RFID防碰撞技术

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1、第七章RFID防碰撞技术主要内容一、教学内容的引入二、产生碰撞的原因三、防碰撞机制四、防碰撞算法五、读写器防碰撞机制的实现21一、教学内容的引入多个文件箱同时通过闸门读写器，如何正确识别？3二、产生碰撞的原因1什么是碰撞在RFID系统应用中，因为多个读写器或多个标签，造成的读写器之间或标签之间的相互干扰，统称为碰撞。2碰撞的类型1、读写器碰撞2、标签碰撞42二、产生碰撞的原因Time完全碰撞TagADataDataDataDataData12345TimeTagBDataDataDataDataData24135Time读写器RFID数据碰撞示意图5二、产生碰撞的原因多标签碰

2、撞tag1tag5一个读写器的读写范围内有tag2阅读器多个标签存在，发生通信冲突。tag3tag463二、产生碰撞的原因多读写器一标签干扰Tag3Tag1Reader2Reader1Tag2标签1接收到的信息为两个读写器发射信号的矢量和,是一个未知信号。7三、防碰撞机制如何解决碰撞的问题呢？系统常用的反碰撞法有以下四种:空分多路法(SDMA)、频分多路法(FDMA)、时分多路法(TDMA)和码分多路法(CDMA)84三、防碰撞机制RFID系统中防碰撞算法分类电子标签的低功耗、低存储能力和有限的计算能力等限制，导致许多成熟的防碰撞算法（如空分多路法）不能直接在RFID系统中应

3、用。这些限制可以归纳为：（1）无源标签没有内置电源，标签的能量来自于读写器，因此算法在执行的过程中，标签功耗要求尽量低；（2）RFID系统的通信带宽有限，因此防碰撞算法应尽量减少读写器和标签之间传输信息的比特数目；（3）标签不具备检测冲突的功能而且标签间不能相互通信，因此冲突判决需要读写器来实现；（4）标签的存储和计算能力有限，这就要求防碰撞协议尽可能简单，标签端的设计不能太复杂。9三、防碰撞机制1、空分多路法（空间分割多重存取）(SDMA)利用空间分割构成不Tag5Tag3同的信道。如：在一颗卫星上使用多个天线，每个天线的波束射向地球表面不Tag4同区域。地面上不同地Tag1

4、读写器区的地球站，它们在同一时间，即使使用相同的频率进行工作，它们之间也不会形成干拢。Tag6Tag7空分多址（SDMA）是一种信道增容的方式，Tag2可以实现频率的重复使用，充分利用频率资源。105三、防碰撞机制TagTag自适应SDMA，电子控Reader分离的空间范围内制定向天线，天线的方向直接对准某个标签重新使用确定的资源（通信容量）Tag空分多路法的缺点是天线系统复杂，会大幅度提高成本。11三、防碰撞机制2、频分多路法（频率分割多重存取）(FDMA)阅读器广播命令Tag1f1读f2Tag2写Tag3将信道频带分割为器若干更窄的互不相交f3Tag5的频带（称为子频带），

5、划分后的每个f4子频带分给一个用户Tag4专用（称为地址）。f阅读器读写区域5126三、防碰撞机制把若干个使用不同载波频率的传输通路同时供给通信用户使用。aTaga频分多路法可将b需要传输的每路信ReaderTag号调制到不同的载b波频率上，传输过程中不同频率的各c路信号不会相互干Tag扰，缺点是每个接c收通路必须有自已单独的接收器，阅读器的费用高。13三、防碰撞机制3、时间分割TDMATDMA是把整个可供使用的信道容Tag量按时间分配给多个同户的技术。a’a1a’b’c’abcReaderb’bTag2c’cTag3147三、防碰撞机制4、码分多路法15四、防碰撞算法1.RF

6、ID中防碰撞算法分类168四、防碰撞算法2、标签防碰撞算法RFID系统的标签防碰撞算法大多采用时分多路法，该方法可分为非确定性算法和确定性算法。非确定性算法也称标签控制法，在该方法中，读写器没有对数据传输进行控制，标签的工作是非同步的，标签获得处理的时间不确定，因此标签存在“饥饿”问题。ALOHA算法是一种典型的非确定性算法，实现简单，广泛用于解决标签的碰撞问题。确定性算法也称读写器控制法，由读写器观察控制所有标签。按照规定算法，在读写器作用范围内，首先选中一个标签，在同一时间内读写器与一个标签建立通信关系。二进制树型搜索算法是典型确定性算法，该类算法比较复杂，识别时间较长，但

7、无标签饥饿问题。17四、防碰撞算法1防碰撞的基本算法ALOHAaloha[əˈloʊhə]int.夏威夷人问候语，欢迎，再见;ALOHA算法是一种随机接入方法，其基本思想是采取标签先发言的方式，当标签进入读写器的识别区域内时就自动向读写器发送其自身的ID号，在标签发送数据的过程中，若有其他标签也在发送数据，将会发生信号重叠，从而导致冲突。读写器检测接收到的信号有无冲突，一旦发生冲突，读写器就发送命令让标签停止发送，随机等待一段时间后再重新发送以减少冲突。189四、防碰撞算法(1)纯ALOHA