1.系统工作基本过程
读写器对1 标签唤醒 ,并进行2 清点轮询 所要识别的标签,所有标签进行3 标签响应,如果有响应冲突进行4 冲突分解,之后对标签进行5 标签信息访问 ,再重复2~5的过程。
2.关键技术问题
性能指标:读写距离 ,识别效率/速度,识别可靠性
性能决定因素:标签芯片:功耗、灵敏度 ; 标签天线:多样性、低成本、性能 ;
读写器芯片:功耗、灵敏度、协议兼容 ; 读写器天线:近场、远场 ;
空中接口协议 ; 生产、封装、测试 :生产效率、成品率、 封装材料和工艺、生产测试
系统性能约束:
阅读器限制:EIRP有效全向辐射功率,阅读器灵敏度
标签限制: Antenna polarization(天线极化),芯片灵敏度,电源能量, Antenna gain天线增益 ; Impedance match阻抗匹配
导致结果:距离短,漏读,速度慢
2.标签碰撞及ALOHA算法(/yixueming/article/details/)
多标签碰撞:多个标签同处在读写器的作用场内。当有两个以上的标签同时发送数据时,就会出现通信冲突和数据相互干扰(碰撞)
为了防止这些冲突的产生,射频识别系统中需要设置一定的相关命令,解决冲突问题,这些命令被称为防冲突命令或算法 , RFID系统标签防碰撞算法大多采用 时分多路法 ,时分多路法分为以下两种。
基于确定轮询的机制确定性算法(咱们不用这个)
基于随机的机制的非确定性算法:主要ALOHA算法
ALOHA算法是一种随机接入方法。(具体与第7次PPT结合着看)
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时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,将会发生信号重叠,从而导致冲突。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
纯ALOHA算法: 在纯ALOHA算法中,若读写器检测出信号存在相互干扰,读写器就会以向标签发出命令,令其停止向读写器传输信号;标签在接收到命令信号之后,就会停止发送信息,并会在随机时间段内进入到待命状态,只有当该时间段过去后,才会重新向读写器发送信息。各个电子标签待命时间片段长度是随机的,再次向读写器发送信号的时间也不相同,这样减少碰撞的可能性。
当读写器成功识别某一个标签后,就会立即对该标签下达命令使之进入到休眠的状态。而其他标签则会一直对读写器所发出命令进行响应,并重复发送信息给读写器,当标签被识别后,就会一一进入到休眠状态,直到读写器识别出所有在其工作区内的标签后,算法过程才结束。发送帧不会产生碰撞,可以分析出,即发送成功的概率P与呑吐率与数据包含量有关。
特点:分组长度(等长),冲突区域大,实现简单,适用于分组发送密度较低场景
在纯ALOHA 系统中,一个 分组成功传输的概率,就是 在其产生 时刻前一个时间单位内没有分组, 并 且在该分组产生时刻的后一个时间单 位内仅有一个分组发送的概率。
时隙ALOHA:时隙ALOHA算法把时间分成多个离散的时隙,每个时隙长度等于或稍大于一个帧,标签只能在每个时隙的开始处发送数据。这样标签要么成功发送,要么碰撞,避免了纯ALOHA算法中的部分碰撞冲突,碰撞周期减半,提高了信道利用率。时隙ALOHA算法需要读写器对其识别区域内的标签校准时间。因为标签仅仅在确定的时隙中传输数据,所以该算法的冲撞发生频率仅仅是纯ALOHA算法的一半,但其系统的数据吞吐性能却会增加一倍。
特点:冲突区域限制在时隙内,正确接收:无冲突、校验正确,发生碰撞:接收错误,空时隙
时隙:将信道在时间上划分为若干等长的时间片,每个终端只能在时间片内发送分组。
成帧时隙ALOHA:帧时隙算法中,时间被分成多个离散时隙,电子标签必须在时隙开始处才可以开始传输信息。读写器以一个帧为周期发送查询命令。当电子标签接收到读写器的请求命令时,每个标签通过随机挑选一个时隙发送信息给读写器。如果一个时隙只被标签选中,则此时隙中标签传输的信息被读写器成功接收,标签被正确识别。如果有两个或两个以上的标签选择了同一时隙发送,则就会产生冲突,这些同时发送信息的标签就不能被读写器成功识别。整个算法的识别过程都会如此循环,一直到所有标签都被识别完成。
帧:若干个时隙组成一帧,所有标签在帧内选择时隙发送。
特点:该算法的缺点是当标签数量远大于时隙个数时,读取标签的时间会大大增加;当标签个数远小于时隙个数时,会造成时隙浪费。
ALOHA算法的二项式模型:

二进制树型搜索算法:二进制树型搜索算法由读写器控制,基本思想是不断的将导致碰撞的电子标签进行划分,缩小下一步搜索的标签数量,直到只有一个电子标签进行回应。
基本思路:多个标签进入读写器工作场后,读写器发送带限制条件的询问命令,满足限制条件的标签回答,如果发生碰撞,则根据发生错误的位修改限制条件,再一次发送询问命令,直到找到一个正确的回答,并完成对该标签的读写操作。对剩余的标签重复以上操作,直到完成对所有标签的读写操作。
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