射频识别技术防碰撞算法的研究read
射频识别系统中的防碰撞技术研究
Abstract
found that FM0 Code can be adopted in detecting all the anti-collision positions when multi-tags collide with each other. The binary searching algorithm proposed can be adopted in FM0 Code. In this way, it can be achieved that FM0 code can be applied in the other anti-collision algorithms by detecting the anti-collision bit positions and expand the applications of FM0 Code on RFID technology. Keyword: RFID Reader Tag Anti-collision
Abstract
Abstract
RFID(Radio Frequency Identification) is a kind of automatic identification technology developed since the 1990s, having been developed rapidly in rencent years. RFID not only can get data from large numbers of tags automatically in a short time without handwork,but also has obvious advantages such as strong adaptability to environment, large interrogation range,high accuracy and etc. Nowadays, it is considered commonly that RFID will be one of the basic technology in system network. Focusing on the RFID technology, this thesis mainly investigates reader design and the anti-collision algorithm of multi-tags. With the study of the stucture and mechanism of RFID systems, this thesis presents a RFID reader design scheme based on FPGA. Concretely, the control unit of RFID reader is realized by MCU and FPGA, and baseband process unit is realized by FPGA. The MCU communicate with the PC（personal computer）and FPGA, send the correct tag number received from FPGA to PC through. The FPGA mainly carry outs the function of coding, decoding and the anti-collision algorithm and sends the identified tag numbe to the singlechips. The communication protocols and working courses between singlechips and FPGA is designed to realize the communication between reader and tags logically and orderly. According to the binary tree algorithm in ISO/IEC18000-6 Type B protocol, the anti-collision function of multi-tags is designed. And the synchronization of the information code can be realized by modularization and refinement of the anti-collision function, and applying the method of sliding window of registers. The function of decoding can be obtained by calculating the spacing of FM0 codes. The Manchester Code can be achieved by the approaching the method of shift of a register. And the anti-collision function can be verified by CRC-16 and realized by the binary algorithm. The programs are coded with Verilog HDL, compiled and laid out synthetically with the software of Quartus. And FPGA of Alter is employed to carry out and validate the programs. An improved binary searching algorithm is proposed with the analysis of the collision bit positions of the returned information from tags, and this algorithm has been applied in all the collision positions successfullly. Compared with others conventinal algorithms, this improved algorithm can reduce the number of cycles so that can indentify more tags in a short time. With the analysis of FM0 Code detaily, it can be
