RFID標簽防碰撞算法及詳細研究.pdf

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1、常見RFID防碰撞算法有哪幾種？比較各自的優(yōu)缺點，詳細論述其中一種算法的工作原理。1.RFID簡介射頻識別技術(shù)(RadioFrequencyId,RFID)是一種非接觸式自動識別技術(shù)，與傳統(tǒng)的識別方式相比，RFID技術(shù)無需直接接觸、無需光學可視、無需人工干預即可完成信息輸入和處理，具有操作方便快捷、存儲數(shù)據(jù)量大、保密性好、反應時間短、對環(huán)境適應性強等優(yōu)點，現(xiàn)在已廣泛應用于工業(yè)自動化，商業(yè)自動化和交通運輸管理等領(lǐng)域，成為當前IT業(yè)研究的熱點技術(shù)之一。典型的RFID系統(tǒng)主要包括三個部分：電子標簽(Tag)、閱

2、讀器(Reader)和數(shù)據(jù)處理o電子標簽放置在被識別的對象上，是RFID系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體。通常電子標簽處于休眠狀態(tài)，一旦進入閱讀器作用范圍之內(nèi)就會被激活，并與閱讀器進行無線射頻方式的非接觸式雙向數(shù)據(jù)通信，以達到識別并交換數(shù)據(jù)的目的。此外，許多閱讀器還都有附加的通信接口，以便將所獲得的數(shù)據(jù)傳進給數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)進行進一步的數(shù)據(jù)處理。2.系統(tǒng)防碰撞RFID系統(tǒng)工作的時候，當有2個或2個以上的電子標簽同時在同—個閱讀器的作用范圍內(nèi)向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)的時候就會出現(xiàn)信號韻干擾，這個干擾被稱為碰撞(collision)

3、，其結(jié)果將會導致該次數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖?，因此必須采用適當?shù)募夹g(shù)防止碰撞的產(chǎn)生。從多個電子標簽到—個閱讀器的通信稱為多路存取。多路存取中有四種方法可以將不同的標簽信號分開：空分多路法(SDMA)、頻分多路法（FDMA)、對分多路法（TDMA)和碼分多路法(CDMA)。針對RFID系統(tǒng)低成本、較少硬件資源和數(shù)據(jù)傳輸速度以及數(shù)據(jù)可靠性的要求，TDMA構(gòu)成了RFID系統(tǒng)防碰撞算法最為廣泛使用的一族。TDMA是把整個可供使用的通路容量按時間分配給多個用戶的技術(shù)，可分為電子標簽控制法和閱讀器控制法。電子標簽控制法主要有A

4、LOHA法，閱讀器控制法有輪詢法和二進制搜索法。2.1空分多路法(SDMA)空分多路法(SpaceDivisionMultipleAccess，SDMA)是在分離的空間范圍內(nèi)實現(xiàn)多個目標識別。其實現(xiàn)的方法有兩種：一種方法是將讀寫器和天線之間的作用距離按空間區(qū)域進行劃分，把大量的讀寫器和天線安置在一個天線陣列中。當標簽進入這個天線陣列的覆蓋范圍后，與之距離最近的讀寫器對該標簽進行識別。由于每個天線的覆蓋范圍較小，相鄰的讀寫器識別范圍內(nèi)的標簽同樣可以進行識別而不受到相鄰的干擾，如果多個標簽根據(jù)在天線陣列中的空

5、間位置的不同，可以同時被識別。另外一種方法是，讀寫器利用一個相控陣天線，通過讓天線的方向性圖對準單獨的標簽，這樣標簽根據(jù)其在讀寫器作用范圍內(nèi)的角度位置的不同而區(qū)別開來。空分多路法的缺點是需要使用復雜的天線系統(tǒng)，會大幅提高RFID設(shè)備的成本，因此這種方法只適用于一些特殊的應用場合。2.2頻分多路法(FDMA)頻分多路法(FrequencyDivisionMultipleAccess，F(xiàn)DMA)是把若干個使用不同載波頻率的調(diào)制信號傳輸通路同時供通信用戶使用的技術(shù)。通常情況下，RFID系統(tǒng)的前向鏈路(從讀寫器到

6、標簽)頻率是固定的，用于能量的供應和數(shù)據(jù)的傳輸。對于反向鏈路(從標簽到讀寫器)，不同的標簽采用不同頻率的載波石～Z對數(shù)據(jù)進行調(diào)制，這些信號之間不會產(chǎn)生干擾，讀寫器根據(jù)接收到的不同頻率的信號后，可以將不同頻率的信號進行分離，從而實現(xiàn)對不同標簽的識別。頻分多路法的缺點是對讀寫器和標簽的成本要求較高，因此在實際RFID系統(tǒng)的應用中，頻分多路法也很少使用。2.3碼分多路法(CDMA)碼分多路法(CodeDivisionMultipleAccess，CDMA)是在擴頻通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種無線通信技術(shù)。擴頻

7、技術(shù)包含擴頻(SpreadSpectrum)與多址(MultipleAccess)兩個基本的概念。擴頻是將信息帶寬擴展，即把需要發(fā)送的具有一定信號帶寬的信息數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠大于其信號帶寬的偽隨機碼進行調(diào)制，這樣使原來的信息數(shù)據(jù)的帶寬被擴展，最后通過載波調(diào)制發(fā)送出去。解擴是指在接收端采用完全一致的偽隨機碼，與接收到的寬帶信號作相關(guān)處理，把寬帶信號轉(zhuǎn)換成原來的信息數(shù)據(jù)。碼分多路法具有抗干擾性好，保密安全性高，信道利用率高的優(yōu)點。但是該技術(shù)也存在頻帶利用率低、信道容量小，偽隨機碼的產(chǎn)生和選擇較難，接收時地址碼

8、捕獲時間長等缺點，所以該方法很難應用于實際的RFID系統(tǒng)中。2.4時分多路法(TDMA)時分多路法(TimeDivisionMultipleAccess，TDMA)是把整個可供使用的通路容量按時間分配給多個用戶的技術(shù)。目前RFID系統(tǒng)的標簽防碰撞算法中大多采用時分多路法。該方法可以分為標簽控制法和讀寫器控制法。標簽控制法中，讀寫器沒有對數(shù)據(jù)傳輸控制，標簽的工作是非同步的。按照標簽被成功識別后是否通過讀寫器發(fā)出的命令進入“靜默”