UHF RFID Anti-kolizní algoritmus

Kolize více značek: v poli činnosti čtečky je více značek. Pokud více než dva tagy posílají data současně, dojde ke kolizi komunikace a rušení dat (kolizi).

Aby se předešlo těmto konfliktům, musí být v systému radiofrekvenční identifikace nastaveny určité související příkazy, aby se problém konfliktu vyřešil. Tyto příkazy se nazývají antikolizní příkazy nebo algoritmy. Dělí se na následující dva typy, deterministický algoritmus založený na deterministickém mechanismu dotazování a nedeterministický algoritmus založený na náhodném mechanismu (zejména algoritmus ALOHA).

Algoritmus ALOHA je metoda náhodného přístupu. Základní myšlenkou je přijmout způsob, jakým značka mluví jako první. Když elektronický štítek RFID vstoupí do oblasti rozpoznávání čtečky, automaticky odešle své vlastní ID číslo do čtečky UHF. Pokud během procesu odesílání dat z tagu existují další tagy Data jsou také odesílána, dojde k překrývajícím se signálům, což způsobí kolize. Čtečka detekuje, zda je v přijímaném signálu konflikt. Jakmile dojde ke konfliktu, odešle čtečka příkaz k zastavení odesílání tagu a před opětovným odesláním počká určitou dobu, aby se konflikt omezil.

1. Čistý algoritmus ALOHA

V čistém algoritmu ALOHA, pokud čtecí a zapisovací zařízení detekuje, že existuje vzájemná interference v signálech, odešle čtečka-zapisovač příkaz tagu, aby zastavil vysílání signálů do čtečky-zapisovačky; poté, co štítek přijme příkazový signál, přestane posílat informace a během náhodného časového úseku přejde do pohotovostního stavu a teprve po uplynutí tohoto časového období budou informace znovu odeslány do čtečky RFID. Délka pohotovostního časového úseku každého elektronického štítku RFID je náhodná a čas pro opětovné odeslání signálu do čtečky je také odlišný, aby se snížila možnost kolize.

Když UHF čtečka úspěšně rozpozná určitý tag, okamžitě vydá příkaz tagu pro přechod do klidového stavu. Ostatní tagy budou vždy reagovat na příkazy vydané čtečkou a opakovaně posílat informace do čtečky. Když jsou tagy rozpoznány, přejdou jeden po druhém do klidového stavu, dokud čtečka nerozpozná všechny. Proces algoritmu končí až po výběru štítků v oblasti. Při odesílání rámců nedojde ke kolizi a lze analyzovat, že pravděpodobnost P úspěšného odeslání souvisí s rychlostí propustnosti a množstvím obsažených dat.

Vlastnosti: délka paketu (stejná délka), velká konfliktní oblast, jednoduchá implementace, vhodné pro scénáře s nízkou hustotou přenosu paketů

Shrnutí: Když je zjištěn konflikt, přejděte do pohotovostního stavu, počkejte náhodně dlouhou dobu a poté odešlete

2. Časový úsek ALOHA

Slotový algoritmus ALOHA rozděluje čas do více diskrétních časových slotů, délka každého časového slotu je rovna nebo mírně větší než jeden snímek a tag může odesílat data pouze na začátku každého časového slotu. Tímto způsobem jsou značky buď úspěšně odeslány, nebo zcela kolidují, čímž se zabrání částečným kolizím v čistém algoritmu ALOHA, zkrátí se doba kolize na polovinu a zlepší se využití kanálu. Slotovaný algoritmus ALOHA vyžaduje, aby čtečka zkalibrovala čas tagů ve své identifikační oblasti. Protože tag přenáší data pouze v určitém časovém úseku, kolizní frekvence tohoto algoritmu je pouze poloviční než u čistého algoritmu ALOHA, ale výkon datové propustnosti systému bude dvojnásobný.

Vlastnosti: Oblast konfliktu je omezena na časový úsek, správný příjem: žádný konflikt, správné ověření, kolize: chyba příjmu, prázdný časový úsek

Shrnutí: Rozdělte kanál do několika časových slotů (větších nebo rovných jednomu rámci), každý terminál může začít vysílat informace pouze v každém časovém slotu, oblast konfliktu je omezena na časový slot a výsledkem je pouze úspěch a kolize (selhání), propustnost slotovaného ALOHA je dvakrát větší než u čistého ALOHA.

3. Časový úsek rámování ALOHA

V algoritmu rámcového časového slotu je čas rozdělen do více diskrétních časových slotů a elektronický štítek může začít vysílat informace pouze na začátku časového slotu. Čtecí/zapisovací modul odesílá dotazovací příkazy v cyklu snímků. Když elektronický štítek přijme příkaz požadavku ze čtečky, každý štítek odešle informaci do čtečky náhodným výběrem časového úseku. Pokud je časový úsek vybrán pouze jedinečným štítkem, informace přenášené štítkem v tomto časovém úseku jsou úspěšně přijaty čtečkou Honglu a štítek je správně identifikován. Pokud dva nebo více tagů zvolí stejný časový úsek k odeslání, conflicts a tyto značky, které současně odesílají informace, nemůže čtečka úspěšně identifikovat. Proces rozpoznávání celého algoritmu se bude tímto způsobem opakovat, dokud nebudou rozpoznány všechny tagy.

Vlastnosti: Nevýhodou tohoto algoritmu je, že když je počet tagů mnohem větší než počet časových slotů, čas na čtení tagů se výrazně prodlouží; když je počet značek mnohem menší než počet časových úseků, časové úseky budou promarněny.

Shrnutí: Několik časových úseků tvoří rámec a všechny značky vybírají časové úseky, které se mají v rámci odeslat.

Binomický model algoritmu ALOHA

Algoritmus prohledávání binárního stromu: Algoritmus prohledávání binárního stromu je řízen čtečkou. Základní myšlenkou je průběžně rozdělovat elektronické štítky, které způsobují kolize, a v dalším kroku snižovat počet štítků, které je třeba prohledávat, dokud nezareaguje pouze jeden elektronický štítek.

Základní myšlenka: Poté, co na pracoviště čtečky vstoupí více tagů, odešle čtečka dotazovací příkaz s omezeními a tagy, které splňují omezení, odpoví. Pokud dojde ke kolizi, upravte omezení podle bitu, kde došlo k chybě, a posílejte příkazy dotazu znovu, dokud nebude nalezena správná odpověď a nebudou dokončeny operace čtení a zápisu do tagu. Opakujte výše uvedené operace pro zbývající tagy, dokud nebudou dokončeny operace čtení a zápisu pro všechny tagy.