基于動態二進制抗沖突算法的物流ＲＦＩＤ子系統優化

[摘要] RFID技術在現代的物流管理中應用十分廣泛，把RFID技術應用在物流領域能帶來許多的好處，但是它也存在這一些缺陷。本文討論如何應用動態二進制抗沖突算法對物流RFID子系統進行優化。本文以16bit的序列為例進行了分析，得出了在N bit情形下的分析模型，并給出了在新算法下抗沖突速度改善的結論。

[關鍵詞] RFID 動態二進制抗沖突算法 物流RFID子系統

一、RFID技術在物流管理中的應用

RFID(Radio Frequency Identification)的意思是無線射頻識別，其主要核心部件是電子標簽和RFID讀寫器，RFID讀寫器通過發射或接收無線電波，可以讀寫相距幾厘米到幾米距離內的需進行識別的物品上粘貼的電子標簽內儲存的信息，從而讀出或寫入電子標簽代表的物品、人和器具的身份。

RFID技術可以實現高速自動地數據采集，可以實現多目標、運動目標的非接觸式自動識別，比如貨車經過RFID識別裝置時，可以一次性讀出整輛貨車運載貨物的所有信息。在倉庫中采用RFID技術，可以有效避免人工對貨物管理的數據輸入時可能出現的失誤，大大提高入庫、出庫、驗貨、盤點、補貨等工作的效率。將RFID技術應用于物流管理，需要我們將物流過程從一個大系統的角度來看待，在更大范圍內共享RFID信息，以最低的整體成本，達到最高的供應鏈物流管理效率。

將RFID技術應用于物流業的信息采集和物流跟蹤，可以極大地提高行業內服務水平。表現在:一是可以實現信息采集、信息處理的自動化;二是實現商品實物運動等操作環節的自動化，如分揀、搬運、裝卸、存儲等;三是實現管理和決策的自動化乃至智能化，如庫存管理、自動生成訂單、優化配送線路等。

二、RFID技術在物流管理中的缺陷

隨著RFID技術的應用日益廣泛，也隨之出現了一個問題。對于一個射頻識別系統，同一時間可能有多張射頻卡進入射頻區，在與讀寫器進行數據通訊時將產生通常所說的沖突. 抗沖突研究主要解決如何快速和準確地從多張射頻卡中選出一張與讀寫器進行數據交流，而其他未被選中的射頻卡則在此后的抗沖突循環中被選出與讀寫器通訊，以提高RFID的使用效率和其提供信息的準確性。

三、動態二進制抗沖突算法對RFID技術優化

當多張RFID卡同時與讀寫器交換數據時必須進行抗沖突處理，抗沖突處理的時間等于抗沖突命令傳輸時間與抗沖突模塊(ACU) 的處理時間之和.根據動態二進制算法，抗沖突命令的格式為SEL+NVB+UID，其中SEL表示命令碼，NVB表示傳輸的有效位數，UID表示滿足要求的非接觸式IC卡序列號.當讀寫器檢測到沖突后，將沖突位置為0，然后傳輸給非接觸式IC卡.以16bit的序列為例，如射頻區有2張卡(N1，N2)，讀寫器發出請求命令后返回的數據為:

N1 發回序列號數據 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1

N2 發回序列號數據 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1

檢測到12bit發生沖突后讀寫器將bit置0，由讀寫器發出UID:110011001100，僅N1卡序列號前12bit符合要求并發回余下數據:1101，很明顯發出的UID長度隨著沖突位置改變，而表示沖突位置的碼其長度是固定的，對16bit的序列號，只需要4bit即可表示其沖突發生的位置.新的算法將只傳輸4bit的沖突位置信息.設5張卡進入射頻區，5張卡接到讀寫器的請求命令后發送各自的序列號，讀寫器收到的數據為:

N1 發回序列號數據 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1

N2 發回序列號數據 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1

N3 發回序列號數據 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0

N4 發回序列號數據 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0

N5 發回序列號數據 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

讀寫器監測到了沖突，并將第1 個沖突位置信息(第3 bit) 以抗沖突命令的方式傳送給RFID卡. 接到抗沖突命令的5 張卡檢測各自序列號的第3 bit 是否為‘0’，為‘0’繼續發回自己剩余的序列號;為‘1’則進入屏蔽狀態，即對此后的抗沖突命令不響應，直到下一次抗沖突循環接到讀寫器請求命令時才退出屏蔽狀態.在本例中N3 將進入屏蔽狀態，其他卡繼續響應. 讀寫器發出命令:SEL +NVB + 0010 ，返回的數據為:

N1 發回余下序列號 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1

N2 發回余下序列號 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1

N4 發回余下序列號 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0

N5 發回余下序列號 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

四、結論

通過動態二進制抗沖突算法能縮短RFID子系統的響應時間，提高RFID子系統的準確性。

參考文獻：

[1]游占清李蘇劍等:無線射頻識別技術(RFID)理論與應用[M].北京:電子工業出版社，2004

[2]張堯辰:射頻技術在倉儲運輸領域中的應用[J]. 中國物流與購，2002

[3]裴少峰:現代物流技術學[M]. 廣州:中山大學出版社，2001

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