RFID标签防碰撞算法研究
RFID技术中常见的防碰撞算法解析
RFID技术中常见的防碰撞算法解析RFID（Radio Frequency Identification）技术是一种利用无线电波进行非接触式自动识别的技术，广泛应用于物流、供应链管理、仓储管理等领域。
在RFID系统中，防碰撞算法是解决多个标签同时被读取时发生的碰撞问题的关键。
一、RFID技术的基本原理RFID系统由读写器和标签组成。
读写器通过无线电波向标签发送信号，标签接收到信号后进行解码，并将存储的信息发送回读写器。
RFID标签分为主动式标签和被动式标签两种。
主动式标签内置电池，可以主动发送信号；被动式标签则依靠读写器发送的信号供电。
二、RFID系统中的碰撞问题在RFID系统中，当多个标签同时进入读写器的工作范围内时，它们可能会同时响应读写器的信号，导致信号碰撞。
碰撞问题会导致读写器无法准确识别标签，从而降低系统的可靠性和效率。
三、防碰撞算法的分类为了解决RFID系统中的碰撞问题，研究人员提出了多种防碰撞算法。
根据不同的原理和实现方式，这些算法可以分为以下几类：1. 随机算法随机算法是最简单的防碰撞算法之一。
它通过在读写器发送的信号中添加随机延迟来避免碰撞。
每个标签在接收到读写器信号后，随机选择一个延迟时间后再发送响应信号。
这样可以降低多个标签同时发送信号的概率，减少碰撞的发生。
然而，随机算法的效率较低，可能会导致系统的响应时间延长。
2. 二进制分割算法二进制分割算法是一种基于二进制编码的防碰撞算法。
它将标签的ID按照二进制编码进行分割，每次只处理一位二进制数。
读写器发送的信号中包含一个查询指令，标签根据自身ID的某一位和查询指令进行比较，如果相同则发送响应信号，如果不同则保持沉默。
通过逐位比较，最终可以确定每个标签的ID。
二进制分割算法具有较高的效率和可靠性，但对标签ID的编码方式有一定要求。
3. 动态算法动态算法是一种基于动态时间分配的防碰撞算法。
它通过读写器和标签之间的协调来避免碰撞。
读写器会发送一个时间窗口，标签根据自身ID的某一位和时间窗口进行比较，如果相同则发送响应信号，如果不同则保持沉默。
RFID标签数目估计和防碰撞算法研究的开题报告
RFID标签数目估计和防碰撞算法研究的开题报告一、课题背景RFID（Radio Frequency Identification）技术是一种无线自动识别技术，可实现对一定范围内的物体进行无线识别和读写。
这种技术逐渐适用于各种应用场景，如物流管理、环境监测、智能家居等领域。
在RFID应用中，大量的RFID标签可能同时存在于同一区域内，而如何快速准确地识别这些标签，能否防止标签间的碰撞，是一个重要的研究方向。
二、研究内容本课题拟探究RFID标签数目估计和防碰撞算法，研究内容包括：1. RFID标签数目估计算法。
通过分析RFID信号的强度、多径反射、干扰等因素，提出一种能够快速估计RFID标签数目的算法。
2. RFID标签防碰撞算法。
根据不同应用场景下的需求，结合现有防碰撞算法，提出一种更加高效、精准的RFID标签防碰撞算法。
三、研究目标及意义本课题的研究目标是设计出一种能够快速准确估计RFID标签数目和实现RFID标签防碰撞的算法。
该研究意义在于提高RFID技术的应用效率和管理效益，减少RFID标签识别时的误差和干扰，提高系统的稳定性和可靠性。
四、研究方法本课题将采用以下研究方法：1. 理论分析法。
研究RFID标签数目估计和防碰撞算法的相关理论，进行算法设计和验证。
2. 模拟实验法。
通过建立RFID标签数量不同的实验场景，对算法进行模拟实验，评估算法的性能和可行性。
3. 实际测试法。
通过实际场景中的RFID标签数量变化，进行算法的测试和验证，分析算法的适用性和实用性。
五、研究难点本课题的研究难点包括：1. RFID标签数量的估计。
如何准确估计RFID标签数量，消除干扰和多径反射的影响。
2. RFID标签防碰撞。
如何在高密度的RFID标签环境下，设计一种高效的防碰撞算法，保证标签的正常识别和数据传输。
