RFID实验二 防冲撞协议原理实验

1、HF RFID基础实验1.1、读ISO15693标签UID号、读/写/锁定数据块命令实验目的通过本实验使学生了解 RFID 的基本原理，熟悉 ISO15693标签的基本特征以及协议规范，理解并掌握实验过程中所用到的基本概念。

通过使用开发系统的TI-TRF7960开发系统理解本节所用的的命令操作以及通讯机制。

实验设备TI TRF7960读卡器一个、USB 连接线一条、电脑一台、HF RFID实验上位机软件、ISO156963 标签若干张实验知识预备及原理缩略语AFI（application family identifier）应用族识别符，应用的卡预选准则CRC（cyclic redundancy check）循环冗余校验DSFID（data storage format identifier）数据储存格式标识符EOF （end of frame）帧结束LSB（least significant bit）最低有效位MSB（most significant bit）最高有效位RFU（reserved for future use0）留作将来ISO/IEC 使用SOF （start of frame）帧的起始UID （unique identifier）唯一标识符VCD（vicinity coupling device）附近式耦合设备VICC（vicinity integrated circuit card）附近式卡理解Ti_RF7960 硬件连接原理框图将迷你USB线缆直接连入读卡器和电脑即可。

HF RFID读卡器MiniUSB电脑USB口数据速率和数据编码数据编码采用脉冲位置调制，VICC应能够支持两种数据编码模式。

VCD决定选择哪一种模式，并在帧起始（SOF）时给与VICC指示。

（1）数据编码模式：256取1一个单字节的值可以由一个暂停的位置表示。

在256/fC（约18.88μs）的连续时间内256 取 1 的暂停决定了字节的值。

RFID防碰撞算法分析与研究（转载）分类：技术应用关键词：RFID； 防碰撞；Aloha算法；二进制树算法；前言无线射频识别技术 RFID (Radio Frequency Identification)是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)传输特性自动识别目标物体的技术，RFID系统一般由电子标签和阅读器组成。

阅读器负责发送广播并接收标签的标识信息；标签收到广播命令后将自身标识信息发送给阅读器。

然而由于阅读器与所有标签共用一个无线信道，当阅读器识别区域内存在两个或者两个以上的标签在同一时刻向阅读器发送标识信息时，将产生碰撞，致使阅读器不能对一些标签进行识别处理；解决此碰撞的方法称为防碰撞算法。

RFID防碰撞问题与计算机网络冲突问题类似。

但是，由于RFID系统中的一些限制，使得传统网络中的很多标准的防碰撞技术都不适于或很难在RFID系统中应用。

这些限制因素主要有：标签不具有检测冲突的功能而且标签间不能相互通信，因此冲突判决需要由阅读器来实现；标签的存储容量和计算能力有限，就要求防冲突协议尽量简单和系统开销较小，以降低其成本。

RFID系统通信带宽有限，因此需要防碰撞算法尽量减少读写器和标签间传送的信息比特的数目。

因此，如何在不提高RFID系统成本的前提下，提出一种快速高效的防冲突算法，以提高RFID系统的防碰撞能力同时识别多个标签的需求，从而将RFID技术大规模的应用于各行各业，是当前RFID技术亟待解决的技术难题。

现有的标签防冲突算法可以分为基于ALOHA机制算法和基于二进制树机制的算法。

本文将对这两类算法进行详细研究。

并针对如何降低识别冲突标签时延和减少防碰撞次数方面进行改进，在二进制树算法的基础上，结合二进制搜索算法的特点，提出了一种改进的二进制防碰撞算法思想。

1 RFID系统中防碰撞算法1.1 Aloha算法Aloha算法是一种随机接入方法，其基本思想是采取标签先发言的方式，当标签进入读写器的识别区域内就自动向读写器发送其自身的ID号，在标签发送数据的过程中,若有其他标签也在发送数据,那么发生信号重叠导致完全冲突或部分冲突，读写器检测接收到的信号有无冲突，一旦发生冲突，读写器就发送命令让标签停止发送，随机等待一段时间后再重新发送以减少冲突。

