射频识别系统的防碰撞算法研究

电子标签防碰撞是RFID系统中一个关键问题.在射频识别系统中,当阅读器作用范围内有多个标签同时向阅读器发送数据时,会产生冲突,必须采用一种防碰撞算法解决这种冲突.在分析典型的二进制及动态二进制防碰撞算法基础上,采用了一种新的防碰撞算法.经实验证明,该算法能有效解决射频识别系统中多目标识别的防碰撞问题.     

浅析RFID射频识别技术

RFID射频识别技术是利用射频信号使读写器与电子标签能够相互通信,实现读写器对电子标签的识别。RFID系统采用电感耦合和电磁耦合两种工作方式对电子标签进行识别。该系统包括天线、读写器、电子标签、中间件、系统应用软件等子系统,在系统设计时要注意各子系统间的兼容性。     

一种改进的RFID防碰撞算法

在RFID系统中,当多个标签同时处在阅读器的读写范围内时,如果没有相应的防冲突机制,会导致标签到阅读器的通信冲突,使得从标签返吲的数据难以被阅读器正确识别.防冲突算法是阅读器快速、正确获取标签数据的关键.详细论述了射频识别技术中的关键问题:防碰撞技术,提出了一种基于二进制防碰撞算法的改进树形算法.在介绍Manchester编码原理的基础上,对该改进算法的命令、原理进行了较为系统的论述,经验证该算法提高了阅读器辨认标签的速度,辨认准确性也大大提高,在电子标签数量较大的情况下比传统的二进制及动态二进制防碰撞算法优势更加明显.     

高频RFID读写器射频模拟前端的实现

射频识别(RFID)系统主要由RFID读写器和RFID电子标签两部分组成.给出了高频(13.56MHz)RFID系统中读写器射频模拟前端的电路设计,符合ISO/IEC14443 type A/type B,ISO/IEC15693和ISO/IEC18000-3中任一个标准的读写器芯片设计均可采用,设计工艺采用了中芯国际0.35μm 2P3M混合CMOS技术,并给出了Cadence环境下的仿真结果.     

改进的二进制搜索防冲突算法

射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)系统中的多标签冲突问题是不可避免的,防冲突算法是RFID系统中实现标签快速识别的关键.在一些相关的二进制搜索防冲突算法的基础上,提出了一种改进的二进制搜索防冲突算法.该算法利用冲突位构建四叉搜索树,使读写器的搜索次数和发送的信息量大大减少,提高了标签识别效率.实验结果表明该算法明显优于已有的二进制搜索防冲突算法.     

RFID防碰撞时隙应变协处理算法研究

射频识别(Radio Frequency IDentification,RFID)技术具有同时识别多个标签的能力.由于标签随机占用信道会使响应信号发生混叠,当大量的标签在读写器感应区域内同时响应势必会引起标签碰撞问题,严重影响了RFID的系统吞吐率.为进一步提高RFID系统吞吐率,在不增加标签端算法复杂度和硬件的条件下,本文提出了预设调整盘存周期的差分门限、时隙前向检测后向预测和二进制散列的方法,协同处理当前时隙和下一个时隙的标签响应情况.利用预设差分门限的方式避免读写器进行浮点运算,同时通过时隙前向检测和后向预测的方法提前判别当前时隙和下一个时隙的标签响应情况,然后快速跳过当前空闲时隙和下一个空闲时隙,并对在当前碰撞时隙和下一个碰撞时隙响应的标签实时进行二进制散列.通过盘存周期调整方式比较、时隙散列方式对比、识别时延与吞吐率比较三个仿真实验,结果显示改进的算法提高了读写器的计算效率,明显减少了无效时隙占用信道的时间,RFID系统吞吐率可提高到52%以上.     

