UHF RFID anti-botsingsalgoritme

Multi-tag collision: meerdere tags bevinden zich in het werkveld van de lezer. Wanneer meer dan twee tags tegelijkertijd gegevens verzenden, zal er communicatiebotsing en gegevensinterferentie (botsing) optreden.

Om deze conflicten te voorkomen, moeten bepaalde gerelateerde opdrachten worden ingesteld in het radiofrequentie-identificatiesysteem om het conflictprobleem op te lossen. Deze opdrachten worden anti-botsingsopdrachten of -algoritmen genoemd. Het is onderverdeeld in de volgende twee typen, het deterministische algoritme op basis van het deterministische pollingmechanisme en het niet-deterministische algoritme op basis van het willekeurige mechanisme (voornamelijk het ALOHA-algoritme).

Het ALOHA-algoritme is een willekeurige toegangsmethode. Het basisidee is om de manier aan te nemen waarop de tag eerst spreekt. Wanneer de RFID-elektronische tag het herkenningsgebied van de lezer betreedt, stuurt deze automatisch zijn eigen ID-nummer naar de UHF-lezer. Tijdens het proces van het verzenden van gegevens van de tag, als er andere tags zijn Gegevens worden ook verzonden, zullen overlappende signalen optreden, wat botsingen veroorzaakt. De lezer detecteert of er een conflict is in het ontvangen signaal. Zodra er een conflict optreedt, zal de lezer een opdracht sturen om de tag te stoppen met verzenden, en wacht een bepaalde tijd voordat hij opnieuw verzendt om het conflict te verminderen.

1. Puur ALOHA-algoritme

In het pure ALOHA-algoritme, als het lees-schrijfapparaat detecteert dat er wederzijdse interferentie is in de signalen, zal de lezer-schrijver een opdracht sturen naar de tag om te stoppen met het verzenden van signalen naar de lezer-schrijver; nadat de tag het opdrachtsignaal ontvangt, zal het stoppen met het verzenden van informatie, en zal het gedurende een willekeurige periode in de stand-bymodus gaan, en pas nadat de tijd is verstreken, zal de informatie weer naar de RFID-lezer worden verzonden. De lengte van het standby-tijdsegment van elke RFID-elektronische tag is willekeurig en de tijd om het signaal opnieuw naar de lezer te sturen is ook anders, om de kans op een botsing te verkleinen.

Wanneer de UHF-lezer een bepaalde tag succesvol herkent, zal deze onmiddellijk een opdracht aan de tag geven om de inactieve status in te gaan. De andere tags zullen altijd reageren op de opdrachten die door de lezer worden gegeven en herhaaldelijk informatie naar de lezer sturen. Wanneer de tags worden herkend, zullen ze één voor één in een inactieve status gaan totdat de lezer alle herkent. Het algoritmeproces eindigt pas nadat de labels in de regio zijn geselecteerd. Er zal geen botsing zijn bij het verzenden van frames en het kan worden geanalyseerd dat de waarschijnlijkheid P van succesvol verzenden verband houdt met de doorvoersnelheid en de hoeveelheid gegevens die erin zijn opgenomen.

Kenmerken: pakketlengte (gelijke lengte), groot conflictgebied, eenvoudige implementatie, geschikt voor scenario's met lage pakkettransmissiedichtheid

Samenvatting: Wanneer een conflict wordt gedetecteerd, ga dan naar de stand-bystatus, wacht een willekeurige periode en verzend dan

2. Tijdslot ALOHA

Het geslote ALOHA-algoritme verdeelt de tijd in meerdere discrete tijdslots, de lengte van elk tijdslot is gelijk aan of iets groter dan één frame en de tag kan alleen gegevens verzenden aan het begin van elk tijdslot. Op deze manier worden de tags succesvol verzonden of botsen ze volledig, waardoor gedeeltelijke botsingen in het pure ALOHA-algoritme worden vermeden, de botsingsperiode wordt gehalveerd en het kanaalgebruik wordt verbeterd. Het geslote ALOHA-algoritme vereist dat de lezer de tijd van de tags in zijn identificatiegebied kalibreert. Omdat de tag alleen gegevens verzendt in een bepaald tijdslot, is de botsingsfrequentie van dit algoritme slechts de helft van die van het pure ALOHA-algoritme, maar de gegevensdoorvoerprestaties van het systeem worden verdubbeld.

Functies: Het conflictgebied is beperkt tot het tijdslot, correcte ontvangst: geen conflict, correcte verificatie, botsing: ontvangstfout, leeg tijdslot

Samenvatting: Verdeel het kanaal in meerdere tijdslots (groter dan of gelijk aan één frame), elke terminal kan alleen beginnen met het verzenden van informatie in elk tijdslot, het conflictgebied is beperkt tot het tijdslot en het resultaat is alleen succes en botsing (mislukking), de doorvoer van geslote ALOHA is twee keer zo groot als die van pure ALOHA.

3. Framing-tijdslot ALOHA

In het framing-tijdslotalgoritme wordt de tijd verdeeld in meerdere discrete tijdslots en kan de elektronische tag alleen beginnen met het verzenden van informatie aan het begin van het tijdslot. De lezer/schrijver verstuurt querycommando's in een framecyclus. Wanneer de elektronische tag het verzoekcommando van de lezer ontvangt, verstuurt elke tag informatie naar de lezer door willekeurig een tijdslot te selecteren. Als een tijdslot alleen door een unieke tag wordt geselecteerd, wordt de informatie die door de tag in dit tijdslot wordt verzonden, succesvol ontvangen door de Honglu-lezer en wordt de tag correct geïdentificeerd. Als twee of meer tags hetzelfde tijdslot kiezen om te verzenden, conflicts zullen optreden en deze tags die tegelijkertijd informatie verzenden, kunnen niet succesvol worden geïdentificeerd door de lezer. Het herkenningsproces van het hele algoritme zal op deze manier worden herhaald totdat alle tags zijn herkend.

Kenmerken: Het nadeel van dit algoritme is dat wanneer het aantal tags veel groter is dan het aantal tijdslots, de tijd om tags te lezen aanzienlijk zal toenemen; wanneer het aantal tags veel kleiner is dan het aantal tijdslots, zullen tijdslots worden verspild.

Samenvatting: Meerdere tijdslots vormen een frame en alle tags selecteren tijdslots om in het frame te verzenden.

Binominaal model van ALOHA-algoritme

Binair boomzoekalgoritme: Het binaire boomzoekalgoritme wordt bestuurd door de lezer. Het basisidee is om de elektronische tags die botsingen veroorzaken continu te verdelen en het aantal tags dat in de volgende stap moet worden doorzocht te verminderen totdat er maar één elektronische tag reageert.

Basisidee: Nadat meerdere tags de werkplek van de lezer binnenkomen, stuurt de lezer een aanvraagopdracht met beperkingen en de tags die aan de beperkingen voldoen, antwoorden. Als er een botsing optreedt, wijzigt u de beperkingen op basis van het bit waar de fout is opgetreden en stuurt u de query opnieuw totdat er een correct antwoord is gevonden en de lees- en schrijfbewerkingen naar de tag zijn voltooid. Herhaal de bovenstaande bewerkingen voor de resterende tags totdat de lees- en schrijfbewerkingen voor alle tags zijn voltooid.