RFID防碰撞协议原理分析姓名： _____***__________ 学号： ____***********______ 院系： ____计算机学院_______ 专业： _____网络工程________ 指导教师：_____**__________目录摘要 (3)Abstract (3)1.RFID系统中防碰撞协议 (4)1.1 二进制防碰撞协议 (5)1.2 查询树防碰撞协议 (5)2.RFID中防碰撞算法 (6)2.1基于Aloha的算法 (6)2.1.1纯Aloha (6)2.1.2时隙Aloha (7)2.1.3 FSA (8)2.1.4 DFSA (8)2.2基于二进制树的算法 (9)2.2.1 二进制搜索算法 (9)2.2.2 动态二进制搜索算法 (9)2.2.3后退式二进制搜索算法 (9)结束语 (10)参考文献 (11)摘要RFID是一种非接触式的自动识别技术，碰撞问题是影响RFID系统读取效率的关键问题。

导致标签识别效率的降低和资源的浪费。

本文介绍了两种防碰撞协议的性能。

指出其优缺点和研究进展情况。

关键词：RFID ; 防碰撞协议AbstractRFID is a non-contact automatic identification technology, which is the key problem of the RFID system. Reduce the efficiency of label identification and the waste of resources. In this paper, the performances of three kinds of anti-collision protocols are compared. Points out their advantages and disadvantages and the research progress.Keyword: RFID ; Anti-collision protocol1.RFID系统中防碰撞算法为了解决碰撞问题，产生了很多的防碰撞算法，目的就是把众多的标签按照某种方式分隔开进行逐个读取，主要有频分多路法(FDMA)、空分多路法(SDMA)、时分多路法(TDMA)和码分多路法(CDMA)四种方法。

实验八：防碰撞功能一、实验目的：1、理解M1卡的状态转换；理解rf_request用IDLE或ALL模式寻卡的区别；理解rf_halt函数的功能。

2、理解RFID技术的防碰撞处理。

3、设计一个能够同时读取多张M1卡的程序。

二、实验准备：1、M1卡的状态转换图2、rf_request函数int rf_request(HANDLE icdev,unsigned char _Mode,unsigned __int16 *TagType); 功能：寻卡请求参数：icdev：rf_usbinit()返回的设备描述符_Mode：U寻卡模式0 IDLE mode, 只有处在IDLE 状态的卡片才响应读写器的命令。

1 ALL mode, 处在IDLE 状态和HALT 状态的卡片都将响应读写器的命令。

Tagtype：卡类型值，(Mifare std. 1k: 0x0004, UltraLight: 0x0044, FM005:0x0005,Mifare std. 4k: 0x0002, SHC1122: 0x3300)返回值: = 0: 成功 <>0: 失败例： #define IDLE 0x00int st;unsigned int *tagtype;st=rf_request(icdev,IDLE,tagtype);3、rf_halt函数int rf_halt(HANDLE icdev);功能：中止对该卡操作，执行这个指令后，在重新复位之前，不能再对卡进行通讯，除非rf_request（）的寻卡模式为ALL。

参数：icdev：rf_usbinit()返回的设备描述符返回值: =0: 成功 <>0: 失败例: st=rf_halt(icdev);三、设计要求：能够同时读取多个M1卡中某块的内容，并将其显示出来。

四、实验内容：1、用Microsoft Visual C++新建一个工程（MFC AppWizard[exe]），应用程序类型是基本对话框，应用程序向导创建完成之后，系统进入到对话框编译页面的主页面，用控件设计对话框，对话框的设计如下图所示：2、编写程序。

常见RFID防碰撞算法有哪几种？比较各自的优缺点，详细论述其中一种算法的工作原理。

1.RFID简介射频识别技术(Radio Frequency Id,RFID)是一种非接触式自动识别技术，与传统的识别方式相比，RFID技术无需直接接触、无需光学可视、无需人工干预即可完成信息输入和处理，具有操作方便快捷、存储数据量大、保密性好、反应时间短、对环境适应性强等优点，现在已广泛应用于工业自动化，商业自动化和交通运输管理等领域，成为当前IT业研究的热点技术之一。

