本站小編為你精心準(zhǔn)備了射頻識別空中接口協(xié)議的多標(biāo)簽清點研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：本文對目前兩個主流的射頻識別空中接口國際標(biāo)準(zhǔn)和我國自主設(shè)計的空中接口標(biāo)準(zhǔn)在多標(biāo)簽清點性能上進(jìn)行了分析對比，給出了國標(biāo)的創(chuàng)新技術(shù)和設(shè)計思路，分析了三種標(biāo)準(zhǔn)在多標(biāo)簽清點過程中出現(xiàn)的問題，并通過軟件仿真方式對多標(biāo)簽清點性能進(jìn)行了分析，國標(biāo)的清點性能總體優(yōu)于EPC和ISO18000-6B。

關(guān)鍵詞：射頻識別；防碰撞算法；中國標(biāo)準(zhǔn)

一、引言

射頻識別應(yīng)用系統(tǒng)通常由射頻標(biāo)簽、讀寫器以及數(shù)據(jù)交換中間件、應(yīng)用系統(tǒng)等組成。其中，空中接口協(xié)議是射頻識別系統(tǒng)最核心的關(guān)鍵技術(shù)，它規(guī)定了讀寫器與標(biāo)簽之間的通信過程，后端系統(tǒng)通過控制讀寫器實現(xiàn)對標(biāo)簽的識別、讀、寫等過程?？罩薪涌趨f(xié)議可分為物理層和MAC層兩部分，物理層定義了閱讀器與標(biāo)簽之間接口的物理參數(shù)，MAC層規(guī)定了閱讀器與標(biāo)簽之間的操作過程和命令。由于射頻識別在應(yīng)用過程中，存在大量多標(biāo)簽應(yīng)用的場景，就是在同一個讀寫器的通訊場中，同時有多個標(biāo)簽，為了實現(xiàn)對標(biāo)簽的識別，需要進(jìn)行標(biāo)簽清點，這就需要用到射頻識別中的多址接入技術(shù)——防碰撞算法。影響多標(biāo)簽清點效果的不僅僅是防碰撞算法，還有標(biāo)簽應(yīng)答結(jié)構(gòu)、空中接口時序、狀態(tài)機(jī)等其他因素，本文重點考慮防碰撞算法部分。

二、算法介紹

(一)GB算法特點和設(shè)計思路在國標(biāo)的防碰撞算法中，采用的是二叉樹算法作為設(shè)計基礎(chǔ)，主要的考慮是：二叉樹算法與ALOHAL算法的對比看，二叉樹算法效率較高。而且在標(biāo)簽數(shù)量未知的情況下，二叉樹算法可以比較準(zhǔn)確的計算出清點是否結(jié)束，而ALOHAL算法因為散列無規(guī)律，結(jié)束判斷相對準(zhǔn)確度低。在二叉樹算法的基礎(chǔ)上，增加了以下幾個算法來提高整體防碰撞的清點性能：→預(yù)先分裂算法：在標(biāo)準(zhǔn)二叉樹算法中，發(fā)生碰撞后只有時隙計數(shù)器為0的標(biāo)簽進(jìn)行分裂，其他標(biāo)簽不進(jìn)行分裂。在清點開始階段，由于標(biāo)簽的時隙計數(shù)器都是從0開始進(jìn)行分裂，所以當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量較多的時候，會發(fā)生大量的碰撞，造成效率低下。而預(yù)先分裂算法主要是為了解決標(biāo)簽數(shù)量較多的情況，在清點過程中，連續(xù)幾個時隙都發(fā)生碰撞的情況下，就說明大量標(biāo)簽集中在一起，需要對標(biāo)簽進(jìn)行快速散列，此時就發(fā)送分散命令，在對時隙計數(shù)器為0的標(biāo)簽進(jìn)行分裂的同時，對其他標(biāo)簽也同時進(jìn)行分裂，這樣就能提高分裂的效率，減少碰撞時隙的數(shù)量。→收縮算法：在采用預(yù)先分裂算法后，對標(biāo)簽集中的情況會有改善，但是也會帶來一定的影響，可能會出現(xiàn)大量空閑時隙，造成整體清點性能的下降，因此采用收縮算法來減少空閑時隙，就是在連續(xù)的空閑時隙后進(jìn)行收縮，這樣原來因為預(yù)先分裂而帶來的大量空閑時隙就可以同時去掉，不用每次都用Success命令來清點，減少了空閑時隙，提高了清點效率?！匦路至阉惴ǎ涸跇?biāo)準(zhǔn)二叉樹算法中，當(dāng)兩個標(biāo)簽時隙計數(shù)器都為0，就會發(fā)生碰撞，此時讀寫器就會發(fā)送Fail命令，使得兩個標(biāo)簽進(jìn)行分裂，兩個標(biāo)簽生成隨機(jī)數(shù)，有25%的概率對同時生成1，那么在下一個時隙應(yīng)答的時候就是空閑時隙，讀寫器會發(fā)送Success命令使所有標(biāo)簽計數(shù)器減一，這兩個標(biāo)簽就又會變成0，再次發(fā)生碰撞，因此中間的Success命令實際上就是無效的操作，會白白浪費(fèi)時間，降低清點效率。因此在發(fā)生碰撞后，如果下一個時隙無標(biāo)簽應(yīng)答，那么就可以判斷除發(fā)生碰撞的標(biāo)簽在進(jìn)行分類的時候都生成了隨機(jī)數(shù)1，也就是說，原來時隙計數(shù)器為0的所有標(biāo)簽已經(jīng)變成時隙計數(shù)器為1，這些標(biāo)簽還是重疊在一起，無法清點，所以此時就可以直接對計數(shù)器為1的標(biāo)簽進(jìn)行分裂，以便省去Success命令控制的空閑時隙。在增加了上述這些算法后，GB的清點性能優(yōu)于EPC和6B的清點性能，本文會進(jìn)行具體分析。

