UHF RFID动态多标签识别防碰撞算法研究

Anti-collision algorithm is one of the three supporting technologies in the air interface of UHF RFID system, and is also one of the three bottleneck technologies in the standard system of UHF RFID, and has been the pivotal and primary technology in the studying of RFID tags identification. This project mainly focuses on the technologies of dynimic tags identification in UHF RFID system and the anti-collision algorithm for it. In previous study, we have proposed the collision tree algorithm (CT), and established a new branch of anti-collision algorithms for RFID tags identification based on the collision tree, and laid a solid foundation for further study including this project.CT algorithm improves the RFID tag identification efficiency up to 50% for the first time. As a stable, simple, straightforward anti-collision algorithm with high performance, CT algorithm could be used as a replacement algorithm of the anti-collision algorithms used in the international standards at present. This project will study on the the parallel identification, synchronous communication, capture effect, signal drift, and collision and anti-collision problem in the dynimic UHF RFID tags identificaiton and put forward efficient anti-collision algorithms based on the previous works, to solve the tag collision problem in UHF RFID system and improve the tag identification efficiency and the performance of UHF RFID system effectively.

防碰撞算法是UHF RFID空中接口的三大支撑技术之一，也是UHF RFID标准体制的三大技术瓶颈之一，已经成为RFID多标签识别研究的核心关键技术。本项目主要针对UHF RFID系统中的动态多标签识别技术及防碰撞算法进行研究。在前期研究中，我们已经提出了碰撞树算法（CT），建立了基于碰撞树的RFID多标签识别防碰撞算法分支体系，为后续研究奠定了坚实的基础。CT算法首次将RFID多标签识别效率提高到50%以上。由于其识别性能高效稳定，控制实施简单直接，CT算法能够作为现行国际标准中使用的防碰撞算法的替代算法。本项目在前期研究工作基础上，主要研究UHF RFID动态多标签识别过程中的并行识别、通信同步、捕获效应、信号漂移，以及碰撞和防碰撞问题，建立高效的防碰撞算法，解决UHF RFID系统中标签碰撞问题，进一步提高多标签识别效率和系统性能。

RFID系统采用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递，通过所传递的信息识别目标对象完成数据通信。当多个标签同时与阅读器进行通信时，信号在空中媒介中相互干扰，就会发生标签碰撞，导致标签识别和数据通信失败。因此，防碰撞技术是RFID多标签识别的重要支撑技术，也是制约多标签识别技术发展和应用的瓶颈技术。.传统防碰撞技术方法的RFID多标签识别性能较低，它们的识别效率均低于50%。这也形成了RFID多标签识别技术研究的效率瓶颈。现行国际标准中推荐使用的经典防碰撞算法的最佳识别效率只能达到34%-36.8%，不能满足RFID技术和物联网应用发展的要求。因此，可实用的高性能防碰撞技术方法成为RFID技术和物联网发展应用的迫切需求。.项目针对现行RFID多标签识别技术及应用中存在的问题，进行动态RFID多标签识别碰撞和防碰撞技术研究。 针对复杂RFID应用环境中的噪声干扰、信号漂移、捕获效应等不确定性因素影响，研究提出了抗捕获RFID多标签识别技术方法，解决了标签捕获和标签漏读问题。针对移动RFID应用系统需求，研究提出了动态RFID多标签识别技术方法，能够完全准确识别动态随机进入阅读器识别区域的标签和物品。针对并行RFID多标签识别技术发展和应用，提出了双响应机制及防碰撞处理技术，将识别速度提升10%以上，而系统能耗降低20%以上。.项目研究成果算法系列完全消除了RFID多标签识别过程中可能出现的空周期，识别效率均在50%以上，标签识别率为100%，系统能耗和实现复杂度低于传统防碰撞技术方法，能够作为现行国际标准推荐算法的替代算法，满足各种RFID应用系统和RFID多标签识别场合需求，完成对有源标签、无源标签、有记忆标签、无记忆标签等多种RFID标签和目标对象的识别，解决RFID多标签识别中的标签碰撞问题。.此外，基于研究取得的成果，项目还开展了多协议复合标签及识别技术研究，基于RFID技术和激光技术的动态目标定位技术研究，RFID标签与传感器融合技术及应用研究，以及RFID多标签识别技术在智能冰箱物品盘存销售管理和车辆追踪防盗管理等方面的推广应用。