⑴ 如何防止射频,中频以及低频电路互相之间的干扰
混合电路设计是一个很大的问题,很难有一个完美的解决方案。一般射频电路在系统中都作为一个独立的单板进行布局布线,甚至会有专门的屏蔽腔体。而且射频电路一般为单面或双面板,电路较为简单,所有这些都是为了减少对射频电路分布参数的影响,提高射频系统的一致性。相对于一般的FR4材质,射频电路板倾向与采用高问值的基材,这种材料的介电常数比较小,传输线分布电容较小,阻抗高,信号传输时延小。
在混合电路设计中,虽然射频,数字电路做在同一块PCB上,但一般都分成射频电路区和数字电路区,分别布局布线。之间用接地过孔带和屏蔽盒屏蔽。
⑵ 什么是rfid防碰撞机制简述常用的防碰撞方法及其原理。
rfid防碰撞机制是: RFID读写器正常情况下一个时间点只能对磁场中的一张RFID卡进行读或写操作。
RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。RFID阅读器(读写器)通过天线与RFID电子标签进行无线通信,可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。
无线射频识别技术(Radio Frequency Idenfication,简称:RFID)是一种非接触式的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性,实现对被识别物体的自动识别。
RFID读写器 (RFID阅读器)通过天线与RFID电子标签进行无线通信,可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的RFID读写器包含有RFID射频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。
射频识别系统中,电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体;读写器又称为读出装置,扫描器、通讯器、读取器(取决于电子标签是否可以无线改写数据)。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内,根据时序关系,实现的传递、数据的交换。
RFID读写器又称为“RFID阅读器”,即无线射频识别,通过射频识别信号自动识别目标对象并获取相关数据,无须人工干预,可识别高速运动物体并可同时识别多个RFID标签,操作快捷方便。RFID读写器有固定式的和手持式的,手持RFID读写器包含有低频,高频,超高频,有源等。
RFID读写其应用于车场管理中,实现对车辆身份判别,自动扣费。如果采用远距离RFID读写器,则可以实现不停车、免取卡的快速通道,或者无人值守通道。
⑶ 什么是rfid防碰撞机制简述常用的防碰撞方法及其原理。
rfid防碰撞机制是: RFID读写器正常情况下一个时间点只能对磁场中的一张RFID卡进行读或写操作。
RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。RFID阅读器(读写器)通过天线与RFID电子标签进行无线通信,可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。
无线射频识别技术(Radio Frequency Idenfication,简称:RFID)是一种非接触式的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性,实现对被识别物体的自动识别。
RFID读写器 (RFID阅读器)通过天线与RFID电子标签进行无线通信,可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的RFID读写器包含有RFID射频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。
