Алгоритм предотвращения столкновений UHF RFID

Многотеговое столкновение: в поле действия считывателя находится несколько меток. Когда более двух меток одновременно отправляют данные, возникнет столкновение связи и помехи данных (столкновение).

Чтобы предотвратить эти конфликты, в системе радиочастотной идентификации необходимо задать определенные связанные команды для решения проблемы конфликта. Эти команды называются командами или алгоритмами антиколлизии. Они делятся на следующие два типа: детерминированный алгоритм, основанный на детерминированном механизме опроса, и недетерминированный алгоритм, основанный на случайном механизме (в основном алгоритм ALOHA).

Алгоритм ALOHA — это метод случайного доступа. Основная идея заключается в том, чтобы принять способ, которым метка говорит первой. Когда электронная метка RFID попадает в область распознавания считывателя, она автоматически отправляет свой собственный идентификационный номер на считыватель UHF. В процессе отправки данных с метки, если есть другие метки Данные также отправляются, будут возникать перекрывающиеся сигналы, вызывающие коллизии. Считыватель определяет, есть ли конфликт в полученном сигнале. Как только возникает конфликт, считыватель отправляет команду на остановку отправки меткой и ждет некоторое время перед повторной отправкой, чтобы уменьшить конфликт.

1. Чистый алгоритм ALOHA

В чистом алгоритме ALOHA, если устройство чтения-записи обнаруживает, что в сигналах есть взаимные помехи, считыватель-записывающее устройство отправляет команду метке на прекращение передачи сигналов считывателю-записывающему устройству; после того, как метка получит командный сигнал, она прекратит отправлять информацию и перейдет в состояние ожидания на случайный период времени, и только по истечении этого периода времени информация будет снова отправлена ​​считывателю RFID. Длина сегмента времени ожидания каждой электронной метки RFID случайна, и время повторной отправки сигнала считывателю также отличается, чтобы уменьшить вероятность столкновения.

Когда считыватель UHF успешно распознает определенную метку, он немедленно выдаст команду метке перейти в состояние покоя. Другие метки всегда будут реагировать на команды, выданные считывателем, и многократно отправлять информацию считывателю. Когда метки распознаны, они будут переходить в состояние покоя одна за другой, пока считыватель не распознает все. Процесс алгоритма заканчивается только после выбора меток в области. При отправке кадров не будет никаких коллизий, и можно проанализировать, что вероятность P успешной отправки связана со скоростью пропускной способности и объемом содержащихся данных.

Особенности: длина пакета (равная длина), большая область конфликта, простая реализация, подходит для сценариев с низкой плотностью передачи пакетов

Резюме: при обнаружении конфликта перейдите в состояние ожидания, подождите случайный период времени, а затем отправьте

2. Временной интервал ALOHA

Слотовый алгоритм ALOHA делит время на несколько дискретных временных интервалов, длина каждого временного интервала равна или немного больше одного кадра, и метка может отправлять данные только в начале каждого временного интервала. Таким образом, метки либо отправляются успешно, либо полностью сталкиваются, избегая частичных коллизий в чистом алгоритме ALOHA, сокращая вдвое период коллизии и улучшая использование канала. Слотовый алгоритм ALOHA требует, чтобы считыватель калибровал время меток в своей области идентификации. Поскольку метка передает данные только в определенном временном интервале, частота коллизий этого алгоритма составляет всего половину от частоты чистого алгоритма ALOHA, но производительность пропускной способности системы будет удвоена.

Особенности: область конфликта ограничена временным интервалом, правильный прием: отсутствие конфликта, правильная проверка, коллизия: ошибка приема, пустой временной интервал

Краткое описание: разделите канал на несколько временных интервалов (больше или равных одному кадру), каждый терминал может начать передавать информацию только в каждом временном интервале, область конфликта ограничена временным интервалом, и результатом являются только успех и коллизия (неудача), пропускная способность слотированного ALOHA в два раза больше, чем у чистого ALOHA.

3. Временной интервал кадрирования ALOHA

В алгоритме временного интервала кадрирования время делится на несколько дискретных временных интервалов, и электронная метка может начать передавать информацию только в начале временного интервала. Считыватель/писатель отправляет команды запроса в цикле кадра. Когда электронная метка получает команду запроса от считывателя, каждая метка отправляет информацию считывателю, случайным образом выбирая временной интервал. Если временной интервал выбирается только уникальной меткой, информация, переданная меткой в ​​этом временном интервале, успешно принимается считывателем Honglu, и метка правильно идентифицируется. Если две или более меток выбирают один и тот же временной интервал для отправки, возникнут конфликты, и эти метки, которые отправляют информацию одновременно, не могут быть успешно идентифицированы считывателем. РаспознаваниеПроцесс ion всего алгоритма будет повторяться таким образом до тех пор, пока не будут распознаны все теги.

Особенности: Недостатком этого алгоритма является то, что когда количество тегов намного больше количества временных интервалов, время чтения тегов будет значительно увеличено; когда количество тегов намного меньше количества временных интервалов, временные интервалы будут потрачены впустую.

Краткое описание: Несколько временных интервалов образуют кадр, и все теги выбирают временные интервалы для отправки в кадре.

Биномиальная модель алгоритма ALOHA

Алгоритм поиска по двоичному дереву: Алгоритм поиска по двоичному дереву управляется считывателем. Основная идея заключается в том, чтобы непрерывно разделять электронные метки, которые вызывают коллизии, и уменьшать количество меток для поиска на следующем этапе, пока не ответит только одна электронная метка.

Основная идея: после того, как несколько меток попадают на рабочее место считывателя, считыватель отправляет команду запроса с ограничениями, и метки, которые соответствуют ограничениям, отвечают. Если происходит коллизия, измените ограничения в соответствии с битом, где произошла ошибка, и снова отправьте команды запроса, пока не будет найден правильный ответ и не будут завершены операции чтения и записи для метки. Повторите указанные выше операции для оставшихся меток, пока не будут завершены операции чтения и записи для всех меток.