自适应帧Aloha的RFID标签防冲突协议

为减少重复识别标签的时间,在动态帧时隙Aloha的RFID标签防冲突协议的基础上提出了一种自适应的动态帧时隙Aloha(adaptive dynamic framed Aloha,ADFA)的防冲突协议.在ADFA协议中,阅读器每成功识别一个标签就自适应地给该标签分配一个时隙号,该时隙号规定了标签在一次识别过程中被阅读器识别的顺序,若当前识别过程中待识别的标签与上一次识别过程中的标签相比有较多的重复,ADFA协议就可以减少冲突和空时隙,从而减少标签识别时间.另外,为进一步减少ADFA协议识别标签的时间,还对其作了改进,在改进的ADFA协议中,提出了一种低复杂度标签估计和最优帧长方案.理论分析和仿真结果均表明,ADFA协议在重复识别标签时能够减少识别时间,改进ADFA协议的标签估计方法能够减少计算复杂度,而其最优帧长方案能使系统的吞吐量得到提高.     

时间优先级分组的二进制防冲突协议

RFID阅读器与标签之间的通信面临信道共享和访问冲突问题,防冲突协议是阅读器快速、正确获取标签数据的关键.分析了当前二进制搜索防冲突协议的特点,针对移动应用中有严格识别时限要求的场景,提出了基于时间分组的二进制搜索协议,该协议在标签里设置时间优先级,记录标签进入阅读器读写范围的时间长短,并以此时间优先级将阅读器范围内的...     

捕获效应下基于反馈机制的RFID防碰撞算法

提出一种捕获效应下基于反馈机制的RFID防碰撞算法（CEFB）。算法分三个阶段：标签分组阶段、组内分维识别阶段和反馈识别阶段。CEFB有效解决识别初期标签之间产生过多碰撞问题,通过对标签进行分维识别,加快对碰撞节点的处理,提高识别速度。同时,CEFB避免因捕获效应和信道干扰等因素影响,存在标签漏读的情况,提高标签识别率。理论分析和仿真结果表明,CEFB的性能优于其他常用的标签防碰撞算法。     

一种新的RFID标签识别防冲突算法

在 RFID 网络通信中, 当多个标签同时回应阅读器的查询时, 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, 使得从标签返回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. 一种被称为基于栈的 ID-二进制树防冲突算法 (Stack-based ID-binary tree anti-collision algorithm, SIBT) 被提出, SIBT 算法的新颖性在于它将 n 个标签的 ID 号映射为一棵唯一对应的 ID-二进制树, 标签识别过程转化为在阅读器中创建ID-二进制树的过程. 为了提高多标签识别效率, 阅读器使用栈保存已经获取的ID-二进制树创建线索, 用计数器保存标签在该栈中的深度. 理论分析和仿真结果表明 SIBT 算法的性能优于其他基于树的防冲突算法.     

捕获效应下的泛用混合查询树防碰撞协议

在射频识别系统中,无论是查询树协议还是改进型的混合查询树协议,都是在不考虑捕获效应的基础上使得在阅读器范围内的标签全部识别。借鉴泛用查询树协议的思想,对改进型混合查询树协议进行改造并提出泛用混合查询树协议。该协议能在捕获效应的环境中同样获得完全的识别率,比泛用查询树协议更快速。仿真实验表明该协议的有效性。     

稠密RFID标签环境下捕获感知贝叶斯标签估计

动态帧时隙Aloha算法是一种常用的被动式射频识别(radio frequency identification, RFID)标签防冲突算法.在该算法中,帧长需要动态设置以保证较高的识别效率.通常,帧长的设置与标签数和捕获效应的发生概率相关.传统的估计算法虽然可以估计出标签数和捕获效应的发生概率,但是在稠密RFID标签环境下,标签数可能远大于初始帧长,其估计误差会显著增加.为了解决传统算法无法应用于稠密RFID标签环境的问题,提出了捕获感知贝叶斯标签估计,并且给出了非等长时隙下最优帧长的设置方法.从实验结果来看,提出算法的估计误差在稠密RFID标签环境下显著低于传统算法,而且根据估计结果设置帧长所得到的识别效率也高于传统算法.     