射频识别系统中,电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体;读写器又称为读出装置,扫描器、通讯器、读取器(取决于电子标签是否可以无线改写数据)。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内,根据时序关系,实现的传递、数据的交换。
RFID读写器又称为“RFID阅读器”,即无线射频识别,通过射频识别信号自动识别目标对象并获取相关数据,无须人工干预,可识别高速运动物体并可同时识别多个RFID标签,操作快捷方便。RFID读写器有固定式的和手持式的,手持RFID读写器包含有低频,高频,超高频,有源等。
RFID读写其应用于车场管理中,实现对车辆身份判别,自动扣费。如果采用远距离RFID读写器,则可以实现不停车、免取卡的快速通道,或者无人值守通道。
⑷ 求RFID标签防碰撞算法: 可以是ALOHA算法实现或者是二进制树算法实现,
RFID(Radio Frequency Identification的),即射频识别,俗称电子标签。
我接触的主要是用在仓储和物流上,具体的驱动是由厂家提供,呵呵,估计熟悉的人不多,需要找底层的开发人员才行。
⑸ 什么是rfid防碰撞机制简述常用的防碰撞方法及其原理。
RFID读写器正常情况下一个时间点只能对磁场中的一张RFID卡进行读或写操作,但是实际应用中经常有当多张卡片同时进入读写器的射频场,读写器怎么处理呢?读写器需要选出特定的一张卡片进行读或写操作,这就是标签防碰撞。
防碰撞机制是RFID技术中特有的问题。在接触式IC卡的操作中是不存在冲突的,因为接触式智能卡的读写器有一个专门的卡座,而且一个卡座只能插一张卡片,不存在读写器同时面对两张以上卡片的问题。常见的非接触式RFID卡中的防冲突机制主要有以下几种:
1.面向比特的防冲突机制。
高频的ISO14443A使用这种防冲突机制,其原理是基于卡片有一个全球唯一的序列号。比如Mifare1卡,每张卡片有一个全球唯一的32位二进制序列号。显而易见,卡号的每一位上不是“1”就是“0”,而且由于是全世界唯一,所以任何两张卡片的序列号总有一位的值是不一样的,也就说总存在某一位,一张卡片上是“0”,而另一张卡片上是“1”。
当两张以上卡片同时进入射频场,读写器向射频场发出卡呼叫命令,问射频场中有没有卡片。这些卡片同时回答“有卡片”;
然后读写器发送防冲突命令“把你们的卡号告诉我”,收到命令后所有卡片同时回送自己的卡号。
可能这些卡片卡号的前几位都是一样的。比如前四位都是1010,第五位上有一张卡片是“0”而其他卡片是“1”,于是所有卡片在一起说自己的第五位卡号的时候,由于有卡片说“0”,有卡片说“1”,读写器听出来发生了冲突。
读写器检测到冲突后,对射频场中的卡片说,让卡号前四位是“1010”,第五位是“1”的卡片继续说自己的卡号,其他的卡片不要发言了。
结果第五位是“1”的卡片继续发言,可能第五位是“1”的卡片不止一张,于是在这些卡片回送卡号的过程中又发生了冲突,读写器仍然用上面的办法让冲突位是“1”的卡片继续发言,其他卡片禁止发言,最终经过多次的防冲突循环,当只剩下一张卡片的时候,就没有冲突了,最后胜出的卡片把自己完整的卡号回送给读写器,读写器发出卡选择命令,这张卡片就被选中了,而其他卡片只有等待下次卡呼叫时才能再次参与防冲突过程。
上述防冲突过程中,当冲突发生时,读写器总是选择冲突位为“1”的卡片胜出,当然也可以指定冲突位为“0”的卡片胜出。
上述过程有点拟人化了,实际情况下读写器是怎么知道发生冲突了呢?在前面的数据编码中我们已经提到,卡片向读写器发送命令使用副载波调制的曼侧斯特(Manchester)码,副载波调制码元的右半部分表示数据“0”,副载波调制码元的左半部分表示数据“1”,当发生冲突时,由于同时有卡片回送“0”和“1”,导致整个码元都有副载波调制,读写器收到这样的码元,就知道发生冲突了。
