基于捕获效应rfid防碰撞算法的研究

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1、摘要摘要RFID是一种较为成熟的无线数据采集技术，在物流、货物收发、仓储，以及制造行业、供应链管理等领域得到了十分广泛的应用。在应用过程中，RFID系统经常需要同时对多个标签进行识别，容易出现标签读写碰撞问题，严重影响了系统性能。本文在“RFID传感器网络关键问题研究”与“RFID传感器网络及其应用技术研究”项目的研究基础上，主要针对标签密集的RFID系统的多标签防碰撞算法进行研究，为RFID读写模块设计理想的防碰撞算法，有效的避免、解决该装置之间的冲突，冗余RFID信息的删除，标签冲突的监测与消除。本文主要工作有：(1

2、)介绍了射频识别系统的组成、工作原理、调制方法等相关理论知识，随后着重介绍了射频识别系统中的读写器防碰撞算法和标签防碰撞算法。(2)对基本ALOHA防碰撞算法进行了深入研究，综合概率型算法和确定型算法的优点，提出一种改进的帧时隙ALOHA防碰撞算法，描述了该算法的基本原理、执行过程和系统的吞吐性能，并对该算法进行了仿真分析。(3)针对RFID系统多标签识别过程中存在的捕获效应，通过离散时间马尔可夫链模型与捕获概率理论对定帧长(Q值固定)读写器与变帧长(Q值可变)读写器的识别过程进行理论分析，证明捕获效应有增大系统吞吐量的

3、作用。(4)根据在读写器中配置EPCCIG2标准的典型参数对分析结果进行OMNET++仿真与ALLEN8800读写器性能测试，证明在考虑或者不考虑捕获效应两种情况下，RFID系统的防碰撞性能有明显的区别，并提出了系统参数的优化配置，确定等帧长的读写器拥有最佳的识别性能时所对应的Q值。仿真及实验结果表明，捕获效应对RFID系统的防碰撞性能有明显的影响，在Q=4时，变帧长读写器平均时隙数减少37％，定帧长读写器平均时隙数减少14．7％。同时对变帧长的读写器，我们也得到了一个关键的结论：为得到最大吞吐量，读写器在每一识别周期内

4、都需要对优化参数Q值进行选定。这些结果可以帮助生产商为读写器配置最优的参数，提升RFID系统防碰撞性能。关键字：射频识别；防碰撞；捕获效应：EPCClG2；离散时间马尔可夫链ⅡAbstractFIABSTRACTRFIDisamorenaturalwirelessdatacollectiontechnology,whoseapplicationisveryextensive，especiallyinthefieldoflogistics，cargo，delivery,warehousing，andmanufactur-i

5、ngindustry,supplychainmanagement．Intheapplicationprocess，whichtheREIDsystemoftenrequiresmultipletagstoidentifyatthesametime，thecollisionproblemoftenoccurs，impactingonsystemperformanceseriously．Basedonthe‘‘RFIDsensornetworkkeyissues'’andthe‘‘RFIDsensornetworksandi

6、tsapplicationtechnologyresearch'’projects，thispapermainlymadearesearchonmulti-taganti-collisionalgorithmfordensetagRFIDsystems，themainworkis淞following：(1)Statedtheoreticalknowledgeofradio丘equencyidentificationsystem,includingitscomposition,classification,workingp

7、rincipleanddataintegrity,thenfocusedontheALO-HAclasstaganti-collisionalgorithminREIDsystem．(2)ResearchedthemainstreamALOHAanti-collisionalgorithmandthebinarytreeal-gorithmindeep，synthesizedadvantagesofthetwoalgorithms，andputforwardaflameslotALOHAanti·collisionalg

8、orithm．Thenintroducedtheimprovedalgorithmforitsthebasicprinciplesoftheimplementationprocessandsystemthroughputperformance，meanwhiledemonstratedintheinstanceoft