專利名稱：：一種用于射頻識別的多標簽防碰撞方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及無線通信領域，特別是無線通信中的射頻識別領域。技術背景在射頻識別(RPID)技術的應用中，通常情況下是一個閱讀器對應多個電子標簽。當多個標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簽內的信息到閱讀器。因此，需要采取一定的機制避免碰撞或減少碰撞。在現(xiàn)行的國際標準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)將標簽回復的信道按時間劃分為若千間隔(該間隔稱為時隙)，并要求標簽選擇其中一個回復。在操作中，閱讀器通過指令給每個標簽一個發(fā)送概率(或者可選時隙的范圍)，標簽隨機的選擇并按時回復；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)間內重新選擇或發(fā)送，直至所有標簽全部接入閱讀器。BinaryTree方法的基本特征是，每個標簽有一個隨機數(shù)發(fā)生器，生成0或1;每個標簽有一個計數(shù)器，當計數(shù)器的值為0時，標簽回復。其操作方法是，閱讀器發(fā)送指令使所有標簽開始回復，標簽在收到指令后，首先由隨機數(shù)發(fā)生器生成0或1，這樣將要回復的標簽分成兩個子集(隨機數(shù)為0和1);隨機數(shù)為0的標簽立即回復，隨機數(shù)為1的標簽將計數(shù)器值設為1;若沒有碰撞并回復成功，則閱讀器發(fā)送指令確認，并使得標簽計數(shù)器值減l;若標簽碰撞，閱讀器發(fā)送指令，使標簽計數(shù)器值加l;如此循環(huán)直到所有標簽全部成功回復。上述BinaryTree防碰撞方法，標簽回復次數(shù)過多，導致多標簽的接入效率較低，并且會發(fā)生接入標簽丟失，可靠性較低
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種用于射頻識別的多標簽防碰撞方法，克服上述BinaryTree方法中存在的缺陷，使得標簽回復次數(shù)減少，提高多標簽的接入效率，并且簡化操作，同時增加標簽接入的可靠性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案一種用于射頻識別的多標簽防碰撞方法，包括以下步驟(1)閱讀器選擇需要接入的標簽，并發(fā)送開始接入標簽指令，同時開始在規(guī)定的時間區(qū)間上接收來自標簽的回復信息；(2)標簽收到開始接入的指令后，初始化計數(shù)器并設置初值為0,并回復標簽信息；(3)閱讀器正確接收標簽回復信息時，向標簽發(fā)送成功確認指令；閱讀器接收為空時，向標簽發(fā)送重新分裂指令；閱讀器錯誤接收標簽回復信息，向標簽發(fā)送失敗確認指令；閱讀器發(fā)送上述指令后進入下一個時間區(qū)間接收；(4)當標簽收到成功確認指令時對于已發(fā)送且接入成功的標簽，則離開接入過程并不再響應與接入相關的指令；未發(fā)送的標簽，其計數(shù)器值減l;當標簽收到重新分裂指令時計數(shù)器值不為l的標簽，其計數(shù)器值保持不變；計數(shù)器值為1的標簽，啟動隨機數(shù)發(fā)生器，其中生成1的標簽其計數(shù)器值保持不變，生成為0的標簽其計數(shù)器值減1，并立即回復標簽信息；當標簽收到失敗確認指令時計數(shù)器值不為0的標簽，其計數(shù)器值加l，計數(shù)器值為0的標簽，啟動隨機數(shù)發(fā)生器，其中生成l的標簽，其計數(shù)器加l，生成為0的標簽，其計數(shù)器值保持不變并立即回復標簽信息。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簽，所有標簽收到選擇指令后進行條件匹配，滿足條件的標簽進入接入過程。上述步驟(2)進一步包括，被選擇的標簽初始化計數(shù)器的同時啟動隨機數(shù)發(fā)生器，所有生成1的標簽使計數(shù)器加1,所有生成為0的標簽，計數(shù)器值保持不變并立即回復標簽信息。所述閱讀器發(fā)送的成功確認指令中包含有正確接收到的標簽的標識信息，已發(fā)送的標簽根據(jù)該標志信息確認自己是否接入成功；如果該標簽已發(fā)送且確認自己接入成功，則離開接入過程并不再響應與接入相關的指令，如果該標簽已發(fā)送但未確認接入成功，則其計數(shù)器值保持0不變，并立即回復標簽信息。本發(fā)明提供的方法，同現(xiàn)有技術相比，簡化了操作步驟，對第一次接入的標簽，直接啟動隨機數(shù)發(fā)生器，分裂為0/l子集，提高了標簽接入效率；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，進一步提高了標簽接入效率；并且閱讀器通過發(fā)送成功確認指令，避免異常情況下的標簽丟失，提高了標簽接入的可靠性。圖1為本發(fā)明中多標簽接入時閱讀器與標簽的交互流程圖2為ISO18000-6中多標簽接入時閱讀器與標簽的交互流程圖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BinaryTree進行了有效改進，提高了標簽接入效率和可靠性。