典型的RFID系统主要包括三个部分：电子标签(Tag)、阅读器(Reader)和数据处理o电子标签放置在被识别的对象上，是RFID系统真正的数据载体。

通常电子标签处于休眠状态，一旦进入阅读器作用范围之内就会被激活，并与阅读器进行无线射频方式的非接触式双向数据通信，以达到识别并交换数据的目的。

此外，许多阅读器还都有附加的通信接口，以便将所获得的数据传进给数据处理子系统进行进一步的数据处理。

2.系统防碰撞RFID系统工作的时候，当有2个或2个以上的电子标签同时在同—个阅读器的作用范围内向阅读器发送数据的时候就会出现信号韵干扰，这个干扰被称为碰撞(collision)，其结果将会导致该次数据传输的失败，因此必须采用适当的技术防止碰撞的产生。

从多个电子标签到—个阅读器的通信称为多路存取。

多路存取中有四种方法可以将不同的标签信号分开：空分多路法(SDMA)、频分多路法（FDMA)、对分多路法（TDMA)和码分多路法(CDMA)。

针对RFID系统低成本、较少硬件资源和数据传输速度以及数据可靠性的要求，TDMA构成了RFID系统防碰撞算法最为广泛使用的一族。

TDMA是把整个可供使用的通路容量按时间分配给多个用户的技术，可分为电子标签控制法和阅读器控制法。

电子标签控制法主要有ALOHA法，阅读器控制法有轮询法和二进制搜索法。

2.1 空分多路法(SDMA)空分多路法(Space Division Multiple Access，SDMA)是在分离的空间范围内实现多个目标识别。

实验二RFID防撞系统实验
一、实验目的
熟悉和学习ISO/IEC 18000-3，ISO15693标准规范第三部分协议的第8节Anticollision内容，理解它的原理、流程和软件实现方法。

二、实验内容
通过使用带Anticollision处理过程的指令和不带Anticollision处理过程的指令读取多个标签，以及使用不带Anticollision处理过程的指令读取多个标签，比较其指令和读取的结果。

分析实验数据，总结防冲撞机理，掌握指令产生的作用。

三、基本原理
ISO 15693标准规范第三部分协议的第8节
四、所需仪器
供电电源，多张电子标签
五、实验步骤
1、设置
加电运行系统，在系统的天线内放置多个标签，打开软件Tag-reader.exe.正确设置串门、操作如图
2、操作
（1）多卡识别操作
在系统软件下，“寻卡”处，选择“多卡识别”，确定“寻卡”动作。

操作如图所示：
清空数据，选择“测试防冲突”，“发送不使用防冲突的寻卡命令”，操作如图：
清空数据，选择“发送使用防冲突的寻卡命令”，操作如图：
（2.）单卡识别操作
在系统射频磁场内保留一张电子标签，拿出多余的标签，在系统软件下，
“寻卡”处，选择“多卡识别”，确定“寻卡”动作。

操作如图所示：
清空数据，选择“测试防冲突”，“发送不使用防冲突的寻卡命令”，操作如图：
清空数据，选择“发送使用防冲突的寻卡命令”，操作如图：
六、心得体会。

实验二IEEE14443寻卡实验【实验目的】1. 了解 IC 卡的基本原理2. 了解 IEEE14443 标准3. 熟悉 13.56MHz 读卡模块的使用方法4. 熟悉 IEEE14443 寻卡的方法【实验设备】1. 安装有 RFID_Tool 的 PC 机一台2. 实验箱一台3. 公-母串口线一条4. 14443 协议白卡若干【实验要求】1. 要求：了解 IC 卡的基本原理。

