UHF頻段RFID系統(tǒng)中的防碰撞算法研究.pdf

1、射頻識別(RadioFrequencyIdentification，RFID)技術(shù)是一種利用無線射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)。該技術(shù)具有準確率高、識別速度快、抗干擾能力強、使用壽命長、可穿透非金屬材料及可工作于惡劣環(huán)境等特點，被廣泛應用在物品識別和數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域。RFID技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，隨著中國政府對物聯(lián)網(wǎng)的高度重視與迅速推動，將得到大規(guī)模應用，在未來擁有廣闊的發(fā)展前景。
　　超高頻(UHF)頻段的RFID系統(tǒng)

2、是在最近幾年發(fā)展起來的新技術(shù)，它由于具有識別距離遠、識別準確率高、識別速度快等特點，而被廣泛應用于人員、動物、物品等方面的自動識別，是當前RFID系統(tǒng)研究的熱點。隨著RFID技術(shù)的迅猛發(fā)展和應用需要，迫切需要閱讀器在有限時間內(nèi)高效準確地識別大量標簽，而信號碰撞是影響RFID系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。本文主要針對制約RFID系統(tǒng)發(fā)展的防碰撞問題進行了研究，并提出相應的改進算法和設(shè)計思路，具體研究工作如下:
　　(1)簡要介紹了UHF頻段RFI

3、D系統(tǒng)使用較多的ISO/IEC18000-6號協(xié)議，并分別從編碼、調(diào)制、防碰撞機制以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿詈筒煌臉撕灎顟B(tài)等角度，對ISO/IEC18000-6號協(xié)議中的C類協(xié)議進行了分析。
　　(2)分析了UHF頻段RFID系統(tǒng)三種協(xié)議中的常用的防碰撞算法:Aloha算法、二進制樹防碰撞算法及時隙隨機防碰撞算法，并對其進行了仿真比較，通過實驗我們知道二進制樹算法和動態(tài)二進制樹算法的對一個標簽的平均需要搜索次數(shù)是log2N+1，而對后退

4、式二進制樹算法全部完成需要2N-1次的搜索。對于ALOHA類算法，A類協(xié)議的DFSA與C類協(xié)議的時隙隨機防碰撞算法區(qū)別在于，DFSA中對時隙數(shù)N的改變發(fā)生在每次識別完一輪后，而時隙隨機防碰撞算法則是通過閱讀器與標簽之間的Q值參數(shù)的傳遞，在對每一輪識別過程當中動態(tài)實時的改變，這樣相對靈活，而且安全性高。但是有一點不足就是，由于Q值為整數(shù)，對Q值的調(diào)整，使得幀時隙數(shù)限制在2Q，即{1，2，4，8，16，32，…，256}等數(shù)值中，這樣又限制

5、了對幀時隙數(shù)的動態(tài)調(diào)整。
　　(3)對ISO/IEC18000-6C協(xié)議所使用的防碰撞算法做了進一步分析。當幀時隙數(shù)等于待識別標簽的數(shù)量時，系統(tǒng)的吞吐率最高為0.3679，那反過來說，當系統(tǒng)的吞吐率最高時，幀長也就近似等于待識別標簽的數(shù)量。而正是基于上述考慮，可以得出一種改進的算法，這種算法以系統(tǒng)的吞吐率最大為導向，為快速的調(diào)整幀時隙數(shù)提供了理論依據(jù)。通過使用Matlab軟件，分別從占用的時隙和系統(tǒng)效率兩個方面，對原有的時隙隨機防