采用本發(fā)明的方法進行多標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)域的標簽進行選擇。閱讀器發(fā)送選擇指令，所有標簽收到選擇指令后進行條件匹配，滿足條件的標簽進入接入過程。步驟二、閱讀器發(fā)送開始接入指令。閱讀器發(fā)送指令開始接入標簽，并對標簽進行初始化設置，同時開始在規(guī)定的時間區(qū)間上接收來自標簽的信號。步驟三、標簽收到開始接入的指令后，初始化計數(shù)器并設置初值為0，并回復標簽信息。上述步驟中，可在標簽初始化計數(shù)器的同時啟動隨機數(shù)發(fā)生器，其中生成1的標簽使計數(shù)器加1，生成為0的標簽，計數(shù)器值保持不變(計數(shù)器值為o),并立即回復標簽信息。上述標簽的計數(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)間中正確接收標簽的回復信息，閱讀器發(fā)送成功確認指令，并進入下一個時間區(qū)間接收。步驟五中，當標簽收到成功確認指令時，發(fā)送的標簽確認成功后離開接入過程，并不再響應與接入相關的指令。未發(fā)送的標簽(即計數(shù)器值不為0的標簽)，計數(shù)器值減i。上述步驟五中，當發(fā)送標簽多于一個時，由于電磁環(huán)境和信號變化的因素，可能出現(xiàn)只有一個標簽的回復信息被正確接收的異常情況；因此，當發(fā)送的標簽無法完成成功確認，其計數(shù)器值保持不變(計數(shù)器值為0)，并立即回復標簽信息。上述步驟五中，閱讀器發(fā)送的成功確認指令中包含正確接收到的標簽相關信息，已發(fā)送的標簽依此確認是否接入成功。步驟六、若閱讀器在規(guī)定時間區(qū)間上錯誤接收標簽回復信息，閱讀器發(fā)送失敗確認指令，并進入下一個時間區(qū)間接收。步驟七、當標簽收到失敗確認指令時，計數(shù)器值不為0的標簽，計數(shù)器值加l。計數(shù)器值為O的標簽，啟動隨機數(shù)發(fā)生器。所有生成l的標簽使計數(shù)器加1;所有生成為0的標簽，計數(shù)器值保持不變(計數(shù)器值為0)，并立即回復標簽信息。步驟八、若閱讀器在規(guī)定時間區(qū)間上未收到標簽回復信息，即接收為空時，發(fā)送重新分裂指令，并進入下一個時間區(qū)間接收。步驟九、當標簽收到重新分裂的指令時，計數(shù)器值不為1的標簽，計數(shù)器值保持不變。計數(shù)器為1的標簽，啟動隨機數(shù)發(fā)生器。所有生成1的標簽使計數(shù)器值保持不變；所有生成為0的標簽，計數(shù)器值減1(變?yōu)?),并立即回復標簽〗言息。上述步驟二、步驟三、步驟八、步驟九對現(xiàn)有技術進行了改進，提高了標簽接入效率；通過步驟五的改進，提高了標簽接入的可靠性。以下結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步說明。圖1為本發(fā)明中多標簽接入時閱讀器與標簽交互流程，本發(fā)明的各步驟與圖中的位置對應關系如下面的表格所示。本發(fā)明中各步驟圖1對應位置<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>圖2為ISO18000-6中多標簽接入時閱讀器與標簽的交互流程。以下結合圖1和圖2，對本發(fā)明的方法與ISO18000-6的方法進行對比，以便更清楚地理解本發(fā)明的技術方案和有益效果。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，對標簽進行初始化，其中，不同于ISO18000-6之處是，在標簽端，直接進行0/l分裂；而在圖2中的S10，初始化是全0設置；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指令，特別是在指令中增加了與標簽回復信息有關的信息，以便在標簽端做發(fā)送成功確認；這種確認使得標簽接入更加可靠，特別是當多個標簽回復，而只有一個標簽被正確接收時，避免了其余標簽的丟失。圖1中的S6a不同于圖2中的S12a,增加了"確認失敗保持0，并回復"部分。本發(fā)明步驟八、步驟九中，即圖1的S5c、S6c。當接收為空時，發(fā)送重新分裂的指令，使得標簽端計數(shù)器為1的標簽重新生成0/1,減少了碰撞；而在ISO18000-6的方法中，對應圖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^:個對比。圖3中給出了5個標簽的接入過程，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，標簽計數(shù)器全0;(2)時隙，00011，0回復;(3)時隙，石並撞，并再次分裂為01122,0回復成功;(4)時隙，計數(shù)器減1為，0011;0回復；(5)時隙，碰撞，并重新分裂為1122,出現(xiàn)空時隙；(6)時隙，計凄t器減1,為0011，0回復；(7)時隙，石並撞，并重新分裂為0122,0回復成功；(8)時隙，計數(shù)器減l，為Oll,0回復成功；(9)時隙，計數(shù)器減1，為00，0回復；(10)時隙,石並撞，并重新分裂為01，0回復成功；(11)時隙,0回復成功；用11個時隙接入5個標簽。