基于查询树的RFID防碰撞算法研究

发布时间：2020-04-11 10:52

【摘要】：无线射频识别技术是一种新兴的非接触式自动识别技术。与传统的识别技术相比,RFID技术具有非接触读取、识别速度快、安全性高、防水防磁、环境适应能力强等多种优势。RFID技术的市场前景广阔,在交通管理、零售、医疗保健、物流仓储、生产制造等众多领域都得到了广泛的应用。标签碰撞问题一直是RFED技术中存在的关键问题之一,设计一个高效稳定的防碰撞算法对RFID技术的进一步发展至关重要。防碰撞算法主要可以分成基于ALOHA的防碰撞算法和基于树结构的防碰撞算法两大类。本文主要对基于树结构的防碰撞算法进行了讨论,详细介绍了几种具有代表性的树结构算法,通过分析其优缺点,然后针对查询次数过多、碰撞时隙多、传输数据量大等问题做出改进。论文在查询树的基础上提出了两种改进的算法,分别为IGAQT算法和GIGAQT算法。IGAQT算法主要采用基于奇偶和前缀码的方式对标签进行了分组,通过减少标签数目降低碰撞发生的概率;同时,在自适应选择分叉数目时,利用前缀码进行前缀的确定,对四叉树进行剪枝处理,减少空闲时隙。而GIGAQT算法是在IGAQT算法的基础上引入了防捕获机制,采用了前缀重传和标签前缀反馈机制的方法,即根据标签回复的去除前缀后,从最高位开始进行按位与运算结果为0的序列来确定需要扩展的前缀,避免了盲目添加无用前缀的问题。实验结果证明,改进后的两种算法查询次数更少,识别效率更高,具备更好的性能。利用改进后的算法解决多标签碰撞问题,能够有效减少因碰撞造成的标签数据丢失、读取失误与不必要的能量浪费,从而提高RFID系统的工作效率与性能,保证系统的可靠性。
【图文】：

被列入国家发展战略，并在２０１６年列入“十三五”规划中。ＲＦＩＤ作为物联网的逡逑关键技术之一，迎来了难得的发展机遇。如今，，ＲＦＩＤ技术与互联网、大数据、逡逑人工智能和云计算等深度融合，其应用范围和领域越来越广。图１－１展示了邋２０１０逡逑４逡逑

标签碰撞和阅读器碰撞两种［３４］。如果一个阅读器的读取范围内存在着多个标签，逡逑当阅读器发出查询信号时，有多个标签同时响应请求并发送数据就会造成千扰，逡逑使得阅读器无法正确识别标签信息，这种碰撞问题为标签碰撞，碰撞模型如图３－１逡逑所示。而阅读器碰撞指的是当多个阅读器同时向识别范围内的一个标签发送数据逡逑时，不同阅读器由于频率不同发生干扰或者标签无法识别是由哪一个阅读器发出逡逑的通信信号，造成信息无法识别问题，模型如图３－２所示。逡逑标签１邋］逡逑／邋＼逡逑／邋＼逡逑ｄｌ逡逑标签Ｎ邋＊逦？逦４逦标签２逡逑＼邋／邋Ｊ逡逑Ｘ邋丨标名３逦，逡逑？、—逦逦——＊＇逡逑图３＿１标签碰撞模型逡逑２１逡逑
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.44

【参考文献】

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1 富春岩;周虹;刘越;韦韫韬;张忠武;;RFID系统的安全隐患问题综述[J];电脑知识与技术;2013年15期

2 丁治国;朱学永;郭立;古今;;自适应多叉树防碰撞算法研究[J];自动化学报;2010年02期

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1 杨青;捕获环境下的区域抑制RFID多标签识别方法研究[D];国防科学技术大学;2015年

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1 胡正超;基于二进制树的RFID防碰撞算法的研究[D];吉林大学;2009年

本文编号：2623503