[發明專利]基于二進制散列的ALOHA防碰撞方法

有效

• 申請號: 201710648850.6
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107590408B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 譚洪舟;彭林;曾衍瀚;陳翔;廖裕興;張浩;張鑫;陳榮軍;路崇
• 申請（專利權）人: 廣東順德中山大學卡內基梅隆大學國際聯合研究院;佛山市順德區中山大學研究院;中山大學
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明提供的基于二進制散列的ALOHA防碰撞方法通過引入二進制散列處理來對發生碰撞的標簽進行時分處理，整個方法過程中無需頻繁地下發QueryAdjust或者QueryRep指令來進行重置，因此其識別效率與現有技術相比得到了提高。

技術領域

本發明涉及通信技術領域中的多標簽讀取技術，更具體地，涉及一種基于二進制散列的ALOHA防碰撞方法。

背景技術

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別技術。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。

多目標識別是RFID技術的主要優點之一，同時也會導致多標簽上行信號時發生數據沖突，給RFID系統的數據完整性帶來一定的威脅。此時，需要可靠的防碰撞機制來有效減輕該沖突現象，盡可能保證數據的完整性。目前RFID系統主要采用時分多路法(TDMA)來解決碰撞問題，經典的兩類基本方法是：基于二進制搜索的確定性算法和基于ALOHA的概率性算法。ALOHA算法是一種無規則的TDMA算法，采用隨機多址的方式，不受標簽ID位數的制約，適合標簽數量大，分布密集的大規模物聯網應用。

EPC Global提出的EPC C1G2標準采用一種基于Q值的隨機ALOHA算法。其具體的方法步驟如下：

1、首先閱讀器通過發送一個Query(查詢)指令來開啟一個清點周期(Inventoryround)并將符合要求的標簽參與到這個周期中來。

2、Query作為Inventory操作的初始化命令，其包含一個時隙計數器參數值Q，Q可取0到15的整數，初始值設為4。參與到該周期的標簽在[0，2^Q-1]間隨機產生一個整數，并將其載入自身的時隙計數器(SC，Slot Counter)。如果產生的隨機數為0，則標簽轉入應答態，立即回復信息。如果不為0，則轉入仲裁態，等待QueryAdjust或者QueryRep指令。

3、如果只有一個標簽回復信息(RN16)，閱讀器通過ACK命令向標簽確認此RN16以建立通信，操作完成后發送QueryAdjust或者QueryRep指令，繼續識別后續標簽。

4、如果步驟2中有多個標簽響應閱讀器，即發生數據碰撞，導致閱讀器無法正確識別單個標簽發送的RN16，此時，閱讀器可發送QueryAdjust或者QueryRep指令。QueryAdjust會重復之前的Query指令的作用，增加或者減少Q值(Q++/Q--)；QueryRep同樣重復之前的Query指令的作用，但不改變參數Q值。

5、處于仲裁或者應答態的標簽接收到QueryAdjust指令后首先調整Q值。然后在[0，2^Q-1]范圍內重新產生一個隨機整數，并載入各自的時隙計數器。隨機數值為0的標簽轉入應答態，并立即回送RN16信息，不為0的則轉入仲裁態，等待QueryAdjust或者QueryRep指令。

上述的EPC C1G2標準中并沒有對發生碰撞的標簽進行處理，僅僅通過QueryRep指令跳過或者發送QueryAdjust指令重置標簽的時隙計數器，系統識別效率有待提高。

發明內容

本發明為解決以上現有技術提供的基于Q值的隨機ALOHA算法存在的識別效率不高的技術缺陷，提供了一種基于二進制散列的ALOHA防碰撞方法。

為實現以上發明目的，采用的技術方案是：

基于二進制散列的ALOHA防碰撞方法，包括有以下步驟：