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基于列表式读取方式的RFID系统性能及应用研究

白曦源  
【摘要】:近年来,射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术发展十分迅速,其应用的领域也越来越广泛,无论在生产生活中,RFID技术都发挥着越来越重要的作用。作为最重要的数据采集技术之一,RFID技术可以快速准确地识别标签内的信息,而其最大的特色是可以完成多标签的识别任务。但是,当多个标签同时在阅读器读取范围内企图与阅读器通信时将会产生碰撞问题,目前主要解决此问题的方法主要有二进制搜索算法和ALOHA算法。两种算法都需要阅读器根据自身内部的相应算法来完成对读取范围内所有标签的逐一识别,但是,当标签数量很大时,两种算法的系统开销及时延都非常明显。 本文提出了一种新的阅读器读取方式,列表式读取方式,与传统的读取方式相比,列表式读取方式直接跳过了防碰撞算法对阅读器读取范围内的标签进行读取。但并不是所有进入读取范围内的标签都有可能被识别,只有唯一识别号已经存在于阅读器内部的标签才会被识别。阅读器将系统内将要识别的固定标签群体的唯一识别号存放到阅读器内部的存储空间中形成一个地址列表。在读取时,阅读器根据需要按照一定的规则(比如按排列顺序)逐个锁定式的识别。 与传统的防碰撞思想不同,列表式读取方式不是对阅读器读取范围内的所有标签应用防碰撞算法后被动的读取,也就是说,对于传统防碰撞思想而言,只要是符合系统规范的标签一旦进入阅读器读取范围内,阅读器就会将其纳入防碰撞算法,而另一方面,阅读器也只会依据防碰撞算法来决定读取标签的先后顺序,而复杂的防碰撞算法也增加了很大的系统开销。对于列表式读取方式,阅读器在识别标签时将会跳过传统的防碰撞算法过程,但是这要求阅读器内部必须有所要读取标签的地址信息,这也就是说,对于列表式读取方式而言,读取的主动权在于阅读器。阅读器发出带有将要被识别标签唯一识别号(UID)的查询命令,标签在接收到此命令后会将命令中的UID号与自身的UID号做异或运算,如果某个标签的运算结果为零,则说明两个唯一识别号一致,即阅读器将要对该标签进行读取。如果阅读器在尝试对列表内的标签进行读取失败时,本文设计了二次读取及循环读取两种读取模式进行解决。根据不同的情况,还可以将两种模式嵌套使用形成嵌套读取模式,并针对三种读取模式,给出了相应的读取流程图给予说明。 为了证明列表式读取方式性能的优越性,本文在阅读器寻呼次数、传输时延以及系统效率三方面对其进行了仿真分析,并选取了工作原理相对接近的二进制搜索算法进行了对比分析。实验表明,列表式读取方式在以上三方面性能的表现要远远优于传统的二进制搜索算法。本文最后以图书馆开放式书架管理及仓储管理为背景设计了列表式读取方式在实际当中的应用方式,并应用不同的读取模式解决实际应用当中出现的不同问题。


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