这种方法可以保证任何情况下都能选出一张卡片,即使把全世界同类型的所有卡片都拿来防冲突,最多经过32个防冲突循环就能选出一张卡片。缺点是由于卡序列号全世界唯一,而卡号的长度是固定的,所以某一类型的卡片的生产数量也是一定的,比如常见的Mifare1卡,由于只有4个字节的卡序列号,所以其生产数量最多为2的32次方,即4294967296张。
2.面向时隙的防冲突机制
ISO14443B中使用这种防冲突机制。这里的时隙(timeslot)其实就是个序号。这个序号的取值范围由读写器指定,可能的范围有1-1、1-2、1-4、1-8、1-16。当两张以上卡片同时进入射频场,读写器向射频场发出卡呼叫命令,命令中指定了时隙的范围,让卡片在这个指定的范围内随机选择一个数作为自己的临时识别号。然后读写器从1开始叫号,如果叫到某个号恰好只有一张卡片选择了这个号,则这张卡片被选中胜出。如果叫到的号没有卡片应答或者有多于一张卡片应答,则继续向下叫号。如果取值范围内的所有号都叫了一遍还没有选出一张卡片,则重新让卡片随机选择临时识别号,直到叫出一张卡片为止。
这种办法不要求卡片有一个全球唯一序列号,所以卡片的生产数量没有限制,但是理论上存在一种可能,就是永远也选不出一张卡片来。
Felica采用的也是这种机制。
3.位和时隙相结合的防冲突机制
ISO15693中使用这种机制。一方面每张卡片有一个7字节的全球唯一序列号,另一方面读写器在防冲突的过程中也使用时隙叫号的方式,不过这里的号不是卡片随机选择的,而是卡片唯一序列号的一部分。
叫号的数值范围分为0-1和0-15两种。其大体过程是,当有多张卡片进入射频场,读写器发出清点请求命令,假如指定卡片的叫号范围是0-15,则卡片序列号最低4位为0000的卡片回送自己的7字节序列号。如果没有冲突,卡片的序列号就被登记在PCD中。然后读写器发送一个帧结束标志,表示让卡片序列号最低4位为0001的卡片作出应答;之后读写器每发送一个帧结束标志,表示序列号的最低4位加1,直到最低4位为1111的卡片被要求应答。如果此过程中某一个卡片回送序列号时没有发生冲突,读写器就可选择此张卡片;如果巡检过程中没有卡片反应,表示射频场中没有卡片;如果有卡片反应的时隙发生了冲突,比如最低4位是1010的卡片回送卡号时发生了冲突,则读写器在下一次防冲突循环中指定只有最低4位是1010的卡片参与防冲突,然后用卡片的5-8位作为时隙,重复前面的巡检。如果被叫卡片的5-8位时隙也相同,之后再用卡片的9-12位作为时隙,重复前面的巡检,依次类推。读写器可以从低位起指定任意位数的序列号,让卡号低位和指定的低位序列号相同的卡片参与防冲突循环,卡片用指定号前面的一位或4位作为时隙对读写器的叫号作出应答。由于卡片的序列号全球唯一,所以任何两张卡片总有某个连续的4位二进制数不一样,因而总能选出一张卡片。需要指出的是,当选定的时隙数为1时,这种防冲突机制等同于面向比特的防冲突机制。
另外需要说明的是,TTF(Tag Talk First)的卡片一般是无法防冲突的。这种卡片一进入射频场就主动发送自己的识别号,当有多张卡片同时进入射频场时就会发生不读卡的现象。这时只有靠卡片的持有者自己去避免冲突了。
⑹ 神秘的射频武器是怎样的呢
射频武器有什么奥秘的原理吗?
其实,射频的原理十分简单,它以辐射微波(波长1米到1毫米的无线电波)为特征,又称为无线电波或微波武器。射频武器由超高功率微波发射机、大型天线以及电源等其他配套设备构成。射频武器的结构与雷达的发射部分相似,但它所辐射的能量要比雷达大百倍以至万倍。超高功率微波发射机可用单个或多个微波发射管来实现,因此它是一种大型的设备。大型天线把超高功率微波发射机输出的能量会聚在窄波束内,以极高功率照射目标,通过热效应或电磁场感应效应来杀伤人员或破坏目标内部的电子设备。射频武器与粒子束武器和强激光武器相比,有较宽的波束,因而有较大的照射和杀伤范围。另外,它受天气和烟尘等战场环境影响较小,作战适应性较强。
