一种基于查询树的RFID防碰撞优化算法

摘
要： 为 了提 高 ＲＦ Ｉ Ｄ 系统 多标签情 况下的标签识别效 率， 分析 了现 有的二进 制树机制 算法 ， 提 出了一种基 于查询树
的 ＲＦ Ｉ Ｄ 防碰撞优化算法 ， 旨在 减少算法搜索次数和传输数据量 。 该算 法通过 引入查询栈 以实现 带记 忆的动 态查询来较
少搜 索次数 ； 通过 引用数组和寄存器来存储非碰撞位和碰撞位置 并优化 查询命令和 标签回传信息来减少传输数据量。 分
命 令 ，标 签 将 编码 开始 位 置前 的碰撞 位 编 码 与 碰撞
１ 一种基 于查询树的 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ防碰撞优 化算法 位前缀相 比较 ，相 同的回传低于编码开始位置的全
本文 提 出的一 种 Ｒ Ｆ基础 的碰 撞 点跟 踪 技 术 和二 进 制查 询
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ ２ — ０ ５
基金项 目： 桂林 电子科技大学研究生教育创新计划资助项 目（ Ｘ Ｊ Ｙ Ｃ ２ ０ １ ２ ０ ０ ７ ） 。 作者简介 ： 何少佳 ， 博士 ， 研究员 ， 主研 领域 ： 电力 电子 与电力传 动 ， 智能控制 ， 机电控制技术 。 ５ ３
析与仿真结果表 明， 该算法在搜 索次数上和在数据传输量上 比之 经典二进 制防碰撞 算法有 了较大地减 少， 算 法的平均识
别效率达到 了 ０ ． ６ ５左右 。 达 到 了较 高水 平 。 关键词 ： 查询 树 ； ＲＦ Ｉ Ｄ 系统 ； 防碰 撞 ； 标 签 识 剐 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ３ １ ２ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ｌ ０ ５ — ０ ０ ５ ３ — ０ ４
标志寄存器都设置 为空 ，阅读器 向标签发送查询命 令使所有 的标签都 响应并回传其编码 。若 阅读器检 测 到碰 撞 位 ， 则 将 碰撞 位 置 存 于 寄存 器 中 ， 同时 在数
查询树算法 ， 提出一种基 于查询树 的 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ防碰撞优 据存储 区设一维数组 （ 有 位元素 ， 其中 为标签编 ， 并将 未 碰 撞 的位 的编 码存 于数 组 对应 下 化算法 ，此算法通过引入查询栈 以实现带记忆的动 码 的 长度 ） 态查询来较少搜索次数 ；通过引用数组和寄存器来 标 的位 中， 下 标与碰撞 位置相同 的元素用 “ ０ ” 补充 ， 存储非碰撞位和碰撞位置并优化查询命令和标签 回 然后以格式为“ ’ 碰撞位前缀 ’ ＋编码 开 始 位 置 ” 进 行 传信息来减少传输数据量。最后 ， 将本算法与其它算 查询栈 内容的更新 ，完成后向所有标签发送写命令 法 进行 比较 分 析 和实 验 仿 真 以验 证 算法 的可 行 性 与 将 碰撞 位 置 写入 标 签 的碰撞 位 置 标 志 寄存 器 中。初 始 化完 成 后 ，将 查 询 栈 中的 内容 出栈 ２位 作 为请 求 算法 的效果 。
基于 Ａ Ｌ Ｏ Ｈ Ａ机 制 的随 机算 法 ； 二 是基 于 二进 制 树 机 制 的 确 定 算 法 。基 于 Ａ Ｌ Ｏ Ｈ Ａ 机 制 的 随机 算 法 存 在 志 。当标 签 接 收到查 询命 令 时 ， 将 发生碰 撞 的位 置 的 编码 与查 询 前缀 相 比较 ，碰 撞 位 编码 与前 缀 一致 的
《 装 备制 造技 术） ２ ｏ １ ５年第 ５期
一
种基于查询树 的 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ防碰撞优 化算法
何少佳 ’ ， 高韵沣 ， 邓子信 ， 石旅光
５ ４ １ ０ ０ ４ ；
（ １ ． 桂林 电子科技大学广西制造系统与先进制造技术重点实验室， 广西 桂林 ２ ． 桂林电子科技大学机 电工程学院， 广西 桂林 ５ ４ １ ０ ０ ４ ）
部的碰撞位编码 。 若发生碰撞 ， 则再次更新查询栈内 容， 然后再每次 出栈 ２ 位作为请求命令发送 ， 直到没
检测碰撞发生。若未发生碰撞 ， 则将 回传 的碰撞位编 码按位分别与数组 中碰撞位 中的元素按位取或并存 树算法为基础的一种改进算法。其主要思想为 ： 阅读 此 时， 得 到 的动 态数 组 中的 内 器设有查询栈 、 寄存器和数据存储区。查询栈用于存 于 另一 个 动 态数 组 中 ，
随 着 ＲＦ Ｉ Ｄ技 术 被 广 泛 地 应 用 在 物 流 、生 产 控
储查 询 前 缀 ， 即查 询命 令 内容 ； 寄 存 器用 于存 储 碰撞
制、 系统管理等领域 ， Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ技术成为了研究 的热点 ， 发生 的位置 ； 数 据存 储 区可 用 于储存 非 碰撞 位 。标签 其中Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ标签防碰撞技术 ， 成为了研究中的热点难 模 块 中的 数 据 区也设 有 额 外 的寄 存 器 ［ ９ １ 碰 撞 位 置 标 状 态 寄存 器 ） ， 用 于 对 碰 撞 的位 置 进 行 标 点 。 目前标 签 防碰撞 技 术研 究 主要有 两 个方 向 ： 一 是 志 寄 存 器 （
容 即为标 签 的编 码 ， 对 其 进 行 相关 操 作 （ 如读 ／ 写 数 撞 位 的位 置 ， 依 次人 栈 后重 复步 骤 （ ３ ） 。 （ ５ ） 若碰 撞 只有 一 位 ，则将 碰 撞 位用 ０ 、 １ 替换 ， 据） 后， 将其置入休眠模式。而一旦查询栈的内容为 空， 则 标 志 已经 完 成 了所 有 的标 签 的识 别 和 读 取 ， 所 然 后 将 上一 次 碰撞 前 缀 、新 已识 别 的 编码 的每 一 位 移动位数为寄存器 中存的内容 ， 有标签只有等待接收到新 的“ 唤醒 ” 命令才会重新激 分别左移相应位数（
“ 标 签饿死 ” 的情况 ， 而基于二进制树机制 的确定算 标签 再 次 回传剩 余 的碰撞 位 的编码 。初 始化 时 ， 阅读 法不存在此情况 ， 理论上可以达到 １ ０ ０ ％的正确识别 器 中的查询栈 、寄存器和存储 区和标签 的碰撞位置
率， 这特 点 成为 了两 类 算法 的最 主要 的区别 之一 。本 文 将 主要 对 基 于二 进 制树 机 制 的 确定 算 法 进 行分 析 和研 究 。在本 文 ， 将 结 合 已有 的研 究 ， 基 于 二 进制