RFID高频读写器防碰撞算法研究
第ｌ９卷 Ｖｏ１．１９ 第１９期 Ｎｏ．１９ 电子设计工程 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１１年１０月 Ｏｃｔ．２０１１
ＲＦＩＤ高频读写器防碰撞算法研究
邓一文，张红雨，张鹏程，向舸
（电子科技大学电子工程学院，四川成都６１１７３１）
摘要：基于对ＲＦＩＤ（无线射频识别，Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）高频读写器防碰撞性能提高的目的，介绍了二进制
搜索算法原理，并基于二进制搜索算法详尽研究了一种符合ＩＳＯ／ＩＥＣ ｌ４４４３Ａ规范的比特帧防碰撞算法，比特帧防碰 撞算法能有效的实现高频读写器的防碰撞功能。此方法为解决ＲＦＩＤ高频防碰撞问题，提高高频读写器性能具有重
要的实用意义和指导意义。
关键词：ＲｎＤ；二进制搜索算法；读写器；比特帧放碰撞
中图分类号：ＴＰ２９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—６２３６（２０１１）１９—００３１—０４
Ｓｔｕｄｙ Ｏｉｌ ｔｈｅ ａｎｔｉ．ｃｏｌｌｉｓｉＯＨ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｔｈｅ ＲＦＩＤ ｒｅａｄ／ｗｒｉｔｅ ｄｅｖｉｃｅ
ＤＥＮＧ Ｙｉ－ｗｅｎ，ＺＨＡＮＧ Ｈｏｎｇ－ｙｕ，ＺＨＡＮＧ Ｐｅｎｇ—ｃｈｅｎｇ，ＸＩＡＮＧ Ｇｅ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅ ，Ｕｎ＆ｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１１７３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｕｒｐｏｓｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）Ｈｉｇｈ—Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅａｄ／ｗｒｉｔｅ ｄｅｖｉｃｅ．Ｔｈｅ ｂｉｎａｒｙ ｓｅａｒｃｈ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｂｉｔｅ ｆｒａｍｅ ａｎｔｉ－ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｏｎ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ
ｂｉｎａｒｙ ｓｅａｒｃｈ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｔｈｅ ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３Ａ ｐｒｏｔｏｃｏ１．Ｔｈｅ ｂｉｔｅ ｆｒａｍｅ ａｎｔｉ－ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｃａｎ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ
ａｎｔｉ－ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｏｆ ＨＦ ｒｅａｄ／ｗｒｉｔｅ ｄｅｖｉｃｅ ａｖａｉｌａｂＩｖ．Ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ＳＯｌＶｅ ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＲＦＩＤ ａｎｔｉ－ｅｏｌｌｉｓｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ
ｉｍｐｒｏｖｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＨＦ ｒｅａｄ／ｗｒｉｔｅ ｄｅｖｉｃｅ ｈａｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｖｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＲＦＩＤ；ｂｉｎａｒｙ ｓｅａｒｃｈ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｒｅａｄ／ｗｒｉｔｅ ｄｅｖｉｃｅ；ｂｉｔｅ ｆｒａｍｅ ａｎｔｉ—ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ
Ｒ兀Ｄ技术是一种非接触式的自动识别技术。在ＲＦＩＤ系
统工作时．当有多个标签同时向读写器发送数据时．由于传
输信号的相互干扰，会造成数据无法读取。这就必须通过一 定的方法。以使读写器能够正确的完成与所有标签的通信，
