RFID防碰撞算法研究

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无线射频识别技术(Radio Frequency Identification, RFID)是物联网技术中的一项重要技术。在物联网快速发展的带动下,RFID技术也取得较大发展。RFID技术是用射频信号进行信息传递,在对物体进行识别时无须直接接触,它是自动识别技术中的一种。与目前已广泛使用的其他自动识别技术相比,RFID技术优点明显,所以未来发展空间很大,是一种有很大应用潜力的技术。本文深入研究了RFID系统中几种常见的防碰撞算法,例如基于ALOHA机制的纯ALOHA算法、时隙ALOHA算法、帧时隙ALOHA算法、动态帧时隙ALOHA算法和基于二进制树型的二进制搜索算法(BS)、后退式二进制搜索算法(BBS)、动态二进制搜索算法(DBS)、跳跃式动态二进制搜索算法(JDBS)。在分析各算法的核心思想及各自的优缺点的基础上,从提高系统吞吐率、减少搜索次数和系统通信量入手,针对基于ALOHA机制算法和二进制搜索算法分别提出了一种改进算法。主要工作如下:(1)本文在学习RFID系统基本组成及工作原理的基础上,对RFID技术信息碰撞问题的解决策略进行了深入研究,针对基于ALOHA机制的算法性能不稳定,识别效率不高,并且电子标签数量庞大时,有一些标签可能出现被“饿死”现象,本文提出了一种新的改进思路,算法思路是当电子标签数量庞大时,算法通过设置一个阈值把要响应的电子标签分成两组,只让符合条件的一组去响应阅读器,该算法通过分组限制响应电子标签数量能达到较高的识别效率。该改进方案与基于ALOHA机制的其他算法相比较,在吞吐量性能方面有较大提高。(2)针对基于二进制树型算法对所有标签的遍历通信量大,且需要时间长等问题,本文章提出一种新的算法,本算法是基于二进制树的,算法引入动态调整二进制算法思想,通过在电子标签芯片中嵌入一个计数器事先可以给电子标签分成两组,分组后进行识别时每次只识别其中一组,因为每组中标签含1个数要么都是偶数要么都是奇数,所以当检测到仅有两位碰撞位时能快速识别电子标签,从而减少搜索次数。该算法引入了堆栈用来存储数据,阅读器发送命令只与最高冲撞位的信息相关,从而减少信息传递量。从仿真结果来看,此算法能够使得系统搜索次数减少,通信量明显下降。
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