Algoritmo anticolisão UHF RFID

Colisão de múltiplas tags: várias tags estão no campo de ação do leitor. Quando mais de duas tags estão enviando dados ao mesmo tempo, haverá colisão de comunicação e interferência de dados (colisão).

Para evitar esses conflitos, certos comandos relacionados precisam ser definidos no sistema de identificação por radiofrequência para resolver o problema de conflito. Esses comandos são chamados de comandos ou algoritmos anticolisão. Ele é dividido nos dois tipos a seguir, o algoritmo determinístico baseado no mecanismo de pesquisa determinístico e o algoritmo não determinístico baseado no mecanismo aleatório (principalmente o algoritmo ALOHA).

O algoritmo ALOHA é um método de acesso aleatório. A ideia básica é adotar a maneira como a tag fala primeiro. Quando a tag eletrônica RFID entra na área de reconhecimento do leitor, ela enviará automaticamente seu próprio número de ID para o leitor UHF. Durante o processo de envio de dados da tag, se houver outras tags Dados também estão sendo enviados, sinais sobrepostos ocorrerão, causando colisões. O leitor detecta se há um conflito no sinal recebido. Uma vez que um conflito ocorre, o leitor enviará um comando para parar o envio da tag e aguardará um período de tempo antes de reenviar para reduzir o conflito.

1. Algoritmo ALOHA puro

No algoritmo ALOHA puro, se o dispositivo de leitura e gravação detectar que há interferência mútua nos sinais, o leitor-gravador enviará um comando para a tag para parar de transmitir sinais para o leitor-gravador; após a tag receber o sinal de comando, ela parará de enviar informações e entrará no estado de espera durante um período de tempo aleatório, e somente após o período de tempo ter decorrido as informações serão enviadas ao Leitor RFID novamente. O comprimento do segmento de tempo de espera de cada etiqueta eletrônica RFID é aleatório, e o tempo para enviar o sinal ao leitor novamente também é diferente, de modo a reduzir a possibilidade de colisão.

Quando o leitor UHF reconhece com sucesso uma determinada etiqueta, ele imediatamente emite um comando para a etiqueta entrar no estado dormente. As outras etiquetas sempre responderão aos comandos emitidos pelo leitor e enviarão repetidamente informações ao leitor. Quando as etiquetas são reconhecidas, elas entrarão em um estado dormente uma por uma até que o leitor reconheça todas. O processo do algoritmo termina somente após os rótulos na região serem selecionados. Não haverá colisão no envio de quadros, e pode ser analisado que a probabilidade P de envio bem-sucedido está relacionada à taxa de transferência e à quantidade de dados contidos.

Características: comprimento do pacote (comprimento igual), grande área de conflito, implementação simples, adequado para cenários com baixa densidade de transmissão de pacotes

Resumo: Quando um conflito é detectado, entre no estado de espera, aguarde um período aleatório de tempo e envie

2. Slot de tempo ALOHA

O algoritmo slotted ALOHA divide o tempo em vários slots de tempo discretos, o comprimento de cada slot de tempo é igual ou ligeiramente maior que um quadro, e a tag só pode enviar dados no início de cada slot de tempo. Dessa forma, as tags são enviadas com sucesso ou colidem completamente, evitando colisões parciais no algoritmo ALOHA puro, reduzindo pela metade o período de colisão e melhorando a utilização do canal. O algoritmo slotted ALOHA requer que o leitor calibre o tempo das tags em sua área de identificação. Como a tag só transmite dados em um determinado intervalo de tempo, a frequência de colisão desse algoritmo é apenas metade daquela do algoritmo ALOHA puro, mas o desempenho de transferência de dados do sistema será dobrado.

Características: A área de conflito é limitada ao intervalo de tempo, recepção correta: sem conflito, verificação correta, colisão: erro de recepção, intervalo de tempo vazio

Resumo: Divida o canal em vários intervalos de tempo (maiores ou iguais a um quadro), cada terminal só pode começar a transmitir informações em cada intervalo de tempo, a área de conflito é limitada ao intervalo de tempo e o resultado é apenas sucesso e colisão (falha), a taxa de transferência do ALOHA com intervalo é o dobro do ALOHA puro.

3. Enquadramento do intervalo de tempo ALOHA

No algoritmo de enquadramento do intervalo de tempo, o tempo é dividido em vários intervalos de tempo discretos, e a etiqueta eletrônica só pode começar a transmitir informações no início do intervalo de tempo. O leitor/gravador envia comandos de consulta em um ciclo de quadro. Quando a etiqueta eletrônica recebe o comando de solicitação do leitor, cada etiqueta envia informações ao leitor selecionando aleatoriamente um intervalo de tempo. Se um intervalo de tempo for selecionado apenas por uma etiqueta exclusiva, as informações transmitidas pela etiqueta neste intervalo de tempo serão recebidas com sucesso pelo leitor Honglu, e a etiqueta será identificada corretamente. Se duas ou mais etiquetas escolherem o mesmo intervalo de tempo para enviar, conflcts ocorrerão, e essas tags que enviam informações ao mesmo tempo não podem ser identificadas com sucesso pelo leitor. O processo de reconhecimento de todo o algoritmo será repetido dessa forma até que todas as tags sejam reconhecidas.

Características: A desvantagem desse algoritmo é que quando o número de tags é muito maior do que o número de intervalos de tempo, o tempo para ler as tags será muito aumentado; quando o número de tags é muito menor do que o número de intervalos de tempo, os intervalos de tempo serão desperdiçados.

Resumo: Vários intervalos de tempo formam um quadro, e todas as tags selecionam intervalos de tempo para enviar no quadro.

Modelo Binomial do Algoritmo ALOHA

Algoritmo de busca em árvore binária: O algoritmo de busca em árvore binária é controlado pelo leitor. A ideia básica é dividir continuamente as etiquetas eletrônicas que causam colisões e reduzir o número de etiquetas a serem pesquisadas na próxima etapa até que apenas uma etiqueta eletrônica responda.

Ideia básica: Após várias etiquetas entrarem no local de trabalho do leitor, o leitor envia um comando de consulta com restrições, e as etiquetas que atendem às restrições respondem. Se ocorrer uma colisão, modifique as restrições de acordo com o bit onde o erro ocorreu e envie os comandos de consulta novamente até que uma resposta correta seja encontrada e as operações de leitura e gravação na etiqueta sejam concluídas. Repita as operações acima para as etiquetas restantes até que as operações de leitura e gravação para todas as etiquetas sejam concluídas.