六、研究计划预计完成时间：2021年9月-2022年6月主要研究内容：第一阶段：文献调研和理论分析。
调研现有RFID标签数目估计和防碰撞算法的研究成果，掌握相关理论，设计算法方案。
RFID防碰撞算法分析与研究
RFID防碰撞算法分析与研究（转载）分类：技术应用关键词：RFID； 防碰撞；Aloha算法；二进制树算法；前言无线射频识别技术 RFID (Radio Frequency Identification)是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)传输特性自动识别目标物体的技术，RFID系统一般由电子标签和阅读器组成。
阅读器负责发送广播并接收标签的标识信息；标签收到广播命令后将自身标识信息发送给阅读器。
然而由于阅读器与所有标签共用一个无线信道，当阅读器识别区域内存在两个或者两个以上的标签在同一时刻向阅读器发送标识信息时，将产生碰撞，致使阅读器不能对一些标签进行识别处理；解决此碰撞的方法称为防碰撞算法。
RFID防碰撞问题与计算机网络冲突问题类似。
但是，由于RFID系统中的一些限制，使得传统网络中的很多标准的防碰撞技术都不适于或很难在RFID系统中应用。
这些限制因素主要有：标签不具有检测冲突的功能而且标签间不能相互通信，因此冲突判决需要由阅读器来实现；标签的存储容量和计算能力有限，就要求防冲突协议尽量简单和系统开销较小，以降低其成本。
RFID系统通信带宽有限，因此需要防碰撞算法尽量减少读写器和标签间传送的信息比特的数目。
因此，如何在不提高RFID系统成本的前提下，提出一种快速高效的防冲突算法，以提高RFID系统的防碰撞能力同时识别多个标签的需求，从而将RFID技术大规模的应用于各行各业，是当前RFID技术亟待解决的技术难题。
现有的标签防冲突算法可以分为基于ALOHA机制算法和基于二进制树机制的算法。
本文将对这两类算法进行详细研究。
并针对如何降低识别冲突标签时延和减少防碰撞次数方面进行改进，在二进制树算法的基础上，结合二进制搜索算法的特点，提出了一种改进的二进制防碰撞算法思想。
1 RFID系统中防碰撞算法1.1 Aloha算法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,那么发生信号重叠导致完全冲突或部分冲突，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。
《RFID标签防碰撞算法研究》范文
《RFID标签防碰撞算法研究》篇一一、引言随着无线通信技术的快速发展，射频识别（RFID）技术已成为现代物流、零售、医疗、交通等众多领域的重要应用之一。
然而，在RFID系统中，多个标签同时响应阅读器时，会引发所谓的“碰撞”问题。
碰撞问题不仅影响了RFID系统的识别效率和准确性，而且可能使整个系统出现工作瘫痪的隐患。
因此，RFID标签防碰撞算法的研究对于提升RFID系统的性能具有重要意义。
本文将重点研究RFID标签防碰撞算法的原理、应用及发展趋势。
二、RFID系统及碰撞问题概述RFID系统主要由阅读器、标签以及通信信道组成。
在阅读器和标签之间的数据传输过程中，若存在多个标签同时向阅读器发送信号，将导致阅读器接收到的信号相互干扰，从而无法正确解析出每个标签的信息，这就是所谓的碰撞问题。
碰撞问题主要分为两类：标签与阅读器之间的碰撞和标签之间的碰撞。
本文研究的重点在于标签间的防碰撞算法。
三、RFID标签防碰撞算法原理为了解决RFID标签碰撞问题，研究者们提出了多种防碰撞算法。
这些算法主要基于ALOHA类算法和树形算法两大类。
1. ALOHA类算法：ALOHA算法是一种随机性的算法，包括纯ALOHA、时隙ALOHA等变种。
其基本思想是通过随机化操作，如随机退避和重传，来避免标签间的信号冲突。
当检测到碰撞时，系统会命令相关标签在随机时间后再次尝试发送。
2. 树形算法：树形算法则是一种确定性的算法，其基本思想是将标签组织成树形结构，逐层进行信息传输和识别，直至找到唯一的标签信息。
