射频识别技术(RFID,即Radio Frequency Identification)是从二十世纪八十年代走向成熟的一项自动识别技术。它利用射频方式进行非接触双向通信,交换数据从而达到识别目的。由于大规模集成电路技术的成熟,射频识别系统的体积大大缩小,从而进入实用化阶段。
本文在研究了射频识别技术的基本原理,构造,工作频段,发展现状及其关键技术——防碰撞方法的发展和应用的基础之上,分析了目前RFID领域中各标准中防碰撞算法的使用状况,并重点分析了RFID领域UHF频段的两大主流标准ISO18000-6标准和EPC Global的Class1 Gen2(以下简称EPC Gen2)标准中标签识别层所使用的防碰撞方案及相关指令,并在其基础上作了有效的改进尝试:(1)提出了一种可使用在动态帧时隙ALOHA算法中的帧长度调整算法,算法结合了关于动态帧时隙ALOHA算法的研究成果和RFID系统的业务流特点,实现简单,可满足实时处理,并可应用于ISO18000-6标准中Type A的防碰撞方案框架中,辅助实现多标签清点;(2)重点分析了EPC Gen2标准中的标签识别层,对其防碰撞方案做了大量的分析和仿真工作,了解了算法特性,并为信号处理方案的设计提供参考数据;细化成标签清点控制流程,并针对原有方案存在的问题,在原有算法的基础之上对流程进行了改进,避免了阅读器和标签交互过程中超出帧大小范畴的多余指令的交互,提供了更合理的结束判决。
在以上研究的基础上,进行了基于EPC Gen2标准的阅读器的开发工作,与同事合作设计了DSP中的协议处理模块,并独立设计和编写了标签模拟软件中的协议处理模块,对阅读器的协议一致性,尤其是防碰撞流程进行测试。设计中采用了TMS320C5000TM系列数字信号处理芯片。系统完成后,在中兴通讯股份有限公司进行调试,可以对同样符合EPC Gen2标准的德州仪器公司(Texas Instrument,简称TI)的标签进行操作,实现协议的基本功能。
