一种基于搜索树的RFID防碰撞算法研究

【摘要】伴随物联网的技术成熟度提高与应用普及，射频设别技术作为其底层信息采集技术之一也日益受到关注，并在机遇与挑战并存的情况下，表现出强大的生命力与创造力。RFID技术是一种利用射频信号通过空间耦合传输数据信息，并达到无接触识别目的的自动识别技术。RFID技术具有防水防磁、穿透力强、存储数据能力大、工作距离远、安全性高、多目标识别、无须人工干预等特点，被广泛应用到工业、制造业和服务业等领域。RFID系统中标签与阅读器之间通信使用同一无线信道，当多个标签同时与阅读器通信时无线信道中必然会产生数据碰撞。目前，解决数据碰撞问题的RFID系统防碰撞算法主要是基于Aloha的不确定型算法和基于树型的确定型算法，基于Aloha的防碰撞算法是一种随机时分多址方式，存在“标签饥饿”现象，即某些标签长时间没有被识别。树型算法可以规避这种现象，实现无差别完全识别，但是仍存在识别延时大，标签能耗大等缺点。本文将主要研究方向为树型防碰撞算法，解决现有算法的缺点。本文在分析和研究现有RFID防碰撞算法的基础上，提出一种基于锁位分组的搜索树RFID防碰撞算法，即BS-BLG算法。BS-BLG算法增加锁位分组和分组寻呼两个指令，标签发生数据碰撞时，标签ID号中只有发生碰撞的比特位对于识别是有用的，BS-BLG算法通过锁位分组指令将发生碰撞的比特位锁定提取出来构成标签新的ID号，减少通信冗余度，并统计标签新ID号中从第一位起连续“1”的个数，根据统计结果将标签分组；通过分组寻呼指令进一步缩减标签ID号，并支持后退策略，减少寻呼次数和通信冗余度。数学证明与仿真分析表明，BS-BLG算法在系统吞吐率、寻呼次数、传输延时和标签能耗等方面较其他树型算法有所提高，并执行过程符合RFID防碰撞协议。
【作者】狄春雨；
【导师】杨玉森；
【作者基本信息】吉林大学，通信与信息工程，2014，硕士
【关键词】RFID；搜索树；锁位分组；分组寻呼；

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