0 引言
射頻識別(RFID,radio frequency identification)技術(shù)是一種自動識別技術(shù),從20世紀(jì)90年代開始逐步走向商業(yè)應(yīng)用.與其他傳統(tǒng)識別系統(tǒng)相比,射頻識別系統(tǒng)具有非接觸式識別的優(yōu)點(diǎn),在完成識別工作時無須人工干預(yù),可識別高速運(yùn)動物體并可同時識別多個射頻卡,操作快捷方便.射頻卡可以反復(fù)使用,且不易損壞,特別適用于各類管理系統(tǒng)的信息自動化采集。
射頻識別系統(tǒng)至少應(yīng)包括讀寫器和射頻卡(或稱電子標(biāo)簽)2部分.讀寫器和射頻卡之間通過無線收發(fā)模塊及天線(或感應(yīng)線圈)實(shí)現(xiàn)無線雙向通信，讀寫器通過天線以電磁場的形式向外發(fā)射能量,處于該電磁場中的(無源)射頻卡接收到電磁場能量后被激活并向讀寫器發(fā)送信息數(shù)據(jù),讀寫器對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)、解碼、編碼等一系列操作之后,通過接口模塊與計算機(jī)實(shí)現(xiàn)信息交互。
RFID技術(shù)在生產(chǎn)、零售、物流、交通等多領(lǐng)域潛在的巨大應(yīng)用前景,近幾年尤其是2003年以后引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注.很多知名公司如SAP、微軟、IBM等紛紛投入到RFID專用軟硬件的研發(fā)中,這使得RFID技術(shù)在國外進(jìn)展迅速并開始走向商用.國內(nèi)在RFID技術(shù)研發(fā)上相對滯后很多且大都處于研發(fā)起步階段,倍受國外RFID技術(shù)專利和標(biāo)準(zhǔn)壁壘的限制,因此,盡早制定標(biāo)準(zhǔn)以及加大力度研發(fā)自主知識大功率電感貼片電感器產(chǎn)權(quán)的技術(shù)與產(chǎn)品在目前顯得尤為重要。
目前,RFID技術(shù)研究的重點(diǎn)集中于頻率干擾、多卡識別干擾、信息數(shù)據(jù)安全、識別距離以及運(yùn)動物體對識別的影響等問題上.數(shù)字處理核心模塊作為讀寫器的核心部分,與這些核心問題的解決息息相關(guān),也是決定技術(shù)成果的知識產(chǎn)權(quán)歸屬的重要因素。因此,獨(dú)立自主地研究和設(shè)計數(shù)字處理核心模塊,包括防碰撞算法和數(shù)據(jù)加密糾錯等關(guān)鍵技術(shù)的研究,具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 隨機(jī)推遲防碰撞算法
針對RFID系統(tǒng)的多卡識別干擾,隨機(jī)推遲防碰撞(anti-collision)算法可以使讀寫器同時對處于天線識別區(qū)域內(nèi)的多個射頻卡進(jìn)行多卡識別.該算法采用硬件方式或軟件方式,或者二者相結(jié)合的方式應(yīng)用于讀寫器的數(shù)字處理核心模塊中.采用軟件方式來實(shí)現(xiàn)防碰撞,使系統(tǒng)簡化且易于修改,但在以單片機(jī)為主體的數(shù)字處理模塊中,由于響應(yīng)時間相對較長而使應(yīng)用場合受限,而在以高速DSP為主體的字處理模塊中,這種受限度將會有所降低。
算法概述:RFID系統(tǒng)工作時,即使有多個射頻卡同時在識別區(qū)域內(nèi),在某一時間片內(nèi)也只能有1個射頻卡和讀寫器通信,若定義信道占用率R(T0)為T0時長內(nèi)平均占用信道的射頻卡數(shù)量,則(RT0)≤1(T0為不發(fā)生碰撞時完成1次通信的時長).當(dāng)碰撞發(fā)生時,對于n>1個同時申請信道的射頻卡,算法提供信道的分配規(guī)則,并使信道占用率滿足
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其中t0、t1是n個射頻卡完成通信的時間段.
該算法的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖1電感廠家所示. 
圖1防碰撞算法狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖
共模電感 狀態(tài)S1讀寫器查詢信道,確認(rèn)是否有射頻卡進(jìn)入,如果有則進(jìn)入狀態(tài)S2。
狀態(tài)S2:如有n(n≥1)個射頻卡到達(dá)則分別申請占用信道。
狀態(tài)S3:讀寫器收到申請后判斷是否有碰撞發(fā)生。
狀態(tài)S4:n=1不發(fā)生碰撞,射頻卡占用信道至通信結(jié)束。
狀態(tài)S5:n>1發(fā)生碰撞,讀寫器發(fā)給射頻卡延時命令。
狀態(tài)S6:射頻卡按照算法延時等待后回到S2狀態(tài),重新申請信道。
狀態(tài)S7:當(dāng)射頻卡的輸入負(fù)載G大于某極限值時,碰撞次數(shù)急劇增加,系統(tǒng)吞吐量降低,進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài).系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)當(dāng)避免超載狀態(tài)S7。
計算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明,該算法可以保證在發(fā)生碰撞時,系統(tǒng)迅速地將多個射頻卡識別出來,達(dá)到了實(shí)用升壓電感化程度。下面對該算法的平均響應(yīng)時間和系統(tǒng)吞吐量進(jìn)行數(shù)學(xué)分析。
很多情況下,電子標(biāo)簽任意2次到達(dá)的時間間隔Δt服從指數(shù)分布，其概率密度為
其中λ為泊松過程的到達(dá)率.假設(shè)TA為防碰撞算法時長,TS為系統(tǒng)響應(yīng)選中的射頻卡時長,則T0=TA+TS.當(dāng)TA時長內(nèi)的某一時刻有n個標(biāo)簽同時申請占用信道,由泊松分布知其概率為 大功率電感廠家 |大電流電感工廠
