[發明專利]基于多射頻模塊的有源RFID閱讀器防碰撞方法及系統

有效

• 申請號: 201310606703.4
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103577784A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 徐展;鄧翀;劉丹;葉翔
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06K7/00
• 分類號: G06K7/00
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于無線射頻通信技術領域，具體涉及一種基于多射頻模塊的有源RFID閱讀器防碰撞方法及系統的設計。

背景技術

射頻識別(Radio?Frequency?Identification,簡稱RFID)技術是一種通過射頻信號的空間耦合(交變磁場或電磁場)實現非接觸式自動識別的技術。射頻識別系統的核心部件有閱讀器(接收來自于電子標簽的信息,并且可以通過與計算機連接,實現整個應用系統的上層管理)和電子標簽(向閱讀器遠程無線傳輸自身存儲的信息,以識別電子標簽代表的物品、人和器具的身份)。

射頻識別系統工作時,可能會有一個以上的電子標簽同時處于閱讀器的作用范圍內,這樣如果有兩個或者兩個以上的電子標簽同時發送數據時候會出現通信沖突、數據相互干擾碰撞；同樣有時也有可能多個電子標簽處在多個閱讀器的工作范圍之內,它們之間的數據通信也會引起數據干擾。為了防止這些沖突的產生,射頻識別系統中需要設置一定的相關算法,解決這種數據沖突問題,這些算法被稱為防碰撞算法。

在RFID系統中碰撞有以下特征：閱讀器和電子標簽之間數據包總的傳輸時間由數據包的大小和波特率決定,傳播延時可忽略不計；RFID系統包括大量的電子標簽并且是動態的(隨時有可能超出閱讀器范圍),通過競爭激勵的辦法占用通道進行通信，電子標簽沒有被閱讀器激活的情況下不能和閱讀器進行通信,對于RFID系統這種主從關系是唯一的,一旦電子標簽被識別,就可以和閱讀器之間以點對點的模式進行通信。

有源RFID系統里處理這些電子標簽的時候需要在幾秒之內準確無誤的讀取上百張甚至千張以上的電子標簽，但是現有技術中的RFID閱讀器防碰撞算法都是使用時分技術來防止碰撞的，在海量標簽的情況下，單純使用時分技術必定大大延長識別標簽的時間，同時漏盤、誤盤標簽的情況更加明顯，本發明使用多個無線收發芯片，利用碼分技術和CPU的協議處理，并行接收多組標簽的信息，成倍的改善了閱讀器的盤存效率和準確率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中RFID閱讀器防碰撞方法及系統存在的缺點而提出一種基于多射頻模塊的有源RFID閱讀器防碰撞方法及裝置。

本發明解決技術問題采用的技術方案是：基于多射頻模塊的有源RFID閱讀器防碰撞方法，具體包括：

S1、閱讀器中的喚醒模塊向閱讀器覆蓋范圍內的有源RFID標簽發送喚醒信號；

S2、有源RFID標簽在經過周期性睡眠狀態蘇醒后立即監聽周圍信號，若監聽到喚醒模塊發送的喚醒信號，則使用防碰撞擴頻序列碼向閱讀器中的讀寫模塊發送信號；否則標簽再次進入周期性睡眠狀態；

S3、讀寫模塊中存在多個射頻模塊，每個射頻模塊能夠接收一種防碰撞擴頻序列碼，射頻模塊接收到相應的防碰撞擴頻序列碼信息后，則向有源RFID標簽發送ACK回執信息；

S4、若有源RFID標簽收到讀寫模塊發送的ACK回執信息表示標簽信息發送成功，并停止發送防碰撞擴頻序列碼信息；否則進入步驟S5；

S5、利用動態時隙ALOHA算法，根據空時隙、正確讀寫時隙以及碰撞時隙的數量計算下一個時間段內需要讀寫的有源RFID標簽個數，分配下一個時間段內的時隙個數，將發生碰撞的標簽在下一個時間段內的不同時隙進行發射。

進一步的，所述喚醒信號為喚醒模塊通過對特定信號采用直接序列擴頻通信技術完成的喚醒擴頻序列碼，有源RFID標簽通過解擴接收喚醒擴頻序列。

進一步的，不同的有源RFID標簽在周期性睡眠狀態后的蘇醒時刻不同。

進一步的，所述有源RFID標簽中預存了所述讀寫模塊中所有射頻模塊能夠接收的防碰撞擴頻序列碼，所述有源RFID標簽根據喚醒信號中的信息得到讀寫模塊中使用的射頻模塊信息，再根據射頻模塊能夠接收到的防碰撞擴頻序列碼選擇對應的防碰撞擴頻序列碼發送至讀寫模塊。

進一步的，所述步驟S5中采用哈希函數分配時隙個數，所述哈希函數的公式為：hash(i+1)=hash(i)<<5+hash(i)+ID(i)，（0≤i≤m），H=hash(m)%P；其中：hash(0)的初始值選一個無特征的質數，ID表示有源RFID標簽的唯一識別碼，ID(i)表示ID的不同位；m為用多少個比特位表示的有源RFID標簽的ID號，P為下一時間段內需要讀寫的標簽個數的質數；所述公式H=hash(m)%P中，H計算的是第一步算出的哈希值除以P的余數，根據計算出的H值安排標簽在某個時隙進行發射。