这些方法就叫做防碰撞算法。随着物联网的应用领域越来越
广泛。能适用于各种基于ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３ Ａ标准、低成本、小 尺寸、高性能的非接触式高频通信的应用场合也越来越多。
所使用到的标签数量也越来越大。因此提高高频读写器的防
碰撞能力成为提高读卡器性能关键【Ｉ】。 文中便对符合ＩＳ０／ＩＥＣ １４４４３ Ａ规范的高频读写器运用
的防碰撞方法所基于的二进制搜索算法进行了介绍。并对实
际所运用到的比特防碰撞方法进行了详细的研究．对在防碰 撞过程中读写器与标签的通信方法进行了分析，详细说明了
比特帧防冲突的具体流程。
１二进制搜索算法
１．１二进制搜索算法简介 ＲＦＩＤ冲突问题与计算机网络、无线电通信冲突问题都
有相似之处。在无线电通信系统中，常用的多路存取方法一
般有：空分多路法（ＳＤＭＡ）、频分多路法（ＦＤＭＡ）、码分多路法
收稿日期：２０１１－０６—２０ 稿件编号：２０１１０６０８９ （ＣＤＭＡ）及时分多路法（ＴＤＭＡ），这些方法都可以被借鉴，但
在ＲＦＩＤ这个特殊系统中，空分多路法、频分多路法、码分多
路法在技术实施上比较困难［２１，对读写器和标签的要求很高，
需要支付的成本也相当高。只限制在少数的特殊应用场合。
在诸多防冲突算法中．只有ＴＤＭＡ应用得非常广泛。
ＴＤＭＡ是把整个可供使用的通路容量按时问分配给多 个标签的技术．读写器与各个标签分别在不同的时间里通
信。尽管是在不同的时间通信，但由于整个时间很短，以致用
户感觉不到时间浪费，从而可以被认为读写器对各个标签的
读写是“同时”进行的。
在ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３ Ａ规范中，便采用了ＴＭＤＡ防冲突算
法中的二进制搜索算法。 １．２二进制搜索算法原理
二进制搜索算法是以标签的唯一序列号为基础来实现
防冲突的。当多个标签同时向读写器发送序列号时，读写器 能判断出数据冲突位的准确位置。由于冲突位只能是“ｌ”和
…０’，然后强迫是…１’或…０’的标签暂时退出．以此类推。在判
断完整个序列号之后，将得到唯一的序列号［３１。 能使得读写器能判断数据冲突位的准确位置的编码是
二进制搜索算法的必要前提。Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ编码就具有这种性
质。图１是ＮＲＺ编码和Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ编码发生冲突时的比较。
作者简介：邓一文（１９８５一），男，四川成都人，硕士研究生。研究方向：嵌入式系统与ＲＦＩＤ系统。
一
３１— 《电子设计工程）２０１ １年第１９期
ＮＲＺ编码 标签１ ｎ厂］ １ ０ ｌ １ ０ ０ 标签２厂］厂］ １ １ Ｏ １ １ ０ 混合信号广——］ １ １ ｌ １ １ ｏ
图ｌ ＮＲＺ和Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ码发生冲突时的差异 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ＮＲＺ ａｎｄ Ｍａｎｃｈｅｒｓｔｅｒ
由图ｌ可知，对于ＮＲＺ码，混合信号不能反映出异常的
状态。而当Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ编码有不同的值时．接受到的整个位
都是高电平，这种状态未作规定，导致一种错误．读写器可根
据错误判断出冲突发生在第几位。因此，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ编码可以
实现按位跟踪冲突｝圳。
假设标签序列号为ｎ位，并且标签在接到读写器的指令 后能在同一时刻将序列号传送给读写器．以准确的检测到冲
突位的位置。下面是算法执行过程：
１）读写器发送“请求”指令，参数为１ｌ…１（ｎ个１），这时
所有标签将应答。读写器检测收到的信号．若没有标签，继续
发送“请求”指令；若只有一个标签应答，选择该标签，并与其
完成读写操作，操作后令其退出，接着继续发送“请求”指令。 ２）若有不止一个标签，标签向读写器传送的序列号将发
生冲突，这时读写器利用Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ编码的特性识别出序列
号发生冲突的位置，并将接收到的序列号的最高冲突位置
“０”，高于该位的值不变，低于该位的值将全部设为“ｌ”，得到
下一步请求命令的参数。
３）在上一步的基础上发送请求命令，这是由于请求命令
的参数限制了一部分标签的应答，有可能只有一个标签应
答，若不止一个，则重复第２）步，这样不断地缩小待选择的标
签，直到成功识别出一个标签。选择该标签。并与其完成读写 操作，操作后令其退出。
４）回到上一个结点处继续发送“请求”指令。不断地循
环，直到识别出所有的标签啊。
下面通过实际例子来说明二进制搜索算法的原理：
