基于功率控制的ALOHA標(biāo)簽防碰撞算法.pdf

1、無(wú)線射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)空間耦合的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體所帶信息的自動(dòng)化讀取和識(shí)別。與目前采用的條形碼技術(shù)相比，RFID技術(shù)具有讀取距離遠(yuǎn)、穿透能力強(qiáng)、效率高、信息量大等優(yōu)勢(shì)，并且在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，因此射頻識(shí)別技術(shù)的研究已經(jīng)成為廣大研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。雖然射頻識(shí)別技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，并在很多領(lǐng)域都有良好的應(yīng)用前景，但是R

2、FID技術(shù)仍然有很多問(wèn)題需要解決，本文研究的標(biāo)簽碰撞問(wèn)題就是其中之一。
　　本文首先介紹了RFID系統(tǒng)組成和工作原理，之后重點(diǎn)介紹了射頻識(shí)別系統(tǒng)中的防碰撞算法，并對(duì)典型的防碰撞算法進(jìn)行了詳細(xì)的性能分析和比較。在基于ALOHA的防碰撞算法上提出創(chuàng)新:一、提出基于功率控制的標(biāo)簽防碰撞算法模型。二、引入哈希映射和碰撞預(yù)檢測(cè)雙重機(jī)制，有效地避免了碰撞標(biāo)簽的通信過(guò)程。定步長(zhǎng)功率控制ALOHA防碰撞算法(SPCA)是將閱讀器的識(shí)別區(qū)域劃分成幾

3、個(gè)固定的子區(qū)域，每個(gè)子區(qū)域的識(shí)別半徑是按固定步長(zhǎng)增長(zhǎng)的，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行分組的效果。自適應(yīng)功率控制ALOHA防碰撞算法(APCA)是將識(shí)別區(qū)域按照優(yōu)化的分組方案，動(dòng)態(tài)的調(diào)整子區(qū)域的大小，無(wú)論標(biāo)簽是均勻分布還是非均勻分布，APCA算法都能通過(guò)調(diào)整子區(qū)域的半徑來(lái)控制子識(shí)別區(qū)域內(nèi)的標(biāo)簽數(shù)量，從而使APCA算法的性能始終保持在較高的水平。在基于碰撞預(yù)檢測(cè)的功率可控防碰撞算法中，通過(guò)對(duì)標(biāo)簽序列號(hào)（UUID）進(jìn)行哈希編碼，將標(biāo)簽映射到相應(yīng)的幀時(shí)

4、隙，提高了時(shí)隙利用率。然后，利用碰撞檢測(cè)機(jī)制，每次只允許無(wú)碰撞的標(biāo)簽與閱讀器進(jìn)行通信，從而大大減少了無(wú)效通信的過(guò)程。最后，采用功率控制機(jī)制將標(biāo)簽按區(qū)域進(jìn)行識(shí)別，明顯地減少了標(biāo)簽碰撞并且節(jié)約了通信耗能。
　　利用MATLAB仿真本文所提出的各種算法，分析并比較新算法與已有算法的優(yōu)劣，仿真結(jié)果表明新算法在識(shí)別過(guò)程中需要的時(shí)隙數(shù)更少、消耗的時(shí)間更少、總耗能的優(yōu)勢(shì)也很明顯，基本滿足了RFID系統(tǒng)對(duì)標(biāo)簽防碰撞算法的要求，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。