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無(wú)線頻率自動(dòng)識(shí)別設(shè)備(radio frequency identification de-vice RFID)利用射頻力一式讀取數(shù)據(jù)并識(shí)別目標(biāo)對(duì)象。與條形碼或磁條等技術(shù)相比較，利用RFID技術(shù)識(shí)別電子標(biāo)簽，基十其閱讀器和收發(fā)器之間的無(wú)線鏈接，可獲得更加快速}(1J穩(wěn)定的數(shù)據(jù)讀取能力um若讀寫(xiě)器讀寫(xiě)范圍內(nèi)存在多個(gè)標(biāo)簽，就會(huì)導(dǎo)致讀寫(xiě)器對(duì)接受信號(hào)的錯(cuò)誤解碼，囚此需要采用防沖突算法來(lái)防}h數(shù)據(jù)的碰撞I(IJ導(dǎo)致的系統(tǒng)效率的降低木文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基十XScale處理器Intel PXA270的電子標(biāo)簽閱讀器，它能夠遠(yuǎn)距離識(shí)別批量標(biāo)簽，分析了射頻識(shí)別系統(tǒng)的標(biāo)簽碰撞產(chǎn)生的原囚，并介紹解決標(biāo)簽碰撞的防碰撞算法，這是 一種高性能低成木的電子標(biāo)簽自動(dòng)識(shí)別力一案。 1 RFID系統(tǒng) RFID的控制系統(tǒng)由閱讀器Reader和電子收發(fā)器兩部分組成，閱讀器Reader通過(guò)天線發(fā)出電磁脈沖，收發(fā)器接收脈沖并發(fā)送已存儲(chǔ)的信息到閱讀器作為響應(yīng)。 1.1 硬件系統(tǒng) 電子標(biāo)簽閱讀器硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所不。硬件系統(tǒng)選用Intel公司基十XScale內(nèi)核的PXA270工業(yè)級(jí)嵌入式處理器作為電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器的處理器o PXA270芯片集成了Intel Wire-less MMX無(wú)線模塊、32KB的指令Cache, 32KB的數(shù)據(jù)Cache,MMU、外部存儲(chǔ)器控制器,LCD控制器,NOR Flash控制器,4個(gè)DMA通道、3通道UART , 2個(gè)I2C總線控制器,1個(gè)IIS總線控制器,4通道PWM定時(shí)器和一個(gè)內(nèi)部定時(shí)器, GPIO接口、觸摸屏接口、USB Host不II USB Device控制器, SD Card/MMC控制器等。讀寫(xiě)器的無(wú)線發(fā)送接收數(shù)據(jù)模塊由Intel 81000芯片、晶振和天線組成。 1.2軟件系統(tǒng) 讀寫(xiě)器的軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)初始化模塊、電子標(biāo)簽與讀寫(xiě)器通信模塊和LCD觸摸屏幕顯T模塊等功能，軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境選用RT-Linux操作系統(tǒng)。電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器的軟件構(gòu)架如圖2所不。 1.3設(shè)備驅(qū)動(dòng) 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核和機(jī)器硬件之間的接口。 斷處理程序掃描特殊鍵盤，確定按鍵并獲得掃描碼。鍵盤驅(qū)動(dòng)程序流程圖如圖4所不。 2 電子標(biāo)簽防沖突策略 在電子標(biāo)簽與讀寫(xiě)器的通信過(guò)程中，若有多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)將會(huì)出現(xiàn)沖突，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。為了提高讀寫(xiě)器系統(tǒng)的穩(wěn)定性，必須采用防沖突策略避免標(biāo)簽數(shù)據(jù)沖突。 2.1 ALOHA動(dòng)態(tài)幀算法 ALOHA算法是一種有效的防沖突算法。在ALOHA算法的執(zhí)行過(guò)程中，由十每個(gè)標(biāo)簽都有ID編號(hào)，若標(biāo)簽進(jìn)入讀寫(xiě)器的有效識(shí)別范圍內(nèi)則自動(dòng)向讀寫(xiě)器發(fā)送自身ID，向讀寫(xiě)器傳輸數(shù)據(jù)，讀寫(xiě)器對(duì)十每個(gè)標(biāo)簽的識(shí)別時(shí)間為Tmo讀寫(xiě)器 由公式(5)可見(jiàn)，當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量和幀內(nèi)slot數(shù)量相當(dāng)時(shí)，讀寫(xiě)器系統(tǒng)效率接近最大。動(dòng)態(tài)幀長(zhǎng)度算法流程如圖5所不。 2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 木文采用動(dòng)態(tài)幀長(zhǎng)度ALOHA算法防}h標(biāo)簽數(shù)據(jù)沖突。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)標(biāo)簽數(shù)目達(dá)到85個(gè)以上時(shí)，ALOHA算法的幀時(shí)隙slot數(shù)目開(kāi)始急劇增加，這表明標(biāo)簽碰撞次數(shù)增加，數(shù) 3 結(jié)束語(yǔ) 木文實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基十XScale處理器的嵌入式電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器系統(tǒng)。該系統(tǒng)的RFID閱讀器封裝了底層的硬件驅(qū)動(dòng)，功能模塊擴(kuò)展力一便，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電子標(biāo)簽的識(shí)別功能。為了避免標(biāo)簽數(shù)據(jù)沖突，該系統(tǒng)采用了基十動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA防沖突算法，降低了RFID系統(tǒng)中標(biāo)簽發(fā)生碰撞的概率，提高了電子標(biāo)簽系統(tǒng)的識(shí)別效率和穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠在物流系統(tǒng)中快速準(zhǔn)確地檢測(cè)貨品，適合用十潮濕、骯臟等惡劣的環(huán)境，具有很好的實(shí)用價(jià)值。 |
