專利名稱：：一種用于射頻識別的多標(biāo)簽防碰撞方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別是無線通信中的射頻識別領(lǐng)域。技術(shù)背景在射頻識別(RPID)技術(shù)的應(yīng)用中，通常情況下是一個(gè)閱讀器對應(yīng)多個(gè)電子標(biāo)簽。當(dāng)多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)接入閱讀器時(shí)，就會發(fā)生碰撞，因而不能正確傳送標(biāo)簽內(nèi)的信息到閱讀器。因此，需要采取一定的機(jī)制避免碰撞或減少碰撞。在現(xiàn)行的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO18000-6中，采用了ALOHA和BinaryTree的方法解決碰撞。ALOHA的基本特征是，系統(tǒng)將標(biāo)簽回復(fù)的信道按時(shí)間劃分為若千間隔(該間隔稱為時(shí)隙)，并要求標(biāo)簽選擇其中一個(gè)回復(fù)。在操作中，閱讀器通過指令給每個(gè)標(biāo)簽一個(gè)發(fā)送概率(或者可選時(shí)隙的范圍)，標(biāo)簽隨機(jī)的選擇并按時(shí)回復(fù)；若發(fā)生碰撞再重新選擇并發(fā)送或者在隨后的時(shí)間區(qū)間內(nèi)重新選擇或發(fā)送，直至所有標(biāo)簽全部接入閱讀器。BinaryTree方法的基本特征是，每個(gè)標(biāo)簽有一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，生成0或1;每個(gè)標(biāo)簽有一個(gè)計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)器的值為0時(shí)，標(biāo)簽回復(fù)。其操作方法是，閱讀器發(fā)送指令使所有標(biāo)簽開始回復(fù)，標(biāo)簽在收到指令后，首先由隨機(jī)數(shù)發(fā)生器生成0或1，這樣將要回復(fù)的標(biāo)簽分成兩個(gè)子集(隨機(jī)數(shù)為0和1);隨機(jī)數(shù)為0的標(biāo)簽立即回復(fù)，隨機(jī)數(shù)為1的標(biāo)簽將計(jì)數(shù)器值設(shè)為1;若沒有碰撞并回復(fù)成功，則閱讀器發(fā)送指令確認(rèn)，并使得標(biāo)簽計(jì)數(shù)器值減l;若標(biāo)簽碰撞，閱讀器發(fā)送指令，使標(biāo)簽計(jì)數(shù)器值加l;如此循環(huán)直到所有標(biāo)簽全部成功回復(fù)。上述BinaryTree防碰撞方法，標(biāo)簽回復(fù)次數(shù)過多，導(dǎo)致多標(biāo)簽的接入效率較低，并且會發(fā)生接入標(biāo)簽丟失，可靠性較低
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用于射頻識別的多標(biāo)簽防碰撞方法，克服上述BinaryTree方法中存在的缺陷，使得標(biāo)簽回復(fù)次數(shù)減少，提高多標(biāo)簽的接入效率，并且簡化操作，同時(shí)增加標(biāo)簽接入的可靠性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種用于射頻識別的多標(biāo)簽防碰撞方法，包括以下步驟(1)閱讀器選擇需要接入的標(biāo)簽，并發(fā)送開始接入標(biāo)簽指令，同時(shí)開始在規(guī)定的時(shí)間區(qū)間上接收來自標(biāo)簽的回復(fù)信息；(2)標(biāo)簽收到開始接入的指令后，初始化計(jì)數(shù)器并設(shè)置初值為0,并回復(fù)標(biāo)簽信息；(3)閱讀器正確接收標(biāo)簽回復(fù)信息時(shí)，向標(biāo)簽發(fā)送成功確認(rèn)指令；閱讀器接收為空時(shí)，向標(biāo)簽發(fā)送重新分裂指令；閱讀器錯(cuò)誤接收標(biāo)簽回復(fù)信息，向標(biāo)簽發(fā)送失敗確認(rèn)指令；閱讀器發(fā)送上述指令后進(jìn)入下一個(gè)時(shí)間區(qū)間接收；(4)當(dāng)標(biāo)簽收到成功確認(rèn)指令時(shí)對于已發(fā)送且接入成功的標(biāo)簽，則離開接入過程并不再響應(yīng)與接入相關(guān)的指令；未發(fā)送的標(biāo)簽，其計(jì)數(shù)器值減l;當(dāng)標(biāo)簽收到重新分裂指令時(shí)計(jì)數(shù)器值不為l的標(biāo)簽，其計(jì)數(shù)器值保持不變；計(jì)數(shù)器值為1的標(biāo)簽，啟動隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其中生成1的標(biāo)簽其計(jì)數(shù)器值保持不變，生成為0的標(biāo)簽其計(jì)數(shù)器值減1，并立即回復(fù)標(biāo)簽信息；當(dāng)標(biāo)簽收到失敗確認(rèn)指令時(shí)計(jì)數(shù)器值不為0的標(biāo)簽，其計(jì)數(shù)器值加l，計(jì)數(shù)器值為0的標(biāo)簽，啟動隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其中生成l的標(biāo)簽，其計(jì)數(shù)器加l，生成為0的標(biāo)簽，其計(jì)數(shù)器值保持不變并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。上述步驟(l)中，所述閱讀器通過發(fā)送選擇指令選擇需要接入的標(biāo)簽，所有標(biāo)簽收到選擇指令后進(jìn)行條件匹配，滿足條件的標(biāo)簽進(jìn)入接入過程。上述步驟(2)進(jìn)一步包括，被選擇的標(biāo)簽初始化計(jì)數(shù)器的同時(shí)啟動隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，所有生成1的標(biāo)簽使計(jì)數(shù)器加1,所有生成為0的標(biāo)簽，計(jì)數(shù)器值保持不變并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。所述閱讀器發(fā)送的成功確認(rèn)指令中包含有正確接收到的標(biāo)簽的標(biāo)識信息，已發(fā)送的標(biāo)簽根據(jù)該標(biāo)志信息確認(rèn)自己是否接入成功；如果該標(biāo)簽已發(fā)送且確認(rèn)自己接入成功，則離開接入過程并不再響應(yīng)與接入相關(guān)的指令，如果該標(biāo)簽已發(fā)送但未確認(rèn)接入成功，則其計(jì)數(shù)器值保持0不變，并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。本發(fā)明提供的方法，同現(xiàn)有技術(shù)相比，簡化了操作步驟，對第一次接入的標(biāo)簽，直接啟動隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，分裂為0/l子集，提高了標(biāo)簽接入效率；對出現(xiàn)閱讀器接收為空時(shí)，也直接啟動隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，分裂為0/l子集，進(jìn)一步提高了標(biāo)簽接入效率；并且閱讀器通過發(fā)送成功確認(rèn)指令，避免異常情況下的標(biāo)簽丟失，提高了標(biāo)簽接入的可靠性。圖1為本發(fā)明中多標(biāo)簽接入時(shí)閱讀器與標(biāo)簽的交互流程圖2為ISO18000-6中多標(biāo)簽接入時(shí)閱讀器與標(biāo)簽的交互流程圖3為ISO18000-6與本發(fā)明防碰撞方法的實(shí)例對比具體實(shí)施方式本發(fā)明對BinaryTree進(jìn)行了有效改進(jìn)，提高了標(biāo)簽接入效率和可靠性。采用本發(fā)明的方法進(jìn)行多標(biāo)簽防碰撞的過程如下步驟一、閱讀器對處于有效射頻場區(qū)域的標(biāo)簽進(jìn)行選擇。閱讀器發(fā)送選擇指令，所有標(biāo)簽收到選擇指令后進(jìn)行條件匹配，滿足條件的標(biāo)簽進(jìn)入接入過程。步驟二、閱讀器發(fā)送開始接入指令。閱讀器發(fā)送指令開始接入標(biāo)簽，并對標(biāo)簽進(jìn)行初始化設(shè)置，同時(shí)開始在規(guī)定的時(shí)間區(qū)間上接收來自標(biāo)簽的信號。步驟三、標(biāo)簽收到開始接入的指令后，初始化計(jì)數(shù)器并設(shè)置初值為0，并回復(fù)標(biāo)簽信息。上述步驟中，可在標(biāo)簽初始化計(jì)數(shù)器的同時(shí)啟動隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其中生成1的標(biāo)簽使計(jì)數(shù)器加1，生成為0的標(biāo)簽，計(jì)數(shù)器值保持不變(計(jì)數(shù)器值為o),并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。上述標(biāo)簽的計(jì)數(shù)器有一定計(jì)數(shù)范圍的；隨機(jī)數(shù)發(fā)生器啟動的結(jié)果是產(chǎn)生0或1。