动态帧时隙的二进制树rfid防碰撞算法研究
动态帧时隙的二进制树rfid防碰撞算法研究随着信息技术的发展，RFID（Radio Frequency Identification）技术越来越受到重视。
RFID技术是一项被广泛应用的无线射频识别技术，它可以实现远距离识别，无需直接接触即可识别，为物流管理、智能货运、智能安全等提供了技术支持，其中，防碰撞算法是RFID 系统中必不可少的部分。
一般来讲，RFID系统包括两个部分，分别是电子标签（tag）和读写器（reader），其中电子标签的功能类似于普通标签，可以嵌入到被识别的物体中，而读写器抽象的概念就是把标签和用户系统连接起来的桥梁，当特定的标签进入读写器的检测范围时，读写器就可以识别它，从而实现信息交互。
然而，在一个RFID系统里，也可能会出现多个标签被同时识别的情况，这样的碰撞破坏了RFID技术的实时性和准确性，从而影响RFID系统的正常工作。
此，研究有效的防碰撞算法是RFID系统的关键。
在这项研究中，提出了一种基于动态帧时隙的二进制树防碰撞算法，该算法可以有效抑制RFID系统中的碰撞。
先，提出了在读写器发送帧之前，根据标签的ID生成二叉树的框架，这样就可以分配给不同标签不同的帧时隙，从而减少或消除碰撞。
其次，算法在树结构中进行递归搜索，结合树结构确定帧时隙分配，最终实现标签的有效识别。
验结果表明，本文提出的算法可以有效抑制碰撞，在保证识别率的同时，大大提高了RFID系统的识别效率。
本文分析了动态帧时隙的二进制树RFID防碰撞算法的工作原理，实验表明，提出的算法可以有效的抑制碰撞，在保证识别率的同时，提高RFID系统的识别效率。
来可以更进一步完善和改进该算法，把它应用到实际生活中，为各种信息系统工作提供技术支持。
综上所述，本文提出了一种基于动态框时隙的二进制树防碰撞算法，可以有效抑制RFID系统的碰撞，大大提高了RFID系统的识别效率。
该算法在今后的应用中有着国重要的实用价值，希冀能够更多的研究者进行改进，为信息系统工作提供更好的技术支持。
射频识别技术反碰撞算法的研究的开题报告
射频识别技术反碰撞算法的研究的开题报告开题报告射频识别技术反碰撞算法的研究一、选题背景射频识别技术（RFID）作为一种无线通讯技术，可以用于物品的识别、定位、追踪等应用。
它使用电子标签和读写器进行数据交换，具有非接式、无源式、长距离、高效率等特点。
然而，RFID在实际应用中面临一个重要的问题：碰撞问题。
碰撞问题即标签数据传输过程中可能发生的冲突，导致读写器无法准确识别标签。
针对这一问题，研究人员提出了多种反碰撞算法，例如基于时隙的ALOHA、Slotted ALOHA等。
但这些算法都存在一些问题，例如容易受到干扰、效率低等，因此有必要进行更深入的研究，从而提高RFID系统的性能和可靠性。
二、研究内容和目标本研究的主要内容是针对RFID系统中的碰撞问题，研究并设计一种高效的反碰撞算法。
具体来讲，本研究将从以下几个方面进行探索：1. 对目前主流的反碰撞算法进行分析和评估，分析其优缺点和适用场景；2. 提出一种新的反碰撞算法，并详细介绍其原理和实现方法；3. 利用模拟仿真和实验验证，比较新算法与其他算法的性能和效率，验证其可行性和实用性。
本研究的主要目标是设计一种高效的反碰撞算法，解决RFID系统中的碰撞问题，从而提高系统的性能和可靠性。
具体表现在以下几个方面：1. 提高标签的识别率，降低误识率；2. 提高系统的吞吐量和响应速度；3. 提高系统的稳定性和可靠性。
三、研究方法和步骤本研究将采用以下方法和步骤：1. 文献调研和资料收集，分析和评估目前主流的反碰撞算法，了解其原理和适用场景；2. 根据所得结论，设计一种新的反碰撞算法，包括算法的原理、流程、实现方法等；3. 利用matlab等工具进行仿真实验，比较新算法与其他算法的性能和效率差异；4. 设计实验，利用RFID读写器和标签进行实验验证，测试新算法的可行性和实用性；5. 分析实验数据，比较新算法与其他算法的优劣，总结出新算法的优缺点和适用场景。
四、研究意义和预期成果本研究的意义在于提高RFID系统的性能和可靠性，对于解决碰撞问题具有重要意义。
射频识别(RFID)系统防碰撞算法研究与设计的开题报告
射频识别（RFID）系统防碰撞算法研究与设计的开题报告1. 研究背景及意义射频识别技术是一种无线自动识别技术，可以实现对物体的快速、准确的识别和数据传输。
在物流、工业、医疗等领域得到了广泛的应用。
但是，在实际应用过程中，由于存在多个标签同时读写的情况，会出现碰撞问题，即多个标签同时响应导致读写器无法准确识别标签。
因此，解决RFID系统中的碰撞问题是RFID技术发展的重要方向之一。
本课题旨在研究RFID系统碰撞问题，并设计一种有效的防碰撞算法，提高RFID技术在实际应用中的准确性和可靠性。
2. 研究内容及方法2.1 研究内容（1）分析RFID系统中的碰撞问题，提出防碰撞算法设计的需求和目标。
（2）调研防碰撞算法的发展历程，分析各种算法的特点、优缺点。
（3）设计一种新的防碰撞算法，提高RFID系统的识别速度和精度。
（4）编写仿真程序，对防碰撞算法进行模拟验证。
2.2 研究方法（1）整理文献资料，查阅相关论文和实验数据。
（2）采用比较法和实验法，对已有的防碰撞算法进行评估。