在海湾战争中,美国的F—117A隐身战斗轰炸机能在没有战斗机和电子干扰飞机的支援下,自由出入伊拉克上空,而且伊拉克的防空雷达无法发现,其作战效能令人赞叹不已。那么,像F—117A这样的隐身武器为何能隐“身”呢?除了有独特的气动力外形设计,减少雷达的反射波之外,主要是在材料上下功夫。如美国的B—2隐身轰炸机,不仅在机体中采用了能够吸收雷达波的材料,而且还在机体表面涂有能够吸收雷达波的涂料,吸收雷达的探测信号,使之达到隐身目的。由于雷达发射的微波强度很低,隐身飞机可以安然无恙,但遇到强度比雷达波高出几个数量级的射频武器,情况就大不一样了。轻者瞬间被加热,导致机毁人亡,重者甚至立即熔化,成为一缕青烟。而现有的飞机主要由金属材料构成,它们对微波能量吸收较少,故射频武器摧毁隐身飞机,要比摧毁现有飞机所需能量小得多,因而更易实现。因此,射频武器一旦投入到战场使用,必将成为各种隐身武器装备的“克星”。
射频武器不仅是隐身武器装备的“克星”,而且是杀人不见血的恶魔,它能进入目标内部杀伤战斗人员。它对人员的损伤,不同于弹丸和破片的撞击伤,也不同于核弹和其他高爆弹产生的冲击伤,而是一种对人体组织的“软杀伤”。这种“软杀伤”是通过微波对人体的两种效应,即“非热效应”和“热效应”起杀伤作用的。
“非热效应”是人体受到较弱能量的微波照射后引起的。包括心理损伤和微妙的功能减退现象。“非热效应”可使人员神经混乱、头痛、烦躁、记忆力减退。外军有人设想,用微波波束的这种“非热效应”去影响高性能飞机的驾驶员或其他精密武器系统的操作人员,可使之发生变态反应。据认为,3~13毫瓦/平方厘米的微波能量,可对飞机驾驶员的工作造成影响。
“热效应”是由强微波能量对人体的照射引起的。微波照射到人体时,一部分被反射,一部分被吸收。在强能量微波的作用下,人体细胞的分子以惊人的速度运动,彼此碰撞,产生热功能等生理效应,即所谓“热效应”。更由于微波还具有很强的穿透力,故不仅可使人体皮肤的表面被“加热”,而且也可使人体的深部组织被“加热”;加之深部组织散热困难,所以升温速度比表面更快,致使人还未感到皮肤疼痛,深部组织已受到损伤。遭到一次射频的直接闪击,大脑即告死亡,整个神经系统发生混乱,心脏和呼吸控制功能也即停止。即使没有遭到直接闪击,在强有力的射频闪击的四周也会产生热辐射脉冲。它可以穿透中央神经系统,在人脑内部引起强烈的热胀冷缩,使人神经混乱、眼花缭乱、噪声充耳和昏头转向。
射频武器还能破坏各种武器装备的电子设备,使其丧失作战效能。试验表明,当微波强度比较低,为0.01~1微瓦/平方厘米时,可以干扰工作在相应频段的雷达和通信设备使之无法正常工作。增加到0.01~1瓦/平方厘米时,可使通信、雷达、导航等系统的微波电子元器件失效或烧毁。增加到10~100瓦/平方厘米时,其瞬变电磁场可使各种金属表面产生感生电流,通过天线、导线、电缆等各种入口进入目标内部电路。轻者使电路功能混乱,出现误码,抹掉记忆信息等现象,重者则烧毁各类电子元器件。这种效应又称为非核电磁脉冲效应。微波强度再增加,达到1000~10000瓦/平方厘米时,则会在极短的时间内加热破坏目标。因此射频武器可攻击的目标非常之多,从军事卫星、洲际导弹、巡航导弹、飞机、坦克、军舰,到雷达、计算机、通信器材,只要处于强微波的覆盖区内,都将可能受到攻击而丧失作战效能。
自20世纪70年代以来,苏、美都在研制超高功率的微波发射管,并研究射频武器的杀伤机理与实现的可能性。1980年,美陆军已用实验型反射三极管在微波波段产生3千兆瓦的脉冲功率,这比普通雷达产生的功率大2~4个数量级(即100~1000倍)。并打算研制发射功率为千兆瓦级的回族管和磁控管。美国还设想利用计算机操纵相控阵雷达,产生高频大功率的电磁脉冲。苏联开展射频武器的研究工作早于美国。1979年,苏联的实验型反射三极管在微波波段产生了千兆瓦级的脉冲功率,效率高达30%。20世纪80年代末期,已研制成几个不同工作频率的“塞林科夫”器件,它能产生相当大的脉冲功率,可用作射频武器的功率源。其中,一种实验型毫米波(指30~300千兆赫的微波波段)发射管,已可产生100兆瓦的脉冲功率。这种毫米波发射管更接近于实用射频武器的要求,其再配以增益天线,就可能成为射频武器。
