RFID(Radio Frequency Identification ) 系统是自动识别系统的一种,和其他自动识别技术相比RFID技术具有很多优点,例如快速扫描(一个RFID阅读器同时可以读取多个标签)、标签体积的小型化与多样化、标签的抗污染能力和耐久能力比较强、标签可以重复使用、数据的记忆容量大、具有穿透性和无屏障阅读能力以及安全性强等。正是由于RFID技术的这些优点,使得RFID技术得到了极其快速的发展,并且在多个领域获得了很大地应用。例如门禁管理、交通运输、医疗应用、动物监控、防盗应用、防伪应用、供应链管理等等。目前的RFID阅读器一般是作为外部设备来运行的,通过串行端口连接在主机上来支持专门的应用。这种配置被称为以应用为中心的配置。这种方式对于涉及执行特定业务功能的数量适度的阅读器部署起来是可行的。但是随着RFID 阅读器和标签价格的下降以及RFID技术的不断成熟,势必引起大规模部署RFID 阅读器的热潮。由于单个阅读器的读写距离有限,如果要在一个大的系统中部署RFID 阅读器,使得阅读器能够覆盖整个系统中的标签,可能需要成百上千个阅读器, 这些阅读器将形成一个大的阅读器网络。
当大面积部署RFID阅读器的时候,存在许多的关键性问题,目前还没有得到解决。阅读器冲突问题是其中的一个重要的关键性问题。每个阅读器都有一个有限的读写区域, 只有在这个区域之内,标签才能被阅读器所识别,进而被阅读器读写。这样的一个区域被称作阅读器的询问区域( interrogationzone ) 阅读器询问区域的大小受多因素的影响,例如阅读器天线特性、阅读器的发送功率、阅读器所工作的环境以及标签的特性等。当在一个有限的区域部署大量阅读器的时候,由于阅读器询问区域的相互重叠或者由于阅读器之间使用的频率相同都可能导致阅读器之间的相互干扰。所有的由于阅读器的操作而引起的阅读器之间的相互干扰就称作阅读器冲突。
阅读器冲突可以分为以下两类
1. 1 频率冲突/ 频率干扰( reader-to-reader interference, frequency interfere)
当两个或多个近邻阅读器在同一时间用同样的频率和相应的标签进行通信时,如果一个阅读器发送的信号功率足够强,导致其近邻阅读器可以接收到此信号。该信号对于这些近邻阅读器来说就相当于噪声, 如果该噪声功率超过了某一特定的值, 那么就屏蔽或干扰了这些阅读器与它们各自询问区域内的标签进行正常通信。频率干扰的发生不需要询问区域的重叠。可以用一个简单的通信模型来表示阅读器之间可能存在的频率冲突。假定阅读器的询问区域为一个以阅读器所在位置为中心的球形区域。假设有k 个阅读器(用Ri来表示第i 个阅读器)。每个阅读器都发射有规律的全方位电磁波。假定距离d 是频率可复用的最短距离。如果两个阅读器Ri和Rj在某一时间使用同样的频率(即f( Ri,t)=f( Rj,t ) ),那么仅当二者间的距离D(Ri,Rj)大于d,该两个阅读器之间才不会存在频率冲突。
频率冲突如图1 所示。enter image description here
1.2 两个或者多个阅读器在标签处的冲突(readers-to-tag interference )
当一个或者多个标签同时处在两个或多个阅读器询问区域内,并且不止一个阅读器试图同时与它/它们进行通讯时,就会产生标签干扰。在这种情况下,每个阅读器都认为自己是唯一与标签进行通信的阅读器(因为阅读器并不具有发现标签干扰的能力),而实际情况并非如此,这样就会造成不可预料的结果,会导致这些标签的漏读或者错读。同样可以用一个简单的模型来表示阅读器之间可能存在的标签干扰。假定阅读器的询问区域为一个以阅读器所在位置为中心的球形区域。Di为阅读器i 最大的询问距离。也就是说当一个标签和阅读器之间的距离小于Di,阅读器就可以与该标签正常通信。D(Ri,Rj) 为阅读器Ri和Dj之间的距离。如果D(R i,Rj) < Di,Dj的话, 则说明两个阅读器询问区域之间存在区域重叠,那么这两个阅读器之间就可能会在处在它们的询问重叠区域内的标签处发生冲突(当这两个阅读器同时读取这些标签时)。 标签冲突如图2 所示。 enter image description here