步驟四、若閱讀器在規(guī)定的時(shí)間區(qū)間中正確接收標(biāo)簽的回復(fù)信息，閱讀器發(fā)送成功確認(rèn)指令，并進(jìn)入下一個(gè)時(shí)間區(qū)間接收。步驟五中，當(dāng)標(biāo)簽收到成功確認(rèn)指令時(shí)，發(fā)送的標(biāo)簽確認(rèn)成功后離開接入過程，并不再響應(yīng)與接入相關(guān)的指令。未發(fā)送的標(biāo)簽(即計(jì)數(shù)器值不為0的標(biāo)簽)，計(jì)數(shù)器值減i。上述步驟五中，當(dāng)發(fā)送標(biāo)簽多于一個(gè)時(shí)，由于電磁環(huán)境和信號變化的因素，可能出現(xiàn)只有一個(gè)標(biāo)簽的回復(fù)信息被正確接收的異常情況；因此，當(dāng)發(fā)送的標(biāo)簽無法完成成功確認(rèn)，其計(jì)數(shù)器值保持不變(計(jì)數(shù)器值為0)，并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。上述步驟五中，閱讀器發(fā)送的成功確認(rèn)指令中包含正確接收到的標(biāo)簽相關(guān)信息，已發(fā)送的標(biāo)簽依此確認(rèn)是否接入成功。步驟六、若閱讀器在規(guī)定時(shí)間區(qū)間上錯(cuò)誤接收標(biāo)簽回復(fù)信息，閱讀器發(fā)送失敗確認(rèn)指令，并進(jìn)入下一個(gè)時(shí)間區(qū)間接收。步驟七、當(dāng)標(biāo)簽收到失敗確認(rèn)指令時(shí)，計(jì)數(shù)器值不為0的標(biāo)簽，計(jì)數(shù)器值加l。計(jì)數(shù)器值為O的標(biāo)簽，啟動隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。所有生成l的標(biāo)簽使計(jì)數(shù)器加1;所有生成為0的標(biāo)簽，計(jì)數(shù)器值保持不變(計(jì)數(shù)器值為0)，并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。步驟八、若閱讀器在規(guī)定時(shí)間區(qū)間上未收到標(biāo)簽回復(fù)信息，即接收為空時(shí)，發(fā)送重新分裂指令，并進(jìn)入下一個(gè)時(shí)間區(qū)間接收。步驟九、當(dāng)標(biāo)簽收到重新分裂的指令時(shí)，計(jì)數(shù)器值不為1的標(biāo)簽，計(jì)數(shù)器值保持不變。計(jì)數(shù)器為1的標(biāo)簽，啟動隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。所有生成1的標(biāo)簽使計(jì)數(shù)器值保持不變；所有生成為0的標(biāo)簽，計(jì)數(shù)器值減1(變?yōu)?),并立即回復(fù)標(biāo)簽〗言息。上述步驟二、步驟三、步驟八、步驟九對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，提高了標(biāo)簽接入效率；通過步驟五的改進(jìn)，提高了標(biāo)簽接入的可靠性。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。圖1為本發(fā)明中多標(biāo)簽接入時(shí)閱讀器與標(biāo)簽交互流程，本發(fā)明的各步驟與圖中的位置對應(yīng)關(guān)系如下面的表格所示。本發(fā)明中各步驟圖1對應(yīng)位置<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>圖2為ISO18000-6中多標(biāo)簽接入時(shí)閱讀器與標(biāo)簽的交互流程。以下結(jié)合圖1和圖2，對本發(fā)明的方法與ISO18000-6的方法進(jìn)行對比，以便更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果。圖1的S3、S4,即本發(fā)明的步驟二、步驟三。通過開始接入指令，對標(biāo)簽進(jìn)行初始化，其中，不同于ISO18000-6之處是，在標(biāo)簽端，直接進(jìn)行0/l分裂；而在圖2中的S10，初始化是全0設(shè)置；這樣做的好處在于避免了第一次碰撞。本發(fā)明步驟五使用了成功確認(rèn)指令，特別是在指令中增加了與標(biāo)簽回復(fù)信息有關(guān)的信息，以便在標(biāo)簽端做發(fā)送成功確認(rèn)；這種確認(rèn)使得標(biāo)簽接入更加可靠，特別是當(dāng)多個(gè)標(biāo)簽回復(fù)，而只有一個(gè)標(biāo)簽被正確接收時(shí)，避免了其余標(biāo)簽的丟失。