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RFID讀寫(xiě)器正常情況下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)只能對(duì)磁場(chǎng)中的一張RFID卡進(jìn)行讀或?qū)懖僮?，但是?shí)際應(yīng)用中經(jīng)常有當(dāng)多張卡片同時(shí)進(jìn)入讀寫(xiě)器的射頻場(chǎng)，讀寫(xiě)器怎么處理呢?讀寫(xiě)器需要選出特定的一張卡片進(jìn)行讀或?qū)懖僮?，這就是標(biāo)簽防碰撞。

國(guó)內(nèi)在超高頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù)研發(fā)上滯后國(guó)際2-3年，雖形成一批專(zhuān)利技術(shù)，但數(shù)量較少。超高頻RFID的核心技術(shù)主要包括：防碰撞算法、低功耗芯片設(shè)計(jì)、UHF電子標(biāo)簽天線(xiàn)設(shè)計(jì)、測(cè)試認(rèn)證等方面。

RFID讀寫(xiě)器正常情況下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)只能對(duì)磁場(chǎng)中的一張RFID卡進(jìn)行讀或?qū)懖僮?，但是?shí)際應(yīng)用中經(jīng)常有當(dāng)多張卡片同時(shí)進(jìn)入讀寫(xiě)器的射頻場(chǎng)，讀寫(xiě)器怎么處理呢?讀寫(xiě)器需要選出特定的一張卡片進(jìn)行讀或?qū)懖僮?，這就是標(biāo)簽防碰撞。

RFID讀寫(xiě)器正常情況下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)只能對(duì)磁場(chǎng)中的一張RFID卡進(jìn)行讀或?qū)懖僮?，但是?shí)際應(yīng)用中經(jīng)常有當(dāng)多張卡片同時(shí)進(jìn)入讀寫(xiě)器的射頻場(chǎng)，讀寫(xiě)器怎么處理呢?讀寫(xiě)器需要選出特定的一張卡片進(jìn)行讀或?qū)懖僮鳎@就是標(biāo)簽防碰撞。防碰撞機(jī)制是RFID技術(shù)中特有的問(wèn)題。在接觸式IC卡的操作中是不存在沖突的，因?yàn)榻佑|式智能卡的讀寫(xiě)器有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的卡座，而且一個(gè)卡座只能插一張卡片，不存在讀寫(xiě)器同時(shí)面對(duì)兩張以上卡片的問(wèn)題。

本文采用Impinj最新的R2000進(jìn)行UHF RFID設(shè)計(jì)，可支持多協(xié)議兼容，標(biāo)簽處理速度高達(dá)每秒400多張，此超高頻射頻識(shí)別系統(tǒng)尤其適用于物流、供應(yīng)鏈領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)表明，以此為核心的讀寫(xiě)器防碰撞性能好、高級(jí)DRM算法支持每秒處理400個(gè)標(biāo)簽。這些特性減小了設(shè)備的開(kāi)發(fā)復(fù)雜度，縮短了設(shè)備的研發(fā)周期，提高了系統(tǒng)性能，加快了設(shè)備的上市時(shí)間。

當(dāng)前的射頻識(shí)別（RFID）系統(tǒng)只是簡(jiǎn)單地將防碰撞算法和安全機(jī)制粗糙地融合在一起。在分析經(jīng)典自適應(yīng)動(dòng)態(tài)防碰撞算法的基礎(chǔ)上，提出了一種內(nèi)嵌安全機(jī)制的防碰撞策略。該策略將先序遍歷機(jī)制、布爾運(yùn)算雙向認(rèn)證協(xié)議內(nèi)嵌入其中，解決了傳統(tǒng)RFID系統(tǒng)標(biāo)簽識(shí)別效率較低、成本過(guò)高的問(wèn)題，同時(shí)具有較高的安全性?xún)?yōu)勢(shì)。與后退二叉樹(shù)、動(dòng)態(tài)自適應(yīng)、二叉樹(shù)搜索等算法進(jìn)行比較，結(jié)果表明該策略能大大降低系統(tǒng)搜索的次數(shù)，提高標(biāo)簽的吞吐率。

