【正文】 1 南 陽 理 工 學 院 本科生 畢業(yè)設計 （ 論文 ） 學院（系）： 計算機與信息工程學院 專 業(yè)： 通信工程 學 生： 指導教師： 完成日期 2021 年 4 月 2 南 陽 理 工 學 院 本 科 畢 業(yè) 設 計（論文） RFID 二進制樹防碰撞算法設計 學 院（系）： 計算機與信息工程學院 專 業(yè)： 通信工程 學 生 姓 名： 學 號： 指 導 教 師（職稱）： 評 閱 教 師： 完 成 日 期： 2021 年 4 月 南陽理工學院 Nanyang Institute of Technology 3 RFID 二進制樹防碰撞算法設計 【 摘要 】 射頻識別技術 RFID 是目前正快速發(fā)展的一項新技術，它通過射頻信號進行非接觸式的雙向數(shù)據(jù)通信，從而達到自動識別的目的。隨著 RFID 技術的發(fā)展，如何實現(xiàn)同時與多個目標之間的正確的數(shù)據(jù)交換，即解決 RFID 系統(tǒng)中多個讀寫器和應答器之間的數(shù)據(jù)碰撞，成為了限制 RFID 技術發(fā)展的難題，采用合理的算法來有效的 解決該問題，稱為 RFID 系統(tǒng)的防碰撞算法。在各種算法當中，二進制樹算法因為它識別應答器的確定性，成為了應用最廣泛的一種，多個國際標準均對其進行了規(guī)定，這推動了防碰撞算法的發(fā)展，但是也帶來了解決思路不統(tǒng)一的矛盾。在傳統(tǒng)思路中，一般是通過單片機來進行算法處理，隨著 RFID 技術的發(fā)展，未來的一個重要方向是現(xiàn)場可編程門陣列 FPGA，做為一種現(xiàn)場可編程的專用集成電路， FPGA 擁有高速度，可編程等多個適應于算法處理的優(yōu)點，從而為 RFID 防碰撞算法問題開辟了新的有效途徑根據(jù)上述分析，全文針對 RFID系統(tǒng)二進制樹防碰撞算法 ，進行了理論與實踐方面的探討，主要分為三個方面，首先是二進制樹算法的理論研究，將現(xiàn)有的二進制樹算法進行了歸納，匯總為基本算法，動態(tài)算法，退避式算法三類，闡述了各個算法的思路，對其進行了性能評價；其次，在現(xiàn)有的三類防碰撞算法的基礎上，提出了一種新的改進型二進制樹算法，該算法識別速度快，執(zhí)行效率高，極大的改進了識別效果。 【 關鍵詞 】 ： 射頻識別；防碰撞算法；讀寫器；應答器；現(xiàn)場可編程門陣列 Abstract RFID is anewly developedtechnologywhich municates through the—contact RF signal，so asto achieve objective automatic identification． Along with the development of RFID technology， how to realize Data Exchange accurately amongMultiple Targets at the same time bees the key problem of RFID technology． RFID anticollision algorithm is the solution to the above mentioned problems． In all the algorithms， binary algorithm is most widely used as an international standard fbr its exactness ofidentincation． International standards have put forward manyregulations on binary algorithm． It not onlypromotes the development of anti． coUision algorithm， but also b“ngs the conflict to a unilFied solution． Traditionalideas in general are handled byMCU． Along with the development ofRFID technology， an imponant direction in the f． uture is the field programmable gates arrayFPGA． As kindof integrated circuitsthatcanbe programmed in the field， FPGA is fast and programmable． All these adVantagesopenup anewef active way ofRFIDanti． collisionarithmetic． In viewof the above problems， this paperprobes into the RFID systembinary prevent collisionf． rom the perspectives ofboth theory and practice． It canbediVided into three aspects： 6rstly， theoretical researchon binary algorithm． It sums up all thebinary algorithms in being and gather to three categorys suchas Basic algorithm， Dynamic algorithm and Backoff algorithm． MoreoVer， it Expounds the idea of the various algorithms and evalues their perf6rmance； secondary， it introduces an improved version of algorithm onthe basis of specinc standard． This algorithm has f． ast recognition， high efnciency and greatly improved the identification results． Key Words： RFID； Anticollision； Read／ Write DeVices； Transponders； FPGA 4 目 錄 1 引言 ....................................................... 6 1． 1 RFID 技術簡介 .................................................. 6 1． 2 RFID 系統(tǒng) ...................................................... 6 1． 2． 1 RFID 系統(tǒng)組成 ............................................ 6 1． 2． 2 RFID 系統(tǒng)分類 ............................................ 7 1． 2． 3 RFID 系統(tǒng)工作原理 ........................................ 8 1． 3 RFID 技術現(xiàn)狀及其發(fā)展 .......................................... 8 1． 3． 1 RFID 技術應用 ............................................... 8 1． 3． 2 RFID 標準統(tǒng)一化 .......................................... 9 1． 3． 3 RFID 防碰撞算法 .......................................... 9 1． 4 課題提出的 背景及其意義 ......................................... 9 1． 5 本文的主要工作 ................................................ 10 2 現(xiàn)有 RFID 二進制樹防碰撞算法 ................................. 11 2． 1 RFID 防碰撞算法概述 ........................................... 11 2． 2 RFID 二進制樹防碰撞算法概述 ................................... 11 2． 2． 1基本概念 ................................................ 11 2． 2． 2性能指標 ................................................ 12 2． 2． 3算法分類 ................................................ 13 2． 3 基本二進制樹防碰撞算法 ........................................ 14 2． 3． 1算法思路 ................................................ 14 2． 3． 2實例演示 ................................................ 15 2． 3． 3性能評價 ................................................ 17 2． 4 動態(tài)二進制樹防碰撞算法 ........................................ 19 2． 4． 1算法思路 ................................................ 19 2． 4． 2實例演示 ................................................ 21 2． 4． 3性能評價 ................................................ 22 2． 5 退避式二進制樹防碰撞算法 ...................................... 22 2． 5． 1算法思路 ................................................ 22 2． 5． 2實例演示 ................................................ 24 2． 5． 3性能評價 ................................................ 25 2． 6 本章小結 ...................................................... 25 3 改進型二進制樹防碰撞算法 .................................... 25 3． 1 涉及二進制樹算法的國際標準 .................................... 25 3． 1． 1 IS0 15693 .............................................. 25 3． 1． 2 IS014443 ............................................... 26 3． 2 IS014443 標準二進制樹防碰撞算法 ............................... 27 3． 2． 1基本概念 ................................................ 27 3． 2． 2算法思路 ................................................ 28 3． 3 改進型二進制樹防碰撞算法 ...................................... 32 3． 3． 1改進方向 ................................................ 32 3． 3． 2基本概念 ........