基于电子标签智能化的二进制树型搜索防冲突算法

随着由物联网引领的第三次全球信息产业浪潮的不断推进,RFID(射频识别)技术,已成为制造全球化、贸易全球化和物流全球化的核心推动力.目前,RFID技术已经普及到生产和生活的各个领域,而如何提高RFID系统防冲突能力,减少总识别时间已成为当前急需解决的关键.对此,本文提出了一种基于电子标签智能化的二进制树型搜索算法(TBTS).该算法是在当前应用广泛的ISO/IEC 14443协议的基础上,针对协议TYPE A所描述的动态二进制树型搜索算法(DBTS)进行改进.文中根据对两种算法在共50个电子标签的典型系统中进行仿真的结果进行比较表明,TBTS算法对所有电子标签进行识别的时间要比DBTS算法缩短近50%;且随着电子标签的数量的增加,TBTS算法将使系统表现出更优越的交互性能,成功实现算法复杂度的降阶.目前,TBTS算法已在智能卡仿真平台中进行了仿真验证,已被成功应用到我们自主设计的新一代RFID智能卡芯片中,经测试,其效果比普通标签卡得到了较大的改善.     

RFID系统防碰撞算法的研究及其改进

射频识别技术中,防碰撞问题是提高系统读取效率的关键问题。文章在传统防碰撞算法的基础上,分析了ALOHA的防碰撞算法和二进制搜索算法。并提出一种改进的动态二进制搜索算法。利用曼彻斯特编码可以准确识别碰撞位的特性,当读写器检测到碰撞位之后,仅需要记录最高碰撞位和次高碰撞位的位置,并设定这两个位置上的比特数作为下次查询命令,从而使系统的传输数据量、传输时间大大减少,改进后的算法比二进制搜索算法更具优势。     

RFID技术的发展与标准化情况

无线射频识别(RFID)技术已经发展到形成全球统一标准的阶段。相关的国际标准化机构主要有:国际标准化组织、国际电工委员会、国际电信联盟、世界邮联等。RFID系统主要由数据采集和后台数据库网络应用系统两大部分组成。目前已经发布或者是正在制订中的标准主要是与数据采集相关的,主要有电子标签与读写器之间的空中接口、读写器与计算机之间的数据交换协议、RFID电子标签与读写器的性能和一致性测试规范以及RFID电子标签的数据内容编码标准等。当前RFID技术发展迅速,但尚未成熟,中国有必要抓住时机,集中开展RFID核心技术研发,制订符合中国国情的技术标准,使中国在该领域占有一席之地。     

减轻移动式RFID网络冲突问题研究

RFID被广泛地应用,如物流管理、物体跟踪和商业供应链等等。当从一个读写器发射的信号和另一个读写器发射的信号相干扰时就产生了读写器冲突。除了误操作,读写器冲突同时使射频识别系统总的阅读速率减慢,而且这些问题在移动或手持式读写器中更加严重。提出的读写器抗冲突算法,它通过在控制通道上周期地发送信标以达到抗冲突的目的。该算法不仅适用固定式读写器,同时还适合移动或手持式阅读器的射频网络。     

基于图染色思想的RFID防冲突算法研究

针对射频识别技术(RFID)存在多个阅读器同时传输数据容易产生冲突的问题,提出了一种基于图染色理论的防止冲突的算法。该算法利用图的染色算法将可能存在冲突的阅读器染成不同的颜色,使得每种不相同的颜色不能同时获得相同的时隙,降低了多个阅读器同时传输数据产生冲突的可能性。分析表明:采用该算法明显地降低了阅读器之间的冲突率,同时得到最小的时隙数,提高了信道利用率,为RFID防冲突算法提供了一种新的解决方案,同时为基于TDMA的广播调度模式也提供了一种新的时隙分配方式。     

UHF射频读写器的设计

为满足市场需求,提高读写器的读写效率,提出了一种超高频读写器的设计方案,介绍了读写器的系统硬件结构,在此基础上阐述了RFID读写器的软件设计流程以及防冲撞算法的实现。相对于采用传统随机碰撞算法的读写器,此读写器适用于超高频段,能够在多标签环境下顺利读取标签,防冲撞算法性能具有一定的提高。     

UHF射频读写器的设计

为满足市场需求,提高读写器的读写效率,提出了一种超高频读写器的设计方案,介绍了读写器的系统硬件结构,在此基础上阐述了RFID读写器的软件设计流程以及防冲撞算法的实现。相对于采用传统随机碰撞算法的读写器,此读写器适用于超高频段,能够在多标签环境下顺利读取标签,防冲撞算法性能具有一定的提高。     

自调整混合树RFID多标签防碰撞算法

在RFID系统中,阅读器读取标签的效率与解决标签发生碰撞的方法密切相关.目前采用多叉树查询是一种较好的多标签防碰撞方法.它能减少碰撞时隙,再通过额外的查询来减少空闲时隙.但额外的查询也增加了新的开销.本文提出了一个自调整混合树RFID多标签防碰撞算法,该算法根据最高两个碰撞位的特征,在不增加额外查询的条件下,自调整搜索树的叉数,从而避免了一些碰撞时隙和空闲时隙.通过对算法的性能分析和仿真结果可以看到,自调整混合树RFID多标签防碰撞算法具有较少的时间复杂度和通信复杂度,识别效率也明显高于其他多叉树算法.     

基于空闲时隙消除的超高频RFID防碰撞算法

标签防碰撞是射频识别系统中的一项重要研究课题.为了进一步提高射频识别系统的性能和降低复杂度,提出了一种基于空闲时隙消除的二进制分裂算法.该算法在二进制分裂算法中引入了单比特状态标识位,在识别过程中,标签在ID数据传输之前先发送单比特随机信号,用于判定时隙是否碰撞,从而避免了冗余的信息传输.由于该算法彻底消除了传统二进制随机数分裂方法中的空闲时隙,因此节省了识别过程中的协调时间开销.最后通过理论分析和仿真结果证明：ISE-BS算法的吞吐率稳定在40.65%左右,时间效率稳定在32.46%左右,ISE-BS算法相比于现有的防碰撞算法性能更优.从实现的角度,比较了各个算法的浮点运算成本,结果显示提出的算法可以极大的降低系统复杂度.     

一种减少通信复杂度的RFID搜索树防碰撞算法

针对射频识别搜索树防碰撞算法中通信数据量大、识别时延长等问题,提出了一种减少通信复杂度的防碰撞算法.在标签中引入前缀长度寄存器和响应标志寄存器,在阅读器堆栈区存储前缀个数信息,阅读器通过发送前缀长度信息,对标签进行分类搜索,阅读器和标签不再发送对方已经识别的序列号,有效减少了通信数据量.仿真结果表明,与传统的二叉树搜索防碰撞算法相比,该算法可明显减少系统通信复杂度,提高标签的搜索速率.     

基于信息位编码的自适应搜索RFID防碰撞算法研究

无线射频识别（RFID）技术可实现对目标物体的自动识别.为了减少对物体标签识别时间,提出一种基于信息位编码的自适应搜索的防碰撞（AS）算法.读写器充分利用碰撞位信息,要求标签返回碰撞位编码信息,进而自适应地生成有效查询前缀,对标签进行无空闲时隙识别,以减少查询次数,提高算法的性能.此外,AS算法也解决了读写器与标签通信中传输信息冗余等问题.本文通过理论分析证明了该算法的有效性,其中吞吐率的理论值与实验值的误差不超过5%,还从时间复杂度和通信复杂度对该算法进行了详细地分析.仿真结果表明：AS算法不仅提高了系统的性能,而且还降低了标签能量的消耗.特别是当标签数为1000时,该算法的吞吐率仍保持在61%左右,比查询树算法和自适应多叉树算法的系统效率分别提高了72%和20.1%左右.     

Enhanced binary search with cut-through operation for anti-collision in RFID systems

RFID systems allow contactless identification of objects using radio frequency. When there is more than one transponder within the interrogation area of a reader, all the transponders may send data (or tags) at the same time which may lead to mutual interference. This event causes data loss and is referred to as a collision. In this letter, we propose an enhanced binary search with cut-through operation to minimize the anti-collision cost. The analytic results show that the proposed scheme achieves low delay in the collision resolution with low power consumption.     

射频识别系统的防冲突算法改进与实现

在射频识别系统中.须采取有效的防冲突算法解决多个标签与阅读器数据交换时引起的数据冲突问题.在对ALOHA算法和二进制算搜索法进行分析的基础上提出一种新的防冲突算法.该算法采取动态互补的二进制树形搜索法,充分利用已得到的冲突信息.有效减小了判决过程中数据的传输量.提高了标签的识别效率.仿真结果表明,改进后的算法可有效解决标签间的冲突.