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(RFID)技術(shù)的應(yīng)用中，通常情況下是一個閱讀器對應(yīng) 多個電子標(biāo)簽。當(dāng)多個標(biāo)簽同時接入閱讀器時，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，需要采取一定的機制避免碰撞或 減少碰撞。在現(xiàn)行的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 18000-6中，采用了 ALOHA和Binary Tree的 方法解決碰撞。ALOHA的基本特征是，系統(tǒng)將標(biāo)簽回復(fù)的信道按時間劃 分為若干間隔(該間隔稱為時隙)，并要求標(biāo)簽選擇其中一個回復(fù)。在操 作中，閱讀器通過指令給每個標(biāo)簽一個發(fā)送概率(或者可選時隙的范圍)， 標(biāo)簽隨機的選擇并按時回復(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。Binary Tree 方法的基本特征是，每個標(biāo)簽有一個隨機數(shù)發(fā)生器，生成0或1;每個標(biāo) 簽有一個計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)器的值為0時，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)簽分成兩個子集(隨機數(shù)為0和1); 隨機數(shù)為0的標(biāo)簽立即回復(fù)，隨機數(shù)為1的標(biāo)簽將計數(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Binary Tree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，克服上迷Binary Tree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，同時增加標(biāo)簽接入的可靠性。為實現(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)簽防石並撞方法，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 開始在規(guī)定的時間區(qū)間上接收來自標(biāo)簽的回復(fù)信息；(2) 被選擇的標(biāo)簽收到開始接入的指令后，初始化計數(shù)器并設(shè)置初 值為0，并回復(fù)標(biāo)簽信息；(3) 閱讀器根據(jù)在規(guī)定的時間區(qū)間接收標(biāo)簽回復(fù)信息的情況，向標(biāo) 簽發(fā)送包含有正確接收到的標(biāo)簽的標(biāo)識信息的成功接入確認(rèn)指令，或失敗 確認(rèn)指令；閱讀器發(fā)送上述指令后進(jìn)入下一個時間區(qū)間接收；(4) 當(dāng)標(biāo)簽收到成功接入確認(rèn)指令時如果該標(biāo)簽已發(fā)送且確認(rèn)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，則其計數(shù)器值保持不變，并立即回復(fù)標(biāo)簽信息；如 果該標(biāo)簽未發(fā)送，其計數(shù)器值減l;當(dāng)標(biāo)簽收到失敗確認(rèn)指令時對于計 數(shù)器值不為O的標(biāo)簽，其計數(shù)器值加l;對于計數(shù)器值為0的標(biāo)簽，啟動 隨機數(shù)發(fā)生器，其中生成l的標(biāo)簽，其計數(shù)器加l,生成為0的標(biāo)簽，其 計數(shù)器值保持不變并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。上述述步驟(1)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)一步可包括，被選擇的標(biāo)簽初始化計數(shù)器的同時啟 動隨機數(shù)發(fā)生器，其中生成1的標(biāo)簽使計數(shù)器加1，生成為0的標(biāo)簽，計 數(shù)器值保持不變并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。上述步驟(3)中，當(dāng)閱讀器正確接收標(biāo)簽回復(fù)信息或接收為空時， 向標(biāo)簽發(fā)送成功接入確認(rèn)指令，當(dāng)閱讀器錯誤接收標(biāo)簽回復(fù)信息時，向標(biāo)
簽發(fā)送失敗確認(rèn)指令。上述步驟(3)中，當(dāng)閱讀器接收為空時，還可向標(biāo)簽發(fā)送重新分裂 指令。當(dāng)標(biāo)簽收到重新分裂的指令時，計數(shù)器值不為l的標(biāo)薟，計數(shù)器值 保持不變；計數(shù)器值為l的標(biāo)簽，啟動隨機數(shù)發(fā)生器，其中生成l的標(biāo)簽 使計數(shù)器值保持不變，生成為0的標(biāo)簽，計數(shù)器值減l,并立即回復(fù)標(biāo)簽義士臺 1呂。上述步驟(4)中，已發(fā)送的標(biāo)簽根據(jù)所述成功接入確認(rèn)指令中包含 的正確接收到的標(biāo)簽的標(biāo)識信息確認(rèn)自己是否發(fā)送成功。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，也直接啟動隨機數(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。附困說明

圖1為本發(fā)明中多標(biāo)簽接入時閱讀器與標(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)明防碰撞方法的實例對比具體實施方式
