基于FIFO的RFID防碰撞算法是怎样的

一、引言

无线射频识别（RFID）系统通过无线射频技术在开放的系统环境中对对象进行识别。该识别的优点包括无需物理接触或其它接触且能在高速移动中识别，对提高物品清点、身份认证、位置确定的速度有重要意义，是构建智能城市的基础。

通过在业主车辆内前部放置电子身份标签，可完成对校区车库的进出控制，或在车库内安装RFID读写器监控车位状态完成车辆停置指引。在电商企业，运用RFID技术，对大量商品的进出管理、位置分配、商品检索等进行系统规划。

二、FIFO在在RFID中的应用方式

先进先出算法（FIFO）是计算机操作系统中最基础的进程调度算法之一。进程在申请有限的系统资源时，系统按照进程申请的先后顺序生成一个等待队列，从队列头开始向进程分配资源，当新的进程来到时，将其添加到队列尾部，从而使得进程处理有序进行［2］。

在RFID系统工作时，由于读写器（Reader）的硬件资源有限，只能同时识别处理少量电子标签（Tag），当大量标签先后涌入时，便会由于来不及处理而出现堵塞现象，称之为多标签碰撞［3］。

基于FIFO的RFID防碰撞算法在确定性防碰撞算法的基础上加入了队列的先进先出算法（FIFO），通过生成待处理标签等待队列，从而降低处理标签识别的冲突。该算法在标签整体识别效率的提高和单个标签等待时间的降低上有显著效果。

在运用该算法的RFID系统中，当标签进入读写器发射的问询信号范围内，立即向读写器发送自己的ID，读写器接收到ID信息后，向标签反馈应答信号，并要求该读写器进入等待状态。且在读写器的标签处理等待队列中增加该ID信息。处理模块从标签等待队列中依次读取等待中的标签信息，发送包含该标签ID的读取广播，标签收到读取申请后应答读写器，进行身份认证、数据交换等，具体过程如下：

① 标签01发送包含身份信息的认证请求“Request（01）”;

② 读写器A收到“Request”信号，添加“Request（01）”至等待队列;

③ 读写器A发送反馈“Get（01），Wait”，收到01信息，请等待验证;

④ 标签01收到“Get（01），Wait”信息，随机进入等待认证的状态;

⑤ 标签0X请求认证，按照相同方式进入等待队列;

⑥ 系统读取等待队列，当读取到“Request（01）”，发送“Identy（01）”;

⑦ 如果连续三次发送“Identy（01）”无反馈，跳过此标签;

⑧ 标签01收到“Identy（01）”，反馈应答信息“Wait（01）”;

⑨ 读写器A在完成和标签01的身份认证以及数据处理交换后，发送标签移除信息“Remove（01）”。

在利用该算法RFID系统中，读写器至少要有两个独立的信号处理模块，一个用于处理“Request”认证请求信号和发送“Get，Wait”反馈等待信号，另一个用来作为处理“Identy”和数据交换的模块。最好有两个不同频率的信号天线，这样将认证接纳和数据交互两个功能独立分开，更好更快的完成标签识别和数据的处理。

无线信号和有线信号相比，容易被外界干扰甚至屏蔽。在该算法中，如果标签由于特殊原因无法收到“Identy”信号或者信号错误，将一只处于“Wait”状态，除非由于离开信号范围而断电，具体解决方法可以通过在标签内添加一个计数器模块，每次检测到其他标签的“Identy”信号时加1，当加到某一数值时（根据具体项目标签总数确定），重新发送认证请求，当然这增加了标签的开销。

三、总结

基于先进先出算法（FIFO）算法的RFID确定性标签防碰撞算法是通过将读写器和标签间的信号对接和数据交换分开成两个独立部分，进而减少识别冲突的方法，其核心算法（FIFO）是保证标签能够在平等条件下最快完成数据交换的前提。

该算法在一定程度上能提高标签的识别、处理速度，但是这对读写器在天线、处理器和内存等方面有较高的要求，尤其是天线方面，甚至要求天线有两个，这无疑增加里硬件成本，少量的读写器成本增加对于整个系统而言并没有太大影响。

责任编辑：ct