UHF RFID Anti-kollisionsalgoritme

Multi-tag kollision: flere tags er i læserens handlingsfelt. Når mere end to tags sender data på samme tid, vil der være kommunikationskollision og datainterferens (kollision).

For at forhindre disse konflikter skal visse relaterede kommandoer indstilles i radiofrekvensidentifikationssystemet for at løse konfliktproblemet. Disse kommandoer kaldes anti-kollisionskommandoer eller algoritmer. Den er opdelt i følgende to typer, den deterministiske algoritme baseret på den deterministiske afstemningsmekanisme og den ikke-deterministiske algoritme baseret på den tilfældige mekanisme (hovedsageligt ALOHA-algoritmen).

ALOHA-algoritmen er en tilfældig adgangsmetode. Den grundlæggende idé er først at adoptere den måde, som tagget taler på. Når den elektroniske RFID-tag kommer ind i læserens genkendelsesområde, sender den automatisk sit eget ID-nummer til UHF-læseren. Under processen med at sende data fra tagget, hvis der er andre tags Data bliver også sendt, vil der forekomme overlappende signaler, hvilket forårsager kollisioner. Læseren registrerer, om der er en konflikt i det modtagne signal. Når en konflikt opstår, vil læseren sende en kommando for at stoppe tagget i at sende og vente et stykke tid, før det sendes igen for at reducere konflikten.

1. Ren ALOHA-algoritme

I den rene ALOHA-algoritme, hvis læse-skrive-enheden detekterer, at der er gensidig interferens i signalerne, vil læser-skriveren sende en kommando til taggen om at stoppe med at transmittere signaler til læser-skriveren; efter at tagget har modtaget kommandosignalet, stopper det med at sende information og vil gå i standby-tilstand i et tilfældigt tidsrum, og først efter at tidsperioden er gået, vil informationen blive sendt til RFID-læseren igen. Længden af standby-tidssegmentet for hver RFID elektronisk tag er tilfældig, og tiden til at sende signalet til læseren igen er også forskellig for at reducere muligheden for kollision.

Når UHF-læseren genkender et bestemt tag, vil den straks udstede en kommando til tagget om at gå ind i den dvaletilstand. De andre tags vil altid reagere på de kommandoer, der er udstedt af læseren, og gentagne gange sende information til læseren. Når taggene genkendes, vil de gå i en hvilende tilstand én efter én, indtil læseren genkender alle. Algoritmeprocessen slutter først, efter at etiketterne i regionen er valgt. Der vil ikke være nogen kollision i afsendelsesrammer, og det kan analyseres, at sandsynligheden P for vellykket afsendelse er relateret til gennemløbshastigheden og mængden af indeholdt data.

Funktioner: pakkelængde (lige længde), stort konfliktområde, enkel implementering, velegnet til scenarier med lav pakketransmissionstæthed

Resumé: Når der registreres en konflikt, skal du gå ind i standbytilstand, vente i et tilfældigt tidsrum og derefter sende

2. Tidsrum ALOHA

Den spaltede ALOHA-algoritme opdeler tiden i flere diskrete tidsslots, længden af hver tidsslot er lig med eller lidt større end en ramme, og tagget kan kun sende data i begyndelsen af hver tidsslot. På denne måde sendes taggene enten med succes eller kolliderer fuldstændigt, hvilket undgår delvise kollisioner i den rene ALOHA-algoritme, halverer kollisionsperioden og forbedrer kanaludnyttelsen. Den slidsede ALOHA-algoritme kræver, at læseren kalibrerer tidspunktet for taggene i dets identifikationsområde. Fordi tagget kun transmitterer data i et bestemt tidsrum, er kollisionsfrekvensen af denne algoritme kun halvdelen af den for den rene ALOHA-algoritme, men systemets datagennemstrømningsydelse vil blive fordoblet.

Funktioner: Konfliktområdet er begrænset til tidsrummet, korrekt modtagelse: ingen konflikt, korrekt verifikation, kollision: modtagelsesfejl, tom tidsslot

Opsummering: Opdel kanalen i flere tidsvinduer (større end eller lig med én ramme), hver terminal kan kun begynde at transmittere information i hvert tidsvindue, konfliktområdet er begrænset til tidsvinduet, og resultatet er kun succes og kollision (fejl), gennemløbet af slidsede ALOHA er dobbelt så meget som ren ALOHA.

3. Indramning af tidsvindue ALOHA

I rammetidsvinduealgoritmen er tiden opdelt i flere diskrete tidsvinduer, og den elektroniske tag kan kun begynde at transmittere information ved begyndelsen af tidsvinduet. Læseren/skriveren sender forespørgselskommandoer i en rammecyklus. Når den elektroniske tag modtager anmodningskommandoen fra læseren, sender hver tag information til læseren ved tilfældigt at vælge et tidsvindue. Hvis et tidsvindue kun vælges af et unikt tag, modtages informationen transmitteret af tagget i dette tidsrum med succes af Honglu-læseren, og tagget er korrekt identificeret. Hvis to eller flere tags vælger det samme tidsrum at sende, konflicts vil forekomme, og disse tags, der sender information på samme tid, kan ikke identificeres med succes af læseren. Genkendelsesprocessen for hele algoritmen vil blive gentaget på denne måde, indtil alle tags er genkendt.

Funktioner: Ulempen ved denne algoritme er, at når antallet af tags er meget større end antallet af tidsvinduer, vil tiden til at læse tags blive væsentligt forøget; når antallet af tags er meget mindre end antallet af tidsslots, vil tidsslots blive spildt.

Resumé: Flere tidsvinduer danner en ramme, og alle tags vælger tidsintervaller til at sende i rammen.

Binomial model af ALOHA-algoritme

Binær træsøgningsalgoritme: Den binære træsøgningsalgoritme styres af læseren. Grundtanken er løbende at opdele de elektroniske tags, der forårsager kollisioner, og reducere antallet af tags, der skal søges i i næste trin, indtil kun én elektronisk tag reagerer.

Grundidé: Når flere tags er kommet ind på læserens arbejdsplads, sender læseren en forespørgselskommando med begrænsninger, og de tags, der opfylder begrænsningerne, svarer. Hvis der opstår en kollision, skal du ændre begrænsningerne i henhold til den bit, hvor fejlen opstod, og sende forespørgslen igen kommandoer, indtil et korrekt svar er fundet, og læse- og skrivehandlingerne til tagget er fuldført. Gentag ovenstående handlinger for de resterende tags, indtil læse- og skrivehandlingerne for alle tags er fuldført.