本發(fā)明對Binary Tree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，同時開始在規(guī)定的時間區(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，標(biāo)簽可在初始化計數(shù)器的同時啟動隨機數(shù)發(fā)生器，其中生成1的標(biāo)簽使計數(shù)器加1,生成為0的標(biāo)簽，計數(shù)器值保持不變(計數(shù) 器值為o)，并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。上述標(biāo)簽為上述步驟一中被選擇的標(biāo)簽。上述標(biāo)簽的計數(shù)器有一定計數(shù)范圍的；隨機數(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)送成功接入確認(rèn)指令，并進(jìn)入下一個時間區(qū)間接收。步驟五中，當(dāng)標(biāo)簽收到成功接入確認(rèn)指令時，已發(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(即計數(shù) 器值不為0的標(biāo)簽)，計數(shù)器值減l。上述步驟五中，閱讀器發(fā)送的成功接入確認(rèn)指令中包含正確接收到的 標(biāo)簽的標(biāo)志信息，發(fā)送標(biāo)簽依此確認(rèn)自己是否接入成功。因為當(dāng)發(fā)送標(biāo)簽 多于一個時，由于電磁環(huán)境和信號變化的因素，可能出現(xiàn)只有一個標(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)簽無法完成成功接入 確認(rèn)時，其計數(shù)器值保持不變(計數(shù)器值為0),并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。 這樣能提高標(biāo)簽發(fā)送的可靠性，避免丟失。步驟六、若閱讀器在規(guī)定時間區(qū)間上錯誤接收標(biāo)簽回復(fù)信息，閱讀器 發(fā)送失敗確認(rèn)指令，并進(jìn)入下一個時間區(qū)間接收。步驟七、當(dāng)標(biāo)簽收到失敗確認(rèn)指令時，計數(shù)器值不為0的標(biāo)簽，計數(shù) 器值加1。計數(shù)器值為0的標(biāo)簽，啟動隨機數(shù)發(fā)生器。所有生成1的標(biāo)簽 使計數(shù)器加1;所有生成為0的標(biāo)簽，計數(shù)器值保持不變(計數(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)定時間區(qū)間上未收到標(biāo)簽回復(fù)信息，即接收為 空時，可發(fā)送重新分裂指令，并進(jìn)入下一個時間區(qū)間接收。
步驟九、當(dāng)標(biāo)簽收到重新分裂的指令時，計數(shù)器值不為1的標(biāo)簽，計 數(shù)器值保持不變。計數(shù)器為1的標(biāo)簽，啟動隨機數(shù)發(fā)生器。所有生成1的標(biāo)簽使計數(shù)器值保持不變；所有生成為0的標(biāo)簽，計數(shù)器值減l(變?yōu)?), 并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進(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)位置步驟一Sl、 S2步驟二S3步驟三S4步驟四S5a步驟五S6a步驟六S5b步驟七S6b步驟八S5c步驟九S6c圖2為ISO18000-6中多標(biāo)簽接入時閱讀器與標(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)方案和有益效杲。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)多個標(biāo)簽回復(fù)，而只有一個標(biāo)簽被正確接收時，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O,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，發(fā) 送重新分裂的指令，使得標(biāo)簽端計數(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,計數(shù)器減 1，再碰撞，再重新生成0/1。下面以一個具體實例來說明本發(fā)明的方法，同時與ISO18000-6中的方法做個對比。圖3中給出了 5個標(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)時隙，初始化，標(biāo)簽計數(shù)器全0;(2)時隙，00011, 0回復(fù);(3)時隙，碰撞，并再次分裂為01122， 0回復(fù)成功;(4)時隙，計數(shù)器減1為，0011; 0回復(fù)；(5)時隙，碰撞，并重新分裂為1122,出現(xiàn)空時隙；(6)時隙，計數(shù)器減1，為0011, 0回復(fù)；(7)時隙，石並^幢，并重新分裂為0122， 0回復(fù)成功；(8)時隙，計數(shù)器減l,為Oll， 0回復(fù)成功；(9)時隙，計數(shù)器減1，為00， 0回復(fù)；(10) 時隙，碰撞，并重新分裂為01, 0回復(fù)成功;(11) 時隙，0回復(fù)成功； 用11個時隙接入5個標(biāo)簽。
本發(fā)明的方法接入過程簡單描述是:(1)時隙，初始化，標(biāo)簽直接分裂為00011， 0回復(fù);(2)時隙，碰撞，再次分裂為01122， 0回復(fù)成功；(3)時隙，計數(shù)器減1為，0011; 0回復(fù)；(4)時隙，碰撞，并重新分裂為1122，出現(xiàn)空時隙；(5)時隙，碰撞，并重新分裂為0122, O回復(fù)成功；(6)時隙，計數(shù)器減l,為Oll, O回復(fù)成功；(7)時隙，計數(shù)器減1,為00, O回復(fù)；(8)時隙，碰撞，并重新分裂為Ol, O回復(fù)成功；(9)時隙，0回復(fù)成功；用9個時隙接入5個標(biāo)簽。 從圖中可以看到對于5個標(biāo)簽的接入，ISO18000-6的方法用了 11個時隙完成，而本 發(fā)明的方法用了 9個時隙完成。ISO18000-6的方法的(1) 、 (2)時隙的過程，通過本發(fā)明改進(jìn)在 一個時隙直接分裂。當(dāng)接收為空時，即在ISO18000-6方法的第5個時隙后，首先通過 SUCCESS指令使得計數(shù)器減1，得到時隙(6)的狀態(tài)，而后發(fā)送，碰撞， 得到時隙(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),省掉了一個時隙。