Algorithme anti-collision RFID UHF

Collision multi-étiquettes : plusieurs étiquettes se trouvent dans le champ d'action du lecteur. Lorsque plus de deux étiquettes envoient des données en même temps, il y aura collision de communication et interférence de données (collision).

Afin d'éviter ces conflits, certaines commandes associées doivent être définies dans le système d'identification par radiofréquence pour résoudre le problème de conflit. Ces commandes sont appelées commandes ou algorithmes anti-collision. Il est divisé en deux types suivants : l'algorithme déterministe basé sur le mécanisme d'interrogation déterministe et l'algorithme non déterministe basé sur le mécanisme aléatoire (principalement l'algorithme ALOHA).

L'algorithme ALOHA est une méthode d'accès aléatoire. L'idée de base est d'adopter la manière dont l'étiquette parle en premier. Lorsque l'étiquette électronique RFID entre dans la zone de reconnaissance du lecteur, elle envoie automatiquement son propre numéro d'identification au lecteur UHF. Pendant le processus d'envoi de données depuis l'étiquette, si d'autres étiquettes envoient également des données, des signaux superposés se produiront, provoquant des collisions. Le lecteur détecte s'il y a un conflit dans le signal reçu. Une fois qu'un conflit se produit, le lecteur enverra une commande pour arrêter l'envoi de l'étiquette et attendra un certain temps avant de renvoyer pour réduire le conflit.

1. Algorithme ALOHA pur

Dans l'algorithme ALOHA pur, si le dispositif de lecture-écriture détecte une interférence mutuelle dans les signaux, le lecteur-enregistreur enverra une commande à l'étiquette pour arrêter de transmettre des signaux au lecteur-enregistreur ; après que l'étiquette ait reçu le signal de commande, elle arrêtera d'envoyer des informations et entrera en état de veille pendant une période de temps aléatoire, et ce n'est qu'une fois la période de temps écoulée que les informations seront à nouveau envoyées au Lecteur RFID. La longueur du segment de temps de veille de chaque étiquette électronique RFID est aléatoire et le temps nécessaire pour renvoyer le signal au lecteur est également différent, afin de réduire la possibilité de collision.

Lorsque le lecteur UHF reconnaît avec succès une certaine étiquette, il émet immédiatement une commande à l'étiquette pour entrer dans l'état de veille. Les autres étiquettes répondront toujours aux commandes émises par le lecteur et enverront des informations à plusieurs reprises au lecteur. Lorsque les étiquettes sont reconnues, elles entreront dans un état de veille une par une jusqu'à ce que le lecteur reconnaisse toutes les étiquettes. Le processus d'algorithme ne se termine qu'une fois les étiquettes de la région sélectionnées. Il n'y aura pas de collision dans les trames d'envoi et il peut être analysé que la probabilité P d'un envoi réussi est liée au débit et à la quantité de données contenues.

Caractéristiques : longueur de paquet (longueur égale), grande zone de conflit, implémentation simple, adaptée aux scénarios à faible densité de transmission de paquets

Résumé : lorsqu'un conflit est détecté, entrez en état de veille, attendez une période de temps aléatoire, puis envoyez

2. Créneau temporel ALOHA

L'algorithme ALOHA à créneaux divise le temps en plusieurs créneaux temporels discrets, la longueur de chaque créneau temporel est égale ou légèrement supérieure à une trame, et l'étiquette ne peut envoyer des données qu'au début de chaque créneau temporel. De cette façon, les étiquettes sont envoyées avec succès ou entrent en collision complète, évitant les collisions partielles dans l'algorithme ALOHA pur, réduisant de moitié la période de collision et améliorant l'utilisation du canal. L'algorithme ALOHA à créneaux nécessite que le lecteur calibre le temps des étiquettes dans sa zone d'identification. Étant donné que l'étiquette ne transmet des données que dans un certain créneau horaire, la fréquence de collision de cet algorithme n'est que la moitié de celle de l'algorithme ALOHA pur, mais les performances de débit de données du système seront doublées.

Caractéristiques : La zone de conflit est limitée au créneau horaire, réception correcte : pas de conflit, vérification correcte, collision : erreur de réception, créneau horaire vide

Résumé : Divisez le canal en plusieurs créneaux horaires (supérieurs ou égaux à une trame), chaque terminal ne peut commencer à transmettre des informations que dans chaque créneau horaire, la zone de conflit est limitée au créneau horaire et le résultat est uniquement un succès et une collision (échec), le débit de l'ALOHA à créneaux est deux fois supérieur à celui de l'ALOHA pur.

3. Créneau horaire de cadrage ALOHA

Dans l'algorithme de créneau horaire de cadrage, le temps est divisé en plusieurs créneaux horaires discrets et l'étiquette électronique ne peut commencer à transmettre des informations qu'au début du créneau horaire. Le lecteur/enregistreur envoie des commandes de requête dans un cycle de trame. Lorsque l'étiquette électronique reçoit la commande de requête du lecteur, chaque étiquette envoie des informations au lecteur en sélectionnant aléatoirement un créneau horaire. Si un créneau horaire n'est sélectionné que par une étiquette unique, les informations transmises par l'étiquette dans ce créneau horaire sont reçues avec succès par le lecteur Honglu et l'étiquette est correctement identifiée. Si deux étiquettes ou plus choisissent le même créneau horaire pour l'envoi, la confluenceDes erreurs se produiront et ces balises qui envoient des informations en même temps ne pourront pas être identifiées avec succès par le lecteur. Le processus de reconnaissance de l'algorithme entier sera répété de cette manière jusqu'à ce que toutes les balises soient reconnues.

Caractéristiques : L'inconvénient de cet algorithme est que lorsque le nombre de balises est bien supérieur au nombre de créneaux horaires, le temps de lecture des balises sera considérablement augmenté ; lorsque le nombre de balises est bien inférieur au nombre de créneaux horaires, les créneaux horaires seront gaspillés.

Résumé : Plusieurs créneaux horaires forment une trame et toutes les balises sélectionnent les créneaux horaires à envoyer dans la trame.

Modèle binomial de l'algorithme ALOHA

Algorithme de recherche d'arbre binaire : L'algorithme de recherche d'arbre binaire est contrôlé par le lecteur. L'idée de base est de diviser en continu les étiquettes électroniques qui provoquent des collisions et de réduire le nombre d'étiquettes à rechercher à l'étape suivante jusqu'à ce qu'une seule étiquette électronique réponde.

Idée de base : après que plusieurs étiquettes entrent dans le poste de travail du lecteur, le lecteur envoie une commande d'interrogation avec des restrictions, et les étiquettes qui répondent aux restrictions répondent. Si une collision se produit, modifiez les restrictions en fonction du bit où l'erreur s'est produite, et renvoyez les commandes d'interrogation jusqu'à ce qu'une réponse correcte soit trouvée et que les opérations de lecture et d'écriture sur l'étiquette soient terminées. Répétez les opérations ci-dessus pour les étiquettes restantes jusqu'à ce que les opérations de lecture et d'écriture pour toutes les étiquettes soient terminées.