2. 实现功能：利用 RFID_Tool，测试 IC 读卡模块的寻卡功能。

3. 实验现象：刷卡后，RFID_Tool 显示 IC 卡的卡号。

【实验原理】1. IC 卡简介IC 卡全称集成电路卡（Integrated Circuit Card），又称智能卡（Smart Card）。

可读写容量大，有加密功能，数据记录可靠，使用更方便，如一卡通系统，消费系统等，目前主要有 PHILIPS 的 Mifare系列卡。

IC 卡是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具。

IC 卡是指集成电路卡，一般用的公交车卡就是 IC 卡的一种，一般常见的 IC 卡采用射频技术与IC 卡的读卡器进行通讯。

IC 卡与磁卡是有区别的，IC 卡是通过卡里的集成电路存储信息，而磁卡是通过卡内的磁力记录信息。

IC 卡的成本一般比磁卡高，但保密性更好。

主要用于公交、轮渡、地铁的自动收费系统，也应用在门禁管理、身份证明和电子钱包。

2. IEEE14443 标准简介目前在我国常用的两个 RFID 标准为用于非接触智能卡两个 ISO 标准：ISO 14443，ISO 15693。

ISO 14443 和 ISO 15693 标准在 1995 年开始操作，其完成则是在 2000 年之后，二者皆以 13.56MHz交变信号为载波频率。

ISO 15693 读写距离较远，而 ISO14443 读写距离稍近，但应用较广泛。

目前的第二代电子身份证采用的标准是 ISO 14443 TYPE B 协议。

防碰撞算法在RFID 系统中，假设为单个标签完成将其ID 号完整地发送给读写器所需的时间，定义系统负载G 为时长内某读写器识别范围内标签的平均到达数量，吞吐量为时长内与某个读写器成功完成通信的平均标签数量。

ALOHA 时隙算法中，加入频域判读，根据频域反应的标签数量决定时隙的大小，如果标签数是个位，时隙可以减小，如果大于十位，则增大标签发送时隙。

在标签到达服从泊松分布的条件下，吞吐量和系统负载G 具有如式(1)的关系： STSS GSSGe−=⋅ (1)其中表示时隙ALOHA 算法的吞吐量。

由上式，当时，，而且当时，系统将处于不稳定的区域，无法满足某些情况下的实际需要。

ALOHA 系统中平均交换数据包量G 可以用最简单的方法从一个数据包的传输持续时间τ计算出来∑=n n n r T G 1τ式中：n = 1、2、3、…是系统中的应答器的数量，r n = 0、1、2、…是在观察时间T 内由应答器n 发送的数据包的数量。

传输通路的平均吞吐率S ，可由较缓的数据包量G 得出，公式为：G e G S 2-⋅=如果观察交换的数据包量G 和吞吐率S 的关系，那么当G = 0.5时，S 的最大值为18.4%时隙ALOHA ，与简单ALOHA 发相比，可能出现碰撞的时间只有一半那么多。

假设数据包大小一样（因传输时间τ一样），并且两个应答器在时间间隔τ2≤T 内要把数据包传输给阅读器，那么在使用简单的ALOHA 法时总会出现相互碰撞，由于在使用时隙ALOHA 法时数据包的传输总是在同步的时隙内才开始，所以发生碰撞的时间区间缩短到τ=T ，因此，可得出对时隙ALOHA 法的吞吐率为：G e G S -⋅=对时隙ALOHA 法来说，交换数据包量在G=1时吞吐率S 达到最大值为36.8%。

0.184数据包量 G吞吐率STAG1TAG2TAG3接收TAG1TAG2TAG3接收TAG1TAG2TAG3接收F=4F=4F=4TAG1TAG2TAG3??F=2F=4F=6动态帧时隙（DFSA-Dynamic Framed Slotted ALOHA ）Nx N x N X r F F C P i x P )()1(}{--==个标签选择时隙 ⎪⎩⎪⎨⎧≥--====2.....11,0.....................0}|{100x P P P x x P i x P x X r 有碰撞发生个标签选择时隙 C N e F ⋅=0泊松分布：随机变量X 可能取值为0，1，2…，而各个取值的概率为：{}!k e k X P k λλ-==其中0>λ是常数，则称X 服从参数为λ的泊松分布。

RFID原理及应用实验指导书xx航院电子通信工程系电子信息实验中心20xx年9月目录前言RFID基础知识 (3)实验一UHF超高频实验............ .. (5)实验二HF高频实验....................................... .. (19)实验三LF低频实验 (30)实验四有源标签实验 (32)实验五IC卡点台灯 (34)实验六IC卡门禁系统 (40)实验七校园卡消费、充值 (46)前言物联网定位技术实验主要用于引导学生对GPS全球移动定位系统的入门及应用，了解GPS移动定位的原理及过程。

加强对GSM数字移动通信网的认识及理解运用。

最后进行物联网定位技术综合运用实验从而实现GPS/GSM移动车载防盗反劫、定位追踪、调度管理等等综合智能型控制系统的理解认识。

1、RFID基础知识1.1RFID简介RFID(射频识别：radio frequency identification)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，其应用将给零售、物流等产业带来革命性变化。