圖1中的S6a不同于圖2中的S12a,增加了"確認(rèn)失敗保持0，并回復(fù)"部分。本發(fā)明步驟八、步驟九中，即圖1的S5c、S6c。當(dāng)接收為空時(shí)，發(fā)送重新分裂的指令，使得標(biāo)簽端計(jì)數(shù)器為1的標(biāo)簽重新生成0/1,減少了碰撞；而在ISO18000-6的方法中，對應(yīng)圖2中的Slla、S12a，計(jì)數(shù)器減1，再碰撞，再重新生成0/1。下面以一個(gè)具體實(shí)例來說明本發(fā)明的方法，同時(shí)與ISO18000-6中的方法^:個(gè)對比。圖3中給出了5個(gè)標(biāo)簽的接入過程，其中左半部分為ISO18000-6的接入過程，右半部分為本發(fā)明的接入過程。對ISO18000-6的接入過程的簡單描述是(1)時(shí)隙，初始化，標(biāo)簽計(jì)數(shù)器全0;(2)時(shí)隙，00011，0回復(fù);(3)時(shí)隙，石並撞，并再次分裂為01122,0回復(fù)成功;(4)時(shí)隙，計(jì)數(shù)器減1為，0011;0回復(fù)；(5)時(shí)隙，碰撞，并重新分裂為1122,出現(xiàn)空時(shí)隙；(6)時(shí)隙，計(jì)凄t器減1,為0011，0回復(fù)；(7)時(shí)隙，石並撞，并重新分裂為0122,0回復(fù)成功；(8)時(shí)隙，計(jì)數(shù)器減l，為Oll,0回復(fù)成功；(9)時(shí)隙，計(jì)數(shù)器減1，為00，0回復(fù)；(10)時(shí)隙,石並撞，并重新分裂為01，0回復(fù)成功；(11)時(shí)隙,0回復(fù)成功；用11個(gè)時(shí)隙接入5個(gè)標(biāo)簽。本發(fā)明的方法接入過程簡單描述是:(1)時(shí)隙，初始化，標(biāo)簽直接分裂為00011,0回復(fù);(2)時(shí)隙，石並撞，再次分裂為01122,0回復(fù)成功；m時(shí)隙，計(jì)數(shù)器咸1為，0011;0回復(fù)；(4)時(shí)隙，碰撞，并重新分裂為1122，出現(xiàn)空時(shí)隙；(5)時(shí)隙，碰撞，并重新分裂為0122,O回復(fù)成功；(6)時(shí)隙，計(jì)數(shù)器減l,為Oll,O回復(fù)成功；(7)時(shí)隙，計(jì)數(shù)器減l，為OO,O回復(fù)；(8)時(shí)隙，石並撞，并重新分裂為Ol，O回復(fù)成功；(9)時(shí)隙，0回復(fù)成功；用9個(gè)時(shí)隙接入5個(gè)標(biāo)簽。從圖中可以看到對于5個(gè)標(biāo)簽的接入，ISO18000-6的方法用了11個(gè)時(shí)隙完成，而本發(fā)明的方法用了9個(gè)時(shí)隙完成。ISO18000-6的方法的(1)、(2)時(shí)隙的過程，通過本發(fā)明改進(jìn)在一個(gè)時(shí)隙直接分裂。當(dāng)接收為空時(shí)，即在ISO18000-6方法的第5個(gè)時(shí)隙后，首先通過SUCCESS指令使得計(jì)數(shù)器減1，得到時(shí)隙(6)的狀態(tài)，而后發(fā)送，碰撞，得到時(shí)隙(7)的狀態(tài)；而本發(fā)明的方法是發(fā)送重新分裂指令，對應(yīng)圖3右半部分的(4)、(5)，省掉了一個(gè)時(shí)隙。本發(fā)明使用了帶有確認(rèn)信息的成功確認(rèn)指令，其好處是，如圖3中(參見圖3左右兩邊各自的最后一個(gè)虛框部分)，ISO18000-6的方法的第(9)個(gè)時(shí)隙，當(dāng)兩個(gè)為0的標(biāo)簽同時(shí)回復(fù)，而一個(gè)接入成功，另一個(gè)因故未能接入，比如，信號弱，此時(shí)當(dāng)該標(biāo)簽收到SUCCESS指令時(shí)，便轉(zhuǎn)入其它狀態(tài)，而實(shí)際上該標(biāo)簽未^皮接入，因此而丟失。通過本發(fā)明的方法，采用成功確認(rèn)，如果未確認(rèn)成功，則繼續(xù)保持O,并回復(fù)，最終成功接入。權(quán)利要求1.