RFID系統(tǒng)多標(biāo)簽防碰撞算法的研究.pdf

1、無(wú)線射頻識(shí)別(RadioFrequencyIdentification)技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)RFID，是一種利用射頻信號(hào)在閱讀器和標(biāo)簽之間進(jìn)行非接觸式的信息傳遞，以識(shí)別標(biāo)簽為目的的技術(shù)。RFID技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，但是人們?cè)谑褂肦FID系統(tǒng)來(lái)完成識(shí)別任務(wù)時(shí)經(jīng)常面臨多標(biāo)簽數(shù)據(jù)碰撞問(wèn)題。而解決數(shù)據(jù)碰撞問(wèn)題的算法稱(chēng)之為多標(biāo)簽防碰撞算法，主要分為隨機(jī)性防碰撞算法和確定性防碰撞算法。其中比較經(jīng)典的隨機(jī)性防碰撞算法有:純ALOHA算法、時(shí)隙ALOHA算法

2、、幀時(shí)隙ALOHA算法、動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法;而確定性防碰撞算法比較常用的有:基本的二進(jìn)制樹(shù)防碰撞算法、動(dòng)態(tài)二進(jìn)制樹(shù)防碰撞算法、后退式二進(jìn)制樹(shù)防碰撞算法、跳躍式動(dòng)態(tài)二進(jìn)制樹(shù)防碰撞算法。
　　 首先，針對(duì)比較常用的ALOHA的算法和二進(jìn)制樹(shù)的防碰撞算法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行研究。主要運(yùn)用了Matlab仿真分析防碰撞算法的查詢(xún)次數(shù)、系統(tǒng)吞吐率、傳輸?shù)男畔⒘?。其中ALOHA算法具有一定的隨機(jī)性，存在標(biāo)簽漏讀的情況。而二進(jìn)制樹(shù)防碰撞算法雖

3、然能夠避免標(biāo)簽漏讀情況，但是當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量較大時(shí)，該類(lèi)算法識(shí)別的速度較慢。為了提高二進(jìn)制樹(shù)防碰撞算法在大量標(biāo)簽情況下的識(shí)別速度，提出了一種基于跳躍式動(dòng)態(tài)二進(jìn)制算法的改進(jìn)算法，該算法運(yùn)用排斥法和非碰撞位屏蔽法，提高了閱讀器的識(shí)別效率，并通過(guò)Matlab對(duì)改進(jìn)的算法和跳躍式二進(jìn)制算法進(jìn)行仿真比較，驗(yàn)證了改進(jìn)算法的性能優(yōu)勢(shì)。
　　 接著，結(jié)合了動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法和跳躍式動(dòng)態(tài)二進(jìn)制算法的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種混合型算法。在本章節(jié)中運(yùn)用Vol

4、t提出的標(biāo)簽估算模型，使混合型算法充分的利用了通信時(shí)隙，提高了防碰撞算法的系統(tǒng)效率。本文通過(guò)公式推導(dǎo)和Matlab仿真分析，得出混合型算法的系統(tǒng)吞吐率得到了明顯的提高。
　　 最后，應(yīng)用CycloneⅡFPGA器件對(duì)跳躍式動(dòng)態(tài)二進(jìn)制樹(shù)防碰撞算法進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括閱讀器模塊的曼切斯特解碼模塊，LIFO存儲(chǔ)模塊，控制算法的狀態(tài)機(jī)模塊，在QuartusⅡdesign設(shè)計(jì)環(huán)境下的波形仿真驗(yàn)證了實(shí)現(xiàn)該算法的正確性。最終生成了整個(gè)RFID系統(tǒng)