UHF RFID Anti-kolízny algoritmus

Kolízia viacerých značiek: v poli činnosti čítačky je viacero značiek. Keď viac ako dva tagy posielajú dáta súčasne, dôjde ku kolízii komunikácie a rušeniu dát (kolízii).

Aby sa predišlo týmto konfliktom, je potrebné v systéme rádiofrekvenčnej identifikácie nastaviť určité súvisiace príkazy, aby sa problém konfliktu vyriešil. Tieto príkazy sa nazývajú antikolízne príkazy alebo algoritmy. Delí sa na nasledujúce dva typy, deterministický algoritmus založený na deterministickom pollingovom mechanizme a nedeterministický algoritmus založený na náhodnom mechanizme (hlavne algoritmus ALOHA).

Algoritmus ALOHA je metóda náhodného prístupu. Základnou myšlienkou je osvojiť si spôsob, akým značka hovorí ako prvá. Keď elektronický štítok RFID vstúpi do oblasti rozpoznávania čítačky, automaticky odošle svoje vlastné ID číslo do čítačky UHF. Počas procesu odosielania dát z tagu, ak existujú aj iné tagy Odosiela sa aj dáta, dôjde k prekrývaniu signálov, čo spôsobí kolízie. Čítačka zistí, či je v prijímanom signáli konflikt. Keď dôjde ku konfliktu, čítačka odošle príkaz na zastavenie odosielania značky a pred opätovným odoslaním počká určitý čas, aby sa konflikt obmedzil.

1. Čistý algoritmus ALOHA

V čistom algoritme ALOHA, ak čítacie a zapisovacie zariadenie zistí, že existuje vzájomná interferencia v signáloch, čítačka-zapisovačka pošle príkaz do tagu, aby zastavil vysielanie signálov do čítačky-zapisovačky; po tom, čo štítok prijme príkazový signál, zastaví odosielanie informácií a prejde do pohotovostného stavu počas náhodného časového obdobia a až po uplynutí tohto časového intervalu sa informácie znova odošlú do čítačky RFID. Dĺžka pohotovostného časového úseku každého elektronického štítku RFID je náhodná a čas opätovného odoslania signálu do čítačky je tiež odlišný, aby sa znížila možnosť kolízie.

Keď UHF čítačka úspešne rozpozná určitý štítok, okamžite vydá príkaz štítku, aby vstúpil do nečinného stavu. Ostatné značky budú vždy reagovať na príkazy vydané čítačkou a opakovane odosielať informácie čítačke. Keď sú značky rozpoznané, prejdú jeden po druhom do nečinného stavu, kým čítačka nerozpozná všetky. Proces algoritmu sa skončí až po výbere štítkov v oblasti. Pri odosielaní rámcov nedôjde ku kolízii a možno analyzovať, že pravdepodobnosť P úspešného odoslania súvisí s priepustnosťou a množstvom obsiahnutých dát.

Vlastnosti: dĺžka paketu (rovnaká dĺžka), veľká oblasť konfliktov, jednoduchá implementácia, vhodné pre scenáre s nízkou hustotou prenosu paketov

Zhrnutie: Keď sa zistí konflikt, prejdite do pohotovostného režimu, počkajte náhodne dlhý čas a potom odošlite

2. Časový úsek ALOHA

Slotový algoritmus ALOHA rozdeľuje čas do viacerých diskrétnych časových úsekov, pričom dĺžka každého časového úseku je rovná alebo o niečo väčšia ako jeden rámec a tag môže odosielať dáta iba na začiatku každého časového úseku. Týmto spôsobom sú značky buď úspešne odoslané, alebo úplne kolidujú, čím sa zabráni čiastočným kolíziám v čistom algoritme ALOHA, skráti sa doba kolízie na polovicu a zlepší sa využitie kanála. Slotový algoritmus ALOHA vyžaduje, aby čítačka kalibrovala čas tagov vo svojej identifikačnej oblasti. Pretože tag prenáša dáta iba v určitom časovom úseku, kolízna frekvencia tohto algoritmu je len polovičná v porovnaní s čistým algoritmom ALOHA, ale dátová priepustnosť systému sa zdvojnásobí.

Vlastnosti: Oblasť konfliktu je obmedzená na časový úsek, správny príjem: žiadny konflikt, správne overenie, kolízia: chyba príjmu, prázdny časový úsek

Zhrnutie: Rozdeľte kanál do niekoľkých časových úsekov (väčších alebo rovných jednému snímku), každý terminál môže začať vysielať informácie iba v každom časovom úseku, oblasť konfliktu je obmedzená na časový úsek a výsledkom je iba úspech a kolízia (zlyhanie) , priepustnosť štrbinového ALOHA je dvojnásobná oproti čistému ALOHA.

3. Časový úsek rámovania ALOHA

V algoritme rámcového časového úseku je čas rozdelený do viacerých diskrétnych časových úsekov a elektronický štítok môže začať vysielať informácie len na začiatku časového úseku. Čítacie/zapisovacie zariadenie odosiela príkazy dotazu v rámcovom cykle. Keď elektronický štítok prijme príkaz požiadavky z čítačky, každý štítok odošle informácie do čítačky náhodným výberom časového úseku. Ak je časový úsek vybraný iba jedinečným štítkom, informácie prenášané štítkom v tomto časovom úseku sú úspešne prijaté čítačkou Honglu a štítok je správne identifikovaný. Ak si dve alebo viac značiek vyberie rovnaký časový úsek na odoslanie, konfcts a tieto značky, ktoré súčasne odosielajú informácie, nemôže čitateľ úspešne identifikovať. Proces rozpoznávania celého algoritmu sa bude týmto spôsobom opakovať, kým nebudú rozpoznané všetky značky.

Vlastnosti: Nevýhodou tohto algoritmu je, že keď je počet tagov oveľa väčší ako počet časových úsekov, čas na čítanie tagov sa výrazne predĺži; keď je počet štítkov oveľa menší ako počet časových úsekov, časové úseky budú premárnené.

Zhrnutie: Niekoľko časových úsekov tvorí rámec a všetky značky vyberajú časové úseky na odoslanie v rámci.

Binomický model algoritmu ALOHA

Algoritmus vyhľadávania v binárnom strome: Algoritmus vyhľadávania v binárnom strome je riadený čítačkou. Základnou myšlienkou je priebežné rozdelenie elektronických štítkov, ktoré spôsobujú kolízie, a zníženie počtu vyhľadávaných štítkov v ďalšom kroku, kým nezareaguje iba jeden elektronický štítok.

Základná myšlienka: Po vstupe viacerých značiek na pracovisko čítačky čítačka odošle dopytový príkaz s obmedzeniami a značky, ktoré vyhovujú obmedzeniam, odpovedia. Ak dôjde ku kolízii, upravte obmedzenia podľa bitu, kde sa vyskytla chyba, a znova posielajte príkazy dotazu, kým sa nenájde správna odpoveď a nedokončia sa operácie čítania a zápisu do značky. Opakujte vyššie uvedené operácie pre zostávajúce značky, kým sa nedokončia operácie čítania a zápisu pre všetky značky.