù)臉?biāo)簽分組方法可有效提高讀寫(xiě)器的識(shí)別效率。在已有的標(biāo)簽分組方法中，都認(rèn)為RFID系統(tǒng)中的三種時(shí)隙（空閑、碰撞、成功）具有相同的持續(xù)時(shí)間，通過(guò)分析三種時(shí)隙的特點(diǎn)可知，這種假設(shè)在實(shí)際中很難成立，當(dāng)時(shí)隙長(zhǎng)度任意變化時(shí)，本文分別對(duì)BT、QT