EPCglobal制定了標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)過(guò)程規(guī)范，它規(guī)范了EPCglobal各部門(mén)的職責(zé)以及標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的業(yè)務(wù)流程。對(duì)遞交的標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行多方審核，技術(shù)方面的審核內(nèi)容包括防碰撞算法性能、應(yīng)用場(chǎng)景、標(biāo)簽芯片占用面積、讀寫(xiě)器復(fù)雜度、密集讀寫(xiě)器組網(wǎng)、數(shù)據(jù)安全六個(gè)方面，確保制定的標(biāo)準(zhǔn)具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。下面分別介紹EPCglobal 體系框架和相應(yīng)的RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

介紹了機(jī)動(dòng)車(chē)電子標(biāo)識(shí)閱讀器的技術(shù)原理和有關(guān)技術(shù)要求，簡(jiǎn)要說(shuō)明了機(jī)動(dòng)車(chē)電子標(biāo)識(shí)閱讀器硬件、軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)作了初步介紹。

為了進(jìn)一步提高移動(dòng)智能終端在移動(dòng)電子支付通信服務(wù)方面的高效性、應(yīng)用性與安全性，以JavaCard智能卡技術(shù)原理與NFC移動(dòng)智能技術(shù)理論知識(shí)為前提，首先提出了一種基于JavaCard和NFC技術(shù)的移動(dòng)智能支付應(yīng)用系統(tǒng)的模型框架，在該模型中設(shè)計(jì)了移動(dòng)智能終端支付銀行選擇模塊，其次針對(duì)多標(biāo)簽情況下的應(yīng)用支付碰撞問(wèn)題設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的動(dòng)態(tài)二進(jìn)制防碰撞算法。研究表明，應(yīng)用支付模型框架與防碰撞安全算法在移動(dòng)電子支付通信服務(wù)方面均達(dá)到了次優(yōu)化的應(yīng)用與安全效果。

射頻識(shí)別系統(tǒng)中UHF階段的Q值防碰撞算法，利用參數(shù)Q值的變化動(dòng)態(tài)地改變識(shí)別幀中的時(shí)隙數(shù)，以獲得更高的識(shí)別效率?；诖怂惴?，本文提出了一種改進(jìn)算法。在識(shí)別幀開(kāi)始時(shí)，引入一種連續(xù)碰撞檢測(cè)機(jī)制，對(duì)識(shí)別標(biāo)簽數(shù)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，迅速地調(diào)整出最佳的Q值。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)的效率得到了提高。

已有的RFID閱讀器防碰撞算法一般僅可解決部分類(lèi)型的閱讀器碰撞，或者由于采用中心控制設(shè)備導(dǎo)致延遲較高，對(duì)此提出一種分布式的全類(lèi)型RIFD閱讀器碰撞解決方案。設(shè)計(jì)了一種分布式多信道通知協(xié)議，主要包括詢(xún)問(wèn)與接收兩部分，從而合理地分布閱讀器間的網(wǎng)絡(luò)資源，在考慮全部閱讀器碰撞類(lèi)型的前提下，降低所有標(biāo)簽的平均詢(xún)問(wèn)延遲。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本算法可解決全部類(lèi)型的RFID碰撞，同時(shí)具有較低的延遲。

RFID技術(shù)中的防碰撞算法分為閱讀器的防碰撞以及標(biāo)簽的防碰撞兩種。文章通過(guò)對(duì)RFID中各種主流防碰撞方法的思想、實(shí)現(xiàn)及算法的研究，在現(xiàn)有的二進(jìn)制搜索算法的基礎(chǔ)之上，提出了一種改進(jìn)算法，并對(duì)改進(jìn)算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了Matlab仿真。結(jié)果證實(shí)：改進(jìn)后的算法相較其他算法在標(biāo)簽長(zhǎng)度較短的情況下，可以表現(xiàn)出極其優(yōu)越的性能。

本文利用Carl E. Baum提出的極點(diǎn)展開(kāi)法（the Singularity Expansion Method，SEM）[4-5]來(lái)研究標(biāo)簽散射場(chǎng)特性[6-8]，進(jìn)一步應(yīng)用改進(jìn)型矩陣束算法解決多個(gè)標(biāo)簽防碰撞問(wèn)題，分析算法在無(wú)芯片RFID多標(biāo)簽識(shí)別中的有效性。