RFID按应用频率的不同分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)、微波(MW)，相对应的代表性频率分别为：低频135KHz以下、高频13.56MHz、超高频860M~960MHz、微波2.4GHz，5.8GHz。

RFID按照能源的供给方式分为无源RFID，有源RFID，以及半有源RFID。

无源RFID读写距离近，价格低；有源RFID可以提供更远的读写距离，但是需要电池供电，成本要更高一些，适用于远距离读写的应用场合。

1.2RFID工作原理RFID（radio frequency identification）技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag，无源标签或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(Active Tag，有源标签或主动标签)；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

第10章RFID的数据完整性246二进制数标签1发送标签2发送10100011标签3发送标签4发送读写器接收10100011结果是：读写器收到的信号没有碰撞，标签2进行读写操作。

④依次类推，直到完成所有标签与读写器的数据交换。

⑤在实际RFID中，标签二进制数可以长达128位或更高，利用二进制搜索算法的效率不高。

因此，二进制搜索算法又衍生出很多改进算法。

10.4.3 RFID标准的防碰撞协议一、U HF RFID标准的防碰撞设计碰撞仲裁的目的在于对读写器工作范围内的标签进行普查，在一个简单程序中体现接收标签的有关能力和接收数据内容信息的有关能力，标签应按读写器设定的标志返回信息。

由于现行UHF RFID标准属于单信道接入技术体制，读写器不具有同时接收多个标签应答的能力，碰撞仲裁与协调成为空中接口标准通信协议不可缺少的内容。

ISO/IEC 18000 UHFRFID空中接口规定了不同的防碰撞协议。

ISO/IEC 18000-6空中接口的基本特征是无源标签、单信道和多标签盘存，处理多标签应答碰撞成为系统设计的核心任务之一。

为适应不同的应用环境，ISO/IEC 18000-6解决碰撞的算法有多种，而且陆续创立了多种改进版本。

ISO/IEC 18000-7和ISO/IEC 18000-4也采用了不同的防碰撞协议。

ISO/IEC 18000 UHF RFID防碰撞协议见表10-1。

表10-1 ISO/IEC 18000 UHF RFID防碰撞协议防碰撞协议 ISO/IEC18000标准帧时隙（FSA）ISO/IEC 18000-7动态帧时隙（DFSA）ISO/IEC 18000-6A时隙随机（SR）ISO/IEC 18000-6C二进制树搜索ISO/IEC 18000-6BISO/IEC 18000-4M1二、I SO/IEC 18000-6 Tape A 无源标签RFID空中接口(1)该算法的基本思想•帧长随待识别标签数的改变而改变。

rfid原理的六个实验报告RFID 原理的六个实验报告一、实验一：RFID 系统组成及工作原理探究（一）实验目的了解 RFID 系统的组成部分，包括电子标签、读写器和天线，以及它们之间的工作原理。

（二）实验设备RFID 读写器、不同类型的电子标签（无源标签、有源标签）、天线、计算机。

（三）实验步骤1、观察读写器、天线和电子标签的外观结构。

2、将电子标签放置在读写器的有效读取范围内。

3、通过计算机软件控制读写器发送指令，读取电子标签中的信息。

（四）实验结果与分析1、成功读取了无源标签和有源标签中的信息，包括产品编码、生产日期等。

2、分析得出无源标签依靠读写器发射的电磁场获取能量进行工作，而有源标签自身带有电源，工作距离更远。

（五）结论RFID 系统由电子标签、读写器和天线组成，通过电磁场实现信息的传递和交互。

二、实验二：RFID 频率特性实验（一）实验目的研究不同频率的 RFID 系统在性能上的差异。

（二）实验设备低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）和微波频段的 RFID 读写器及配套标签，测试障碍物。

