rfid防碰撞算法研究

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1、62RFID防碰撞算法研究RFID防碰撞算法研究ResearchofAnti－collisionAlgorithmforRadioFrequencyIdentificationTechnology劉艷蘋楊北革王志強(qiáng)張雅明雪光軍呂玉祥陸斌（太原理工大學(xué)物理系，山西太原030024）摘要RFID（RadioFrequencyIdentification），即射頻識別，是一種利用無線射頻方式在閱讀器和標(biāo)簽之間進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到目標(biāo)識別和數(shù)據(jù)交換目的的技術(shù)。關(guān)鍵詞：射頻識別，閱讀器，標(biāo)簽，防碰撞算法AbstractRFID(RadioFrequencyIdentification)isa

2、kindoftechnologywhichaimtoachievethetargetidentificationandexchangedata．Thistechnologyuseradiofrequencytoachievenon－contacttwo－waydatatransmissionbetweentagsandreaders．Keywords:RFID,reader,tag,anti－collisionalgorithm1防碰撞算法分析斷是否發(fā)生碰撞。假設(shè)某常用的防碰撞算法大致包括兩大類：ALOHA、二進(jìn)制搜索一標(biāo)簽在t時(shí)刻出現(xiàn)，其持算法。實(shí)現(xiàn)“二進(jìn)制搜索”算法系統(tǒng)的必要前提是能辨認(rèn)

3、出讀寫續(xù)時(shí)間為T0，那么在(t－器中數(shù)據(jù)碰撞的比特的準(zhǔn)確位置。一般只能選擇具有Manch-T0)到(t＋T0)的區(qū)域內(nèi)不能ester編碼的器件來實(shí)現(xiàn)“二進(jìn)制搜索”算法。Nordic公司的有其它的標(biāo)簽傳輸信息，nRF24L01是一款標(biāo)準(zhǔn)的GFSK收發(fā)器件，并且內(nèi)部集成了簡否則將發(fā)生碰撞。也就是單的鏈路層協(xié)議，應(yīng)用其無法實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制搜索算法，因此，系統(tǒng)為了避免碰撞在以t為中采用了ALOHA算法。本文采用MATLAB軟件對純ALOHA和心的2T0區(qū)間內(nèi)不能有其時(shí)隙ALOHA算法，進(jìn)行了仿真，以利于以后選用防碰撞算法。它標(biāo)簽出現(xiàn)。這就是純2純ALOHA算法及其仿真ALOHA算法判斷碰撞的ALOHA算法

4、的基本思想是：采取標(biāo)簽先發(fā)言的方式，即標(biāo)依據(jù)。在仿真程序中只需簽一進(jìn)入閱讀器的作用區(qū)域，就主動發(fā)送自己的信息。如果采用判斷排序后的相鄰的兩個(gè)的是無接收功能的芯片，那么當(dāng)標(biāo)簽被識別或者不被識別，都會發(fā)送時(shí)間間隔是否大于隨機(jī)退避一段時(shí)間。該退避時(shí)間是標(biāo)簽在（0，T）隨機(jī)產(chǎn)生的隨機(jī)T0。大于等于T0則沒有碰數(shù)，因?yàn)殡S機(jī)數(shù)的不同，避開了碰撞。這里假設(shè)標(biāo)簽的退避時(shí)間撞，成功次數(shù)加一，否則將圖1ALOHA算法仿真流程圖服從（0，T）之間的均勻分布。發(fā)生碰撞。直到發(fā)送時(shí)間等同時(shí)退避區(qū)間也是需要慎重選擇的，如果退避區(qū)間太大，識于所有標(biāo)簽均發(fā)送時(shí)間。別標(biāo)簽所需要的時(shí)間會很長，如果退避區(qū)間很小，識別標(biāo)簽所需3）

5、統(tǒng)計(jì)出在所有標(biāo)簽均發(fā)送時(shí)間內(nèi)，成功發(fā)送的次數(shù)，和實(shí)要的時(shí)間也不一定少，因?yàn)閰^(qū)間小會導(dǎo)致碰撞的機(jī)率大，需要退際發(fā)送的次數(shù)。計(jì)算得到吞吐量S，和交換的數(shù)據(jù)包量G。避的次數(shù)就多，這樣不但造成功率的浪費(fèi)同時(shí)時(shí)間也沒有改善。2．1退避區(qū)間為0～500的仿真結(jié)果一般來說，退避區(qū)間的大小和標(biāo)簽與讀卡器的交換時(shí)間T0相令T0＝1ms、T＝500ms、m＝1000，得到標(biāo)簽個(gè)數(shù)由1到500關(guān)，即單純討論T的大小是沒有意義的，在下面的仿真中，我們時(shí)吞吐量S隨交換的數(shù)據(jù)包量G變化的仿真圖。同時(shí)得到，發(fā)都假設(shè)標(biāo)簽與讀卡器的交換時(shí)間T0為1ms，而T則取整數(shù)，既送成功率Q＝S／G。為了將每次發(fā)送的標(biāo)簽個(gè)數(shù)在圖中表示，

6、我可以表示T的大小，也可以表示其與T0的倍數(shù)關(guān)系。們引入F＝標(biāo)簽個(gè)數(shù)／500，即F表示歸一化的標(biāo)簽個(gè)數(shù)。最終得對仿真程序的一些說明：T0表示標(biāo)簽與讀卡器的交換時(shí)到仿真圖如圖2所示。間；T表示標(biāo)簽的退避區(qū)間；n為同時(shí)存在的標(biāo)簽個(gè)數(shù)；m為重發(fā)從圖2中可以看到：隨著標(biāo)簽的數(shù)量不斷的增大，交換的數(shù)次數(shù)。程序的仿真步驟如下：據(jù)包量G增大，在一開始標(biāo)簽個(gè)數(shù)很少的時(shí)候，交換的數(shù)據(jù)包1）程序產(chǎn)生一個(gè)n*m的隨機(jī)矩陣，代表著每個(gè)標(biāo)簽的退量也較少，吞吐量不斷增大，當(dāng)G＝0．5時(shí)，吞吐量S也到達(dá)最大避時(shí)間，其服從0－T的均勻分布，然后計(jì)算出每個(gè)標(biāo)簽發(fā)送數(shù)值約為0．184，當(dāng)G＞0．5時(shí)，隨著標(biāo)簽的數(shù)量不斷增大，交

7、換的據(jù)時(shí)的時(shí)間time，也是一個(gè)n*m的矩陣，其中標(biāo)簽發(fā)送時(shí)間的數(shù)據(jù)包量雖然也增大，但是碰撞的數(shù)據(jù)包也增多，吞吐量S則急第一列為退避時(shí)間的第一列，也就是標(biāo)簽在時(shí)間0為起點(diǎn)發(fā)送劇下降。發(fā)送成功率Q則基本上是隨著標(biāo)簽數(shù)量的增多遞減。的。以后的每一列為前一列的發(fā)送時(shí)間加上相應(yīng)的退避時(shí)間。成功發(fā)送一次數(shù)據(jù)包需要的重發(fā)次數(shù)也隨之增大。根據(jù)數(shù)據(jù)包2）取標(biāo)簽發(fā)送時(shí)間最后一列中的最小值為所有標(biāo)簽均發(fā)送的發(fā)送成功率可以求得，在