（3）采用对数周期算法对RFID系统进行建模和仿真。
（4）运用模拟实验技术，设计和实验RFID防碰撞算法，验证方案的可行性和实用性。
3. 研究进度第一阶段（第一周）：完成课题选题和开题报告。
第二阶段（第二周 - 第四周）：调查研究RFID技术及防碰撞算法，并完成文献综述。
第三阶段（第五周 - 第七周）：设计RFID防碰撞算法，并编写仿真程序。
第四阶段（第八周 - 第十周）：开展仿真实验，对防碰撞算法进行模拟验证。
第五阶段（第十一周 - 第十二周）：撰写课题研究报告。
4. 预期成果本课题拟完成RFID系统碰撞问题的防碰撞算法研究，并设计出一种高效的新型防碰撞算法，提高RFID系统的准确性和可靠性。
预期成果包括一份完整的研究报告和可供实际应用的防碰撞算法。
同时，我们还将在研究过程中积累RFID技术应用经验，为相关领域的发展提供新的思路和方向。
射频识别技术RFID防碰撞问题的研究
ＩＩ
硕－ｌｊ学位论文
Ａｂ ｓｔｒａｃｔ
Ｒａｄｉｏ
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＲＦＩＤ）ｉｓ
ｃａｎ
ａ
ｋｉｎｄ ｏｆ ｎｏｎ－ｔｏｕｃｈｉｎｇ ａｕｔｏｍａｔｉｃ
ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｉｔ ｔｈｒｏｕｇｈ ｒａｄｉｏ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂａｒｃｏｄｅ，ｓｕｃｈ
ｔｏ ｔｈｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ
Ｐｒｏｂｌｅｍ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄ
ｉｎ ｃｅｌｌｕｌａｒ ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ ｎｅｔｗｏｒｋｓ，ｂｕｔ ＲＦ ＩＤ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｉｔｓ ｏｗｎ ｕｎｉｑｕｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ，ｌｉｋｅ ｔａｇ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ ｏｆ ｔａｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ
Ｗｏｒｄｓ：Ｒａｄｉｏ
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；Ａｎｔｉ－Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ；Ｉｍｐｒｏｖｅ－ＤＦＳＡ；
Ｃｏｌｏｒｉｎｇ
Ｇｒａｐｈ；Ｑ—Ｌｅａｒｎｉｎｇ；
Ｉｖ
湖南大学 学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法 律后果由本人承担。
一项调查显示，即使贴上双重标签，ＲＦＩＤ仍有３％无法识别，而一个标签的物体 只有７８％被正确识别。 在这些制约因素中，技术的不成熟是主要的瓶颈。传统的识别技术并不需要
考虑碰撞，如条形码每次只对一个目标对象进行识别，早期的射频标签也是如此： 如应用于“一卡通”和第二代身份证的低频和高频段的ＲＦＩＤ系统。但随着ＵＨＦ和 微波频段ＲＦＩＤ技术的发展，射频识别技术的应用领域日益广泛，特别是用于物流 管理和仓储管理，人们要求ＲＦＩＤ技术能够同时识别多个目标对象。而ＲＦＩＤ技术
近距离无线通信防碰撞技术研究read
中图分类号:T N914 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2007)01-0078-03近距离无线通信防碰撞技术研究曹 平1,包志华2,游玉俊1(1.南京邮电大学,南京210003;2.南通大学,南通226007)摘 要:简要介绍了近距离无线通信技术及其协议标准E MC A-340使用的防碰撞算法。
参考无线射频识别(RFI D)有关防碰撞算法原理,总结了多种可在NFC中使用防碰撞算法的改进方案,并对二进制搜索算法和时隙算法的性能进行了比较,最后在此基础之上对更高速率防碰撞算法进行讨论。
关键词:近距离无线通信;防碰撞;二进制搜索算法;时隙算法R esearch on anti-collision technology in near field communicationCAO Ping1,BAO Zhi2hua2,Y OU Y u2jun1(1.N anjing U niversity of Posts and T elecommunications,N anjing210003,China;2.N antong U niversity,N antong226007,China)Abstract:The paper introduces near field communication and its anti-collision alg orithms in E MC A-340.It references the application of anti-collision alg orithms in RFI D,then summarizes several ameliorate alg o2 rithms which can apply to NFC and com pares the performance between binary search alg orithm and time slot alg orithm.Finally,it introduces a new alg orithm which is applied to the anti-collision of higher bite rate.K ey w ords:near field communication;anti-collision;binary search alg orithm;time slot alg orithm1 NFC技术介绍NFC技术是近年来兴起的,在无线射频识别(RFI D)和互联技术的基础上融合演变而来的新技术。