本發(fā)明的方法接入過程簡單描述是:(1)時隙，初始化，標簽直接分裂為00011,0回復;(2)時隙，石並撞，再次分裂為01122,0回復成功；m時隙，計數(shù)器咸1為，0011;0回復；(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回復成功；(6)時隙，計數(shù)器減l,為Oll,O回復成功；(7)時隙，計數(shù)器減l，為OO,O回復；(8)時隙，石並撞，并重新分裂為Ol，O回復成功；(9)時隙，0回復成功；用9個時隙接入5個標簽。從圖中可以看到對于5個標簽的接入，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)明改進在一個時隙直接分裂。當接收為空時，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)明使用了帶有確認信息的成功確認指令，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，當兩個為0的標簽同時回復，而一個接入成功，另一個因故未能接入，比如，信號弱，此時當該標簽收到SUCCESS指令時，便轉入其它狀態(tài)，而實際上該標簽未^皮接入，因此而丟失。通過本發(fā)明的方法，采用成功確認，如果未確認成功，則繼續(xù)保持O,并回復，最終成功接入。權利要求1.一種用于射頻識別的多標簽防碰撞方法，包括以下步驟(1)閱讀器選擇需要接入的標簽，并發(fā)送開始接入標簽指令，同時開始在規(guī)定的時間區(qū)間上接收來自標簽的回復信息；(2)標簽收到開始接入的指令后，初始化計數(shù)器并設置初值為0，并回復標簽信息；(3)閱讀器正確接收標簽回復信息時，向標簽發(fā)送成功確認指令；閱讀器接收為空時，向標簽發(fā)送重新分裂指令；閱讀器錯誤接收標簽回復信息，向標簽發(fā)送失敗確認指令；閱讀器發(fā)送上述指令后進入下一個時間區(qū)間接收；(4)當標簽收到成功確認指令時對于已發(fā)送且接入成功的標簽，則離開接入過程并不再響應與接入相關的指令；未發(fā)送的標簽，其計數(shù)器值減l;當標簽收到重新分裂指令時計數(shù)器值不為l的標簽，其計數(shù)器值保持不變；計數(shù)器值為1的標簽，啟動隨機數(shù)發(fā)生器，其中生成1的標簽其計數(shù)器值保持不變，生成為0的標簽其計數(shù)器值減1,并立即回復標簽信息；當標簽收到失敗確認指令時計數(shù)器值不為0的標簽，其計數(shù)器值加1,計數(shù)器值為0的標簽，啟動隨機數(shù)發(fā)生器，其中生成1的標簽，其計數(shù)器加l，生成為0的標簽，其計數(shù)器值保持不變并立即回復標簽信息。2.根據(jù)權利要求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簽，所有標簽收到選擇指令后進行條件匹配，滿足條件的標簽進入接入過程。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)進一步包括，被選擇的標簽初始化計數(shù)器的同時啟動隨機數(shù)發(fā)生器，其中生成l的標簽，其計數(shù)器加l,生成為0的標簽，其計數(shù)器值保持不變并立即回復標簽信息。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述閱讀器發(fā)送的成功確認指令中包含有正確接收到的標簽的標識信息，已發(fā)送的標簽根據(jù)該標志信息確認自己是否接入成功。5.根據(jù)權利要求4所迷的方法，其特征在亍，所迷步驟(4)進一步包括如果該標簽已發(fā)送且確認自己接入成功，則離開接入過程并不再響應與接入相關的指令，如果該標簽已發(fā)送但未確認接入成功，則其計數(shù)器值保持0不變，并立即回復標簽信息。6.根據(jù)權利要求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簽防碰撞方法，對現(xiàn)行的國際標準ISO18000-6中BinaryTree方法進行了改進，在標簽接入過程中，閱讀器根據(jù)接收標簽回復信息的情況，除發(fā)送成功確認指令或失敗確認指令外，當閱讀器接收為空時，還發(fā)送重新分裂指令，當標簽收到重新分裂指令時，計數(shù)器值不為1的標簽，其計數(shù)器值保持不變；計數(shù)器值為1的標簽，啟動隨機數(shù)發(fā)生器，其中生成1的標簽其計數(shù)器值保持不變，生成為0的標簽其計數(shù)器值減1，并立即回復標簽信息。本發(fā)明的方法提高了多標簽接入的效率，并提高了標簽接入的可靠性。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