Research of RFID anti collision algorithm based on

针对射频识别技术（R．FID）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R-FID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。     

用自适应图着色算法解决RFID阅读器冲突问题

建立了阅读器网络的图模型,阐述了阅读器网络拓扑结构固定和可随机改变情况下对解决阅读器冲突问题的不同要求。对于动态阅读器网络应用中的阅读器冲突问题,基于图着色方法提出了一种自适应分布式的颜色选择算法,这种算法能降低相邻阅读器冲突概率,并且使获得特定百分率的成功传输所需的总时隙数最少。     

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.     

基于位判别的后退式搜索防碰撞算法

在射频识别(RFID)系统中,经常出现多个标签同时向阅读器传递信息,进而相互干扰导致阅读器无法正确识别标签的碰撞现象。针对这一问题,提出了一种基于位判别的后退式二进制搜索防碰撞算法。该算法在传统后退式二进制搜索算法的基础上进行了改进,提出了碰撞距离的概念,通过对碰撞距离的判别来确定搜索的方式。实验结果表明,改进算法的性能比其他几种算法有所提高,传送数据量降低了很多。该算法可以有效的减少传输数据量,提高识别速率。     

面向中长跑体能测试的RFID设计与实现

将RFID无线射频技术应用于中长跑的体能测试计时,以我国标准400 m跑道为例设计RFID自动计时系统的无线阅读器布局,使用频率为2.4 GHz的阅读器对电子标签进行识别。针对基于RFID的中长跑自动计时系统的无线阅读器和电子标签进行硬件设计,并使用帧时隙ALOHA算法实现多个运动员同时进入阅读器识别范围内的防碰撞处理。使用定位算法对阅读器识别范围内的运动员进行定位,确定运动员成绩。最后通过实验方法验证基于RFID的中长跑自动计时系统。     

双时隙动态二进制搜索RFID防碰撞算法

在二进制搜索算法的基础上引入时隙的思想,提出了一种新的防碰撞算法:双时隙动态二进制搜索防碰撞算法.该算法利用阅读器堆栈形成进一步搜索命令;响应标签分为两个子集,并分别在两个时隙发送数据信息,一次搜索最多可识别4个标签.仿真结果表明:新算法减少了搜索次数和识别时间,提高了RFID系统的性能.     

分组自适应分配时隙的RFID防碰撞算法研究

为了解决射频识别(Radio Frequency IDentification,RFID)系统中的多标签防碰撞问题,在分析帧时隙ALOHA算法的基础上,提出一种基于分组自适应分配时隙的RFID防碰撞算法(GAAS).首先让阅读器对标签随机所选的时隙进行扫描统计,并将其发送给每一个标签,标签再进行相应地时隙调整,使阅读器跳过空闲时隙和碰撞时隙,自适应地分配有效时隙,进而对标签进行快速识别.当未识别标签数比较大时,算法采用分组以及动态调整帧长等策略,以减少时隙处理的时间.仿真结果表明:GAAS算法提高了系统的识别效率和稳定性,降低了传输开销.特别是当标签数超过1000时,该算法的吞吐率仍保持在71%以上,比传统的帧时隙ALOHA-256算法和分组动态帧时隙ALOHA算法的系统效率分别提高了300%和97.2%.     

捕获效应下RFID标签的CATPE防冲突协议

在被动式RFID系统中,当多个标签同时向阅读器发射信号时,捕获效应能使阅读器成功接收其中一个标签信号。为提高捕获效应下的识别效率,本文提出一种名为CATPE (capture-aware and tag-population estimation)的RFID标签防冲突协议。该协议可同时估计标签数和捕获效应的发生概率,并在非等长时隙下设置最优帧长。CATPE协议的优点在于不需搜索极值,仅一步计算就能完成估计,从而降低了计算复杂度。计算机仿真显示,该协议与已有协议的识别效率相近,但计算复杂度得到了降低。     

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.     

位屏蔽多叉树搜索射频识别防碰撞算法

针对RFID树型防碰撞算法中时隙数多、数据通行量大等问题,提出了一种改进的多叉树防碰撞算法,阅读器准确检测碰撞位并向标签反馈碰撞位信息,标签对阅读器已知的ID位进行屏蔽,把ID号转换成连续碰撞的序列号.阅读器利用屏蔽位信息和标签返回的碰撞位编码信息,对标签进行分层分类搜索.通过对标签ID进行屏蔽,阅读器和标签间仅发送对方不知道的碰撞位信息.该算法减少了碰撞时隙和识别时隙,避免了空闲时隙,减少了阅读器和标签间的数据通信量.理论分析和仿真结果表明,该算法减少了系统的时隙总数和数据通信量,提高了阅读器的识别效率.     