常见的树形算法包括二进制搜索树算法（Binary Search Tree）和查询树算法（Query Tree）等。
四、RFID标签防碰撞算法应用RFID标签防碰撞算法在物流、零售、医疗、交通等领域有着广泛的应用。
例如，在物流领域，RFID技术可用于货物追踪和管理，防碰撞算法能提高货物识别效率，减少出错率；在医疗领域，RFID技术可用于病人管理和医疗器械追踪，防碰撞算法能确保信息的准确性和实时性；在交通领域，RFID技术可用于车辆识别和交通管理，防碰撞算法能提高道路交通的智能化水平。
《2024年RFID标签防碰撞算法研究》范文
《RFID标签防碰撞算法研究》篇一一、引言随着无线通信技术的发展，射频识别（RFID）技术因其高效、快速、准确的特性在各个领域得到广泛应用。
然而，在RFID系统中，多个标签同时与阅读器通信时容易发生碰撞，这会导致信息的混淆和数据的丢失。
因此，为了有效管理和准确识别RFID 标签，防碰撞算法的研究显得尤为重要。
本文将重点研究RFID 标签防碰撞算法的原理、应用及优化策略。
二、RFID系统概述RFID（Radio Frequency Identification）技术是一种利用射频信号进行非接触式信息传输和识别的技术。
其基本原理是利用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对物品的自动识别和追踪。
RFID系统主要由阅读器、标签（包括标签芯片和天线）等部分组成。
三、RFID标签防碰撞算法的原理RFID标签防碰撞算法的原理是通过特定的算法，解决多个标签同时与阅读器通信时产生的冲突问题。
根据实现方式和特点，可将防碰撞算法分为两类：基于ALOHA的算法和基于二进制搜索的算法。
其中，基于ALOHA的算法又分为纯ALOHA算法、时隙ALOHA算法等；基于二进制搜索的算法则包括二叉树算法、循环二叉树算法等。
四、常见的RFID标签防碰撞算法分析1. 纯ALOHA算法：该算法原理简单，实现方便，但识别效率较低。
在多个标签同时发送信息时，阅读器无法区分哪些标签发送了信息，导致碰撞发生。
2. 时隙ALOHA算法：该算法通过将时间划分为若干个时隙，使得每个标签在特定的时隙内发送信息，从而减少碰撞的概率。
但当标签数量较多时，仍存在较高的碰撞概率。
3. 二叉树算法：该算法通过二进制搜索的方式，逐位比较标签与阅读器之间的信息，以确定每个标签的身份。
该算法具有较高的识别效率，但实现较为复杂。
五、优化策略与改进方向针对现有防碰撞算法的不足，可以从以下几个方面进行优化和改进：1. 优化信道利用率：通过改进ALOHA类算法的信道分配策略，提高信道利用率，降低碰撞概率。
RFID防碰撞算法的研究与设计中期报告
RFID防碰撞算法的研究与设计中期报告一、研究背景随着物联网的发展，RFID 技术越来越广泛应用于物流、物品追踪、智能仓库等领域。
然而，在实际应用中，常常会出现多个 RFID 标签同时进入 RFID 读取范围，导致数据干扰或读取不全的问题。
为了解决这个问题，需要设计一种防碰撞算法来实现多个标签同时被准确地识别。
二、研究目的本文旨在研究 RFID 防碰撞技术，并设计有效的防碰撞算法，以提高 RFID 识别的成功率和效率。
三、研究内容1. RFID 技术和防碰撞算法原理的研究2. 分析现有 RFID 防碰撞算法的特点和不足之处3. 设计新的 RFID 防碰撞算法，并测试其效率和成功率4. 结果分析和算法改进四、研究方法本文采用文献调研和实验研究相结合的方法，首先通过文献调研了解 RFID 技术和现有防碰撞算法的基本原理，然后通过实际实验设计新的防碰撞算法，并对其进行测试和改进。
五、研究进展截至目前，本文已完成 RFID 技术和防碰撞算法的基本原理研究，对现有防碰撞算法进行了分析，并初步设计了一种新的防碰撞算法。
下一步将进一步完善算法的设计，并进行实验测试和结果分析。
六、研究计划1. 完善 RFID 防碰撞算法的设计，包括功能模块的划分、算法流程的详细规划等。
2. 实验测试，通过模拟RFID 读写器与标签数据交互的场景，对算法的成功率、读写速度等进行测试。
