35、RFID系统动态环境下高效标签识别算法解析

RFID系统动态环境下高效标签识别算法解析

1. 引言

射频识别（RFID）作为一种现代技术，在工业应用中广泛使用，涵盖物体识别与跟踪、供应链管理、无线传感器网络以及库存管理等领域。相较于传统的条形码识别系统，RFID系统在自动识别和数据采集方面具有显著优势，它无需物理可见性或接触，即可实现快速可靠的通信。如今，RFID技术的应用范围已不仅仅局限于物体识别，还拓展到了定位和传感等领域。

在RFID系统中，减少识别一定数量标签所需的处理时间是一个重要的研究方向。为了实现快速标签识别，必须采用防碰撞协议，因为当多个标签同时响应阅读器查询时，可能会发生碰撞。碰撞主要分为阅读器碰撞和标签碰撞两类：
- 阅读器碰撞 ：当两个或多个相邻阅读器同时查询一个标签时发生，导致标签无法向相应的查询阅读器发送其ID。这种碰撞可通过检测碰撞并与其他阅读器通信来解决。
- 标签碰撞 ：当多个标签同时尝试响应阅读器时发生，使阅读器无法识别任何标签。在使用低成本无源标签的RFID系统中，标签只能响应阅读器的查询，因此标签防碰撞协议对于提高标签ID识别效率至关重要。

防碰撞协议主要分为两类：基于Aloha的防碰撞方案和基于树的方案。基于Aloha的协议虽然能降低标签碰撞的概率，但存在标签饥饿问题，即某个特定标签可能长时间无法被识别。而基于树的协议，如二叉树分裂协议和查询树（QT）算法，能够保证识别所有标签，但识别延迟相对较长。因此，我们聚焦于基于树的协议，并致力于减少其识别延迟。

在实际的仓库库存管理系统动态环境中，我们设想使用移动阅读器跟踪所有物品。阅读器的识别过程包括初始静态阶段和动态阶段：