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1、一．防冲突在RFID系统中,由于是双向传输,即有2种通信方式存在:1，从阅读器到标签的,称为无线电广播，2，在阅读器作用范围内,多个标签数据同时传输给阅读器,即多址通信.由于RFID的特殊性,其多址通信问题无法使。用空分多址法(SDMA)、频分多址法(FDMA)、码分多址法(CDMA),而采用了时分多址法(TDMA)作为主要的防冲突方法.根据信道访问的控制,TDMA又可分为标签控制和阅读控制2种方法.而与标签控制和阅读器控制相对应的防冲突算法是ALOHA算法系列和二进制搜索算法类..本研究重点介绍二进制搜索法.二进制搜索防冲突算法是采用比特冲突监测协议
2、(BitCollisionDetectionProtocol)作为防冲突方案的,因而系统阅读器必须能辨认数据冲突比特的准确位置,一般采用Manchester编码方法.这种方法要求编码中的某个编码位值是在一个位窗内由电平的变化来表示,数据传输“无变化”状态是不允许的,并作为错误被识别.当2个或以上标签同时发射的数位不同值时,接收数据流中部分位的上升沿和下降沿相互抵消,从而“无变化”状态指示出错,算法发现冲突比特(如图2)。图1Manchester编码按位识别冲突原理由此可见,二进制搜索算法的实现是通过阅读器和标签之间的顺序应答,每个标签有唯一的序列号.由
3、图1可知,当序列号001,011,110的3比特编码在阅读范围内时,算法首先由阅读器询问,如果当所有标签编码小于111时,范围内标签都将应答.这样,阅读器收到的数据流将在0位,1位和2位上发生冲突.阅读器会将冲突位中最高位重设位0,重复同样的询问,接收并判断,直到接收没有数据冲突为止.于是算法成功识别工作范围内一个标签.要识别所有标签,系统算法还将重复执行询问和判别,直到所有标签全部识别。但是,在实际工作中,标签序号可能长达10几个字节,这样识别的数据量过大,使识别时间不能满足实际的要求.于是提出了动态二进制算法来改进二进制算法.在动态二进制算法阅读器
4、中测得冲突后,下次只发送当前已确定位数以及对应的比特编码,而具有相同确定比特编码的标签则送回序列号的互补部分.这样就大大减少了算法消耗在序号传送上的时间,提高了执行速度.现在又提出了对动态二进制的改进.主要从软件上改良了二进制搜索算法的实现.根据编码信道通信模型,程序采用模块化设计思想,将RFID系统划分为阅读器、编码通道、标签来设计.为了实现多标签同步响应阅读器,程序设计了串行工作标签.根据二进制搜索防冲突原理,比特位冲突监测是程序设计的关键.现在仍以图2为例进行说明.同样假设001,011,110标签同时进入阅读器工作范围,阅读器发送询问,3个标签
5、同时响应.此时发生冲突最高的比特位是2,阅读器回送序列号位数为2并置序列号生成寄存器2位为0.再发送休眠命令,让110标签转入休眠,休眠置为1.阅读器第2次发送询问,余下标签同时响应.此次最高冲突比特位为1,更新同时置序列号生成寄存器1位为0.发送休眠命令,让011标签休眠,休眠程度为1.另外,110标签休眠程度加1.阅读器第3次发送询问,此次已无冲突,直接识别001标签.完成后,阅读器激活休眠标签.如此循环,直到所有标签全部识别.但是,由于是理想模型,没有考虑到实际的信噪比等因素,所以信号干扰是一个实际设计时有待研究的问题.二．定位1.方法概述读者首
6、先通过能上网的移动终端（如手机、阅读器、平板电脑等）访问图书馆OPAC系统，进而由图书馆OPAC系统向图书定位系统发起图书定位请求，图书定位系统利用RFID系统来定位图书，并把定位后的空间信息转换为位置信息，通过移动终端反馈给读者。2.定位方案由于图书在首次排架完毕后，每册书所在的初始架位单元号都会被写入一张数据表中，当读者通过移动终端进入到OPAC系统并发起图书定位请求时，读写器无须从书架上的第一本书开始搜索直至遍历书库中所有的书，可以优先从数据表中该书的初始位置搜索，启动离这本书的初始位置最近的天线，如果书没有被挪离该位置，这种情况下只进行一次匹配
7、就能找到所需图书，返回该书在数据表中的位置信息即可而不需进行定位；即便没有一次匹配就找到所需图书，如果该书被挪离了原先的位置不远，也能大大减少定位时间，从而使读者等待时间缩短；如果该书被挪离了原先的位置很远，则只能进行全室范围内的搜索及定位。3.定位算法利用RFID技术对图书进行定位属于室内定位的一种。目前，室内RFID定位算法大都采用基于测距的定位方法，基于测距的定位是通过测量定位目标到位置检测设备之间的距离来计算目标的位置。通常定位目标携带电子标签，而位置检测设备通常是已知位置坐标的几台RFID读写器，测距技术通常是依据信号到达时间（TOA）、信号
8、到达时间差（TDOA）、信号波达方向（DOA）和接收信号强度等进行定位。（1）信号到达时间法（