3. 结果分析和改进，对测试结果进行分析，对算法进行改进。
4. 撰写论文并进行答辩。
七、结论本文旨在研究 RFID 防碰撞技术，并设计有效的防碰撞算法。
目前已完成基本原理的研究，并初步设计了一种新的防碰撞算法。
下一步将进一步完善算法的设计，并进行实验测试和结果分析，最终撰写论文并进行答辩。
《RFID标签防碰撞算法研究》范文
《RFID标签防碰撞算法研究》篇一一、引言随着无线通信技术的飞速发展，射频识别（RFID）技术作为一种自动识别技术，已广泛应用于物流、医疗、零售等各个领域。
然而，在RFID系统中，多个标签同时与阅读器通信时会产生标签碰撞问题，这严重影响了系统的性能和效率。
因此，研究RFID标签防碰撞算法具有重要的现实意义和应用价值。
本文旨在探讨RFID标签防碰撞算法的研究现状、方法及未来发展趋势。
二、RFID系统概述RFID系统主要由阅读器、标签和后端处理系统三部分组成。
其中，标签是附着在物品上的无线通信设备，用于存储物品信息；阅读器负责与标签进行无线通信，读取或写入标签信息；后端处理系统则负责处理阅读器传输的数据。
在多个标签同时与阅读器通信时，若不同标签发送的数据产生冲突，则会出现标签碰撞问题。
三、RFID标签防碰撞算法研究现状为了解决RFID标签碰撞问题，研究人员提出了多种防碰撞算法。
这些算法主要分为两类：基于ALOHA的算法和基于树形结构的算法。
1. 基于ALOHA的算法：ALOHA算法是一种随机访问协议，通过随机化标签的发送时间来避免碰撞。
其中，最基本的ALOHA算法包括纯ALOHA和时隙ALOHA两种。
此外，还有改进型ALOHA算法，如帧时隙ALOHA、多帧时隙ALOHA等。
这些算法简单易实现，但当标签数量较多时，系统性能会受到较大影响。
2. 基于树形结构的算法：树形结构算法将标签按照某种规则组织成树形结构，通过逐层识别的方式降低碰撞概率。
其中，较为典型的算法包括二进制树形算法（BTA）和二进制搜索算法（BSA）。
这类算法具有较高的系统性能和识别效率，适用于标签数量较大的场景。
四、RFID标签防碰撞算法研究方法为了进一步提高RFID系统的性能和效率，研究人员不断探索新的防碰撞算法。
目前，主要的研究方法包括：1. 优化现有算法：针对现有算法的不足，通过改进算法参数、引入新思想等方法优化算法性能。
例如，可以通过调整ALOHA 算法的参数来提高系统吞吐量；或者通过优化树形结构来降低标签识别时间。
《2024年RFID标签防碰撞算法研究》范文
《RFID标签防碰撞算法研究》篇一一、引言随着无线通信技术的快速发展，射频识别（RFID）技术已成为现代物流、零售、医疗、交通等众多领域的重要应用之一。
然而，在RFID系统中，多个标签同时响应阅读器时，会引发所谓的“碰撞”问题。
这导致阅读器无法准确读取标签信息，从而影响了RFID系统的性能。
因此，研究有效的防碰撞算法，解决RFID 标签碰撞问题具有重要意义。
本文旨在深入探讨RFID标签防碰撞算法的原理及其应用，分析其优势和挑战。
二、RFID系统概述RFID系统主要由阅读器、标签和后端处理系统三部分组成。
阅读器负责发送信号给标签，接收来自标签的信号并进行解析；标签是一种射频电子标签，用于存储信息并响应阅读器的询问；后端处理系统负责管理标签信息，并进行数据处理和存储。
在RFID系统中，防碰撞算法是解决多个标签同时响应阅读器时发生碰撞的关键技术。
三、RFID标签碰撞类型及影响RFID标签碰撞主要分为两类：一类是标签间碰撞，即多个标签同时发送数据导致接收信号相互干扰；另一类是帧内碰撞，即一个标签在发送数据过程中由于信号传输时间过长导致数据分片在帧内发生碰撞。
这两种碰撞都会导致阅读器无法准确读取标签信息，降低RFID系统的性能。
四、RFID标签防碰撞算法研究为了解决RFID标签碰撞问题，研究者们提出了多种防碰撞算法。
下面将介绍几种常见的防碰撞算法及其原理。
1.ALOHA算法ALOHA算法是最早的防碰撞算法之一，它是一种随机性算法。
其主要思想是当检测到碰撞时，标签需要随机延迟一段时间后再次发送数据。