设有４个标签，它们的序列号分别为ｌｌ００ １１００、１０００
Ｏ１００、１０００ ０ｌ１Ｏ和１０００ １１００。当读写器发送请求指令（参数 ｌ１１１ １１ｌ１）时，４个标签将同时向读写器发送序列号，这时在
第ｌ位、第３位、第６位产生冲突，读写器接收到的序列号为 １ＸＯ０ Ｘ１Ｘ０，Ｘ为发生冲突的未知位，从而判断有冲突产生。
下～次请求指令的参数将最高冲突位置“０”．高于该位的值
不变．低于该位的值将全部设为“１”，得到“１０１１ １１１１”，以此
为参数继续发送“请求”指令，以此类推，
直到识别出一个标签。具体过程见表１（Ｘ表示冲突位）
完成一个标签之后，会继续请求下一个标签。这时读写 器不是从最开始搜索，而是根据已有的信息，从上一级的冲
突位开始搜索即读写器发送的请求指令参数不是“ｌ１１１
ｌ１１１”而是“１０ｏ０ Ｏｌ１１”。表２是搜索第二个标签的执行过程。
在读写器轮询过程中，返回的序列号并非全部的序列
一３２一 表１二进制搜索算法执行过程 Ｔａｂ・１ ＴＩ他ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆｂｉｎａｒｙ ｓｅａｒｃｈ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
表２二进制搜索算法执行过程ｆ第二步） Ｔａｂ．２ Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｂｉｎａｒｙ ｓｅａｒｃｈ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ（Ｓｔｅｐ ２１
号，而是序列号中未知的其他ｂｉｔ值，这样就可以减少二进制
搜索法在防冲突运算中所要传输的数据量和所需的时间。在
ＲＦＩＤ系统中，当射频场内出现冲突时，根据智能卡内标签芯
片ＵＩＤ序列号从高到低一次次筛选出某一射频卡，进行后续
的操作。二进制搜索法的特点在于稳定性好，准确度高，但是
硬件实现比较麻烦。随着冲突标签的越多、标签序列号越长，
总的防碰撞执行时问也越长。二进制搜索算法为了从Ⅳ个标
签中找出唯一一个标签，需要进行多次请求。其平均次数为：
Ｌ＝ｌｏｇ２Ｎ＋ｌ由公式可知，找出一个标签的请求次数将会随着
Ⅳ的增加而迅速增加旧。
２比特帧防冲突
ＩＳＯ￣ＥＣ １４４４３Ａ中提出的比特帧防冲突便是基于二进
制搜索算法所提出的一种有效实用的防冲突方法。
在ＩＳ０，ＩＥＣ ｌ４４４３ Ａ中指定了以下几个指令来管理 ＰＩＣＣ（标签）与ＰＣＤ（读写器）的通信：ＲＥＱＡ请求命令，ＡＴＱＡ
应答，ＡＮＴＩＣＯＬＨＳＩＯＮ，ＳＥＬＥＣＴ，ＳＡＫ应答。 ＰＣＤ设备（读写器）发送ＲＥＱＡ请求命令，ＲＥＱＡ命令数 据组成如表３所示。
表３ ＲＥＱＡ数据Ｔａｂ．３Ｄａｔａ ｏｆＲＥＱＡ
ＲＥＱＡ帧包括以下内容：
１）通信起始位Ｓ
２）位数据，低位先发送，ＲＥＱＡ的命令代码是“０ｘ２６”
３）通信结束位Ｅ ＰＩＣＣ接收到ＲＥＱＡ命令后，在ＰＣＤ能量场内所有ＨＣＣ
同时发出ＡＴＱＡ应答，ＡＴＱＡ应答数据组成如表４所示。 码 。Ｌ．］。 。瑞』０几 厂 ¨［：： ＝＝ 』０几。厂
霁一
RFID多标签防碰撞技术研究
第３２卷第２期
Ｖ０１．３２ Ｎｏ．２ 企业技术开发 ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ０Ｆ ＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥ ２０１３年１月 Ｊａｎ．２０１３
ＲＦＩＤ多标签防碰撞技术研究
王莉莉
（苏州工业职业技术学院，江苏苏州２１５１０４）
摘要：射频识别技术凭借体积小，信息量大、寿命长等优点，在很多领域得到了广泛的应用。随之而来，就是多标签的碰 撞问题，解决此问题有四类方法。文章一一列举了这些方法，研究其工作情况，总结其优缺点及实际的应用场合。 关键词：射频识别；碰撞；解决方法；优缺点 中图分类号：ＴＰ３９１．４４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—８９３７（２０１３）０２一ｏｏ【）７一ｏ２
射频识别ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技 术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据， 而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
可工作于各种恶劣环境。ＲＦＩＤ技术可识别高速运动物体
并可同时识别多个标签，操作快捷方便。目前ＲＦＩＤ技术 应用很广，如图书馆、门禁系统、食品安全溯源等。
１射频识别工作原理
一套完整的ＲＦＩＤ系统，是由阅读器（Ｒｅａｄｅｒ）与电子
标签（ＴＡＧ）也就是所谓的应答器（Ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ）及应用软
