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一种新颖的RFID防冲突算法

更新时间：2019-09-01 20:37:47 大小：257K 上传用户：yuwei664查看TA发布的资源 标签：RFID 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

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一种新颖的RFID防冲突算法

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通信技术  
一种新颖的 RFID 防冲突算法  
张 明, 张建华, 徐国鑫, 张 平  
( 北京邮电大学  
无线新技术研究室, 北京  
)
100876  
92#  
摘 要: 提出一种应用于  
系统上行链路的多标签冲突检测算法, 并给出了参考实现电路。  
RFID  
依算法, 对电子标签进行随机分群, 在群间做随机避让, 在群内进行冲突检测和标签的仲裁。与现有  
的随机避让算法和二进制树算法相比, 该算法不但有效降低了碰撞次数, 实现电路也更简单。  
关键词:  
电子标签 防冲突算法 仲裁  
RFID  
无线射频识别(  
) 是一种非接触式的自动识别  
并将群随机排序以实现群间的随机避让, 然后在群内进  
行冲突检测和标签的仲裁。实现时标签仅需一个寄存  
器: 利用其高位存储群号, 低位存储冲突检测时退避的  
RFID  
技术, 其基本原理是利用射频信号和空间耦合( 电感或  
电磁耦合) 的传输特性, 实现对特定物体的自动识别。  
技术可以追溯至第二次世界大战期间, 后来发展  
步数, 实现极为简单。下面以 位寄存器为例具体说明  
RFID  
应用到铁路、军队的货物跟踪甚至宠物识别上。在过去  
的半个多世纪里, 的发展经历了从技术探索、试验  
8
本算法的仲裁机制。  
当读写器初始化标签时, 所有标签在  
之间任  
RFID  
研究、商业应用和标准化建立等几个重要阶段。从现有  
发展趋势看, 将构建虚拟世界与物理世界的桥梁。  
0～15  
选一个整数存入寄存器高 位 ( 相当于随机选择一个  
4
RFID  
可以预见在不久的将来,  
群) 并把寄存器低 位设为全 , 同时产生一个 或  
4 0 0 1  
技术不仅会在各行各业  
的随机数加到寄存器中。如果此时寄存器中的 比特数  
8
RFID  
被广泛采用, 最终  
技术还将会与普适计算技术相  
为全 则回传该标签的  
(
是指电子标签的惟一标  
RFID  
0
ID ID  
融合, 对人类社会产生深远影响。  
识, 在不同的编码系统中有不同的含义) 。如果多个标签  
同时回传数据, 则冲突发生。发生冲突后, 其他寄存器高  
系统一般由电子标签和读写器两个部分组成,  
RFID  
读写器具有同时读取多个电子标签的功能。在多标签对  
位为 的标签寄存器中的数加 , 而寄存器中的 比特  
4
0
1
8
一个读写器的  
系统中, 标签经常会同时向读写器  
数为全 的标签则再产生一个 或 的随机数加到寄存  
0 0 1  
RFID  
传输数据, 这就要求  
系统建立一种仲裁机制来避  
器中。如果寄存器作加法后仍为全零, 则继续回传该标签  
的 ; 如果回传时不发生碰撞, 则其他寄存器高 位为  
RFID  
免数据发生碰撞。考虑到电子标签本身尺寸、能耗的限  
ID  
4
0
制, 防碰撞机制在保障功能的同时还要求尽量简单易  
的标签仅把寄存器低 位减 后重复前面的回传操作。  
4
1
行, 这正是  
系统设计的挑战之一。  
当寄存器高 位全为 的标签全部回传完  
, 则所有其  
RFID  
4
0
ID  
文献  
和
提出了三种  
系统的防碰撞算法。  
RFID  
他标签把寄存器高 位减 后重复前面的操作。  
[1] [2]  
4
1
算法 基于随机避让、冲突检测的原理, 使用 个 位  
A
1
8
此外依本算法, 由于所有标签随机选择群, 有可能  
会出现某个群中的标签数目过大, 使该群中的标签在仲  
寄存器和 个 位随机数产生器, 最大可以仲裁标签的  
1
8
数量只有  
个。算法 基于二进制数的原理, 使用  
裁过程中始终发生碰撞, 标签寄存器始终加 , 导致寄  
1
256  
B
1
个 位寄存器和 个 位随机数产生器, 理论上最大可  
存器低 位向高 位进位。进位意味着所有进位的标签  
4 4  
8
1
1
256  
以实现  
个标签的仲裁。文献  
提出了对该算法的一  
的寄存器低 位清零而高 位加 , 这使得这些标签不  
4 4 1  
2
[3]  
个实现方案, 文献  
对该算法做了很大改进。算法 类  
再属于原有的群而归入到下一个群中, 从而优化了因随  
[4]  
C
似于算法 , 使用 个  
位寄存器和  
个 位随机数  
机选择而产生的分布不均匀的群标签数。  
A
1
16  
16  
1
4
产生器, 最大可以仲裁标签的数量是  
个。本文中,  
本算法中, 标签最大退让步数为  
步, 因此每个  
65 536  
2 =16  
16  
作者提出一种分群避让、群内冲突检测的算法和其改进  
群最大能仲裁的标签数目为  
, 则本算法能仲  
2 =65 536  
16  
算法, 仅需要 个 位寄存器和 个 位随机数产生器  
裁的标签数理论上限是 。  
16×2 =1048 576  
1
8
1
1
就可以实现最大  
个标签的仲裁, 而且碰撞次数  
1 048 576  
算法步骤  
2
相对于算法 要大大减少。  
B
本节给出算法步骤, 假设使用一个 位寄存器, 则  
8
仲裁机制描述  
本算法包括以下步骤:  
) 在所述 系统的被动方 标签中设计一个  
1
本方法的核心思想是: 首先把电子标签随机分群,  
(
1
RFID  
-
4+4  
127  
本刊邮箱  
:eta@ncse .com .cn  
《电子技术应用》  
2006  
年第 期  
6

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