基于ALOHA的RFID防碰撞算法的研究.pdf

1、無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification，RFID)是一種應(yīng)用廣泛的非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)通過(guò)空間電磁耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目標(biāo)的目的。同其它的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)（條形碼技術(shù)、光學(xué)識(shí)別、生物識(shí)別等）相比，RFID技術(shù)具有精度高、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、非視覺(jué)范圍讀寫(xiě)、壽命長(zhǎng)等特優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸管理、動(dòng)物和車輛識(shí)別、門(mén)禁系統(tǒng)、圖

2、書(shū)管理等領(lǐng)域。隨著物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，RFID技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的四大核心技術(shù)之一，未來(lái)有著十分廣闊的應(yīng)用前景。
　　隨著RFID技術(shù)大規(guī)模的應(yīng)用，閱讀器需要在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確地識(shí)別大量的標(biāo)簽。在RFID系統(tǒng)中，當(dāng)多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)與閱讀器進(jìn)行通信時(shí)，會(huì)發(fā)生標(biāo)簽碰撞，標(biāo)簽防碰撞算法就是為了解決這個(gè)問(wèn)題。在控制標(biāo)簽成本和算法復(fù)雜度的情況下，怎樣減少標(biāo)簽的識(shí)別時(shí)間、提高系統(tǒng)的吞吐率成為了標(biāo)簽防碰撞算法需要重點(diǎn)研究的課題。本文中研究了RFID防碰撞AL

3、OHA算法，并進(jìn)行了改進(jìn)。
　　本文首先介紹了RFID系統(tǒng)組成和工作原理，之后重點(diǎn)介紹了射頻識(shí)別系統(tǒng)中的防碰撞算法，其次著重分析了基于ALOHA系列的標(biāo)簽防碰撞算法，對(duì)典型的ALOHA算法進(jìn)行了詳細(xì)的性能分析和比較，由此得出影響ALOHA系列算法性能最關(guān)鍵的兩個(gè)問(wèn)題:第一，標(biāo)簽數(shù)量估計(jì)準(zhǔn)確度;第二，幀長(zhǎng)的調(diào)整。最后在深入分析了動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法的基礎(chǔ)上，分別對(duì)標(biāo)簽估計(jì)算法和幀長(zhǎng)的調(diào)整進(jìn)行了優(yōu)化:在標(biāo)簽估計(jì)中，采取了遞歸的思想

4、，用一個(gè)乘法因子與標(biāo)簽個(gè)數(shù)相乘，通過(guò)碰撞成功時(shí)隙數(shù)、碰撞時(shí)隙數(shù)和幀長(zhǎng)，求得碰撞時(shí)隙標(biāo)簽個(gè)數(shù)期望值和乘法因子的關(guān)系，以求降低錯(cuò)誤率;針對(duì)DFSA算法中當(dāng)幀長(zhǎng)和標(biāo)簽的個(gè)數(shù)近似相等時(shí)幀長(zhǎng)調(diào)整頻繁和碰撞時(shí)隙數(shù)過(guò)多的問(wèn)題，提出了一種線性回歸的動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法，在保持系統(tǒng)吞吐率35％以上的情況下，通過(guò)線性擬合求得幀長(zhǎng)與未識(shí)別標(biāo)簽個(gè)數(shù)的關(guān)系，描述了改進(jìn)型算法基本原理，對(duì)改進(jìn)算法進(jìn)行了仿真，分析了系統(tǒng)的吞吐性能。仿真結(jié)果表明:優(yōu)化后的標(biāo)簽估計(jì)算