（三）实验步骤1、分别在空旷场地和有障碍物的环境中，使用不同频段的读写器读取标签。

2、记录不同频段在不同环境下的读取距离、读取速度和准确率。

（四）实验结果与分析1、低频系统在有障碍物的环境中表现相对稳定，但读取距离较短、速度较慢。

2、高频系统读取速度和准确率有所提高，对金属环境的抗干扰能力较强。

3、超高频和微波频段在空旷场地读取距离远、速度快，但易受障碍物和环境干扰。

（五）结论不同频率的 RFID 系统各有优缺点，应根据具体应用场景选择合适的频段。

三、实验三：RFID 电子标签编码方式实验（一）实验目的了解并比较不同的 RFID 电子标签编码方式。

（二）实验设备支持不同编码方式的读写器、相应编码的电子标签。

（三）实验步骤1、将采用不同编码方式（如曼彻斯特编码、脉冲位置编码等）的电子标签置于读写器读取范围内。

paper @ (投稿专用)　2006年第5期Microcontrollers &Embedded Systems 33　RFID 二进制搜索法防碰撞的实现■广东机电职业技术学院 徐丽香■广东省电力学校 蓝运维　摘　要探索一种解决RFID 系统中碰撞问题的方法,具体讨论防碰撞算法中的二进制搜索算法及其改进方法———动态二进制搜索算法。

动态二进制搜索算法考虑的是在UID 位数不变的情况下,把数据分成两部分,收发双方各自传送其中一部分数据,可把传输的数据量减小到一半,缩短传送时间,提高RFID 系统的效率。

　关键词射频识别　读写器　射频卡　碰撞　二进制搜索法1　RFID 技术概述射频识别技术RFID (Radio Frequency Identification )是一种非接触式的自动识别技术。

目前的RFID 系统有很多工作频段:低频、高频和超高频段。

工作原理也不尽相同,有的是利用近场的电磁感应(所以有人把射频卡称为“感应卡”);有的是利用电磁波发射来实现非接触双向通信,以达到识别目的并交换数据。

RFID 技术由于可实现非接触目标识别、多目标识别和运动目标识别,具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大以及存储信息更改自如等优点,广泛应用于工业自动化、商业自动化和交通运输控制管理等众多领域。

RFID 系统,如图1所示,主要由射频卡(又称为“电子标签”)、读写器和计算机网络组成。

其中最重要的是读写器(Reader Writer Device )和射频卡(Transponder )。

读写器和射频卡之间采用无线通信方式,因此它们都有无线收发模块及天线(或感应线圈)。

射频卡芯片上有内存部分用来存储序列号(识别号码)或其他数据。

[1]图1　RFI D 系统2　防碰撞方法综述 早期的系统中,1次只能读/写1个射频卡。

射频卡之间要保持一定距离,确保一次只有一个卡在读写区域内,应用起来很不方便。

《超高频RFID系统中防碰撞算法的改进与测试》篇一一、引言随着物联网技术的快速发展，超高频RFID（射频识别）技术广泛应用于各种领域，如物流、仓储、生产自动化等。

然而，RFID系统中存在的一个关键问题是多标签碰撞问题，即多个标签同时响应阅读器的请求时发生的信号冲突。

这会影响系统的性能和效率。

因此，防碰撞算法的改进和优化显得尤为重要。

本文将介绍超高频RFID系统中防碰撞算法的改进与测试，以提高系统的读取效率和准确性。

二、防碰撞算法的改进1. 传统防碰撞算法分析传统的防碰撞算法主要包括ALOHA算法及其衍生算法，如动态帧时隙ALOHA等。

这些算法在处理标签碰撞时，主要通过随机化过程来避免冲突。

然而，这些算法在标签密度较高时，性能会显著下降，导致读取效率降低。

2. 改进的防碰撞算法针对上述问题，本文提出了一种基于动态调整和优先级排序的防碰撞算法。

该算法在传统ALOHA算法的基础上，引入了动态调整和优先级排序机制。

具体而言，当发生标签碰撞时，系统会根据标签的响应强度、距离等因素，动态调整帧时隙的长度和数量。

同时，通过优先级排序机制，系统会优先读取高优先级的标签，从而减少碰撞发生的概率。

三、实验与测试1. 实验环境与设置为了验证改进的防碰撞算法的有效性，我们搭建了一个超高频RFID系统测试平台。

该平台包括RFID阅读器、标签以及相应的软件系统。

我们使用不同数量的标签进行实验，以模拟不同的标签密度场景。

2. 实验过程与结果分析我们分别使用传统的ALOHA算法和改进的防碰撞算法进行实验。

在相同标签密度下，我们对两种算法的读取效率、准确性以及碰撞率等指标进行了比较。

实验结果表明，改进的防碰撞算法在读取效率和准确性方面均优于传统ALOHA算法。

特别是在高标签密度场景下，改进算法的优越性更为明显。

此外，我们还对改进算法中的动态调整和优先级排序机制进行了测试，验证了其有效性。

四、结论本文提出了一种基于动态调整和优先级排序的防碰撞算法，旨在解决超高频RFID系统中多标签碰撞问题。

RFID标签防冲撞算法概述1.RFID标签防冲撞算法[1]-[4]近年来，RFID（Radio Frequency IDentification 射频识别技术）得到了很大的发展。