防碰撞技术研究与分析
防碰撞技术研究与分析在RFID系统通信的过程中，防碰撞技术是实现多标签和多读写器环境下通信质量和性能的保障，也是保证数据传输完整性的关键技术。
这需要克服外界的各种干扰和多标签和多个读写器同时占用信道发送数据产生碰撞冲突。
RFID系统中的碰撞与冲突射频识别别系统工作时，在读写器的作用范围内，可能会有多个射频标签同时存在。
此外，在多个读写器和多标签的射频识别系统中，存在着两种形式的碰撞：一种情况是称为多标箍碰撞即同一读写器同时收到多个不同标签返回的数据，如何区别每个标签的信息；另一种情况是多读写器冲突即同一标签同时收到不同读写器发出的命令，如何区分不同读写器的命令操作信息。
在单读写器和多个射频标签组成的系统中，存在着两种不同的基本通信形式：从读写器到射频标签的通信称为无线电广播、从射频标签到读写器的通信称为多路存取。
在无线通信技术中，通信冲突的问题是长久以来存存的问题，但同时也研究出许多相应的解决方法。
基本上有四种不同的方法：空分多路(SDMA)，频分多蹄(FDMA)．码分多路(CDMA) 和时分多路(TDMA)。
在射频识别系统中，主要是采用时分多路法的原理和思想，使每个标签在单独的某个时隙内占用信道与读写器进行通信，防止碰撞产生，使数据能够准确地在读写器和标签之间进行传输。
以下介绍基于时分多路思想的两种多标签防碰撞算法，ALOHA法和二进制算法，并分析它们的改进思想和实现流程。
ALOHA是一种简单的TDMA的算法，这种算法多采取标签先发言的方式，即标签一进入读写器的阅读区域就自动向读写器发送自身的ID，标签和读写器间开始通信。
纯ALOHA存在一个严重的问题是存在错误判决问题，即对同一个标签，如果多次发生冲突，将导致读写器出现错误判断，认为这个标签不在自己作用范围。
另外一个问题是数据帧的发送过程中冲突发生的概率很大，其冲突期为2帧时间，如下图所示，存在部分冲突和完全冲突两种冲突期。
若G为平均交换的数据包量，T为观察时间，那么平均交换的数据包量G可由数据包的传输时间τ计算出来，见式(1)，n为系统的标签数量，r n是在观察时间T内由标签n发送的数据包数量；吞吐率S指无错误的传输数据包，传输通路的平均吞吐率S和交换数据包量之间的关系，见式(2)。
无线射频识别系统中的防碰撞算法研究
上海交通大学硕士学位论文无线射频识别系统中的防碰撞算法研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：***20090101无线射频识别系统中的防碰撞算法研究摘要在过去的几十年，RFID技术获得了飞速的发展，如今它的应用已经扩展到工业生产和电子消费的各个领域。
RFID已经成为了IT产业的一个重要组成部分。
防碰撞技术的研究对射频识别技术的发展起着至关重要的作用，算法的快速性、稳定性和准确性对RFID系统的发展有着直接的影响。
目前已经有许多新的基于二进制搜索算法提出的防碰撞算法。
本文通过对RFID系统的防碰撞机制的研究了解到，当在射频检测区有多个RF终端存在时，终端送回的信息会相互叠加，从而造成读写器无法识别的情况，所以这就需要我们找到一种方法，通过读写器发出的命令将这些多个RF终端依次排列，以确保RF终端的相应信息不会产生叠加的现象，在RFID技术中这种现象被称为碰撞问题。
RFID系统会采用一定的策略或算法来避免碰撞现象的发生，控制终端的响应信息，并逐个通过射频信道被读写器接收。
本文具体分析了几种目前常用的防碰撞算法如：二进制搜索算法、动态二进制搜索算法等。
基于以上几种算法的研究，本文提出了一种新的算法。
最后对新提出的防碰撞算法进行了性能分析和MATLAB仿真，证明了新算法比动态二进制算法在搜索次数和识别时间上都有比较明显的提升。
目前，射频识别系统的普及还需要一段时间，主要问题是价格，所以今后的射频识别系统的开发不仅要保证识别的快速性、稳定性和准确性，在硬件方面也要做到精益求精。
防碰撞算法的发展趋势也要向这个方面发展。
我相信在不久的将来射频识别技术会走进千家万户，成为我们必不可少的生活用具。
关键字：射频识别，防碰撞，曼彻斯特，ALOHA，二进制搜索算法RESEARCH ON ANTI-COLLISION ALGORITHM FORWIRELESS RFID SYSTEMSABSTRACTIn the past years, the technology of RFID developed rapidly, and it had been applied in industry production and electronic consumption. Now RFID becomes an important part of IT industry.The advancement of Anti-Collision has an important effect on the RFID. And the rapidness, stability and precision of Anti-Collision algorithm influence the RFID system directly. At present, there are many new Anti-Collision algorithms based on the binary code searching algorithm.From the research of the Anti-Collision algorithm of RFID system, we know that there are multiple RF terminals in the detect region of RF, and the information sent back by the