1.2 RFID 防碰撞算法

　　RFID 防碰撞算法對于提高車輛跟蹤可靠性是關(guān)鍵技術(shù)，本系統(tǒng)采用的為行鏈路多標(biāo)簽沖突檢測算法[4]， 此算法僅需在電子標(biāo)簽中配置1 個8 位寄存器、1 個l 位“O”、“l(fā)”隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器和2 個4 位加減l 計數(shù)器以及少量選擇電路就能實現(xiàn)最多達(dá)1 048 576 個標(biāo)簽的仲裁。仿真表明本算法產(chǎn)生的碰撞概率明顯小于二進(jìn)制數(shù)算法，同時通過寄存器高位的靈活設(shè)置， 還能有效解決低標(biāo)簽密度時空傳率高的問題，從而進(jìn)一步降低了碰撞概率。算法步驟：

　　1）被動方標(biāo)簽中設(shè)計一個4+4 位的寄存器（Rel）和1 個“0”、“l(fā)”隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器（RGI），隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生兩組隨機(jī)數(shù)，分別加載到寄存器高位和低4 位。其中高位加載的位數(shù)M 可以動態(tài)設(shè)為1、2、3 或4。

　　2）主動方讀寫器向所有處在等待態(tài)的標(biāo)簽發(fā)送初始化命令。標(biāo)簽因此進(jìn)入仲裁態(tài)，用RGI 產(chǎn)生4 比特隨機(jī)數(shù)，加載到Rel 高4 位R7 R4，低4 位R3 R0 全部清零。

　　3）讀寫器等待一定時間后發(fā)送允許回傳命令。

　　4）Rel 為全零的標(biāo)簽向讀寫器回傳標(biāo)簽ID。

　　5）如果當(dāng)前只有一個標(biāo)簽回傳ID，讀寫器正確讀取該ID，則發(fā)送確認(rèn)命令，附加命令參數(shù)“低位減l”?；貍髁薎D 的標(biāo)簽接收到該命令后，進(jìn)入確認(rèn)態(tài)，其他高4 位為全零的標(biāo)簽Re1 低4 位減1，回到步驟4）重復(fù)操作。

　　6）如果當(dāng)前有多個標(biāo)簽回傳ID，讀寫器通過CRC 校驗或碼長校驗，檢測到錯誤的ID 號，則發(fā)送確認(rèn)命令，附加命令參數(shù)“寄存器加1”。接收到讀寫器這個命令后，所有在仲裁態(tài)且Rel 為全零的標(biāo)簽由RGI 產(chǎn)生1 比特隨機(jī)數(shù)和寄存器上的數(shù)相加后重新載入到寄存器中；其他仲裁態(tài)且Rel 高4位為零而低4 位不為零的標(biāo)簽Rel 加1，回到步驟4）重復(fù)操作。

　　7）如果當(dāng)前沒有標(biāo)簽回傳ID，讀寫器等待一定時間后發(fā)送確認(rèn)命令，附加命令參數(shù)“低位減1”。所有在仲裁態(tài)且高4為全零的標(biāo)簽Rel 低4 位減1，回到步驟4）重復(fù)操作。

　　8）低4 位減1 操作重復(fù)L 次（L 是一個系統(tǒng)參數(shù)，由系統(tǒng)設(shè)定，經(jīng)驗值為4）后，讀寫器認(rèn)為所有在仲裁態(tài)且寄存器高4 位為零的標(biāo)簽都已經(jīng)被正確讀取，則發(fā)送確認(rèn)命令，附加命令參數(shù)“高4 位減l”，回到步驟4）。

　　9）標(biāo)簽接收到附加“高位減l”參數(shù)的確認(rèn)命令后，所有Rel 高4 位不為零的標(biāo)簽高4 位減l， 回到步驟4 重復(fù)操作；在被要求高位減1 前已為零的標(biāo)簽則回到等待態(tài)。

　　10）重復(fù)2M 次高位減1 操作后，讀寫器認(rèn)為所有在仲裁態(tài)的標(biāo)簽都已經(jīng)被讀取，則仲裁過程停止，所有還處于仲裁態(tài)的標(biāo)簽返回等待態(tài)。

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圖3 防碰撞算法實現(xiàn)電路

　　算法仿真：仿真結(jié)果如圖4 所示，可以看到當(dāng)標(biāo)簽總數(shù)為20 時，如果把高位寄存器的位數(shù)從4 降到1，則平均碰撞次數(shù)從5.5 回落到1.4。而當(dāng)標(biāo)簽總數(shù)為200 和2 000 時，高位寄存器位數(shù)的改變對平均碰撞次數(shù)的影響不大。因此如果在某次仲裁中出現(xiàn)多次空傳，讀寫器可以在下一次仲裁時指示標(biāo)簽改變寄存器高位個數(shù)，以此降低空傳率，進(jìn)而可以降低平均碰撞次數(shù)。

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圖4 防碰撞算法仿真結(jié)果