在射频区域中，阅读器从在家段时间内识别一个目标发展到在较短时间内对射频区域内多个标签进行准确识别。

因此也衍生出众多瓶颈问题急需解决，包括编码效率，数据防冲突，传输安全等问题。

本文主要针对RFID中数据防冲突问题进行研究和探讨。

RFID被动标签因性价比高二广泛应用，但其结构简单，在密集读写器/密集密集标签环境下，当多个读写器同时读取某标签或者多个标签同时与读写器通信时，会导致所有标签数据无法读出，导致冲撞。

针对在多个标签参与识别的情况下提高阅读器的识别率，主要研究了两个传统方法——随机算法（ALOHA）和确定性算法（树形算法），以及兼顾两者的新型组合算法。

总的来说，这几种传统算法都是基于TDMA（Time Division Multiple Access时分多路法），它是把整个可供使用的通路容量按时间分配给多个用户的技术。

随即性算法中标签利用随机时间响应阅读器的命令，这类算法大都基于ALOHA机制，例如，纯ALOHA，时隙ALOHA，帧时隙ALOHA，动态帧时隙ALOHA等；确定性算法是阅读器根据标签序列号的唯一性选择标签进行通信，确定性防冲突算法都是属于二进制搜索算法，最简单的就是二进制数机制。

2.随机性防冲突算法概括的来说，随机性防冲突算法是在ALOHA是基础上研究与改进的。

这类算法要求阅读器作用范围内的标签依据自己的序列号随机产生答应时间，到达阅读器时如果有冲突，则标签要等到下轮时间段来时再重新产生响应时间。

2.1纯ALOHA算法[5]即最初的ALOHA算法，是所有的多路存取方法中最简单的方法。

这种算法没有检测机制也没有恢复机制，只是以一定的概率确保标签发出的数据帧无误地被阅读器接收。

这种方法仅用于只读标签中。

这类标签通常只有一些数据(序列号)传输给阅读器，并且是在一个周期性的循环中将这些数据发送给阅读器。

RFID标签防碰撞关键技术研究摘要：近年来，RFID技术在物流、制造业、商超等领域得到了广泛应用。

然而，在实际场景中，由于标签数量众多，标签间容易发生碰撞，导致识别错误，影响识别效率和精度。

为了解决这一问题，本文对RFID标签防碰撞技术进行了详细研究。

首先，介绍了RFID技术的基本原理和体系结构，进而分析了现有的防碰撞算法的优缺点，并提出了基于动态Q算法和改进的Aloha算法的高效防碰撞方案，通过实验验证了该方案的可行性和有效性。

最后，对未来的RFID标签防碰撞技术研究进行了展望。

关键词：RFID技术；防碰撞；动态Q算法；改进的Aloha算法；实验验证一、引言随着物联网技术的发展和应用，RFID技术作为其重要组成部分，在物流、制造业、商超等领域得到了广泛应用。

RFID （Radio Frequency Identification，射频识别）技术是一种通过射频信号实现数据交换的无线通讯技术，包括标签（Tag）、阅读器（Reader）和后台数据处理系统。

标签作为RFID系统中重要的节点，其质量和数量直接影响了整个系统的识别效率和精度。

然而，在实际场景中，由于标签数量众多，且在读写器的通信范围内同时存在多个标签，标签间容易发生碰撞，导致识别错误，影响识别效率和精度。

如何实现高效、精确的RFID标签防碰撞成为RFID技术研究的重要课题之一。

本文以RFID标签防碰撞为研究课题，对现有的防碰撞算法进行了详细分析和比较，并在此基础上提出了基于动态Q算法和改进的Aloha算法的高效防碰撞方案，同时通过实验验证该方案的可行性和有效性。

二、RFID技术的基本原理和体系结构RFID标签是射频识别技术的核心部件，其基本原理是利用含有芯片的射频标签，将射频能量转化为电能，从而实现标签的供电和数据传输。

