一种多通道2.4 GHz有源射频识别系统设计*

俞 蕾，蒋 斌，陈海进

(南通大学 信息科学技术学院，江苏 南通 226019)

0 引 言

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)是一种方便快捷的非接触式自动识别技术。随着物联网时代的兴起，作为核心技术的RFID研究也在迅速增加[1]。它具有识别速度快、精度高、成本低等优点，已被广泛用于供应链管理、人员交通管理等。RFID系统按照供电方式的不同，可分为有源RFID系统和无源RFID系统。前者与后者相比，性能更加稳定可靠。

射频识别过程中多个标签在阅读器的识别范围内并同时对其做出响应时，阅读器将无法快速、正确地识别标签，这称为标签冲突。RFID技术常见的防碰撞算法主要分为确定性的防碰撞算法和不确定性的防碰撞算法。确定性的防碰撞算法是基于树的算法，抗冲突性能较好，但由于需要读写器与标签多次交互，识别时间过长，效率较低，不适合有源RFID系统。不确定性的防碰撞算法是基于ALOHA的算法，虽然防碰撞性能较弱，但是执行效率高，实用性更强，更适合有源RFID系统。文献[2]提出了一种基于扩频ALOHA的RFID防碰撞算法，引入碰撞数据帧随机退避重传机制，提高了吞吐率，但解扩过程复杂且系统成本高。文献[3]提出了一种基于ARM(Advanced RISC Machines)的RFID系统设计，虽然系统的功耗较低，但防碰撞性能较差。

为此，本文设计了一种防碰撞性能优异、传输距离可调、安全性能高的射频识别系统，系统采用了频分时分相结合的多通道抗冲突算法。与传统的单通道RFID系统相比，通过标签及读写器在软件、硬件的协同设计，使得平均时延降低了60.2%。……