[發明專利]一種用于大容量多標簽RFID系統的混合防碰撞方法

有效

• 申請號: 201410033760.2
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103902942B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發明（設計）人: 蘇健;文光俊;李建
• 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: 王偉

技術領域

本發明屬于射頻識別技術領域，具體涉及一種用于大容量多標簽RFID系統的混合防碰撞方法的設計。

背景技術

近年來，由于UHF?RFID系統具有距離遠，標簽無源，使用壽命長，標簽讀寫速度快等眾多優點，因此成為了未來RFID應用的主要發展趨勢，諸如：供應鏈管理，物品追蹤等。此外，UHF?RFID系統讀寫器覆蓋范圍廣，系統內覆蓋的標簽數目很多，同時對標簽的讀寫要求很高，這樣使得UHF?RFID系統的標簽碰撞問題較為突出。為了解決多個標簽同時與讀寫器通信所產生的碰撞問題，讀寫器需要采用防碰撞發方法來協調讀寫器和多個標簽之間的通信。由于受到諸多因素的制約，防碰撞方法在標簽側的實現要盡可能簡單，特別是標簽數目較多的時候。

標簽防碰撞方法主要分為兩類：概率性方法和確定性方法。概率性方法即ALOHA-based方法，主要用于EPC?Global?C1Gen2、ISO18000-6C以及ISO14443-3Type?B等國際標準中。ALOHA-based方法主要包括時隙ALOHA方法（SA），幀時隙ALOHA方法（FSA）以及動態幀時隙ALOHA方法（DFSA）。其中應用最廣泛的就是DFSA，基本原理是：讀寫器向其工作域內的標簽廣播一個Query命令，這個Query命令指定一個固定長度的時隙幀L，標簽可以在（1，L）之間隨機選擇一個時隙響應讀寫器命令，若某個時隙無標簽響應則為空閑時隙，若只有一個標簽響應則為成功時隙，此時標簽可以被讀寫器成功讀取，若有多個標簽同時響應則為碰撞時隙。當一幀結束后，讀寫器統計空閑時隙、碰撞時隙和成功時隙的數量，并以此為參數來估計未識別的標簽數，然后調整下一幀的長度，重復上述過程直到所有標簽被識別為止。Tree-based方法中應用最廣的就是查詢樹方法（QT）。

QT方法的基本特征是，每個標簽都有自己的前綴（prefix）匹配電路，讀寫器從查詢堆棧中，選擇一個前綴進行查詢，所有標簽將自身的ID號與接收到的前綴進行比較，如果匹配，則標簽響應讀寫器并回復自己的ID號，如果不匹配，標簽不做響應。如果沒有碰撞發生，則讀寫器成功識別到一個標簽，并從堆棧中選取新的查詢前綴進行查詢；如果發生碰撞，讀寫器將剛剛發送的前綴按照碰撞信息增加一位0或1并放入堆棧，等到后續查詢使用；若是沒有收到回復，讀寫器從堆棧中選取新的前綴繼續查詢；循環上述操作，直到完成對所有標簽的識別。

目前存在的大多數RFID防碰撞方法的主要優缺點在于：ALOHA-based方法以時隙為基礎對標簽進行分組識別，方法實現簡單，但是存在“tag?starvation”（標簽饑餓）和“cardinality?sensitive”（標簽數敏感）問題。Tree-based類方法不存在標簽饑餓問題，確保了標簽的完全識別，但是在處理大量標簽碰撞時，讀寫器不得不多次發送標簽ID號來分裂標簽群，這樣造成了標簽的信息泄露。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中防碰撞方法識別率低、不穩定的缺點而提出一種適用于大容量多標簽RFID系統的混合防碰撞方法，該方法穩定、高效，擴展性強。

本發明的技術方案是：一種用于大容量多標簽RFID系統的混合防碰撞方法，具體包括：

步驟1：讀寫器初始化清零，讀寫器時隙計數器Sc、空閑時隙數Ne、碰撞時隙數Nc以及成功時隙數Nr的值均為0；

步驟2：讀寫器向其覆蓋范圍內的標簽廣播一個Query命令，所述Query命令規定一個固定長度的時隙幀L=2Q，讀寫器時隙計數器Sc=Sc+1；

步驟3：所述讀寫器覆蓋范圍內的待識別標簽接收到讀寫器的Query命令，提取命令中的Q值，在[1，L]中隨機產生一個數加載到自己的計數器上，并且比較計數器的值與當前讀寫器Sc的值，若相等，則響應讀寫器的Query命令并回復自己的ID，否則不予響應；

步驟4：讀寫器接收標簽應答，如果沒有接收到標簽回復，則表示在讀寫器覆蓋范圍內沒有待識別的標簽，此時將Ne=Ne+1；

如果接收到的應答沒有碰撞產生，則表示成功將標簽識別，此時將Nr=Nr+1；

如果接收到的應答發生碰撞，則表示當前時隙內有多個標簽同時響應，此時將Nc=Nc+1并將當前Sc的值放入時隙堆棧；

步驟5：當前讀寫器時隙計數器Sc=Sc+1，判斷當前Sc的值是否達到最大值L，若是則跳轉到步驟8，否則發送QueryRep命令；