[發明專利]一種射頻識別系統的防碰撞方法

無效

• 申請號: 201210040171.8
• 申請日: 2012-02-22
• 公開（公告）號: CN102609672A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 葉寧;楊波;王汝傳;孫力娟;徐鶴;馬守明;林巧民;黃海平;肖甫
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06K7/00
• 分類號: G06K7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明涉及物聯網領域，具體而言，是一種射頻識別系統的防碰撞方案，主要解決射頻識別系統中標簽讀取時的碰撞問題。

背景技術

射頻識別(Radio?Frequency?Identification,?RFID)是一種利用射頻信號的空間耦合或反射的傳輸特性，實現對被識別物體的無線、非接觸式、雙向通信的自動識別技術。目前，無線射頻識別的標準包括EPCglobal標準、日本UID標準、ISO國際標準等。

在RFID系統應用過程中，經常會出現多個閱讀器或標簽在同一個射頻覆蓋區域，共享同一個無線信道，這種閱讀器或標簽之間的相互干擾必然會產生沖突，統稱為碰撞（Collision）。其中，標簽碰撞是指在一個閱讀器的可讀范圍內同時存在多個標簽，則標簽返回的應答信號由于相互干擾形成數據碰撞，從而造成閱讀器與標簽之間的通信失敗。

無線通信系統中的多路復用一般有：空分多址（SDMA）法、頻分多址（FDMA）法、碼分多址（CDMA）法和時分多址（TDMA）法。其中，時分多址（TDMA）法是將一條物理信道按時間分成若干個時間片，輪流地分配給多個信號使用。該方法實現簡單，廣泛地應用于RFID系統中，并能很好地避免標簽碰撞問題。目前常用的TDMA防碰撞協議包括基于ALOHA的隨機型協議和基于二進制樹搜索的確定型協議。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種射頻識別系統的防碰撞方法，主要解決基于EPC?UHF?Class1?Gen2協議，超高頻段RFID系統的無源標簽碰撞問題。本發明可以保證系統的可靠性，縮短防碰撞的周期，提高信道的利用率和系統的吞吐率。

技術方案：本發明的射頻識別系統的防碰撞方法包括三個步驟：

1）先通過識別碰撞位數，初步估計標簽數目：閱讀器發送命令，讓其工作范圍內的所有標簽響應，通過利用射頻標簽的工作特點和曼徹斯特編碼特性，實現閱讀器對非法編碼的判斷；若沒有數據沖突，則可正確識別標簽，并對標簽進行相關應用操作；若存在碰撞，則記錄碰撞位數N和最高碰撞位D；

2）然后有選擇性地將滿足條件的標簽在給定幀長時間內讀取：通過步驟1得到的碰撞位數N，初步估計幀長時隙為????????????????????????????????????????????????，閱讀器發送命令，使最高碰撞位D為零的標簽隨機選擇（0，L-1）之間的任一個時隙發送應答信號；若沒有數據沖突，則可正確識別標簽并執行相關的應用操作；若存在碰撞，則記錄碰撞時隙率P_c；

3）再根據二次碰撞信息，更新幀長參數，以實現二次讀取標簽：根據步驟2）的幀時隙長度L和碰撞時隙率P_c，利用公式，估計標簽數目n，更新下一幀幀時隙長度，閱讀器發送命令，使最高碰撞位D為零的標簽隨機選擇（0，L^'-1）之間的任一個時隙發送應答信號；若沒有數據沖突，則可正確識別標簽并進行相關的應用操作；若存在碰撞，則仍存在標簽無法識別，繼續執行步驟1）、2）、3），實現閱讀器對標簽的實時監控功能。

有益效果：使用該方案有如下優點：

1．減少系統的碰撞率：步驟1對碰撞信息進行分析，若有N位碰撞，則碰撞標簽數目在（2~2^N）之間取值，可以初步估計幀時隙長度，使得L不至于取得過大而浪費幀時隙，也不至于取得過小而增大碰撞率，減小了隨機性偏差，泄露的信息也較少。

．提高系統的可靠性：步驟2中設置條件要求：最高碰撞位為零的標簽才可以發送應答信號，減少了標簽碰撞概率，提高了信道利用率。而最高碰撞位為1的標簽有兩種情況：（1）序列號全為1，當所有其他標簽讀取完后，在下一個循環中，步驟1讀取該唯一標簽，不產生碰撞，閱讀器繼續執行步驟1實時監聽；（2）序列號中必有一位位數小于最高碰撞位，且該位的值為零，則等待循環，直至該零位為最高碰撞位時，讀取該標簽。系統的可靠性得以保證。

．優化系統的性能：步驟3利用了步驟2中得到的碰撞率，假定標簽服從二項分布，估計標簽數目n，再根據系統效率得到更新的幀時隙長度L^'，動態調整防碰撞周期，優化系統性能。

附圖說明??

圖1是射頻識別系統的防碰撞方案工作機制，共分為三個步驟。

圖2是射頻識別系統的防碰撞方案流程圖，實現閱讀器的實時監聽功能。

具體實施方式