1.2 RFID 防碰撞算法

　　RFID 防碰撞算法對于提高車輛跟蹤可靠性是關鍵技術，本系統采用的為行鏈路多標簽沖突檢測算法[4]， 此算法僅需在電子標簽中配置1 個8 位寄存器、1 個l 位“O”、“l”隨機數產生器和2 個4 位加減l 計數器以及少量選擇電路就能實現最多達1 048 576 個標簽的仲裁。仿真表明本算法產生的碰撞概率明顯小于二進制數算法，同時通過寄存器高位的靈活設置， 還能有效解決低標簽密度時空傳率高的問題，從而進一步降低了碰撞概率。算法步驟：

　　1）被動方標簽中設計一個4+4 位的寄存器（Rel）和1 個“0”、“l”隨機數產生器（RGI），隨機數產生器產生兩組隨機數，分別加載到寄存器高位和低4 位。其中高位加載的位數M 可以動態設為1、2、3 或4。

　　2）主動方讀寫器向所有處在等待態的標簽發送初始化命令。標簽因此進入仲裁態，用RGI 產生4 比特隨機數，加載到Rel 高4 位R7 R4，低4 位R3 R0 全部清零。

　　3）讀寫器等待一定時間后發送允許回傳命令。

　　4）Rel 為全零的標簽向讀寫器回傳標簽ID。

　　5）如果當前只有一個標簽回傳ID，讀寫器正確讀取該ID，則發送確認命令，附加命令參數“低位減l”。回傳了ID 的標簽接收到該命令后，進入確認態，其他高4 位為全零的標簽Re1 低4 位減1，回到步驟4）重復操作。

　　6）如果當前有多個標簽回傳ID，讀寫器通過CRC 校驗或碼長校驗，檢測到錯誤的ID 號，則發送確認命令，附加命令參數“寄存器加1”。接收到讀寫器這個命令后，所有在仲裁態且Rel 為全零的標簽由RGI 產生1 比特隨機數和寄存器上的數相加后重新載入到寄存器中；其他仲裁態且Rel 高4位為零而低4 位不為零的標簽Rel 加1，回到步驟4）重復操作。

　　7）如果當前沒有標簽回傳ID，讀寫器等待一定時間后發送確認命令，附加命令參數“低位減1”。所有在仲裁態且高4為全零的標簽Rel 低4 位減1，回到步驟4）重復操作。

　　8）低4 位減1 操作重復L 次（L 是一個系統參數，由系統設定，經驗值為4）后，讀寫器認為所有在仲裁態且寄存器高4 位為零的標簽都已經被正確讀取，則發送確認命令，附加命令參數“高4 位減l”，回到步驟4）。

　　9）標簽接收到附加“高位減l”參數的確認命令后，所有Rel 高4 位不為零的標簽高4 位減l， 回到步驟4 重復操作；在被要求高位減1 前已為零的標簽則回到等待態。

　　10）重復2M 次高位減1 操作后，讀寫器認為所有在仲裁態的標簽都已經被讀取，則仲裁過程停止，所有還處于仲裁態的標簽返回等待態。

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圖3 防碰撞算法實現電路

　　算法仿真：仿真結果如圖4 所示，可以看到當標簽總數為20 時，如果把高位寄存器的位數從4 降到1，則平均碰撞次數從5.5 回落到1.4。而當標簽總數為200 和2 000 時，高位寄存器位數的改變對平均碰撞次數的影響不大。因此如果在某次仲裁中出現多次空傳，讀寫器可以在下一次仲裁時指示標簽改變寄存器高位個數，以此降低空傳率，進而可以降低平均碰撞次數。

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圖4 防碰撞算法仿真結果