射频识别复习资料(参考)

loading 分享 2026-10-17 下载文档

1)空分多址(SDMA) 2)频分多址(FDMA) 3)码分多址(CDMA) 4)时分多址(TDMA)

应用最广泛,又可以分为基于概率的ALOHA算法和确定的二进制算法两种。

3)ALOHA反碰撞算法

1、纯ALOHA算法 ?

主要采用标签先发言(Tag-Talk-First)的方式,即电子标签一旦进入阅读器的工作范围获得

能量后,便向阅读器主动发送自身的序列号。

?

在某个电子标签向阅读器发送数据的过程中,如果有其它电子标签也同时向该阅读器发送数

据,此时阅读器接收到的信号就会产生重叠,导致阅读器无法正确识别和读取数据。

?

阅读器通过检测并判断接收到的信号是否发生碰撞,一旦发生碰撞,阅读器则向标签发送指

令使电子标签停止数据的传送,电子标签接到阅读器的指令后,便随机的延迟一段时间再重新发送数据。

在纯ALOHA算法中,假设电子标签在t时刻向阅读器发送数据,与阅读器的通信时间为

To,则碰撞时间为2T0。G为数据包交换量,S为吞吐率。

2、Slotted ALOHA算法:

? 为提高RFID系统的吞吐率,可以把时间划分为多段等长的时隙,时隙的长度由系统时

钟确定,并且规定电子标签只能在每个时隙的开始时才能向阅读器发送数据帧,这就是Slotted ALOHA算法;

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? 根据上述规定可得,数据帧要么成功发送,要么完全碰撞,避免了纯ALOHA算法中部

分碰撞的发生,使碰撞周期变为To;

? 它是纯ALOHA算法的简单改进,也属于时分多址法,它的缺点是需要同步时钟的控制;

3、Frame Slotted ALOHA算法(FSA):

? ALOHA 的另一种改进算法是帧时隙 ALOHA 算法(FSA)。

? 它是在Slotted ALOHA 算法的基础上把 N 个相同的时隙组成一帧,且在整个电子标签

识别过程中,帧的大小是固定的,帧中的每个时隙足够一个电子标签与阅读器进行完通信,该算法也称为固定帧时隙 ALOHA 算法。

? 该算法比较适用于传输信息量较大的场合,和Slotted ALOHA 算法一样,帧时隙

ALOHA 算法同样需要一个同步开销。

步骤

? 首先由阅读器把帧长度 N 发送给电子标签,电子标签则产生[1,N]之间的随机数,接下来各电子标签选择相应的时隙,与阅读器进行通信;

? 如果当前时隙与电子标签随机产生的数相同,电子标签则响应阅读器的命令,若不同,标签则继续等待。

? 假如当前时隙内仅有一个电子标签响应,阅读器就读取该标签发送的数据,读取完了以后就使该标签处于“无声”状态。

? 如果当前时隙内有多个标签响应,则该时隙内的数据就出现了碰撞,此时阅读器会通知该时隙内的标签,让它们在下一轮帧循环中重新产生随机数参与通信。

? 逐帧循环,直到识别出所有电子标签为止。

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四、RFID相关电磁场理论

读写器和电子标签通过各自的天线构建了二者之间的非接触信息传输通道。根据观测点与天线之间的距离由近及远可以将天线周围的场划分为三个区域:

非辐射场区:场强与距离天线的远近有关,电磁能量只在场源附近来回流动,随着与天线的

距离不断增大,场强不断减小。

分界:R=λ/2π

辐射近场区:菲涅尔区,电磁能量会脱离天线的束缚进入到外空间。该区域里辐射场的角度

分布与距天线口径的距离远近有关。

分界:R=2D2/λ(已知天线直径为D,天线波长为λ)

辐射远场区:夫郎荷费区,该区域里辐射场的角度分布与距天线口径的距离远近是不相关的。

五、RFID的能量传递

PTx?GTxS? 距离读写器R处的电子标签的功率密度S为: 4?R2读写器到电子标签的能量传递

电子标签所能接收到的最大功率Ptag:

PTx读写器的发射功率,GTx读写器发射天线的增益,Gtag电子标签接收天线的增益,R电子标签与读写器间距

电子标签到读写器的能量传递

?2P?Gtag?Stag?Ae?S?4?PtagP????Tx?GTx??Gtag??Gtag?PTx?GTx???24?4?R?4?R?22Pback

PTx?GTx???S???24?R11

Pback电子标签反射出去的功率,σ雷达散射截面,Sback功率密度,PRx读写器接收到的功率

2??P?G?TxTxPRx?Sback?Aw???GRx24?4?R2SbackPback??PTx?GTx??2224?R4?R????

第四部分 RFID读写器复习

一、读写器的功能

①实现与电子标签的通讯:最常见的就是对标签进行读数,这项功能需要有一个可靠的软件算法确保安全性、可靠性等。除了进行读数以外,有时还需要对标签进行写入,这样就可以对标签批量生产,由用户按照自己需要对标签进行写入;

②给标签供能:在标签是被动式或者半被动式的情况下,需要读写器提供能量来激活射频场周围的电子标签;阅读器射频场所能达到的范围主要由天线的大小以及阅读器的输出功率决定的。天线的大小主要是根据应用要求来考虑的,而输出功率在不同国家和地区,都有不同的规定。

③实现与计算机网络的通讯 ④实现多标签识别 ⑤实现移动目标识别 ⑥实现错误信息提示 ⑦有源标签的电池信息

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