一种基于图论的RFID防冲突建模与优化方法

针对RFID系统的超高频段、多读写器的静态拓扑结构,研究了读写器冲突问题,并提出了一种图论的图着色算法与遗传算法相结合的防冲突干扰方法.该静态预定义算法对读写器冲突建立图论模型,将读写器时隙分配问题转化为图论模型的K-顶点着色问题,优化遗传算法并用于求解图的K-顶点着色问题,求得最小时隙数和最优时隙分配方案.最后将算法应用于算例.实验结果表明该方法可行、实用,能够有效地防止读写器冲突干扰.     

基于图着色的事务调度算法的设计

将处理对象抽象转换为事务,对于事务的调度问题提出了基于图着色思想的算法.将事务以及之间的联系建立事务调度模型,同时等价地转化为图着色问题,通过对图中的顶点着色来实现具有冲突的事务的调度.与一般图着色处理方式不同的是,本算法思想采用了对节点进行着色的思想来实现事务调度.基于图着色的算法的设计与实现使多事务多冲突问题得到解决、并且最大程度满足事务执行所需各元素的特殊要求.     

基于FPGA的图着色问题求解

图着色问题是在满足相邻顶点不能分配相同颜色且颜色数最少的约束条件下,将图的顶点划分为不相交的集合,且每个集合中的顶点分配相同的颜色。由于图着色问题属于NP-完全问题,求解图着色问题的算法复杂度会随顶点个数的增加呈指数级增长。当顶点个数非常大时,通用处理器求解图着色问题的性能将会显著下降。因此,该文基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现求解图着色算法的专用硬件加速器。首先依据FPGA模块化的设计思路提出并实现了基于回溯法的图着色问题求解的硬件架构;其次分析了FPGA内部消耗资源与图着色顶点数之间的关系;最后利用通用异步收发传输器协议实现了通用处理器与FPGA的通信。实验结果表明,相比于在通用处理器上利用软件实现图着色算法,基于FPGA所实现的图着色算法运行时间减少了一个数量级。除此之外,FPGA内部消耗资源数与顶点个数呈线性关系,且每次迭代时FPGA运算所消耗的时间与顶点个数无关。     

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.     

A Graph Coloring Based TDMA Scheduling Algorithm for Wireless Sensor Networks

Wireless sensor networks should provide with valuable service, which is called service-oriented requirement. To meet this need, a novel distributed graph coloring based time division multiple access scheduling algorithm (GCSA), considering real-time performance for clustering-based sensor network, is proposed in this paper, to determine the smallest length of conflict-free assignment of timeslots for intra-cluster transmissions. GCSA involves two phases. In coloring phase, networks are modeled using graph theory, and a distributed vertex coloring algorithm, which is a distance-2 coloring algorithm and can get colors near to $(\updelta +1)$ , is proposed to assign a color to each node in the network. Then, in scheduling phase, each independent set is mapped to a unique timeslot according to the set’s priority which is obtained by considering network structure. The experimental results indicate that GCSA can significantly decrease intra-cluster delay and increase intra-cluster throughput, which satisfies real-time performance as well as communication reliability.     

射频识别系统中的防冲突算法研究

在射频识别(Radio Frequency Identification,简称RFID)系统工作时,可能会有多个电子标签同时处于读写器的作用范围内,如果有两个或两个以上的电子标签同时向读写器发送数据,则会出现通信冲突或数据相互干扰.在读写器的接收器中,若不能正确识别电子标签的数据包,系统就会产生错误.为了防止RFID系统中多个电子标签同时向读写器发送识别信息产生冲突问题,从射频识别系统中防冲突算法的原理出发,研究了二进制搜索算法.结合动态二进制搜索算法的改进思路,提出了一种改良型动态二进制搜索算法.     

An Efficient Anti-collision Protocol for Fast Identification of RFID Tags

Tag collision prevention/resolution for radio frequency identification (RFID) tags is one of the most significant issues for fast tag identification. This paper proposes a new anti-collision protocol that has objective of minimizing the tag identification delay. The proposed scheme reduces the tag collisions by allocating exclusive timeslot to each tag using identified timeslot information. Performance evaluation based on numerical and simulation results shows that the proposed anti-collision method improves RFID identification performance.