[發明專利]一種基于CRFID標簽的EPC C1G2協議改進方法

有效

• 申請號: 201710785596.4
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107567008B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 趙菊敏;李燈熬;吳昊
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H04W4/80
• 分類號: H04W4/80;H04W24/02;H04B5/00
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發明涉及EPC射頻通信協議的優化方法，具體為一種基于CRFID標簽的EPC協議改進方法，包括物理層中下行鏈路的改進方法和MAC層中盤存階段的改進方法、訪問階段的改進方法；其中物理層中下行鏈路的改進方法為在下行鏈路的信號中添加直流分量，且信號采用POW的載波方法；MAC層中盤存階段的改進方法為標簽中微處理器對電源模塊采樣，將采樣到的電壓值直接映射到時隙上，標簽根據時隙傳輸數據給閱讀器；MAC層中訪問階段的改進方法為閱讀器采用CRC作為句柄發送read給標簽，標簽收到read后傳輸合適長度的數據給閱讀器，并采用數據加地址的方法減少出錯重傳的數據量。經過本發明改進后的EPC射頻通信協議，具有能量更高的下行鏈路、高效率的能量管理和簡潔的訪問命令。

技術領域

本發明涉及EPC射頻通信協議的優化方法，具體為一種基于CRFID標簽的EPC協議改進方法。

背景技術

有源式和半無源式標簽上存在電源和處理器，可以進行一定程度的計算，但是需定期維護更換電源，且硬件成本很高，未能獲得大規模的應用。而無源標簽通過收集閱讀器發射的載波信號進行工作，不需要更換電池，從而在物品統計、運輸、跟蹤以及其他醫療、防盜領域等應用場景下廣泛應用。CRFID標簽兼具有源式標簽計算能力和無源式標簽無源性的雙重優點，同時還集成了傳感器，具有廣闊的應用前景，已成為學術界的研究熱點。無源可計算CRFID標簽遵循EPC射頻通信協議，EPC射頻通信協議應用于無源感知平臺如WISP，可以為可計算RFID標簽提供良好的通信能量，并提高吞吐量，但是能量問題是無源可計算CRFID標簽發展的瓶頸，其通信距離遠遠比不上傳統RFID標簽，而且能耗的增加導致CRFID標簽在醒睡之間進行頻繁的切換，通信的有效吞吐量也會隨之下降。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提供了一種基于CRFID標簽的EPC協議改進方法。

本發明是采用如下的技術方案實現的：一種基于CRFID標簽的EPC協議改進方法，包括物理層中下行鏈路的改進方法和MAC層中盤存階段的改進方法、訪問階段的改進方法；

其中物理層中下行鏈路的改進方法：在下行鏈路的信號中添加直流分量，在功率標準限制的范圍內最大化了下行鏈路的能量傳輸；同時為了避免信號分辨率的減小，下行鏈路的信號采用POW的載波方法，使得信號在功率不變的情況下峰值變大，彌補直流分量對分辨率的損耗；

MAC層中盤存階段的改進方法：標簽中微處理器通過10位ADC對標簽內電源模塊采樣，得到電源模塊電壓值，其采樣精度為1/1024，將采樣到的電壓值直接映射到時隙上，標簽根據時隙傳輸數據給閱讀器；

MAC層中訪問階段的改進方法：閱讀器對標簽進行讀數據的時候，將盤存階段標簽傳輸數據給閱讀器時傳輸的CRC作為句柄并發送read給標簽，標簽收到read后傳輸數據給閱讀器，且標簽傳輸的數據格式為地址、數據和CRC。閱讀器發送的句柄改變為盤存階段中EPC的循環冗余校驗碼CRC，減少重新請求RN16這一操作，增加了協議的執行效率。并且標簽發送數據的時候采用地址域加數據域的格式，如果有數據在傳輸的過程中發生錯誤，可以根據錯發生誤數據的地址進行重新發送，避免了一旦有錯誤發生所有數據重傳的缺點。

經過本發明改進后的EPC射頻通信協議，具有以下優點：

具有能量更高的下行鏈路：下行鏈路不僅為標簽發送命令，還起到補充電能的作用。為下行鏈路的信號添加了直流分量，在功率標準限制的范圍內最大化了下行鏈路的能量傳輸。同時為了避免信號分辨率的減小，引入POW的載波方法，使得信號在功率不變的情況下峰值變大，彌補直流分量對分辨率的損耗。通過USRP與WISP5的實驗，將通信距離提高了56%。