通过不断尝试和调整延迟时间，最终使所有标签的数据都能被阅读器正确接收。
ALOHA算法实现简单，但效率较低。
2.二进制树搜索算法二进制树搜索算法是一种基于二叉树原理的防碰撞算法。
它通过将标签组织成二叉树结构，并按照树形结构逐级进行查询和应答。
该算法可以有效地降低碰撞概率，提高系统的吞吐量。
然而，在标签数量较多时，算法的复杂度较高。
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55. [2]廖乃镘、李伟、蒋亚东、匡跃军等，氢化非晶硅（a-Si：H）薄膜稳定
性研究进展，材料导报，2007，21（5）：21-27. [3]潘永强、朱昌、弥谦、宋俊杰，电子束蒸发TiO2薄膜的光学特性，应
用光学，2004，1002-2082（2004）05-0053-03. [4]曹晔、孟超、陈将乐等，TiO2/TiN/PI低红外发射率迷彩薄膜制备及其
注：X＝‘1’～‘F’，Y＝‘1’～‘F’ 3 仿真结果分析 在MATLAB下得出的仿真结果，其中以Walsh码组的阶数N=4为例。从仿真
结果可以看出基于标识符的算法吞吐率远高于传统动态ALOHA防碰撞算法。
图1 吞吐量仿真曲线
（下转第84页） 513
红外吸子科技大学 四川 成都 610054）
断Si3N4的膜厚较小时，其红外吸收能力不会特别强，并且Si 3N4材料一直以 来是作为支撑层或钝化层材料来使用，具有一定的红外吸收能力则会更好 完善其作为支撑层或钝化层的功能。
图2 TiO2薄膜仿真与实测结果对比图 本次实验测试的TiO2薄膜，其厚度约为150nm。从图2可以看出，在仿 真中设定的膜厚最大为0.15μm，即150nm，这与实际制备的TiO2膜厚是一 致的。TiO2自身具有较强的反射能力，不论在仿真还是实测中的红外吸收 能力均不强，这进一步表明TiO2材料不适合作为红外吸收材料来使用。 4 总结 制备成功的Si3N4、TiO2薄膜的红外吸收特性与仿真实验表现出来的结 果基本一致，但也存在着一定的偏差，究其原因与其薄膜厚度过厚存在着 一定关系，同时薄膜制备环境也对实验结果产生了一定的不利影响，并且 由于条件所限，我们并不能真正有效地对膜厚进行控制。不可否认的是， 实验表明，Si3N4材料非常适合作为器件功能薄膜的支撑层或钝化层材料， TiO2材料不太适合作为红外吸收材料。
RFID标签防碰撞算法研究
张丽娜 （云南省大理学院 古城校区 数学与计算机学院 云南 大理 671003）
摘 要： 射频识别（RFID）系统中的多个标签同时应答时会引起数据碰撞现象，使阅读器正确读取信息所使用的算法称为防碰撞算法，深入分析目前RFID系 统常用的防碰撞算法的特点，提出基于标签的唯一标志符的防碰撞算法，仿真结果表明该算法有明显的优越性，得到高吞吐率、低错误率。
摘 要： 重点采用Matlab软件进行氧化硅（SiO2）、氮化硅（Si3N4）材料仿真，在仿真的基础上，制备Si3N4 、TiO2薄膜，并与仿真结果对比研究，发现红外 吸收实测结果与仿真结果基本一致，从而一定程度上验证仿真结果的正确。
关键词： 仿真；红外吸收；薄膜材料；傅里叶变换 中图分类号：TN141.9 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1120084－01
contactless identification technology and mobile computing.Proc.of the 7th Int'l Conf.on Telecemm.Zagreb,Croatia,2003.6,Vol.2:619-623.
[2]Bin Zhen,Mamoru Kobayashi,Nonmember,Masashi Shimizu.Framed ALOHA for Multiple RFID Object Identification[A].IEICETRANS COMMUN.[c].2005-03,E88-B(3):991-998.