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虛框部分)，ISO18000-6的方法的第(9) 個時隙，當(dāng)兩個為0的標(biāo)簽同時回復(fù)，而一個接入成功，另一個因故未能 接入，比如，信號弱，此時當(dāng)該標(biāo)簽收到SUCCESS指令時，便轉(zhuǎn)入其它 狀態(tài)，而實際上該標(biāo)簽未被接入，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。通過上述實施例可以看出，本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，提高了標(biāo)簽回復(fù) 的可靠性，避免了接入標(biāo)簽丟失，同時，本發(fā)明還可減少標(biāo)簽接入次數(shù)， 提高多標(biāo)簽接入的效率。上述實施例僅僅是為說明本發(fā)明的技術(shù)方案而提供的一個較佳實施 方式，本發(fā)明的技術(shù)方案還可以有多種其它的實施方式，這些實施方式均 應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種用于射頻識別的多標(biāo)簽防碰撞方法，包括以下歩驟(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 開始在規(guī)定的時間區(qū)間上接收來自標(biāo)簽的回復(fù)信息；(2) 被選擇的標(biāo)簽收到開始接入的指令后，初始化計數(shù)器并設(shè)置初 值為O,并回復(fù)標(biāo)簽信息；(3) 閱讀器根據(jù)在規(guī)定的時間區(qū)間接收標(biāo)簽回復(fù)信息的情況，向標(biāo) 簽發(fā)送包含有正確接收到的標(biāo)簽的標(biāo)識信息的成功接入確認(rèn)指令，或失敗 確認(rèn)指令；閱讀器發(fā)送上述指令后進(jìn)入下一個時間區(qū)間接收；(4) 當(dāng)標(biāo)簽收到成功接入確認(rèn)指令時如果該標(biāo)簽已發(fā)送且確認(rèn)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，則其計數(shù)器值保持不變，并立即回復(fù)標(biāo)簽信息；如 果該標(biāo)簽未發(fā)送，其計數(shù)器值減l;當(dāng)標(biāo)簽收到失敗確認(rèn)指令時對于計 數(shù)器值不為0的標(biāo)簽，其計數(shù)器值加1;對于計數(shù)器值為0的標(biāo)簽，啟動 隨機數(shù)發(fā)生器，其中生成l的標(biāo)簽，其計數(shù)器加l,生成為0的標(biāo)簽，其 計凄t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(1)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)簽初始化計數(shù)器的同時，啟動隨機數(shù)發(fā)生器，其中生成1的標(biāo)簽，其計數(shù)器加1,生成為0的標(biāo)簽，其計數(shù)器值保持0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，所述步驟(3)中，當(dāng) 閱讀器正確接收標(biāo)簽回復(fù)信息或接收為空時，向標(biāo)簽發(fā)送成功接入確認(rèn)指 令，當(dāng)閱讀器錯誤接收標(biāo)簽回復(fù)信息時，向標(biāo)簽發(fā)送失敗確認(rèn)指令。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)中，已發(fā)送的標(biāo)簽根據(jù)所述成功接入確認(rèn)指令中包含的接收到的標(biāo)簽的標(biāo)識信 息確認(rèn)自己是否接入成功。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)進(jìn)一步 包括，閱讀器根據(jù)在規(guī)定的時間區(qū)間接收標(biāo)簽回復(fù)信息的情況，還向標(biāo)簽 發(fā)送重新分裂指令。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，當(dāng)閱讀器接收為空時， 向標(biāo)簽發(fā)送重新分裂指令。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)進(jìn)一步 包括當(dāng)標(biāo)簽收到重新分裂的指令時，計數(shù)器值不為1的標(biāo)簽，計數(shù)器值 保持不變；計數(shù)器值為1的標(biāo)簽，啟動隨機數(shù)發(fā)生器，其中生成1的標(biāo)簽 使計數(shù)器值保持不變，生成為0的標(biāo)簽，計數(shù)器值減l，并立即回復(fù)標(biāo)簽信息。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的計數(shù)器有一定 計數(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，閱讀器首先選擇需要接入的標(biāo)簽，并發(fā)送開始接入標(biāo)簽指令，標(biāo)簽收到開始接入的指令后，啟動隨機數(shù)發(fā)生器，所有生成1的標(biāo)簽使計數(shù)器加1；所有生成為0的標(biāo)簽，計數(shù)器值保持不變并立即回復(fù)標(biāo)簽信息；閱讀器根據(jù)接收標(biāo)簽回復(fù)信息的情況，發(fā)送接入成功確認(rèn)指令，或失敗確認(rèn)指令，已發(fā)送且確認(rèn)接入成功的標(biāo)簽離開接入過程，未確認(rèn)接入成功的標(biāo)簽，其計數(shù)器值保持為0，并立即回復(fù)標(biāo)簽信息；未發(fā)送的標(biāo)簽，其計數(shù)器值減1；當(dāng)標(biāo)簽收到失敗確認(rèn)指令時，對于計數(shù)器值不為0的標(biāo)簽，其計數(shù)器值加1，對于計數(shù)器值為0的標(biāo)簽，啟動隨機數(shù)發(fā)生器，其中生成1的標(biāo)簽，其計數(shù)器加1，生成為0的標(biāo)簽立即回復(fù)標(biāo)簽信息。
文檔編號G06K7/00GK101145181SQ20061014017
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