在RFID防碰撞算法中，平均時(shí)延是影響識(shí)別性能的關(guān)鍵因素。平均時(shí)延主要取決于識(shí)別每個(gè)標(biāo)簽所需的平均比特?cái)?shù)。在二進(jìn)制搜索防碰撞算法的基礎(chǔ)上，提出了一種新的二叉樹(shù)形搜索算法,該算法顯著減少了識(shí)別標(biāo)簽的平均比特?cái)?shù)，且當(dāng)閱讀器檢索到樹(shù)的底層時(shí),可向二叉樹(shù)的上層回溯，最終連續(xù)識(shí)別出所有的標(biāo)簽。對(duì)算法進(jìn)行了仿真分析，證明該算法在性能上有明顯提高。

文中介紹了一種基于低功耗微控制器PIC16F877A和收發(fā)器CC2500的RFID局域定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，介紹了硬件模塊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法;利用基于序列號(hào)對(duì)時(shí)隙數(shù)運(yùn)算的排序算法解決了多標(biāo)簽識(shí)別的防碰撞問(wèn)題;利用圓周定位算法對(duì)待定位標(biāo)簽進(jìn)行了局域定位。實(shí)驗(yàn)表明該設(shè)計(jì)方法及算法能夠在多標(biāo)簽狀態(tài)下完成一定精度的實(shí)時(shí)定位，驗(yàn)證了該局域定位方法的可行性。

針對(duì)目前市場(chǎng)上射頻識(shí)別閱讀器只能識(shí)別單協(xié)議標(biāo)簽的情況，設(shè)計(jì)了一種能夠識(shí)別ISO/IEC15693和ISO/IEC14443-3 TYPE A兩種協(xié)議標(biāo)簽的射頻識(shí)別閱讀器。采用TI公司的13.56 MHz頻段下的芯片S6700作為射頻模塊，現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件作為控制器，和單片機(jī)相比，減少了外圍電路。同時(shí)針對(duì)同時(shí)讀取多標(biāo)簽的情況，提出了一種改進(jìn)的動(dòng)態(tài)二進(jìn)制防碰撞算法，用計(jì)數(shù)器保存標(biāo)簽的休眠程度，理論分析和仿真結(jié)果表明其性能優(yōu)于動(dòng)態(tài)二進(jìn)制算法。

在RFID系統(tǒng)中，為了避免多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)與閱讀器進(jìn)行通信而造成的信號(hào)干擾，必須采用一定的防碰撞算法。本文詳細(xì)介紹了目前幾種常見(jiàn)的防碰撞算法之后，提出了基于時(shí)隙ALOHA算法和改進(jìn)的動(dòng)態(tài)二進(jìn)制搜索算法的新型算法：二進(jìn)制ALOHA算法。通過(guò)對(duì)運(yùn)行結(jié)果的比較分析，可以證明新算法相比于改進(jìn)的二進(jìn)制搜索算法具有更小的數(shù)據(jù)傳輸量和更高的識(shí)讀效率，同時(shí)又避免了時(shí)隙ALOHA算法出現(xiàn)標(biāo)簽饑渴的可能。

防碰撞技術(shù)是決定RFID系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素之一,特別是UHF頻段,防碰撞性能決定著多目標(biāo)的識(shí)別率、識(shí)別速度。本文著重研究UHF頻段RFID系統(tǒng)防碰撞解決方案和算法改進(jìn)題目,探討盤(pán)存周期內(nèi)總時(shí)隙數(shù)的選取,并對(duì)系統(tǒng)效率進(jìn)行仿真,提出簡(jiǎn)單易行的進(jìn)步系統(tǒng)效率的方法。

給出了一種改進(jìn)型的RFID讀寫(xiě)器" title="讀寫(xiě)器">讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)方案。介紹了各硬件模塊,并給出了軟件的總體流程、防碰撞" title="防碰撞">防碰撞算法及實(shí)現(xiàn)代碼,最后進(jìn)行了研發(fā)測(cè)試。對(duì)比基于射頻芯片的RFID讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)，此方案提高了系統(tǒng)靈敏度和讀寫(xiě)距離" title="讀寫(xiě)距離">讀寫(xiě)距離。本設(shè)計(jì)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已用于開(kāi)放式門(mén)禁系統(tǒng)" title="門(mén)禁系統(tǒng)">門(mén)禁系統(tǒng)。實(shí)踐表明，該系統(tǒng)電路穩(wěn)定，運(yùn)行正常。