备注 所有系列和子系列 系 列X的 所 有 子 系 列 系 列X的Y子 系 列 所 有 系 列 的Y子 系 列 交通（公共交通、巴士和飞机等） 金 融 （I E P、 银 行 和 零 售 ） 识别（访问控制等） 电 信 （ 公 用 电 话 和G S M） 医疗 多媒体（因特网服务等） 游戏 数据存储（便携式文件等） 备用
在本文仿真使用的是Matlab软件，主要理论是光学导纳矩阵法[1]， 文中的各种仿真均是以非晶硅微测辐射热计的双层微腔结构为基础，微腔 中的桥面是主要的红外吸收区域，在桥面上存在红外吸收层。仿真研究的 重点将集中在8～14μm红外波段，以溴化钾（KBr）为衬底的，然后在其 表面沉积所需薄膜。
1 薄膜的制备 使用PECVD[2]来制备Si3N4薄膜，制备此种薄膜的反应气体为SiH4及 NH3， 生 成 的 Si3N4薄 膜 沉 积 在 KBr基 片 上 。 使 用 电 子 束 蒸 发 台 [3]来 制 备 TiO2薄膜，沉积在KBr基片上，制备好的样品则用于测量其红外吸收谱，以 分析样品在红外光波段的红外吸收率。 2 薄膜性能的表征方法 薄膜样品制备完成后，使用傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）[5]测量 其红外吸收谱，以分析薄膜在红外光波段的红外吸收率。在室温环境下进 行，测量波数范围是400～4000cm -1，测量精度2cm-1，所对应的波长范围是 2.5～25μm。 3 结果分析与讨论 选取了Si3N4、TiO2薄膜样品进行了测试。本文首先对红外吸收材料进 行了光学性能仿真，随后制备相应的薄膜样品进行了红外吸收率测试，以 下将把两种实验的结果进行对比研究。横坐标为响应波长范围（um），纵 坐标为红外线吸收率。
表1 AFI编码
A F I高4位 ‘0’ X X ‘0’ ‘1’ ‘2’ ‘3’ ‘4’ ‘5’ ‘6’ ‘7’ ‘8’ ‘9’ ～ ‘F’
A F I低4位 ‘0’ ‘0’
Y Y ‘0’ ，Y ‘ 0’ ，Y ‘ 0’ ，Y ‘ 0’ ，Y ‘ 0’ ，Y ‘ 0’ ，Y ‘ 0’ ，Y ‘ 0’ ，Y ‘ 0’ ，Y
特性研究，真空科学与技术学报，2009，1672-7126（2009）02 213205. [5]翁诗甫，傅立叶变换红外光谱仪，化工工业出版社，2005，7：046-
401.
（上接第53页） 基金项目：大理学院青年教师科研基金项目（KYQN2009-29）
参考文献： [1]Flor T,Niess W,and Vogler G.RFID:the Integration of
图1 Si3N4薄膜仿真与实测结果对比图 本次实验测试的Si3N4薄膜，其厚度约为500nm。从图1可以看出，仿真 结果图与实测图的差别是比较大的，但此结果也是我们所预期的。因为仿 真实验时，设定的膜厚最大为0.15μm，即150nm，但实际Si3N4薄膜的膜厚 达到了500nm。Si3N4薄膜本身是一种红外吸收性能较好的薄膜材料，当其 膜厚增加了3倍时，其红外吸收能力出现成倍增长属于正常情况。同时推
PICC发送的请求应答ATQB将一系列有关PICC的重要信息参数传输给阅读 器 ， 为 了 能 够 选 择 PICC， 请 求 应 答 ATQB首 先 包 含 有 4字 节 序 列 号 。 B型 PICC的序列号可以是唯一的芯片序列号的缩短形式，或加电复位时PICC计 算所得的随机数（保持到断电），或PICC接收到每一REQB命令后计算所得 的随机数，即PUPI。此外，参数“应用数据”用于通知阅读器，PICC上安 装了哪些应用功能，供阅读器选择。如果PCD检测到碰撞，则发送PARAM参 数更大的REQB命令，使可使用的时隙总数更大，重新检测AFI参数，再次 执行防碰撞过程；如果PCD无碰撞地接收到PICC的ATQB，就可以有针对地 选择一个PICC，这是由PCD发送的第一个应用命令来完成的。命令的结构 与标准帧相符，而该帧的附加信息接在特殊的首标，即位于前面的 ATTRIB-Prefix中。如果PICC的标志符与首标的标志符（PUPI）相符，那 么通过ATTRIB的应用命令便可以选择一个PICC，然后进入Active状态。 ATTRIB-Prefix本身是由要选择的卡序列号（PUPI）和一个参数字节组成 的。参数字节包含有关PCD通信参数的重要信息，高层协议的相应命令可 使PICC进入IDLE或Halt状态，“下电-上电”操作则使之重新启动，进入 IDLE状态。
