ĐÁNH GIÁ CÁC GIAO THỨC CÂY TRUY VẤN DỰA TRÊN TRI THỨC VỚI CÁC PHÂN BỐ THẺ RFID KHÁC NHAU

Nguyễn Đức Nhật Quang và CS. Tập 134, Số 2A, 2025 110 better query efficiency than the traditional query tree protocol, with QTKS and QTKS_TE providing the best performance. The analytical and implementation results also indicate that the more knowledge is exploited in the protocols, the higher the achievable query efficiency. Keywords: RFID systems, knowledge-based query tree, tag distributions, query efficiency 1 Giới thiệu Nhận dạng bằng tần số vô tuyến (Radio Frequency Identification – RFID) là công nghệ nhận dạng tự động sử dụng sóng vô tuyến để trao đổi dữ liệu hai chiều, không tiếp xúc giữa thẻ (tag) và đầu đọc (reader) [1]. Một hệ thống RFID gồm ba thành phần chính: thẻ, đầu đọc và hệ thống (máy tính) quản lý/xử lý dữ liệu. Thẻ (gồm chip và ăng-ten) được gắn lên đối tượng để lưu trữ thông tin và truyền không dây đến đầu đọc; hệ thống quản lý/xử lý dữ liệu tiếp nhận và xử lý thông tin này. Thẻ RFID được phân loại thành thẻ thụ động, bán thụ động và chủ động; tuy nhiên, do bài báo chỉ tập trung vào giao thức truyền thông chống xung đột, các loại thẻ này được xem là tương đương trong phạm vi nghiên cứu. Khi đầu đọc phát bản tin truy vấn đến toàn bộ vùng đọc, nhiều thẻ có thể phản hồi đồng thời, gây xung đột, buộc đầu đọc phải truy vấn lặp lại, làm tăng chi phí liên lạc và thời gian nhận dạng. Do đó, cần các giao thức chống xung đột hiệu quả, đặc biệt trong các hệ thống IoT có số lượng thẻ lớn. Các giao thức chống xung đột RFID chủ yếu gồm hai nhóm: dựa trên Aloha [1-3] và dựa trên cây [4-6]. Các giao thức Aloha (như Slotted Aloha, Framed Slotted Aloha – FSA) ước

lượng số lượng thẻ để gán số khe thời gian thích hợp, giảm xác suất xung đột. Các giao thức dựa trên cây, như Cây nhị phân (Binary Tree – BT) [7, 8] và Cây truy vấn (Query Tree – QT) [9, 10], chia dần tập thẻ xung đột thành các tập con cho đến khi mỗi tập con chỉ còn một thẻ được nhận dạng; BT dùng số ngẫu nhiên nhị phân, trong khi QT dựa trên ID thẻ. Giao thức QT có yêu cầu thấp hơn về năng lực thẻ, nhưng hiệu suất bị ảnh hưởng đáng kể bởi phân bố ID thẻ. Một số hệ thống RFID được trang bị cơ sở dữ liệu, nhờ đó đầu đọc có thể biết trước số lượng thẻ cần nhận dạng [11], miền giá trị ID thẻ có thể xuất hiện [12] hoặc kiểu phân bố của các thẻ [11, 13]; tập thông tin này được gọi chung là “tri thức” (knowledge). Trong một số kịch bản, đầu đọc thực sự biết toàn bộ miền ID của các thẻ tiềm năng. Chẳng hạn, hệ thống RFID trong siêu thị thường có cơ sở dữ liệu lưu trữ ID thẻ của tất cả hàng hóa được nhập để bán; tương tự, hệ thống RFID trong nhà máy thường quản lý cơ sở dữ liệu chứa ID thẻ của toàn bộ sản phẩm được sản xuất tại đó. Tuy nhiên, do các thẻ này có thể xuất hiện (appearing tag) hoặc không xuất hiện trong từng phiên làm việc cụ thể, nên hệ thống thường phải định kỳ thực hiện quá trình nhận dạng. Ví dụ, trong siêu thị, mỗi khách hàng chỉ mua một tập con hàng hóa (tương ứng với tập con thẻ xuất hiện) và các thẻ này cần được nhận dạng để phục vụ thanh toán. Một cách tiếp cận trực quan là lần lượt truy vấn từng thẻ tiềm năng (potential), song hiệu quả nhận dạng sẽ rất thấp khi số thẻ thực sự xuất hiện chỉ chiếm một phần nhỏ trong tập thẻ tiềm năng. Hiện nay đã có một

số nghiên cứu về giao thức chống xung đột thẻ khai thác loại tri thức này. Trong một số giao thức,