件系统三个部分所组成的。阅读器根据使用的结构和技 术不同可以是读或读／写装置，是ＲＦＩＤ系统信息控制和
处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块 和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工
通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应
答器提供能量和时序。在实际应用中，可进一步通过 Ｅ￣ｅｍｅｔ或ＷＬＡＮ等实现对物体识别信息的采集、处理
及远程传送等管理功能。应答器是ＲＦＩＤ系统的信息载
体，应答器大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯 片组成无源单元。以ＲＦＩＤ卡片阅读器及电子标签之间
隧道人员定位系统中RFID防碰撞算法的研究
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ计算机工程与应用
隧道人员定位系统中ＲＦＩＤ防碰撞算法的研究
米根锁，王彦快，马学霞
ＭＩ Ｇｅｎｓｕｏ，Ⅵ ＮＧ Ｙａｎｋｕａｉ，ＭＡ Ｘｕｅｘｉａ
兰州交通大学自动化与电气工程学院，兰州７３００７０
Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０，Ｃｈｉｎａ
ＭＩ Ｇｅｎｓｕｏ，ＷＡＮＧ Ｙａｎｋｕａｉ，ＭＡ Ｘｕｅｘｉａ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ＲＦＩＤ ａｎｔｉ—ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｎ ｔｕｎｎｅｌ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｐｏｓｉ— ｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１２，４８（２４）：７２－７６．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ａｖｏｉｄ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｗｈｅｎ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｏｎｅ ｔａｇ ｓｅｎｄ ｔｈｅ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅａｄｅｒ ｉｎ ｔｕｎｎｅｌ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ａ ｎｅｗ ａｎｔｉ—ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂｉｎａｒｙ ｓｅａｒｃｈ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅ
ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｄｏｐｔｓ ｔｈｅ Ｂａｃｋ—ｓｔｒａｔｅｇｙ ａｎｄ ｒｅｍｏｖｅｓ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｂｉｔ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｇｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ， ｔｈｅｒｅｂｙ，ｒｅｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｈｏ￣ｅｎｓ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅａｒｃｈ ｔｉｍｅｓ ａｎｄ
动态环境下RFID防碰撞算法面临问题与挑战分析
第３７卷第５期 西南民族大学学报・自然科学版 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｆｏｒ Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ・Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ
文章编号：１００３—２８４３（２０１ １）ｏ５－０８３７－０４
动态环境下ＲＦＩＤ防碰撞算法面临问题与挑战分析
陈毅红 一，校景中 ，郑俊辉 ，李高平
（１．西南民族大学计算机科学与技术学院，成都６１００４１；２．西南交通大学信息科学与技术学院，成都６１００３１）
摘要：ＲＦＩＤ防碰撞问题是ＲＦ１Ｄ关键问题之一，目前针对动态环境中防碰撞问题研究得很少．为了推动动态环境下防
碰撞算法研究，通过一般无线通信技术与ＲＦＩＤ无线通信特性深入对比分析，得到了动态环境下研究防碰撞所面临的主