关键词： 防碰撞；RFID；ALOHA；时分多址 中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1120053－01
0 引言 射频识别技术（Radio Frequency Identification，缩写RFID）是一 项利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息达 到识别目的技术[3]。RFID系统主要由电子标签和读写器两部分组成，其 中电子标签是附着在被识别物体上的电子设备，读写器用来识别电子标签 和读取标签上数据。由于读写器和标签均共享同一无线信道，多个标签也 可能进入同一射频覆盖区，必然存在信道急用问题，即会发生碰撞。而防 碰撞技术主要是利用排队论及抗噪声技术来解决。 1 防碰撞算法简述 射 频 识 别 中 常 用 的 防 碰 撞 算 法 有 纯 ALOHA法 ， 时 隙 ALOHA法 、 动 态 ALOHA法。纯ALOHA法是最简单方法，采用完全随机的无规则方式工作，数 据量少时信道闲置时间较多，数据量多时碰撞几率迅速升高，其最大信息 吞吐率也仅为信道容量的18.4%[1]。时隙ALOHA（Slotted ALOHA）法是将 信道分成若干时隙（Slot），应答器只能在阅读器规定的同步时隙内发送 其序列号等信息，发送完必须等下一个时隙到来再继续发送，如果发生碰 撞数据会完全重叠。碰撞后随机延时重发。信道利用率最大为36.8%，但 硬件复杂[2]。S-ALOHA法中若时隙数过少，则可能经多次搜索仍未出现空 闲时隙的序列号；若时隙设置过多，则防碰撞的循环周期加长，性能下 降，造成浪费。动态时隙ALOHA法是S-ALOHA的变形，时隙数可变。时隙数 的动态改变有以下两种方式：一种是：阅读器最初的请求命令仅提供1或 2个时隙，供可能存在的应答器使用。如果此后阅读器发现所有时隙均发 生碰撞，就在下一请求命令增加时隙数（如4，8，16，……），直至发现 一无碰撞序列号。另一种方式是：阅读器通常提供较大时隙数（如4，8， 16，……），但只要阅读器一旦发现独处某时隙的未碰撞序列号，就立刻 发一中断命令，封锁此后时隙中其他应答器序列号的传输，以避免防碰撞 周期过长。动态时隙ALOHA法在符合国际标准ISO/IEC14443-3 TYPE B类型 非接触IC中得以应用。 2 基于标签标志符的防碰撞算法 如果一个B型IC卡被置入阅读器的作用范围内，那么IC卡在执行一些预 置程序后首先达到IDLE状态，并等待接受有效的REQB命令。对B型PICC来 说，通过发送 REQB命令可以直接启动防碰撞命令。使用的算法是动态 Slotted-ALOHA法。从而，阅读器设置的时隙槽数可以动态变化。可供使用 的时隙槽的数量编码在REQB命令的参数中设定。为了能够在选择PICC时先行 预选，REQB命令具有另外一个参数，即“应用系列标识符”（Application Family Identifier，AFI），用这个参数作检索准则可事先规定某些应用 [3-4]。 当PICC接收到有效的REQB命令后，就会查明在其存储的应用中是否有 表 1中 AFI中 预 选 的 应 用 组 存 在 。 若 有 ， 则 用 REQB命 令 的 参 数 PARAM中 bit2～bit0求出供防碰撞使用的时隙槽数N。如果可供使用的槽数为1，则 PICC应在该命令后的第一个时隙立即发送ATQB；如果可供使用的槽数大于 1， 那 么 必 须 在 每 个 PICC的 随 机 数 发 生 器 中 规 定 槽 的 编 号 ， 为 了 保 证 PICC与槽同步，阅读器在每个槽开始时发送自己的槽标志。PICC现在处于 等待状态，直到事先规定的槽的标志被接收时，即发送其对REQB命令的应 答ATQB，进入“就绪-宣布”状态。槽标志发送后，阅读器经过很短的时 间就可以确定在当前的槽内是否有一个PICC已经开始传输对REQB的应答。 如果不是，那么该槽可借发送逐个槽标志简单地中断，来节省时间。