Algoritmo anti-collisione RFID UHF

Collisione multi-tag: più tag sono nel campo d'azione del lettore. Quando più di due tag inviano dati contemporaneamente, si verificherà una collisione di comunicazione e un'interferenza di dati (collisione).

Per prevenire questi conflitti, è necessario impostare determinati comandi correlati nel sistema di identificazione a radiofrequenza per risolvere il problema del conflitto. Questi comandi sono chiamati comandi o algoritmi anti-collisione. È suddiviso nei due tipi seguenti, l'algoritmo deterministico basato sul meccanismo di polling deterministico e l'algoritmo non deterministico basato sul meccanismo casuale (principalmente l'algoritmo ALOHA).

L'algoritmo ALOHA è un metodo di accesso casuale. L'idea di base è quella di adottare il modo in cui il tag parla per primo. Quando il tag elettronico RFID entra nell'area di riconoscimento del lettore, invierà automaticamente il proprio numero ID al lettore UHF. Durante il processo di invio dei dati dal tag, se ci sono altri tag Vengono inviati anche dati, si verificheranno segnali sovrapposti, causando collisioni. Il lettore rileva se c'è un conflitto nel segnale ricevuto. Una volta che si verifica un conflitto, il lettore invierà un comando per interrompere l'invio del tag e attendere un periodo di tempo prima di inviare nuovamente per ridurre il conflitto.

1. Algoritmo ALOHA puro

Nell'algoritmo ALOHA puro, se il dispositivo di lettura-scrittura rileva che c'è un'interferenza reciproca nei segnali, il lettore-scrittore invierà un comando al tag per interrompere la trasmissione dei segnali al lettore-scrittore; dopo che il tag riceve il segnale di comando, interromperà l'invio di informazioni ed entrerà nello stato di standby per un periodo di tempo casuale e solo dopo che il periodo di tempo sarà trascorso le informazioni verranno nuovamente inviate al Lettore RFID. La lunghezza del segmento di tempo di standby di ogni tag elettronico RFID è casuale e anche il tempo per inviare nuovamente il segnale al lettore è diverso, in modo da ridurre la possibilità di collisione.

Quando il lettore UHF riconosce correttamente un determinato tag, invierà immediatamente un comando al tag per entrare nello stato dormiente. Gli altri tag risponderanno sempre ai comandi emessi dal lettore e invieranno ripetutamente informazioni al lettore. Quando i tag vengono riconosciuti, entreranno in uno stato dormiente uno alla volta finché il lettore non riconoscerà tutti i Il processo dell'algoritmo termina solo dopo che le etichette nella regione sono state selezionate. Non ci saranno collisioni nell'invio di frame e si può analizzare che la probabilità P di invio riuscito è correlata alla velocità di trasmissione e alla quantità di dati contenuti.

Caratteristiche: lunghezza del pacchetto (lunghezza uguale), ampia area di conflitto, implementazione semplice, adatto per scenari con bassa densità di trasmissione dei pacchetti

Riepilogo: quando viene rilevato un conflitto, entra nello stato di standby, attendi un periodo di tempo casuale, quindi invia

2. Time slot ALOHA

L'algoritmo ALOHA a slot divide il tempo in più time slot discreti, la lunghezza di ogni time slot è uguale o leggermente maggiore di un frame e il tag può inviare dati solo all'inizio di ogni time slot. In questo modo, i tag vengono inviati correttamente o entrano in collisione completa, evitando collisioni parziali nell'algoritmo ALOHA puro, dimezzando il periodo di collisione e migliorando l'utilizzo del canale. L'algoritmo ALOHA a slot richiede al lettore di calibrare il tempo dei tag nella sua area di identificazione. Poiché il tag trasmette dati solo in un determinato intervallo di tempo, la frequenza di collisione di questo algoritmo è solo la metà di quella dell'algoritmo ALOHA puro, ma le prestazioni di throughput dei dati del sistema saranno raddoppiate.

Caratteristiche: L'area di conflitto è limitata all'intervallo di tempo, ricezione corretta: nessun conflitto, verifica corretta, collisione: errore di ricezione, intervallo di tempo vuoto

Riepilogo: Dividi il canale in più intervalli di tempo (maggiori o uguali a un frame), ogni terminale può iniziare a trasmettere informazioni solo in ogni intervallo di tempo, l'area di conflitto è limitata all'intervallo di tempo e il risultato è solo successo e collisione (fallimento), il throughput di ALOHA con slot è il doppio di quello di ALOHA puro.

3. Framing time slot ALOHA

Nell'algoritmo del framing time slot, il tempo è suddiviso in più time slot discreti e il tag elettronico può iniziare a trasmettere informazioni solo all'inizio del time slot. Il lettore/scrittore invia comandi di query in un ciclo di frame. Quando il tag elettronico riceve il comando di richiesta dal lettore, ogni tag invia informazioni al lettore selezionando casualmente un time slot. Se un time slot è selezionato solo da un tag univoco, le informazioni trasmesse dal tag in questo time slot vengono ricevute correttamente dal lettore Honglu e il tag viene identificato correttamente. Se due o più tag scelgono lo stesso time slot da inviare, si verifica un conflitto.cts, e questi tag che inviano informazioni contemporaneamente non possono essere identificati correttamente dal lettore. Il processo di riconoscimento dell'intero algoritmo verrà ripetuto in questo modo finché tutti i tag non saranno riconosciuti.

Caratteristiche: Lo svantaggio di questo algoritmo è che quando il numero di tag è molto più grande del numero di slot di tempo, il tempo per leggere i tag aumenterà notevolmente; quando il numero di tag è molto più piccolo del numero di slot di tempo, gli slot di tempo saranno sprecati.

Riepilogo: Diversi slot di tempo formano un frame e tutti i tag selezionano gli slot di tempo da inviare nel frame.

Modello binomiale dell'algoritmo ALOHA

Algoritmo di ricerca ad albero binario: L'algoritmo di ricerca ad albero binario è controllato dal lettore. L'idea di base è quella di dividere continuamente i tag elettronici che causano collisioni e ridurre il numero di tag da ricercare nel passaggio successivo finché non risponde un solo tag elettronico.

Idea di base: dopo che più tag entrano nel posto di lavoro del lettore, il lettore invia un comando di richiesta con restrizioni e i tag che soddisfano le restrizioni rispondono. Se si verifica una collisione, modificare le restrizioni in base al bit in cui si è verificato l'errore e inviare nuovamente i comandi di richiesta finché non viene trovata una risposta corretta e le operazioni di lettura e scrittura sul tag vengono completate. Ripetere le operazioni di cui sopra per i tag rimanenti finché non vengono completate le operazioni di lettura e scrittura per tutti i tag.