要问题．以及解决这些问题面临的重要挑战，从而指明研究动态环境防碰撞算法的关键技术路径．
关键词：ＲＦＩＤ；防碰撞算法；无线通信
中图分类号：ＴＰ３９３ 文献标识码：Ａ
ｄｏｉ：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．１００３・２４８３．２０１ １．０９．３６
１ 引言
物联网是继计算机、互联网后又一次信息产业浪潮，成为当今世界最重要ＩＴ技术之一，它通过射频识别
ＲＦＩＤ等信息传感设备，按约定协议把物体与互联网相联接，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和
管理．ＲＦＩＤ系统由阅读器和众多标签组成，标签存储物品信息，ＲＦＩＤ阅读器通过无线信道读取标签中信息，达到
识别物体目的．
图ｌ 标签．标签碰撞 图２ 阅读器一标签碰撞情况ｌ
图３ 阅读器一标签碰撞情况２ 图４ 阅读器一阅读器碰撞 ＲＦＩＤ系统可分为单阅读器ＲＦＩＤ系统和多阅读器ＲＦＩＤ系统，单阅读器ＲＦＩＤ系统中无线信道由众多标签和阅
读器共享，因此存在标签一标签碰撞问题，如图ｌ所示，将标签防碰撞过程所采用的方法称为标签防碰撞算法［１】；
多阅读器ＲＦＩＤ系统可以扩大阅读器识别范围、提高ＲＦＩＤ系统标签识别吞吐率和识别正确性、降低漏读率，这些
RFID二进制树防碰撞算法及改进算法的研究
建 辟 Ｕ ｌＡＮ ＣｏＭＰＵＴＥ
ＲＦＩ Ｄ二进制树防碰撞算法及改进算法的研究
胡海锋，徐飞
（闽西职业技术学院福建龙岩３６４０２１）
【摘要】－本文针对Ｒ．ＦＩＤ系统二进制树防碰撞算法，进行了理论方面的探讨，首先是二进制树算
法的理论研究，阐述了算法的思路，对其进行了性能评价；其次，在防碰撞二进制树算法的基础上，提出
了一种新的改进型二进制树算法，该算法识别速度快，执行效率高，极大的改进了识别效果。
【关键字】：Ｒ．ＦＩＤ防碰撞二进制树算法
引言 ＲＦＩＤ技术是物联网系统的基础，ＲＦＩＤ系统硬件
主要由阅读器和ＲＦＩＤ标签构成。阅读器通过无线信
号与ＲＦＩＤ标签进行信息联系，阅读器对进入自身识 别区域的ＲＦＩＤ所发出的无线电波产生反应，识别出
对应标识，并进行能量传递和信息交互等工作。在
ＲＦＩＤ应用中存在着阅读器和ＲＦＩＤ标签目标识别的
问题，如果在一个有效识别区域内出现多个阅读器或
多个ＲＦＩＤ就会出现相互干扰的问题，被称为ＲＦＩＤ 系统碰撞，解决多个目标的识别问题也就是ＲＦＩＤ系
统防碰撞算法。［１１目前主要有两种类型的ＲＦＩＤ防碰撞
算法，其一是ＡＬＯＨＡ算法，它采用的是退避原则，是
一种不确定算法；而另一种则是树型分解算法，其具 有稳定的识别次数，二进制树搜索算法就是其最基本
算法之一。［２］
一、二进制树防碰撞算法
１二进制树型搜索算法
（１）１工作状态的标签进入读写器有效识别范围 时，读写器广播一个所有位数全为１的最大识别号，
标签的序列号都会小于该最大识别号，由此全部标签
均产生应答并把序列号发送给读写器。
（２）标签返回的序列号是唯一的，当应签的标签大
于二个时，就会产生碰撞，在曼彻斯特编码时表现为 无法区别０或１，碰撞区域内的最低位数取为０，位数
低者不变，高于其位的取１。
（３）读写器将上述重新编制的识别号发送给标
签，标签接收到后将序列号和新的识别号进行对比，
如果小于或等于该识别号，则产生应答将序列号发送 给读写器。 ｆ４）重复运行以上过程，最终将确定一个最小序列
分组部分时隙帧预测的RFID防碰撞算法
分组部分时隙帧预测的RFID防碰撞算法
吴垚;霍亮生;刘玉德;顾祖宝
【摘 要】针对最大帧长度受限情况下射频识别中的标签碰撞问题，提出分组部分时隙帧预测ALOHA算法。通过分组操作，限定每次待识别标签数在最大帧长的有效识别范围内。采用部分时隙帧预测，若部分时隙的碰撞或空闲比例超过门限值，则立即调整帧长，从而减少使用的时隙数。实验结果表明，该算法能有效降低使用的时隙数，提高系统识别效率，在标签大量动态变化的情况下，平均识别率可达35．58%，具有良好的适用性。%To solve the tags collision problem in
Radio Frequency Identification( RFID) system where the maximum size of
frame is limited, this paper proposes a new Grouping Part time Slot frame
Prediction ALOHA ( GPSPA ) algorithm. Tags are divided into smaller
groups considering the limited frame size ’ s capability. Part slots
prediction scheme is used in identification to decide whether to change
the frame size immediately. If the empty or collision slots percentage