快速检测RFID复制标签的算法研究

针对大型的RFID系统中使用标签ID无法识别具体复制标签的问题,提出了一种快速检测复制标签的CTDA算法。首先,标签内存储[k]个哈希函数,标签在接收到阅读器的查询帧后多次回复阅读器构造虚拟克鲁姆过滤器,找到阅读器通信区域内的标签集合[M];然后,[M]中标签通过多轮哈希运算使得阅读器构建时隙状态向量,目的是给每个标签分配单一时隙;最后,标签向阅读器回复10 bit信息,阅读器通过检测各个时隙是否由单一时隙变成冲突时隙来判断标签是否受到复制。经过仿真分析,证明该算法在执行时间上优于Bu K提出的GREAT算法和Qiao Yan提出的轮询协议RIP算法。     

一种基于捕获效应的防碰撞算法设计

捕获效应在无线通信系统中非常普遍.在无源射频识别系统(RFID)中,由于捕获效应的存在,即使读写器范围内多个标签在同一时间反向散射信号给读写器,总有一个标签能够被成功识别.提出了一种新颖的防碰撞算法来提高RFID系统的吞吐量.该算法在帧时隙ALOHA协议的基础上考虑了捕获效应.在捕获模型下,提供了待识别标签数的概率性估计方法和捕获效应敏感的最佳帧长度的推导.理论分析和仿真结果显示,提出的算法性能超过了现有的算法,而且降低了计算复杂度.     

井下安全定位的RFID模块研究与设计

提出一种解决RFID(Radio Frequency Identifioation)标签和阅读器的低功耗和防冲撞方法。针对井下安全定位综合系统的底层需求,基于低成本和低功耗考虑,设计了阅读器和标签的硬件电路,并在Code Vision AVR下,实现了阅读器和标签的C代码。软件采用改进的随机防冲撞ALOHA算法,利用信道复用技术,在为冲撞标签预留的时隙到达时重发信息,零漏读解决了RFID标签与阅读器通信冲撞问题。实验测试表明,该方法有效地解决了标签和阅读器的冲撞问题,同时,硬件功耗较低,可应用于井下安全定位和身份识别。     

基于分组的动态帧时隙ALOHA防碰撞算法研究

在RFID系统中,由标签引起的冲突一直是影响RFID系统性能的重要因素.为了进一步提高RFID系统中电子标签的识别效率,在对现有的ALOHA算法分析的基础上,提出了一种改进的分组动态帧时隙ALOHA算法.该算法通过改变标签分组的方法提高了阅读器识别标签的效率.当标签数量大于256时,该算法能有效地减少阅读器的识别时间,提高了RFID系统的标签识别效率.仿真结果表明:当标签数为1000时,该算法比基本帧时隙ALOHA算法和动态帧时隙ALOHA算法所用时隙数分别减少了43％和39％.     

轻量级RFID标签组证明协议

目前,RFID（射频识别）技术已大量应用于物品识别、供应链管理、电子票证等领域。为向第三方证明一组RFID标签已被阅读器同时扫描过,针对低性能标签,提出了一个基于ElGamal加密方案的轻量级RFID标签组证明协议。该协议执行时,阅读器首先与主标签进行认证,然后转发主标签的部分输出信息至标签组中的第一个标签,该标签对输入信息进行哈希运算后,再产生输出信息并由阅读器转发至第二个标签。第二个标签再对输入信息进行哈希运算,其输出再被阅读器转发至第三个标签。此过程重复执行,直至标签组中最后一个标签的输出信息被阅读器转发回主标签。最后,阅读器记录所有标签的输出信息并形成标签组证明,该证明可交由第三方验证。所提出的协议需要阅读器执行ElGamal加密算法,主标签执行轻量级对称加密运算,而标签组中的所有普通标签只需执行哈希运算。经分析,所提出协议满足相应安全要求,且性能优于对比协议。     

