RFID二进制搜索法防碰撞的实现

1 RFID技术 概述

　　射频识别技术RFID(Radio Frequency Identification)是一种非接触式的自动识别技术。目前的RFID系统有很多工作频段：低频、高频和超高频段。工作原理也不尽相同，有的是利 用近场的电磁感应(所以有人把射频卡称为“感应卡”)；有的是利用电磁波发射来实现非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。 RFID技术 由于可实现非接触目标识别、多目标识别和运动目标识别，具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量 更大以及存储信息更改自如等优点，广泛应用于工业自动化、商业自动化和交通运输控制管理等众多领域。

　　RFID系统，如图1所示，主要由射频卡（又称为“电子标签”）、读写器和计算机网络组成。其中最重要的是读写器 (Reader Writer Device)和射频卡(Transponder)。读写器和射频卡之间采用无线通信方式，因此它们都有无线收发模块及天线(或感应线圈) 。射频卡芯片上有内存部分用来存储序列号（识别号码）或其他数据。[1]

图1RFID系统

2 防碰撞方法综述

　　早期的系统中，1次只能读/写1个射频卡。射频卡之间要保持一定距离，确保一次只有一个卡在读写区域内，应用起来很不方便。很多时候不可避免地 会出现多个射频卡进入识别区域时信号互相干扰的情况，即碰撞。具有防碰撞性能的系统可以同时识别进入识别距离的所有射频卡，其并行工作方式大大提高了系统 的效率。

2．1 防碰撞方法的设计要求

　　防碰撞技术主要解决RFID系统一次可以完成对多个射频卡的识别问题。假设同时进入读写器天线区域的射频卡共有n个，防碰撞设计要求如下：
　　① 当1≤n≤N时，其中N为读写器一次可识别射频卡数量的上限，则在碰撞发生(n>1)的情况下，能识别n个射频卡并依次与它们完成通信。
　　② 平均响应时间τ足够短。τ为某一时段内完成通信的所有射频卡在系统内的平均停留时间。τ与算法有关，允许τ≤τ0。τ0为不同应用中所允许的最大时延。[2]

2．2 RFID中防碰撞的基本原理

　　由于射频卡含有可被识别的唯一信息(序列号)，RFID系统的目的就是要读出这些信息。如果只有一个射频卡位于阅读器的可读范围内，则无需其他 的命令形式即可直接进行阅读。如果有多个射频卡同时位于一个阅读器的可读范围内，则射频卡的应答信号就会相互干扰形成所谓的数据冲突，从而造成阅读器和射 频卡之间的通信失败。为了防止这些冲突的产生，RFID系统中需要设置一定的相关命令，解决冲突问题，这些命令被称为“防冲突命令或算法 (anti