基于ALOHA和多叉树的混合型RFID防碰撞算法
2021-03-24周伟辉蒋年德万心悦闫成成郭晓天
周伟辉,蒋年德,万心悦,闫成成,郭晓天
(1.东华理工大学 长江学院,江西 抚州 344000;2.东华理工大学 信息工程学院,江西 南昌 330013)
射频识别(RFID)是一种利用射频信号通过空间电磁耦合实现无接触式自动识别的技术,是物联网的关键支撑技术(钱志鸿等, 2012)。目前国内RFID技术发展趋近成熟,标签制作成本不断减少,其应用范围不断扩大,涉及到物流管理、防伪、动物管理、门禁、智能识别等领域(Myung et al., 2006)。RFID系统构成一般有三部分:标签、阅读器和计算机后台系统。RFID技术的三大难题:统一标准、多标签碰撞和信息安全,其中多标签碰撞指的是阅读器发送信号,在信号范围内有多个标签同时响应,阅读器不能同时识别多个标签的现象。因此,提出一种有效且快速解决多标签碰撞问题的RFID标签防碰撞算法将具有重要研究意义(王鑫等,2016)。
为解决标签碰撞问题,已有两大类防碰撞算法:基于二进制树的确定性算法和基于ALOHA的随机性算法(王雪等, 2010)。基于树的算法有二进制搜索树算法(王汉武等, 2018.)、动态二进制搜索树算法(周伟辉等, 2018)、碰撞树算法(Jia et al., 2012)、自适应多叉树算法(丁治国等, 2010)、一种改进的自适应多叉树防碰撞算法(王汉武等, 2018)、二进制分裂的空闲时隙消除算法(Su et al.,2017)、自调整混合树(AHT)算法(宋建华等, 2014)等。基于ALOHA算法主要包括时隙ALOHA算法(Liva, 2011)、帧时隙ALOHA算法(Wu et al., 2011)、动态帧时隙ALOHA(DFSA)算法(Deng et al., 2011)等。这两大类算法都能解决多标签碰撞问题,但ALOHA算法具有随机性,当待识别标签数目庞大时,标签碰撞的概率增加,且可能会出现某些标签经过N次碰撞,仍不能被识别,出现标签“饿死”现象,而基于树的算法虽然可以实现100%的标签读取率,但是识别时间较长。……
