UHF RFID Anti-kollisionsalgoritm

Kollision med flera taggar: flera taggar är i läsarens handlingsfält. När fler än två taggar skickar data samtidigt, kommer det att uppstå kommunikationskollision och datastörningar (kollision).

För att förhindra dessa konflikter måste vissa relaterade kommandon ställas in i radiofrekvensidentifieringssystemet för att lösa konfliktproblemet. Dessa kommandon kallas antikollisionskommandon eller algoritmer. Den är uppdelad i följande två typer, den deterministiska algoritmen baserad på den deterministiska avfrågningsmekanismen och den icke-deterministiska algoritmen baserad på den slumpmässiga mekanismen (främst ALOHA-algoritmen).

ALOHA-algoritmen är en direktåtkomstmetod. Grundidén är att anta det sätt som taggen talar först. När den elektroniska RFID-brickan kommer in i läsarens igenkänningsområde kommer den automatiskt att skicka sitt eget ID-nummer till UHF-läsaren. Under processen att skicka data från taggen, om det finns andra taggar Data också skickas, kommer överlappande signaler att uppstå, vilket orsakar kollisioner. Läsaren upptäcker om det finns en konflikt i den mottagna signalen. När en konflikt uppstår kommer läsaren att skicka ett kommando för att stoppa taggen från att skickas och vänta en tid innan den skickas igen för att minska konflikten.

1. Ren ALOHA-algoritm

I den rena ALOHA-algoritmen, om läs-skrivanordningen upptäcker att det finns ömsesidig interferens i signalerna, kommer läsaren-skrivaren att skicka ett kommando till taggen för att sluta sända signaler till läsaren-skrivaren; efter att taggen tagit emot kommandosignalen kommer den att sluta skicka information och gå in i standby-läge under en slumpmässig tidsperiod, och först efter att tidsperioden har gått kommer informationen att skickas till RFID-läsaren igen. Längden på standby-tidssegmentet för varje elektronisk RFID-tagg är slumpmässig, och tiden för att skicka signalen till läsaren igen är också olika, för att minska risken för kollision.

När UHF-läsaren framgångsrikt känner igen en viss tagg, kommer den omedelbart att utfärda ett kommando till taggen att gå in i vilande tillstånd. De andra taggarna kommer alltid att svara på de kommandon som utfärdas av läsaren, och upprepade gånger skicka information till läsaren. När taggarna känns igen kommer de att gå in i ett vilande tillstånd en efter en tills läsaren känner igen alla. Algoritmprocessen avslutas först efter att etiketterna i regionen har valts. Det kommer inte att förekomma någon kollision i sändningsramar, och det kan analyseras att sannolikheten P för framgångsrik sändning är relaterad till genomströmningshastigheten och mängden data som finns.

Funktioner: paketlängd (lika längd), stort konfliktområde, enkel implementering, lämplig för scenarier med låg paketöverföringstäthet

Sammanfattning: När en konflikt upptäcks, gå in i vänteläge, vänta en slumpmässig tidsperiod och skicka sedan

2. Tidslucka ALOHA

Den slitsade ALOHA-algoritmen delar upp tiden i flera diskreta tidsluckor, längden på varje tidslucka är lika med eller något större än en ram, och taggen kan bara skicka data i början av varje tidslucka. På detta sätt skickas taggarna antingen framgångsrikt eller helt kolliderar, vilket undviker partiella kollisioner i den rena ALOHA-algoritmen, halverar kollisionsperioden och förbättrar kanalutnyttjandet. Den slitsade ALOHA-algoritmen kräver att läsaren kalibrerar tiden för taggarna i dess identifieringsområde. Eftersom taggen bara sänder data i en viss tidslucka är kollisionsfrekvensen för denna algoritm bara hälften av den för den rena ALOHA-algoritmen, men systemets datagenomströmningsprestanda kommer att fördubblas.

Funktioner: Konfliktområdet är begränsat till tidsluckan, korrekt mottagning: ingen konflikt, korrekt verifiering, kollision: mottagningsfel, tom tidslucka

Sammanfattning: Dela upp kanalen i flera tidsluckor (större än eller lika med en ram), varje terminal kan bara börja sända information i varje tidslucka, konfliktområdet är begränsat till tidsluckan, och resultatet är bara framgång och kollision (misslyckande), är genomströmningen av slitsad ALOHA dubbelt så stor som för ren ALOHA.

3. Inramningstidslucka ALOHA

I ramtidsluckalgoritmen är tiden uppdelad i flera diskreta tidsluckor, och den elektroniska taggen kan bara börja sända information i början av tidsluckan. Läsaren/skrivaren skickar frågekommandon i en ramcykel. När den elektroniska taggen tar emot kommandot för begäran från läsaren, skickar varje tagg information till läsaren genom att slumpmässigt välja en tidslucka. Om en tidslucka endast väljs av en unik tagg, tas informationen som sänds av taggen i denna tidlucka emot framgångsrikt av Honglu-läsaren och taggen identifieras korrekt. Om två eller flera taggar väljer samma tidslucka att skicka, konflicts kommer att inträffa, och dessa taggar som skickar information samtidigt kan inte identifieras framgångsrikt av läsaren. Igenkänningsprocessen för hela algoritmen kommer att upprepas på detta sätt tills alla taggar känns igen.

Funktioner: Nackdelen med denna algoritm är att när antalet taggar är mycket större än antalet tidsluckor, kommer tiden att läsa taggar att öka kraftigt; när antalet taggar är mycket mindre än antalet tidsluckor kommer tidsluckor att gå till spillo.

Sammanfattning: Flera tidsluckor bildar en ram, och alla taggar väljer tidsluckor att skicka i ramen.

Binomial modell av ALOHA-algoritm

Binär trädsökningsalgoritm: Den binära trädsökningsalgoritmen kontrolleras av läsaren. Grundtanken är att kontinuerligt dela upp de elektroniska taggar som orsakar kollisioner och minska antalet taggar som ska sökas i nästa steg tills endast en elektronisk tagg svarar.

Grundidé: Efter att flera taggar kommit in på läsarens arbetsplats skickar läsaren ett förfrågningskommando med begränsningar och taggarna som uppfyller begränsningarna svarar. Om en kollision inträffar, modifiera begränsningarna enligt den bit där felet inträffade och skicka kommandona för frågan igen tills ett korrekt svar hittas och läs- och skrivoperationerna till taggen är klara. Upprepa ovanstående operationer för de återstående taggarna tills läs- och skrivoperationerna för alla taggar är klara.