2.3 UHF防碰撞算法

　　讀寫器在沒有采用多址訪問控制機(jī)制的情況下，如果個能被同一讀寫器識別的多個電子標(biāo)簽同時處在讀寫器能夠識別的范圍內(nèi)，電子標(biāo)簽將同時響應(yīng)讀寫器的指令^[7]。信道會被電子標(biāo)簽爭用，導(dǎo)致信號互相干擾，讀寫器不能正確接收數(shù)據(jù)，也不能準(zhǔn)確識別電子標(biāo)簽信息。當(dāng)多個電子標(biāo)簽使讀寫器發(fā)生判斷錯誤，讀寫器會認(rèn)為電子標(biāo)簽不在自己的作用范圍內(nèi)或無法讀取信息，即發(fā)生了碰撞問題。

　　通過查閱相關(guān)資料，了解到目前廣泛應(yīng)用的防碰撞算法基本上都是 TDMA(Time Division Multiple Access，時分多址)法^[8]。主要分為兩類TDMA法：分別是基于ALOHA的防碰撞算法和基于二叉樹的防碰撞算法，這兩種算法在RFID系統(tǒng)中都有廣泛的應(yīng)用。在 RFID中ALOHA算法被分為：純ALOHA算法、時隙ALOHA算法、幀時隙ALOHA算法、動態(tài)幀時隙 ALOHA算法。本次設(shè)計的UHF讀寫器采用動態(tài)幀時隙 ALOHA算法。

　　讀寫器可以統(tǒng)計出一幀時隙中成功識別的時隙數(shù)Nr，發(fā)生碰撞的時隙數(shù)Nc，如果當(dāng)前讀寫器周圍的電子標(biāo)簽數(shù)為N，則剩余的電子標(biāo)簽數(shù)為N-Nr。 根據(jù)對動態(tài)幀時隙算法的分析可知，下一幀的時隙數(shù)為L1=N-Nr。通過查閱相關(guān)算法資料得知，電子標(biāo)簽的估計公式為：N=Nr+2.39Nc。

　　動態(tài)幀時隙 ALOHA 算法先初始化幀長F=M，M的值可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定;幀周期內(nèi)初始化：Nc=Nr=0,Nc為碰撞時隙數(shù)，Nr 為正確接收時隙數(shù)。讀寫器發(fā)送帶有幀時隙長度的指令，等待讀寫器識別范圍內(nèi)的電子標(biāo)簽響應(yīng)指令。圖5-3表示整個電子標(biāo)簽防碰撞算法的識別過程。

　　讀寫器對一幀中各個時隙進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果可分為三種情況：

　　(1)正確接收電子標(biāo)簽信息Nr+1;

　　(2)電子標(biāo)簽發(fā)生碰撞Nr+1;

　　(3)無電子標(biāo)簽應(yīng)答信號。

　　在上述的三種情況中，每檢測完一個時隙都要使時隙數(shù)M-1，如果時隙數(shù)M為0則判斷Nc是否也為0，如果Nc也為0就表示沒有電子標(biāo)簽發(fā)生碰撞且都被識別;如果Nc不為0則表示電子標(biāo)簽發(fā)生碰撞，根據(jù)Nc的大小重新調(diào)整M的值，對剩余電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫，直到所有電子標(biāo)簽都被識別。

　　3 系統(tǒng)測試與誤差分析

　　3.1 天線仿真與測試結(jié)果(數(shù)據(jù))

　　利用HFSS軟件，我們仿真了天線，其仿真數(shù)據(jù)如下：

　　通過矢量網(wǎng)絡(luò)測試儀測試，實(shí)際天線在0.92GHz處S11達(dá)到-17.5dB，其增益為8.7dB。通過旋轉(zhuǎn)標(biāo)簽，測試天線的圓極化特性，發(fā)現(xiàn)無論標(biāo)簽如何放置，都可準(zhǔn)確讀取，確認(rèn)圓極化特性良好。

　　3.2 UHF讀寫器測試結(jié)果

　　利用貼有電子標(biāo)簽的物品對UHF讀寫器的有效識別范圍、標(biāo)簽識別個數(shù)以及靈敏度等性能進(jìn)行測量，測量結(jié)果如下表所示。

　　3.3 GSM短信功能測試結(jié)果

　　GSM模塊的掛載使系統(tǒng)人機(jī)交流更加豐富，智能化得到體現(xiàn)。

　　參考文獻(xiàn)：
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　　[8]劉錫杰. UHF 頻段 RFID 讀寫器的設(shè)計[D]. 碩士學(xué)位論文. 大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文, 2007