⑺ 解决多读写器冲撞问题有哪四种方法
防碰撞机制是RFID技术中特有的问题。在接触式IC卡的操作中是不存在冲突的,因为接触式智能卡的读写器有一个专门的卡座,而且一个卡座只能插一张卡片,不存在读写器同时面对两张以上卡片的问题。常见的非接触式RFID卡中的防冲突机制。
高频的ISO14443A使用这种防冲突机制,其原理是基于卡片有一个全球唯一的序列号。比如Mifare1卡,每张卡片有一个全球唯一的32位二进制序列号。
显而易见,卡号的每一位上不是“1”就是“0”,而且由于是全世界唯一,所以任何两张卡片的序列号总有一位的值是不一样的,也就说总存在某一位,一张卡片上是“0”,而另一张卡片上是“1”。
当两张以上卡片同时进入射频场,读写器向射频场发出卡呼叫命令,问射频场中有没有卡片。这些卡片同时回答“有卡片”;
然后读写器发送防冲突命令“把你们的卡号告诉我”,收到命令后所有卡片同时回送自己的卡号。
可能这些卡片卡号的前几位都是一样的。比如前四位都是1010,第五位上有一张卡片是“0”而其他卡片是“1”,于是所有卡片在一起说自己的第五位卡号的时候,由于有卡片说“0”,有卡片说“1”,读写器听出来发生了冲突。
⑻ 如何解决rfid系统的防碰撞问题
RFID射频识别技术近年来广受关注,被应用于众多领域,其中UHF(超高频)频段RFID应用最为广泛。UHF RFID国际标准有ISO/IEC 180006 Type A、Type B、Type C三类,Type C类标准是最新制定的,在数据速率、调制方式等方面都要优于其他两种。本文针对Type C类标准中的防冲突算法进行研究,分析该标准采用的防冲突算法在面对快速运动标签群时的处理情况。
本文基于特定背景,快速运动的电子标签群源源不断地笔直经过UHF RFID读卡器的识别范围,如图1所示。
图1 快速运动的UHF RFID标签群
在正常情况下,当RFID电子标签读卡器范围内存在大量静止电子标签,RFID电子标签读卡器可通过防冲突算法,完成所有电子标签的识别工作;但当电子标签群运动起来,并达到一定的速度时,是否可以在有限时间内完成电子标签的读取工作是一个问题,其关键因素是防冲突算法。
能否有效地完成快速移动电子标签群的读取工作,直接影响系统的稳定性以及可靠性。未来用于快速运动标签群的UHF RFID自动识别系统将越来越多,因此本课题的研究具有一定的前瞻性以及现实意义。
1 UHF RFID介绍
射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)是一种无线射频识别技术,它利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递,并通过传递的信息识别目标。RFID的工作频段分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波(MW),其中UHF RFID(860~960 MHz)具有读写速度快、识别距离远、抗干扰能力强、标签小等优点,被广泛应用。
1.1 协议标准
国际上主要有3个RFID技术标准体系组织:全球产品电子编码中心(EPC Global)、ISO/IEC和日本Ubiquitous ID Center(UID)。ISO/IEC 18000是基于物品管理的RFID的国际标准,按频率不同分为7个部分,其中ISO/IEC 180006规定UHF频段,针对860~930 MHz的无线接触通信空气接口参数。ISO/IEC 180006系列标准包括Type A、Type B、Type C三类标准,其主要区别在于标签识别中的编码方式以及防冲突算法等。
1.2 防冲突算法