exceeds the threshold value, the frame size is changed promptly.
Simulation results show that the proposed algorithm can increase the
基于扩频ALOHA的RFID防碰撞算法
第４０卷 Ｖ０１．４０ 第３期 Ｎｏ．３ 计算机工程 Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１４年３月 Ｍａｒｃｈ ２０１４
・专栏・ 文章编号：１０００－３４２８（２０１４）０３．０００１—０５ 文献标识码：Ａ 中田分类号：ＴＰ３０９．２
基于扩频ＡＬＯＨＡ的ＲＦＩＤ防碰撞算法
王云蜂，张斌
（解放军信息工程大学密码工程学院，郑州４５０００４）
摘要：在射频识别系统中，读写器作用范围内的多标签识别存在数据碰撞的问题。为此，在分析ＡＬＯＨＡ算法的基础上，应用
码分多址技术，提出一种基于Ｇｏｌｄ码扩频的ＡＬＯＨＡ防碰撞算法，并进行算法的推导和仿真。该算法的吞吐量会随着标签数据帧 发送延时的增大而减小，随着扩频码数量的增加而增大。当扩频码数量和负载相等时，系统吞吐量最小；当扩频码数量大于负载 时，吞吐效率会随扩频码数量的增加而增大，系统吞吐效率高于时隙ＡＬＯＨＡ。应用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ构建基于码分多址的多标签与阅读 器通信系统，分别研究信噪比、上行速率和帧长对通信误码率的影响，实验结果表明，该算法可提高阅读器与标签之间的通信质 量，在现实情况下误码率趋近于０。 关健词：射频识别；码分多址；ＡＬＯＨＡ算法；防碰撞；扩频
Ａｎｔｉ．ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ＲＦＩＤ Ｂａｓｅｄ ０ｎ
Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ ＡＬＯＨＡ
ＷＡＮＧＹｕｎ－ｆｅｎｇ．ＺＨＡＮＧ Ｂｉｎ
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＣｉｐｈｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＰＬＡ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００４，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎ ｔｈｅ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＲＦＩＤ）ｓｙｓｔｅｍ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｄａｔａ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍｕｌｔｉｐｌｙ ｔａｇｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ
基于多叉树搜索算法改进的RFID防碰撞算法
Ｉ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
基于多叉树搜索算法改进的ＲＦＩＤ防碰撞算法
林伟，李景霞，叶林锋
（广东工业大学计算机学院，广东广州５１０００６） ：ｌ：
摘要：多标签碰撞问题严重影响了ＲＦＩＤ系统的性能。为了更好地解决这一问题，提出了基于多
叉树搜索的防碰撞算法。该算法根据碰撞位的不同来动态选择二叉树搜索和四叉树搜索，并引用堆
栈存储查询命令以避免重复搜索和冗余搜索，使得在大批量标签的情况下，系统吞吐率大幅度提高。
关键词：ＲＦＩＤ；防碰撞算法；二叉树搜索；四叉树搜索；堆栈
中图分类号：ＴＰ３０９ 文献标识码：Ａ 文章编号：０２５８—７９９８（２０１３）０２—０１３０－０４
Ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｎｔｉ－ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｕｌｔｉ——ｔｒｅｅ ｓｅａｒｃｈ ｉｎ ＲＦＩＤ
Ｌｉｎ Ｗｅｉ，Ｌｉ Ｊｉｎｇｘｉａ，Ｙｅ Ｌｉｎｆｅｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔ ｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，ＧＤＵＴ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｕｌｔｉ－ｔａｇｓ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＲＦＩＤ ｓｙｓｔｅｍｓ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｂｅｔｔｅｒ ｓｏｌｖｅ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｉｓ ｐａ—
ｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ａｎｔｉ—ｔｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｕｈｉ－ｂｒａｎｃｈ ｔｒｅｅ ｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｓｅｌｅｃｔｓ ｂｉｎａｒｙ ｔｒｅｅ ｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｑｕａｄ ｔｒｅｅ ｓｅａｒｃｈ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｂａｓｅｄ ｏｆｔ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｂｉｔｓ，ｉｔ ａｌｓｏ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｔｈｅ ｓｔａｃｋ ｔｏ ｓｔｏｒｅ ｑｕｅｒｙ ｃｏｍｍａｎｄｓ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｄｕｐｌｉ—
基于二进制搜索的RFID标签防碰撞算法研究
第２５卷第４期 ２０１３年１２月 塔里木大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔａｒｉｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｖ０Ｉ．２５ Ｎｏ．４ ＤｅＣ．２０１３
文章编号：１００９—０５６８（２０１３）０４—００３０—０６
基于二进制搜索的ＲＦＩＤ标签防碰撞算法研究
蒋霞白铁成郑洪江
（塔里木大学信息工程学院，新疆阿拉尔８４３３００）
摘要标签防碰撞技术是射频识别（ＲＦＩＤ）系统中提高标签识别效率的关键技术。在基本二进制搜索算法（Ｂｓ）的基础上，研 究了结合动态二进制搜索算法（ＤＢＳ）和返回式二进制搜索算法（ＢＢＳ）优点的返回式动态二进制算法（ＢＤＢＳ），提出改进算法 ＩＢＤＢＳ，并对其进行优化。仿真结果表明，该算法能减少阅读器问询标签的数据量并提高系统吞吐率，有效地提高标签识别的 速度。 关键词 射频识别；二进制搜索；防碰撞算法 中图分类号：ＴＮ９１１ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９—０５６８．２０１３．０４．００６
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｂｉｎａｒｙ Ｓｅａｒｃｈ Ａｎｔｉ——ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ＲＦＩＤ Ｓｙｓｔｅｍ
Ｊｉａｎｇ Ｘｉａ Ｂａｉ Ｔｉｅｃｈｅｎｇ Ｚｈｅｎｇ Ｈｏｎｇｊｉａｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔａｒｉｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ａｌａｒ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ ８４３３００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔａｇ ａｎｔｉ—ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｉｓ ａ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ＲＦＩＤ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ Ｂａｃｋｗａｒｄ Ｄｙｎａｍｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＢＤＢＳ）ｈａｓ ｂｅｅｎ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｗｈｉｃｈ ｃｏｍｂｉｎｅｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ Ｂａｃｋｗａｒｄ Ｂｉｎａｒｙ Ｓｅａｒｃｈ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂｉｎａｒｙ Ｓｅａｒｃｈ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ＢＤＢＳ（ＩＢＤ— ＢＳ）ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｄａｔａ ｄｕｒｉｎｇ ｓｅａｒｃｈｉｎｇ ｔａｇｓ ｈａｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅ ｔａｇ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｍ— ｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＲＦＩＤ；ｂｉｎａｒｙ ｓｅａｒｃｈ；ａｎｔｉ—ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
基于空闲时隙消除的超高频RFID防碰撞算法
基于空闲时隙消除的超高频RFID防碰撞算法
苏健;谢良波;杨颖;文光俊;孟庆微
【摘 要】Tag collision avoidance is a critical issue in RFID system.In order
to further improve the performance of RFID system and reduce the
computation complexity,an efficient idle slots elimination anti-collision
algorithm based on binary splitting (ISE-BS) is proposed.In ISE-BS,one bit
control flag signal is introduced to transmit before data exchange,where
tag collision can be informed by control signal and the unnecessary data
exchange between a reader and tags can be further avoided.Since the idle
slots during BS algorithm are eliminated by ISE-BS,coordination
transmission time of identification process is saved.Simulation results show
that the proposed ISE-BS algorithm achieves throughput of 0.4065 and
time efficiency of 0.3247,outperforms the existing anti-collision
基于后退式二进制搜索的RFID防碰撞算法的研究
第２９卷第５期
２０１２年５月 计算机应用与软件
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｖｏ１．２９ Ｎｏ．５
Ｍａｙ ２０１２
基于后退式二进制搜索的ＲＦＩＤ防碰撞算法的研究
樊文静 张姗姗 田智慧
（东华大学信息科学与技术学院上海２０１６２０）
摘要 标签防碰撞技术是射频识别（ＲＦＩＤ）系统中提高识别效率的关键技术。在对基本二进制搜索算法及其各种改进算法进
行分析的基础上，提出一种基于后退式二进制搜索算法的改进算法ＩＲＢＳ。该算法引入标签状态计数器Ｒ 来记录标签的状态。首
先判定标签的反馈信息碰撞位，然后把最高冲突位作为标签分组的依据，联合利用前、后向搜索方法来减少标签的搜索范围。仿真
结果表明，该算法能减少阅读器和标签之间的通信量，有效地提高标签的识别速度。
关键词 射频识别
中图分类号ＴＰ３１２ 防碰撞算法 二进制搜索
文献标识码Ａ
ＲＥＳＥＡＲＣＨ ｏＮ ＲＦｍ ＡＮＴＩ．ＣＯＬＬＩＳＩＯＮ ＡＬＧ０ＲＩＴＨＭ ＢＡＳＥＤ
ｏＮ ＲＥＧＲＥＳＳＩＶＥ．ＳＴＹＬＥ ＢＩＮＡＲＹ ＳＥＡＲＣＨ
Ｆａｎ Ｗｅｎｊｉｎｇ Ｚｈａｎｇ Ｓｈａｎｓｈａｎ Ｔｉａｎ Ｚｈｉｈｕｉ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１６２０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔａｇ ａｎｔｉ－ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｎ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ
（ＲＦＩＤ）ｓｙｓｔｅｍｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｂｉｎａｒｙ ｓｅａｒｃｈ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ ｉｔｓ ｖａｒｉｏｕｓ ｅｖｏｌｖｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