射频识别(Ratio Frequency Identification,RFID)是一种非接触式的自动识别技术,是物联网(Internet of Things,IOT)的重要支持技术。RFID通过在阅读器和标签之间交换电磁信号(无线电频率)来实现物品自动识别,该技术已广泛应用于智慧城市、车联网、环境监测以及智慧物流等方面。由于5G技术的低时延和超大带宽传输速率为RFID传输数据提供了可靠的保证,5G+物联网+人工智能的模式将掀起新一代的技术革命浪潮。在RFID应用系统中,以相同的共享频率发送和接收信号的大规模RFID标签的检测和读取构成了很大的需求,需要通信信道共享技术。然而当多个标签访问这样一个通道时,通常会出现将通道容量分配给不同用户的问题,这将导致信号重叠,就是通常所说的碰撞。碰撞问题在导致带宽、能量浪费的同时增加了识别延迟,如果没有合适的处理机制将会影响整个系统的正常运转。特别是在大规模RFID系统的应用场景中,使用多标签的需求急速增加,因此高效地解决多标签碰撞的防碰撞算法具有重要意义。对于防碰撞技术,ISO和EPCglobal1标准化的协议主要基于两种通用策略,一种是按时间共享信道(ALOHA算法),一种是通过阅读器询问进行标签识别,通常称为“基于树的算法”。本文主要针对基于树的防碰撞算法进行研究和创新,主要创新点如下:1.提出了一种基于并行匹配的RFID自适应碰撞树算法(PMACT)该算法通过使用并行匹配机制来减少查询周期的数量,该机制只需要发送一个查询,并行执行标签匹配,使用的查询称为并行匹配查询,简称PMQ(Parallel Matching Query)。同时利用冲突标签的数量来自适应地选择搜索模式(二分支碰撞树或者八分支碰撞树)。理论分析和仿真结果表明,所提出的算法与现有的基于树的算法相比,不仅提高了系统的效率和标签识别的速度,而且降低了时间复杂度,特别是在大规模标签群体下。PMACT的系统效率平均为0.61,相比于QT,CT,ACT,和OBTT分别提高了27%、11%、9%和1.5%。2.提出了一种基于并行匹配的碰撞窗口树算法(PCwT)在基于树的识别算法中,标签响应在识别过程开始时的碰撞概率非常高,除前缀外的其余比特的传输造成了较长的识别延迟,因此本文提出了一种基于并行匹配的碰撞窗口树算法(PCwT)。该算法在碰撞窗口树(CwT)算法中采用并行匹配机制的同时,采用固定窗口的方法来限制标签响应的长度,旨在减少查询周期的数量和传输比特的数量。3.提出了一种基于锁位的并行二进制分割碰撞树算法(PSCT)所提出的算法结合了锁位和并行二进制分割两种机制的优点。锁位机制使得剩余的搜索过程只关注先前锁定的碰撞比特,大大减少非碰撞比特的冗余传输。并行二进制分割技术使得阅读器反馈和标签响应的信息长度仅为1比特,同时标签可以在应答队列中动态修改回复顺序,实现标签自传输控制。通过理论分析仿真实验分析表明,所提出的PSCT算法在传输比特数、识别时间以及所需的总时隙数等方面优于之前的传统防碰撞算法。