Development of an anti-collision protocol for RFID based students` attendance system: A combination of DFSA with predefined BFSA

Abstract

Son dönemde, pek çok araştırmacı ve bilimadamı, RFID teknolojisine büyük ilgi gösterdi. RFID sisteminin önemi, bariyerler, engeller, duvarlar, hatta su altına rağmen uzaktan iletişim sağlama yeteneğine dayalıdır. Öte yandan, bu sistemlerle işletilen tüm operasyonlar için yüksek hızda işleme özelliği sağlar. RFID sistemin ana parçaları etiketler ve okuyucudur. RFID Okuyucu ve etiketler, operasyonun frekansına bağlı olarak değişik mesafelerde iletişim sağlar. Ne var ki bazı problemler, özellikle de `etiket çatışması` performansını etkilemektedir. Çatışma, okuyucunun sorgulama bölgesinde etiketler arasında oluşan rekabetten kaynaklanmaktadır, bu durumda okuyucu çatışan etiket kimliklerini başarıyla belirleyememekte olup bu durum, tanımlama sürecinin doğruluğunu etkilemektedir. RFID sistemi, öğrenci katılım sisteminde kullanıldığı zaman, bu problem, kimlik doğrulama zamanını ve akabinde ders zamanını etkilemektedir. Bu tez, RFID etiket çatışmasını azaltmak için bir çatışma karşıtı protokol önermektedir; dinamik çerçeveli dilimli aloha (DFSA) ile önceden tanımlanmış temel çerçeveli dilimli alohayı (BFSA), RFID bazlı öğrenci katılım sisteminin tanımlama işlemini hızlandırmak amacıyla birleştireceğiz. Matlab tarafından elde edilen simülasyon sonuçları, önerilen protokolün kimlşk doğrulama zamanını ve iş hacmini nasıl yükselttiğini ve ayrıca DFSA, BFSA ile karşılaştırıldığında, durdurma olsun ya da olmasın çatışan yuvalarda azalma olduğunu göstermektedir.

Recently a lot of researchers and scientists gave a huge interest to RFID technology. The importance of RFID systems come from its ability to communicate remotely with others parts in spite of barriers, obstacles, walls or even the water. Besides, it offers a high speed of processing for all operations performed by these systems. Main parts of RFID system are tags and reader. RFID Reader and tags can communicate in different distances depending on the frequency of operation. However, some problems affect its performance especially ''tags collisions''. Collision is occurring between tags because of their competition in the interrogation zone of the reader, this makes reader cannot detect collided tag ID's successfully, and affects the accuracy of the identification process. When RFID system used as students' attendance system, this problem can affect the time of authentication and then on the lecture time. This thesis proposes an anti-collision protocol to reduce RFID tags collision; we will combine the dynamic framed slotted aloha (DFSA) with the predefined basic framed slotted aloha (BFSA) to accelerate the identification process of the RFID based students' attendance system. Simulation results, obtained by Matlab, show how proposed protocol enhances the time and throughput of the authentication, also the reduction in collided slots as compared with DFSA, BFSA with and without muting.