防冲突算法是射频识别系统中的多路存取法,它是射频识别系统实现标签快速识别的关键。RFID系统识别多标签时,当有2个或者2个以上标签同时发送数据就会产生数据的干扰,这种干扰称为标签冲突。因此,在RFID系统中必须建立有效的仲裁机制来避免冲突的发生。
目前在RFID系统中使用最广泛的防冲突算法大多基于时分多址(TDMA),每个标签在某个时隙占用信道与读卡器通信,当产生冲突则暂时退避,重新选择时隙再次与读卡器通信,从而实现系统的防冲突工作。
1.3 研究背景
本文的研究基于快速运动标签群不间断地经过读卡器识别范围的特定背景。如果运动标签群速度过慢,读卡器在新标签到来之前已经完成了场内所有标签的识别工作,不会出现漏读现象,但是在这种情况下,系统识别效率就会大大降低;而当运动标签群达到一定速度时,读卡器将进行标签的防冲突处理,因为新标签的加入会产生部分标签一段时间内不被识别到,随着标签移动离开射频范围,就会出现漏读现象。
在现实生活中,满载货物的货车在通过读卡器识别范围时,要求系统快速有效地读取货车上所有货物的物品信息。货车通过读卡器的速度直接影响系统的工作效率,快速通过能节约大量时间和成本。
所以,如果要提高系统效率并且保证系统可靠性,移动标签群必须达到一个适中的速度,并且防冲突算法一定要对此种情况进行有效处理。本文研究ISO/IEC 180006 Type C的防冲突处理算法,分析其对快速运动标签群是否有可靠的对策和处理方式。
2 Type C防冲突算法
2.1 Aloha算法
常用的防冲突算法大多是基于Aloha算法——一种无规则的时分多址(TDMA)算法。Aloha算法规定标签周期性地发送数据给读卡器,数据传输时间只是周期时间的一小部分,标签传输中有很长时间的停歇,因此有一定概率使两个标签在不同时隙传输数据,以避免冲突。
基于Aloha算法出现了很多改进算法:时隙Aloha算法、帧时隙Aloha算法、动态帧时隙Aloha算法等。Type C采用的防冲突算法是随机时隙防冲突算法,其本质跟帧时隙Aloha机制一样。
2.2 随机时隙防冲突算法(SR)
随机时隙防冲突算法本质上与帧时隙Aloha机制类似,其帧长度为2Q,并且该机制根据标签应答情况来调整Q值,改变下一个识别周期的时隙数,让未识别标签重新选择。当一帧中出现过多的冲突时隙时,读卡器会提前结束该帧,并选择一个更大的Q值发送给标签群;当一个帧中出现过多的空闲时隙时,读卡器会提前结束该帧,并选择一个比较小的Q值发送给标签群。
随机时隙防冲突算法命令包括Query、QueryAdjust、Query Rep等,主要参数为时隙计数参数Q。协议中的Q值决定了防冲突时所用的时隙数,读卡器通过给标签发送相应命令改变标签状态,完成防冲突工作。协议规定标签有3个状态,如图2所示。
图2 电子标签状态图
当系统上电或信道空闲时,读卡器发送Query命令,启动清点周期,初始化一个识别周期,并决定哪些电子标签参与本轮识别周期。Query命令包含时隙计数参数Q,当接收到Quary命令时,RFID电子标签读卡器在识别区域内随机选择进入识别周期的标签,所有参与电子标签在(0,2Q-1)范围内选择一个随机数,并置入它们的时隙计数器。选到0值的电子标签变为应答状态,并响应读卡器,回答一个16机制随机数(RN16)给读卡器;没有选到0值的标签变为仲裁状态,等待下一条Query Adjust或Query Rep命令;没有进入本轮识别周期的电子标签保持休眠状态。
处于仲裁状态的电子标签每接收到一条Query Rep命令,它们的时隙计数器减一次,当时隙计数器减到0000h时,标签转变为应答状态,响应读卡器。当时隙计数器值为0000h,并且已经应答,但没有得到确认时,标签变为仲裁状态,当接收到下一条QueryRep命令时,签时隙计数器减一变为7FFFh,防止随后应答,直到标签接收到Query Adjust命令或者进入下一个识别周期。在2Q-1条QueryRep命令中,所有标签至少应答一次。