terminal would accumulate, which make the reader can’t identify the information. So we need find a method which arranges these RF terminals orderly based on the command sent by the reader to ensure that the information sent by RF terminals wouldn’t accumulate, which called Collision in RFID technology. RFID system can adopt certain policy or algorithm to avoid the Collision, can make the echo information of RF terminals that deals with the collision of multiple RF terminals is proposed in this paper. This algorithm is based on dynamic binary code searching.In this paper, a detailed analysis of several commonly used anti-collision algorithm: binary search algorithm, dynamic binary search algorithm and soon. Based on the above algorithms, the paper proposes a new algorithm. Finally, the proposed new anti-collision algorithm performance of the MATLAB simulation and analysis to prove that the new algorithm than dynamic binary search algorithm to identify the number and timing has obviously improved.There is some time for the prevalence of RFID system, and the main problem is the price. So the development of RFID system not only guarantees the quickness, stability and precision of identification, but also considers the cost of hardware. And the development of Anti-Collision considers the cost. And we can believe that the RFID technology would popularize in the world, and become the necessary of our lives.KEYWORDS: RFID，Anti-collision，MANCHESTER，ALOHA， Binary search algorithm图表目录图1-1：RFID发展趋势 (3)表1-1： RFID安全方案比较 (7)图2-1：RFID系统构成 (11)图2-2：标签结构 (13)表2-1：RFID标签分类 (14)表2-2：不同频段RFID的性能比较 (15)图2-3：程序流程图 (18)表3-1：EPC编码方案 (21)表3-2：各标准比较 (23)图4-1：无线电广播 (25)图4-2：读写器的多路存取 (26)图4-3：使用电子控制定向天线的自适应SDMA (28)图4-4：FDMA示意图 (29)图4-5：TDMA示意图 (30)图 4-6：ALOHA算法模型 (32)图 4-7：ALOHA算法的输入负载与吞吐量的关系比较 (33)图 4-8：时隙ALOHA算法的输入负载与吞吐量的关系比较 (34)图 4-9：时隙ALOHA算法模型 (35)图4-10：帧时隙ALOHA算法示意图 (36)表 4-1：帧时隙ALOHA算法的过程 (36)图 4-11：曼彻斯特编码的碰撞情况 (37)图 4-12：二进制树算法模型 (38)表 4-2：二进制搜索算法的实现过程 (41)图 4-13：BS算法的平均搜索次数 (42)表 4-4：QT算法的实现过程 (47)图 4-14：QT算法形成的完全二叉树 (47)图 4-15：BBT算法的实现过程 (49)图 4-16：BBT算法搜索路径 (51)表 5-1：CBS算法的实现过程 (55)图 5-1：仿真流程图 (57)图 5-2：仿真程序的算法选择界面 (58)图 5-3：标签个数设定界面 (59)图 5-4：仿真结果界面 (60)表 5-2：DBS算法仿真结果 (60)表 5-3：CBS算法仿真结果 (61)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
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博士・专家论坛
射频识别技术防碰撞算法的研究
山东理工大学计算机科学与技术学院 崔沂峰 陈 平
[ 摘 要 ] 电子标签防碰撞是射频识别技术中的关键问题之一。 解决这个问题可以采用时分多路存取技术, 其相关的算 法有 ALO HA 法、 时隙 ALO HA 法、 二进制搜索法、 动态二进制搜索法等防碰撞算法。这几种算法在实现方式、 应用效 率上各有不同, 本文对这几种算法进行了分析论证。 [ 关键词 ] 射频识别 防碰撞 ALO HA 二进制搜索
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