基于多处碰撞位探测的标签防碰撞算法研究

在无线射频识别系统（RFID）中,当阅读器向范围内的标签发送命令以后,标签向阅读器发送反馈信号,当有两个或者两个以上的标签做出了相同的反馈信息,就会产生标签碰撞。解决碰撞问题提高标签识别效率对RFID的应用具有重要意义。针对目前一些已有算法存在查询次数过多且吞吐率不高的问题,该文提出一种基于多处碰撞位探测的标签防碰撞算法(Multiple Collision Bits Detection, MCBD)。该算法通过阅读器发送的探测命令,获取标签发生碰撞位的比特值,再结合查询命令直接识别出标签。仿真实验结果显示MCBD算法降低了识别标签所需的查询次数,提高了吞吐率。该文算法的创新在于可以对单独或者连续的碰撞位都一并处理,充分利用标签的ID信息,对RFID标签识别的研究具有一定意义。     

一种基于Hash函数的改进RFID安全认证协议

为了改善RFID系统中阅读器与标签通信的安全隐私问题,针对现有基于Hash函数的安全认证协议的不足,提出了一种改进安全认证协议。通过论证分析,该协议可以有效的提高RFID系统的安全性,具有效率高、标签成本低等特点。     

分时隙的比特转换RFID标签防碰撞算法

在射频识别系统中,当多个标签同时响应阅读器的请求时,就会发生碰撞。对射频识别系统中多标签的碰撞问题,提出了一种基于比特转换的时隙二叉树RFID标签防碰撞算法。通过该算法,首先将标签ID进行比特转换,然后根据转换后比特位数的不同分时隙响应阅读器的查询请求,最后,利用曼彻斯特编码原则判断出标签发送的比特信息。通过数学分析和仿真结果表明,此算法与其他搜索算法比较,减少了阅读器的查询次数同时可以大大降低识别时间,并且可以显著增加系统吞吐量。     

一种改进的射频识别多标签抗冲突算法

基于帧时隙Aloha算法,针对目标识别和跟踪等特殊应用中阅读器需要对其阅读范围内的标签进行反复识别的要求,根据首轮识别过程中时隙碰撞率、空闲率的值来动态调整帧长度并将调整后的帧长度的值记录下来用于阅读器的后续查询过程,由此提出了一种改进的多标签抗冲突算法。通过仿真实验表明,该算法可以更加高效快速的识别标签,具有很好的应用前景。     

Capture-aware Bayesian RFID Tag Estimate for Large-scale Identification

Dynamic framed slotted Aloha algorithm is one of popular passive radio frequency identification (RFID) tag anticollision algorithms. In the algorithm, a frame length requires dynamical adjustment to achieve higher identification efficiency. Generally, the adjustment of the frame length is not only related to the number of tags, but also to the occurrence probability of capture effect. Existing algorithms could estimate both the number of tags and the probability of capture effect. Under large-scale RFID tag identification, however, the number of tags would be much larger than an initial frame length. In this scenario, the existing algorithm's estimation errors would substantially increase. In this paper, we propose a novel algorithm called capture-aware Bayesian estimate, which adopts Bayesian rules to accurately estimate the number and the probability simultaneously. From numerical results, the proposed algorithm adapts well to the large-scale RFID tag identification. It has lower estimation errors than the existing algorithms. Further, the identification efficiency from the proposed estimate is also higher than the existing algorithms.      

基于并行处理的RFID防冲突算法

为解决RFID系统中的标签碰撞问题,在分析经典二进制搜索算法的基础上,提出一种基于二进制搜索的改进算法以实现标签的快速识别。算法采用栈和队列技术、后退策略、碰撞位跟踪及并行处理思想,在碰撞处理中,读写器只需发送一个三维向量命令,标签以部分碰撞位参数为应答,减少传输数据量和识别次数;利用队列存储已识别的ID,将读写操作与碰撞处理并行,省去单独读写时间;采用模块并行处理,使读写器具有双核处理能力。测试结果表明,该算法在减少传输数据量和识别次数上优于经典二进制算法。