本文提出了新型的RFID混合防碰撞算法。該算法結(jié)合幀時(shí)隙Aloha算法(FSA)和動(dòng)態(tài)二進(jìn)制搜索算法(DBS)，大大提高了系統(tǒng)的識(shí)別效率。

RFID 技術(shù)正在迅速成熟，許多國(guó)家都將它作為一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)予以積極推動(dòng)。就目前來(lái)看，中國(guó)無(wú)源超高頻發(fā)展還處于初級(jí)階段，亟待突破核心技術(shù)，不僅需要完善商業(yè)模式更需要?jiǎng)?chuàng)新，要想無(wú)源超高頻市場(chǎng)發(fā)展，必須有效地解決核心問(wèn)題。本文為射頻通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一種可行的解決方案。

在現(xiàn)有防碰撞算法的基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的二進(jìn)制搜索算法。當(dāng)讀寫(xiě)器檢測(cè)到碰撞位之后，僅需要記錄最高碰撞位和次高碰撞位的位置，并設(shè)定這兩個(gè)位置上的比特?cái)?shù)作為下次查詢(xún)命令,從而使系統(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)量、查詢(xún)次數(shù)及傳輸時(shí)間大大減少，提高了系統(tǒng)的吞吐率。仿真結(jié)果表明,改進(jìn)后的算法比二進(jìn)制搜索算法和動(dòng)態(tài)二進(jìn)制搜索算法更具優(yōu)勢(shì)。

RFID系統(tǒng)不局限于視線(xiàn)，識(shí)別距離遠(yuǎn)。射頻識(shí)別卡具有可讀寫(xiě)能力，可攜帶大量數(shù)據(jù)，可工作在潮濕、干燥等惡劣環(huán)境下，同時(shí)具有難以偽造和智能性較高等優(yōu)點(diǎn)。與此同時(shí)，不同的射頻標(biāo)簽編碼規(guī)則、不同的空中接口協(xié)議、大量而復(fù)雜的RFID數(shù)據(jù)如何處理等問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了RFID技術(shù)發(fā)揮其巨大作用。基于這種現(xiàn)狀，本文結(jié)合防碰撞算法提出了嵌入式平臺(tái)下的RFID讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)方案。

本文主要介紹了一種基于PIC16F877A和CC2500的RFID定位設(shè)計(jì)方案，對(duì)硬件模塊和軟件模塊進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，對(duì)二進(jìn)制搜索法防碰撞算法和LANDMARC定位算法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并且利用LANDMARC定位算法保證室內(nèi)定位的精度。在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中采集到大量數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證了定位系統(tǒng)的可行性和準(zhǔn)確性。

射頻識(shí)別系統(tǒng)中多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)應(yīng)答會(huì)引起數(shù)據(jù)碰撞。為解決標(biāo)簽碰撞問(wèn)題,考慮到動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙算法中標(biāo)簽估計(jì)誤差對(duì)系統(tǒng)效率的影響,提出一種基于動(dòng)態(tài)調(diào)整幀時(shí)隙的改進(jìn)算法——FBC_DFSA (Feedback Check _Dynamic Frame Slot ALOHA)。該算法在使用估計(jì)方法進(jìn)行標(biāo)簽檢測(cè)的基礎(chǔ)上，將反饋每輪的檢測(cè)結(jié)果與估計(jì)值相比較，然后根據(jù)誤差結(jié)果適當(dāng)?shù)卣{(diào)整下輪的幀長(zhǎng)，從而改善吞吐率。仿真結(jié)果證明，該算法進(jìn)一步改進(jìn)了動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙算法的性能，特別是當(dāng)標(biāo)簽量較大時(shí)效率更加穩(wěn)定。

多標(biāo)簽碰撞問(wèn)題嚴(yán)重影響了RFID系統(tǒng)的性能。為了更好地解決這一問(wèn)題，提出了基于多叉樹(shù)搜索的防碰撞算法。該算法根據(jù)碰撞位的不同來(lái)動(dòng)態(tài)選擇二叉樹(shù)搜索和四叉樹(shù)搜索，并引用堆棧存儲(chǔ)查詢(xún)命令以避免重復(fù)搜索和冗余搜索，使得在大批量標(biāo)簽的情況下,系統(tǒng)吞吐率大幅度提高。