(二)性能比較在射頻識別多標(biāo)簽清點方面，最主要的評價指標(biāo)是清點速度，也就是說單位時間內(nèi)能夠完成標(biāo)簽清點的數(shù)量。

1.測試方法對比三種標(biāo)準(zhǔn)的防碰撞算法，采用了軟件平臺仿真測試。就是在PC平臺上利用仿真工具進(jìn)行建模，模擬讀寫器和標(biāo)簽之間的空互命令過程，記錄下讀寫器的每個命令和標(biāo)簽的應(yīng)答情況，從而分析計算得到清點效率，之后對每個命令、應(yīng)答占用的時間和相互時間間隔進(jìn)行統(tǒng)計，得到一次清點的標(biāo)簽數(shù)量和總體的清點時間，計算出清點速度的數(shù)據(jù)。標(biāo)簽數(shù)量從10到1000，增加間隔為10，仿真次數(shù)為1000次。由于清點速度與清點過程中的通信鏈路時序相關(guān)，與多個參數(shù)相關(guān)，因此在進(jìn)行軟件仿真的時候，考慮到三種標(biāo)準(zhǔn)的前向編碼不同，為了滿足中國國家無線電委員會對無線頻譜的要求，前向編碼的最小脈沖都按照12.5us來設(shè)定，保證帶寬一致，反向速率全部選擇128kbps。

2.清點速度清點速度是指在清點過程中，單位時間內(nèi)系統(tǒng)清點標(biāo)簽的數(shù)量，按照下面公式計算：總體的清點速度是對每次清點的速度進(jìn)行統(tǒng)計平均，結(jié)果如下：三個標(biāo)準(zhǔn)的清點速度對比圖如下，從圖中可以看出，GB清點速度最高，EPC其次，6B最慢。通過分析上述清點速度的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)主要影響清點速度的因素包括清點效率、前反向數(shù)據(jù)速率等，尤其是前向數(shù)據(jù)速率，GB為45.71kbps，6B為40kbps，EPC為32kbps，為了對比防碰撞算法的優(yōu)劣，規(guī)避前向數(shù)據(jù)速率的影響，又按照前向速率和反向速率都為40kbps的統(tǒng)一值進(jìn)行仿真，結(jié)果如下：清點速率的仿真對比圖如下，從圖中可以看出，結(jié)果與前一個仿真結(jié)果一樣，GB清點速度最高，EPC其次，6B最慢。但是差距已經(jīng)縮小。圖2三個標(biāo)準(zhǔn)防碰撞算法前反向速率都為40的清點速度仿真結(jié)果對比圖

三、結(jié)語

綜上所述，在多標(biāo)簽清點性能上，GB/T29768提出的防碰撞算法能夠有效提高清點效率和清點速度，相比EPC和ISO18000-6B有明顯的提高，性能表現(xiàn)優(yōu)異。

參考文獻(xiàn)：

[1]ISO18000-63：Parametersforairinterfacecommunicationsat860MHzto960MHzTypeB.

[2]EPCglobalClass-1Generation-2UHFRFIDProtocol.

[3]GB/T29768-2013信息技術(shù)射頻識別800/900MHz空中接口協(xié)議.

作者：張姝妹 杜彥芳 單位：天津普維軟件科技有限公司