基于動(dòng)態(tài)二進(jìn)制抗沖突算法的物流ＲＦＩＤ子系統(tǒng)優(yōu)化

[摘要] RFID技術(shù)在現(xiàn)代的物流管理中應(yīng)用十分廣泛，把RFID技術(shù)應(yīng)用在物流領(lǐng)域能帶來許多的好處，但是它也存在這一些缺陷。本文討論如何應(yīng)用動(dòng)態(tài)二進(jìn)制抗沖突算法對(duì)物流RFID子系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。本文以16bit的序列為例進(jìn)行了分析，得出了在N bit情形下的分析模型，并給出了在新算法下抗沖突速度改善的結(jié)論。

[關(guān)鍵詞] RFID 動(dòng)態(tài)二進(jìn)制抗沖突算法 物流RFID子系統(tǒng)

一、RFID技術(shù)在物流管理中的應(yīng)用

RFID(Radio Frequency Identification)的意思是無線射頻識(shí)別，其主要核心部件是電子標(biāo)簽和RFID讀寫器，RFID讀寫器通過發(fā)射或接收無線電波，可以讀寫相距幾厘米到幾米距離內(nèi)的需進(jìn)行識(shí)別的物品上粘貼的電子標(biāo)簽內(nèi)儲(chǔ)存的信息，從而讀出或?qū)懭腚娮訕?biāo)簽代表的物品、人和器具的身份。

RFID技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)地?cái)?shù)據(jù)采集，可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別，比如貨車經(jīng)過RFID識(shí)別裝置時(shí)，可以一次性讀出整輛貨車運(yùn)載貨物的所有信息。在倉(cāng)庫(kù)中采用RFID技術(shù)，可以有效避免人工對(duì)貨物管理的數(shù)據(jù)輸入時(shí)可能出現(xiàn)的失誤，大大提高入庫(kù)、出庫(kù)、驗(yàn)貨、盤點(diǎn)、補(bǔ)貨等工作的效率。將RFID技術(shù)應(yīng)用于物流管理，需要我們將物流過程從一個(gè)大系統(tǒng)的角度來看待，在更大范圍內(nèi)共享RFID信息，以最低的整體成本，達(dá)到最高的供應(yīng)鏈物流管理效率。

將RFID技術(shù)應(yīng)用于物流業(yè)的信息采集和物流跟蹤，可以極大地提高行業(yè)內(nèi)服務(wù)水平。表現(xiàn)在:一是可以實(shí)現(xiàn)信息采集、信息處理的自動(dòng)化;二是實(shí)現(xiàn)商品實(shí)物運(yùn)動(dòng)等操作環(huán)節(jié)的自動(dòng)化，如分揀、搬運(yùn)、裝卸、存儲(chǔ)等;三是實(shí)現(xiàn)管理和決策的自動(dòng)化乃至智能化，如庫(kù)存管理、自動(dòng)生成訂單、優(yōu)化配送線路等。

二、RFID技術(shù)在物流管理中的缺陷

隨著RFID技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，也隨之出現(xiàn)了一個(gè)問題。對(duì)于一個(gè)射頻識(shí)別系統(tǒng)，同一時(shí)間可能有多張射頻卡進(jìn)入射頻區(qū)，在與讀寫器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時(shí)將產(chǎn)生通常所說的沖突. 抗沖突研究主要解決如何快速和準(zhǔn)確地從多張射頻卡中選出一張與讀寫器進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，而其他未被選中的射頻卡則在此后的抗沖突循環(huán)中被選出與讀寫器通訊，以提高RFID的使用效率和其提供信息的準(zhǔn)確性。

三、動(dòng)態(tài)二進(jìn)制抗沖突算法對(duì)RFID技術(shù)優(yōu)化

當(dāng)多張RFID卡同時(shí)與讀寫器交換數(shù)據(jù)時(shí)必須進(jìn)行抗沖突處理，抗沖突處理的時(shí)間等于抗沖突命令傳輸時(shí)間與抗沖突模塊(ACU) 的處理時(shí)間之和.根據(jù)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制算法，抗沖突命令的格式為SEL+NVB+UID，其中SEL表示命令碼，NVB表示傳輸?shù)挠行粩?shù)，UID表示滿足要求的非接觸式IC卡序列號(hào).當(dāng)讀寫器檢測(cè)到?jīng)_突后，將沖突位置為0，然后傳輸給非接觸式IC卡.以16bit的序列為例，如射頻區(qū)有2張卡(N1，N2)，讀寫器發(fā)出請(qǐng)求命令后返回的數(shù)據(jù)為:

N1 發(fā)回序列號(hào)數(shù)據(jù) 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1

N2 發(fā)回序列號(hào)數(shù)據(jù) 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1

檢測(cè)到12bit發(fā)生沖突后讀寫器將bit置0，由讀寫器發(fā)出UID:110011001100，僅N1卡序列號(hào)前12bit符合要求并發(fā)回余下數(shù)據(jù):1101，很明顯發(fā)出的UID長(zhǎng)度隨著沖突位置改變，而表示沖突位置的碼其長(zhǎng)度是固定的，對(duì)16bit的序列號(hào)，只需要4bit即可表示其沖突發(fā)生的位置.新的算法將只傳輸4bit的沖突位置信息.設(shè)5張卡進(jìn)入射頻區(qū)，5張卡接到讀寫器的請(qǐng)求命令后發(fā)送各自的序列號(hào)，讀寫器收到的數(shù)據(jù)為:

N1 發(fā)回序列號(hào)數(shù)據(jù) 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1

N2 發(fā)回序列號(hào)數(shù)據(jù) 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1

N3 發(fā)回序列號(hào)數(shù)據(jù) 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0

N4 發(fā)回序列號(hào)數(shù)據(jù) 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0

N5 發(fā)回序列號(hào)數(shù)據(jù) 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

讀寫器監(jiān)測(cè)到了沖突，并將第1 個(gè)沖突位置信息(第3 bit) 以抗沖突命令的方式傳送給RFID卡. 接到抗沖突命令的5 張卡檢測(cè)各自序列號(hào)的第3 bit 是否為‘0’，為‘0’繼續(xù)發(fā)回自己剩余的序列號(hào);為‘1’則進(jìn)入屏蔽狀態(tài)，即對(duì)此后的抗沖突命令不響應(yīng)，直到下一次抗沖突循環(huán)接到讀寫器請(qǐng)求命令時(shí)才退出屏蔽狀態(tài).在本例中N3 將進(jìn)入屏蔽狀態(tài)，其他卡繼續(xù)響應(yīng). 讀寫器發(fā)出命令:SEL +NVB + 0010 ，返回的數(shù)據(jù)為:

N1 發(fā)回余下序列號(hào) 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1

N2 發(fā)回余下序列號(hào) 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1

N4 發(fā)回余下序列號(hào) 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0

N5 發(fā)回余下序列號(hào) 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

四、結(jié)論

通過動(dòng)態(tài)二進(jìn)制抗沖突算法能縮短RFID子系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，提高RFID子系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

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