一種用于射頻識別的多標(biāo)簽防碰撞方法，包括以下步驟(1)閱讀器選擇需要接入的標(biāo)簽，并發(fā)送開始接入標(biāo)簽指令，同時(shí)開始在規(guī)定的時(shí)間區(qū)間上接收來自標(biāo)簽的回復(fù)信息；(2)標(biāo)簽收到開始接入的指令后，初始化計(jì)數(shù)器并設(shè)置初值為0，并回復(fù)標(biāo)簽信息；(3)閱讀器正確接收標(biāo)簽回復(fù)信息時(shí)，向標(biāo)簽發(fā)送成功確認(rèn)指令；閱讀器接收為空時(shí)，向標(biāo)簽發(fā)送重新分裂指令；閱讀器錯(cuò)誤接收標(biāo)簽回復(fù)信息，向標(biāo)簽發(fā)送失敗確認(rèn)指令；閱讀器發(fā)送上述指令后進(jìn)入下一個(gè)時(shí)間區(qū)間接收；(4)當(dāng)標(biāo)簽收到成功確認(rèn)指令時(shí)對于已發(fā)送且接入成功的標(biāo)簽，則離開接入過程并不再響應(yīng)與接入相關(guān)的指令；未發(fā)送的標(biāo)簽，其計(jì)數(shù)器值減l;當(dāng)標(biāo)簽收到重新分裂指令時(shí)計(jì)數(shù)器值不為l的標(biāo)簽，其計(jì)數(shù)器值保持不變；計(jì)數(shù)器值為1的標(biāo)簽，啟動隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其中生成1的標(biāo)簽其計(jì)數(shù)器值保持不變，生成為0的標(biāo)簽其計(jì)數(shù)器值減1,并立即回復(fù)標(biāo)簽信息；當(dāng)標(biāo)簽收到失敗確認(rèn)指令時(shí)計(jì)數(shù)器值不為0的標(biāo)簽，其計(jì)數(shù)器值加1,計(jì)數(shù)器值為0的標(biāo)簽，啟動隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其中生成1的標(biāo)簽，其計(jì)數(shù)器加l，生成為0的標(biāo)簽，其計(jì)數(shù)器值保持不變并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(l)中，所述閱讀器通過發(fā)送選擇指令選擇需要接入的標(biāo)簽，所有標(biāo)簽收到選擇指令后進(jìn)行條件匹配，滿足條件的標(biāo)簽進(jìn)入接入過程。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)進(jìn)一步包括，被選擇的標(biāo)簽初始化計(jì)數(shù)器的同時(shí)啟動隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其中生成l的標(biāo)簽，其計(jì)數(shù)器加l,生成為0的標(biāo)簽，其計(jì)數(shù)器值保持不變并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述閱讀器發(fā)送的成功確認(rèn)指令中包含有正確接收到的標(biāo)簽的標(biāo)識信息，已發(fā)送的標(biāo)簽根據(jù)該標(biāo)志信息確認(rèn)自己是否接入成功。5.根據(jù)權(quán)利要求4所迷的方法，其特征在亍，所迷步驟(4)進(jìn)一步包括如果該標(biāo)簽已發(fā)送且確認(rèn)自己接入成功，則離開接入過程并不再響應(yīng)與接入相關(guān)的指令，如果該標(biāo)簽已發(fā)送但未確認(rèn)接入成功，則其計(jì)數(shù)器值保持0不變，并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的計(jì)數(shù)器有一定計(jì)數(shù)范圍。全文摘要一種用于射頻識別的多標(biāo)簽防碰撞方法，對現(xiàn)行的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO18000-6中BinaryTree方法進(jìn)行了改進(jìn)，在標(biāo)簽接入過程中，閱讀器根據(jù)接收標(biāo)簽回復(fù)信息的情況，除發(fā)送成功確認(rèn)指令或失敗確認(rèn)指令外，當(dāng)閱讀器接收為空時(shí)，還發(fā)送重新分裂指令，當(dāng)標(biāo)簽收到重新分裂指令時(shí)，計(jì)數(shù)器值不為1的標(biāo)簽，其計(jì)數(shù)器值保持不變；計(jì)數(shù)器值為1的標(biāo)簽，啟動隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其中生成1的標(biāo)簽其計(jì)數(shù)器值保持不變，生成為0的標(biāo)簽其計(jì)數(shù)器值減1，并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。本發(fā)明的方法提高了多標(biāo)簽接入的效率，并提高了標(biāo)簽接入的可靠性。文檔編號G06K7/00GK101145180SQ200610140170公開日2008年3月19日申請日期2006年10月10日優(yōu)先權(quán)日2006年10月10日發(fā)明者王宏剛申請人:中興通訊股份有限公司