来源：单片机及嵌入式系统应用 作者：徐丽香 蓝运维

    摘要 探索一种解决rfid系统中碰撞问题的方法，具体讨论防碰撞算法中的二进制搜索算法及其改进方法一一动态二进制搜索算法。动态二进制搜索算法考虑的是在uid位数不变的情况下，把数据分成两部分，收发双方各自传送其中一部分数据，可把传输的数据量减小到一半，缩短传送时间，提高rfid系统的效率。

    关键词 射频识剐 读写器射频卡碰撞二进制搜索法

    1 rfid技术概述

    射频识别技术rfid(radio frequeilcy identification)是一种非接触式的自动识别技术。目前的rfid系统有很多工作频段：低频、高频和超高频段。工作原理也不尽相同，有的是利用近场的电磁感应(所以有人把射频卡称为“感应卡”)}有的是利用电磁波发射来实现非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。rfid技术由于可实现非接触目标识别、多目标识别和运动目标识别，具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大以及存储信息更改自如等优点，广泛应用于工业自动化、商业自动化和交通运输控制管理等众多领域。

    rfid系统，如图1所示，主要由射频卡(又称为“电子标签”)、读写器和计算机网络组成。其中最重要的是读写器(reader writer device)和射频卡(transponder)。读写器和射频卡之间采用无线通信方式，因此它们都有无线收发模块及天线(或感应线圈)。射频卡芯片上有内存部分用来存储序列号(识别号码)或其他数据。

    2 防碰撞方法综述

    早期的系统中，1次只能读／写1个射频卡。射频卡之间要保持一定距离，确保一次只有一个卡在读写区域内，应用起来很不方便。很多时候不可避免地会出现多个射频卡进入识别区域时信号互相干扰的情况，即碰撞。具有防碰撞性能的系统可以同时识别进人识别距离的所有射频卡，其并行工作方式大大提高了系统的效率。

    2．1 防碰撞方法的设计要求

    防碰撞技术主要解决rfid系统一次可以完成对多个射频卡的识别问题。假设同时进入读写器天线区域的射频卡共有n个，防碰撞设计要求如下：

    ①当1≤n≤n时，其中n为读写器一次可识别射频卡数量的上限，则在碰撞发生(n>1)的情况下，能识别n个射频卡并依次与它们完成通信。

    ②平均响应时闻τ足够短，τ为某一时段内完成通信的所有射频卡在系统内的平均停留时间。τ与算法有关，允许τ≤τ0。τ0为不同应用中所允许的最大时延。

    2.2 rfid中防碰撞的基本原理

    由于射频卡含有可被识别的唯一信息(序列号)，rfid系统的目的就是要读出这些信息。如果只有一个射频卡位于阅读器的可读范围内，则无需其他的命令形式即可直接进行阅读。如果有多个射频卡同时位于一个阅读器的可读范围内，则射频卡的应答信号就会相互干扰形成所谓的数据冲突，从而造成阅读器和射频卡之间的通信失败。为了防止这些冲突的产生，rfid系统中需要设置一定的相关命令，解决冲突问题，这些命令被称为“防冲突命令或算法(anti-collision algorithms)”。

    在无线电技术中，实现防碰撞基本上有4种不同的方法：时分多路法、频分多路法、空分多路法以及码分多路法。时分多路(tdma)法是把整个可供使用的通路容量按时间分配给多个用户的技术。tdma在数字移动无线电系统中得到广泛应用。考虑到rfid系统通信形式、功耗、系统的复杂性及成本等因素，选择tcma来实现射频识别系统的防碰撞机制是最普遍的方法。

    tdma法通常被分为两大类：读写器控制防碰撞法和射频卡控制防碰撞法。

    读写器控制防碰撞法是以读写器为主动控制器，进入射频场的所有射频卡同时由读写器进行控制和检查。阅读器依据射频卡的id号(identification number)首先向射频卡发射不同的询问信号或指令，阅读器依据选举方法或二进制树寻找方法，在同一时间内总是建立起一个通信关系，并且可以快速地按时间顺序操作射