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RFID(Radio Frequency Identification)也称无线射频识别,该技术利用射频方式进行非接触双向通信和数据交换,以实现目标的自动识别和远程实时监控及管理。随着大规模集成电路技术的成熟和多目标识别需求的增加,RFID技术得到了越来越广泛的应用。然而,RFID系统中经常出现的数据冲突造成的碰撞问题严重影响了系统吞吐率。为了实现标签的高效识别,必须执行有效的防碰撞算法。
从二十世纪七十年代至今,防碰撞算法逐步走向繁荣发展的阶段,成为RFID领域热点研究内容之一。本文分别针对高频和超高频中防碰撞算法的缺点和不足,研究提出了几种改进的标签防碰撞算法,并完成算法的软件仿真实现。仿真结果显示,改进后的算法分别在不同方面克服了原算法的不足,提高了防碰撞算法的性能。
本文主要研究内容和贡献如下:
1.分析RFID系统中标签防碰撞算法的发展现状,比较现有算法的性能及优缺点
目前大部分的产品都具备了较好的防碰撞功能,各标准都明确定义了防碰撞算法,针对不同的应用场景,研究人员也提出了相应的防碰撞方案。本文总结了RFID标签防碰撞算法的发展现状,并对各种算法在运行机制和执行性能等方面进行了分析和比较。
2.高频部分典型RFID标签防碰撞算法研究
高频部分是RFID系统应用最广泛和发展最成熟的频段,目前已经存在多种基于该频段的标签防碰撞算法。本文针对工作在该频段的两类典型标签防碰撞算法——动态帧时隙Aloha算法和IS0 15693协议中定义的防碰撞方案,在分析研究的基础上分别提出了基于动态帧时隙Aloha算法帧长及分组数改进方案和基于IS0 15693的安全的标签防碰撞算法,弥补了原算法执行过程中的缺陷和不足。
3.超高频典型算法--EPC Gen2标签防碰撞算法研究
EPC Gen2标准是最近发展起来一项超高频RFID标准,该标准良好的执行性能、保密性和较好的自适应性使它一经提出就迅速成为人们研究的热点。本文在研究该标准定义的防碰撞机制的基础上,针对该标准中Q值调整算法及防碰撞过程中的一些不足,提出了新的Q值调整算法及改进的时隙随机Aloha算法。仿真结果显示,改进后的算法不但增加了系统的吞吐率,也降低了标签识别延时,表现出了较好的性能。