在超高頻段，ISO18000-6標(biāo)準(zhǔn)中的6B多用于交通領(lǐng)域，而6C主要用于物流、生產(chǎn)管理和供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域，二者都是目前常用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。鑒于此，提出一種同時(shí)支持ISO18000-6B和6C雙協(xié)議超高頻RFID讀寫(xiě)器的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)采用基于專(zhuān)用芯片AS3992的射頻前端模塊和以L(fǎng)M3S8962為主的控制模塊，搭載μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)，通過(guò)程序進(jìn)行串口初始化、AS3992驅(qū)動(dòng)、防碰撞算法、CRC校驗(yàn)和寄存器的讀寫(xiě)操作等實(shí)現(xiàn)對(duì)電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離操作。本系統(tǒng)具有開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、功耗低、體積小、成本低的特點(diǎn)。

文中采用基于序列號(hào)對(duì)時(shí)隙數(shù)運(yùn)算的排序算法，該算法可以克服上述誤判的問(wèn)題，并且易于實(shí)現(xiàn)、效率高、軟件編寫(xiě)簡(jiǎn)單，可以不受標(biāo)簽數(shù)量的限制，是一種穩(wěn)定可靠、實(shí)用性強(qiáng)的防碰撞算法。RFID定位算法有：LANDMARC、基于信號(hào)達(dá)到角度的定位法(AOA)等，這里采用圓周定位算法，該方法簡(jiǎn)單可靠，易于在線(xiàn)實(shí)施，且具有一定定位精度。

為了提高Aloha算法中標(biāo)簽的識(shí)別效率,根據(jù)ISO/IEC18000-6C國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的防碰撞要求，對(duì)時(shí)隙計(jì)數(shù)（Q）的選擇進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以滿(mǎn)足標(biāo)簽快速識(shí)別的要求，實(shí)現(xiàn)了一種動(dòng)態(tài)的時(shí)隙Aloha算法。除此以外，在此基礎(chǔ)上提出了對(duì)標(biāo)簽數(shù)量進(jìn)行分組，分析了滿(mǎn)足最大時(shí)隙利用率的客觀(guān)條件，對(duì)動(dòng)態(tài)時(shí)隙Aloha算法進(jìn)行改進(jìn)。仿真結(jié)果顯示，改進(jìn)后的算法提高了標(biāo)簽的識(shí)別效率，表現(xiàn)出良好的性能，具有一定的研究?jī)r(jià)值。

射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification，RFID)是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，與傳統(tǒng)的識(shí)別方式相比，它無(wú)需直接接觸、無(wú)需光學(xué)可視、無(wú)需人工干預(yù)即可完成信息輸入和處理，具有操作方便快捷、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量大、保密性好、反應(yīng)時(shí)間短、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化和交通運(yùn)輸管理等領(lǐng)域，成為當(dāng)前IT業(yè)研究的熱點(diǎn)技術(shù)之一。

標(biāo)簽碰撞是無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)中的常見(jiàn)問(wèn)題，它使得系統(tǒng)效率降低。ALOHA算法是解決此類(lèi)問(wèn)題的重要方法，提出了一種基于ALOHA的改進(jìn)防碰撞算法，并分別給出了應(yīng)用該方法處理碰撞時(shí)，閱讀器和標(biāo)簽各自需要執(zhí)行的程序步驟。仿真結(jié)果表明，該算法具有較高的效率，尤其在標(biāo)簽數(shù)量較大時(shí)相比動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙算法（DFSA）消耗時(shí)隙更少。

介紹了一種具有防拆卸功能的低功耗有源電子標(biāo)簽設(shè)計(jì)，對(duì)標(biāo)簽的硬件電路和軟件進(jìn)行了討論。電子標(biāo)簽采用nRF24L01作為射頻芯片，通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽的防拆卸功能。為攜帶異常狀態(tài)的數(shù)據(jù)包分配單獨(dú)的數(shù)據(jù)通道，使得標(biāo)簽與物體分離時(shí)能夠快速通知監(jiān)測(cè)人員。在強(qiáng)行拆除標(biāo)簽時(shí)，讀卡器采用記錄標(biāo)簽異常狀態(tài)的次數(shù)來(lái)區(qū)別對(duì)待非法人員和合法人員。最后，對(duì)只讀型有源電子標(biāo)簽的防碰撞算法進(jìn)行了討論。該有源電子標(biāo)簽非常適合用于戶(hù)外某些物品的實(shí)時(shí)監(jiān)控或查詢(xún)管理。