当电子标签时隙计数器同时达到0000h,并同时应答,会产生冲突;当标签时隙计数器都不等于0000h,读卡器接收不到响应。面对这两种情况,读卡器可能需要重新选定Q值,读卡器根据的自适应Q算法如图3所示。
图3 自适应Q算法
由自适应Q算法可知,当某一时隙出现冲突或者无响应的情况,Qfp的值会增大或减小,然后对Qfp四舍五入得到新的Q值。如果Q值发生变化,读卡器发送Query命令更新Q值,并使标签重新选择时隙计数器;否则继续发送QueryRep命令,让所有标签时隙计数器减一。自适应Q算法通过根据标签冲突以及无响应情况动态地改变Q值,从而改变时隙数,实现自适应防冲突。
3 存在的问题及解决方案
3.1存在的问题
本文的背景是快速运动标签群通过读卡器射频区域,该种情况必须注意的是,读卡器范围内的标签是动态变化的,随时都有新标签加入读卡器的识别范围,从而影响系统的防冲突处理。通过对ISO180006 Type C防冲突算法过程的研究,发现该算法在面对快速标签群时并未做有效的处理。
根据算法的工作过程,当UR6258电子标签读卡器开始电子标签的识别工作,首先发送Query命令开启一个清点周期,高速运动标签群进入读卡器识别范围,上电进入休眠状态。读卡器在识别范围内选择部分标签进入清点周期,部分标签没有被选择而保持休眠状态,等待下一个清点周期的到来。当上一个清点周期结束,读卡器会发送Query命令开启新的清点周期,这时候读卡器识别范围内会有新加入的标签,读卡器会从所有标签中再次随机选择部分标签进入清点周期。新标签的加入导致部分标签可能始终无法进入清点周期,无法被识别到,然后离开读卡器识别范围。
另外一种情况是,电子标签进入清点周期后,在电子标签应答发生冲突或者未收到回复的情况下,时隙计数器由0000H减1变为FFFFH,避免随后应答。这时候会有两种情况:一种是由于碰撞或者无响应的情况导致Q值发生变化,这时允许所有标签重新随机选择一个值放入时隙计数器,在清点周期内获得再一次被识别的机会;如果冲突以及无响应现象没有导致Q值发生变化,那么在本轮清点周期结束后,它会同新进标签一起争取下一次进入清点周期的机会,所以会有几率无法进入清点周期,直到离开读卡器的识别范围。
假设运动标签群的运动速度为v,标签在读卡器识别范围内运动距离为d,那标签在识别范围内的时间t=v/d。假设读卡器进行一轮标签读取的时间为T,而标签被识别所需的周期为n(n为正整数),那么当n·Tv/d,则会出现标签不被识别的情况。
以上两种情况的发生都可能会导致标签群中部分标签一段时间不被识别,通过读卡器的识别范围,从而造成系统的不可靠,出现漏读。
3.2 解决方案
针对快速运动标签群的识别,主要问题是新标签与旧标签争抢进入清点周期的机会,而旧标签在读卡器识别范围的时间有限。面对这种情况,解决问题切入点是让旧标签比新标签拥有更多的机会进入清点周期,或者直接不允许新标签与旧标签竞争,而是等待旧标签完成识别才开始新标签的识别工作。拟采用两种方法解决该问题。
第一种是基于标签到场时间的解决方案。标签进入射频范围内上电,标签内到场计时器开始计时,计时值为t,读卡器选定一个适当的计时值T,发送Query命令开始清点周期的同时发送T,标签把自己的计时值与读卡器所要求的T大小作比较:如果t
第二种是基于标签到场点名的办法。当某一时刻系统启动,读卡器开始发送Query命令进入清点周期之前发送点名命令,让识别范围内的标签由休眠状态进入到场状态。之后只选择到场状态的标签进入清点周期,待所有到场标签完成识别再进行新一轮点名。这种方案可以完全解决新旧标签的竞争问题。
结语
针对快速运动标签群的特殊背景,研究了ISO180006 Type C类标准的随机时隙防冲突算法(SR),研究得知该算法并没有针对该种情况进行有效的处理,会出现漏读现象。在不改变原有算法本质的前提下提出了基于到场时间以及基于到场点名两种解决方案。
参考:http://www.rfidhb.com/rfid/knowledge/446.html