标签通常分为被动式标签和主动式标签两种。

被动式标签不含有电池，通过接收读写器发射的射频信号，从而产生电能驱动芯片工作，主动式标签则内置电池，可以主动发射信号。

RFID系统中的碰撞与防碰撞问题研究RFID系统中的碰撞与防碰撞问题研究摘要：RFID系统的碰撞问题一直是影响系统性能的重要因素，社会对RFID系统可靠性的疑虑也阻碍着RFID技术的进一步开展。

本文对射频识别系统的碰撞和防碰撞问题进行了分析，为更深入的研究提供了根底。

关键词：RFID；防碰撞1、引言RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术。

它利用射频信号的空间耦合或反射特性以到达识别目标、获取数据的作用。

与其他识别技术相比，它具有识别速度快、数据容量大、使用寿命长、动态实时通信等优点，无需人工干预，并可同时识别多个标签。

在得到广泛使用和关注的同时，RFID技术也暴露出数据碰撞等问题。

研究RFID系统的碰撞与防碰撞问题，对于增强系统稳定性和可靠性，推动RFID技术开展有重要意义。

本文对RFID 的防碰撞问题、防碰撞算法进行了简要的描述和分析。

随着本钱的下降和标准化的实施，RFID 技术的全面推广和普遍应用必将是不可逆转的趋势。

2、RFID的碰撞问题RFID技术是一种多目标的自动识别技术，这就不可防止地产生了数据碰撞问题。

碰撞时，阅读器或标签将重新发送请求或接收信号，如此反复不仅浪费了时间、系统资源，也使效率降低，限制了RFID技术的开展。

2.1标签的碰撞当多个标签同时位于一个阅读器的可读范围内，会出现多个标签同一时刻应答或一个标签没有应答完成时另外的标签就应答的情况，降低阅读器接收信号的信噪比，造成通信失败。

2.2阅读器的碰撞2.2.1阅读器-阅读器干扰当阅读器之间距离较近，且一个处于发送状态，另一个处于接收状态时，发送阅读器的发射信号将会对接收阅读器的接收信号产生干扰，造成两个阅读器均无法正常阅读标签。

2.2.2标签干扰当一个标签同时处于多个阅读器的询问区域中时，多个阅读器同时与该标签通信就会产生干扰。

此时标签接收到的信号是多个阅读器发射信号的矢量和，故标签不能正确识别。

3、RFID的防碰撞算法由于阅读器间能够进行通信，且阅读器较之标签功能更为强大，阅读器碰撞问题更容易解决，因此主要关注标签的碰撞问题。

预估计锁位RFID二进制防碰撞算法摘要：随着RFID（射频识别技术）逐渐从概念步入到商业应用阶段，标签碰撞问题影响着数据传输的完整性和正确性，为了解决标签冲突，现有的DBS算法在电子标签向阅读器发送识别码时都存在重复信息的发送，使得系统信道利用率低，同时识别效率降低。

为了提高RFID 系统防冲撞算法的有效性，该文研究了一种改进的二进制冲撞比特搜索算法。

首先检测冲撞比特的位置信息，通过只传输具体冲撞位信息的方法减少传输的总数据量。

采用回退策略以降低阅读器发送请求命令的次数。

经过实验验证，该算法有效的减少了搜索次数和时延，提高了系统识别效率。

关键词：RFID；二进制防碰撞；预估计中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）14-3414-04Abstract：As RFID （radio frequency identification technology）from concept to enter the stage of commercial application，The tags collision problems of the RFID affect the completeness and correctness of data transmission. To solve the problem in a better way，DBS algorithm in electronic tag to the reader sends identification number when there are repeated tosend information，makes the system channel utilization rate is low，at the same time identify efficiency reduced，an improved algorithm is proposed on the basis of binaryanti-collision algorithm. First detect the location of collision bits，with only the collision position information method to reduce the total number of transmission according to the quantity. The fallback strategy is used to reduce the reader sends the request command. After experimental verification，the algorithm is effective to reduce the search times and delay，improve the efficiency of the system identification.Key words：RFID；binary anti-collision algorithm；identification1 概述无线射频识别技术（RFID―Radio Frequency Identification）[1]是系统通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据。