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(RFID)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。在現行的國際標準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)將標簽回復的信道按時間劃 分為若干間隔(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。Binary Tree 方法的基本特征是，每個標簽有一個隨機數發(fā)生器，生成0或1;每個標 簽有一個計數器，當計數器的值為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(隨機數為0和1); 隨機數為0的標簽立即回復，隨機數為1的標簽將計數器值設為1;若沒 有碰撞并回復成功，則閱讀器發(fā)送指令確認，并使得標簽計數器值減l; 若標簽碰撞，閱讀器發(fā)送指令，使標簽計數器值加l;如此循環(huán)直到所有 標簽全部成功回復。上述Binary Tree防碰撞方法，標簽回復次數過多，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，克服上迷Binary Tree方法中存在的缺陷，使得標簽回復次數減少，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石並撞方法，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) 被選擇的標簽收到開始接入的指令后，初始化計數器并設置初 值為0，并回復標簽信息；(3) 閱讀器根據在規(guī)定的時間區(qū)間接收標簽回復信息的情況，向標 簽發(fā)送包含有正確接收到的標簽的標識信息的成功接入確認指令，或失敗 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) 當標簽收到成功接入確認指令時如果該標簽已發(fā)送且確認接 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，則其計數器值保持不變，并立即回復標簽信息；如 果該標簽未發(fā)送，其計數器值減l;當標簽收到失敗確認指令時對于計 數器值不為O的標簽，其計數器值加l;對于計數器值為0的標簽，啟動 隨機數發(fā)生器，其中生成l的標簽，其計數器加l,生成為0的標簽，其 計數器值保持不變并立即回復標簽信息。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)進一步可包括，被選擇的標簽初始化計數器的同時啟 動隨機數發(fā)生器，其中生成1的標簽使計數器加1，生成為0的標簽，計 數器值保持不變并立即回復標簽信息。上述步驟(3)中，當閱讀器正確接收標簽回復信息或接收為空時， 向標簽發(fā)送成功接入確認指令，當閱讀器錯誤接收標簽回復信息時，向標
簽發(fā)送失敗確認指令。上述步驟(3)中，當閱讀器接收為空時，還可向標簽發(fā)送重新分裂 指令。當標簽收到重新分裂的指令時，計數器值不為l的標薟，計數器值 保持不變；計數器值為l的標簽，啟動隨機數發(fā)生器，其中生成l的標簽 使計數器值保持不變，生成為0的標簽，計數器值減l,并立即回復標簽義士臺 1呂。上述步驟(4)中，已發(fā)送的標簽根據所述成功接入確認指令中包含 的正確接收到的標簽的標識信息確認自己是否發(fā)送成功。本發(fā)明提供的方法，同現有技術相比，簡化了操作步驟，對第一次接 入的標簽，直接啟動隨機數發(fā)生器，分裂為0/l子集，提高了標簽接入效 率；對出現閱讀器接收為空時，也直接啟動隨機數發(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。附困說明

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Binary Tree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，初始化計數器并設置初值為0, 并回復標簽信息。上述步驟中，標簽可在初始化計數器的同時啟動隨機數發(fā)生器，其中生成1的標簽使計數器加1,生成為0的標簽，計數器值保持不變(計數 器值為o)，并立即回復標簽信息。上述標簽為上述步驟一中被選擇的標簽。上述標簽的計數器有一定計數范圍的；隨機數發(fā)生器啟動的結果是產 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)送成功接入確認指令，并進入下一個時間區(qū)間接收。步驟五中，當標簽收到成功接入確認指令時，已發(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 器值不為0的標簽)，計數器值減l。上述步驟五中，閱讀器發(fā)送的成功接入確認指令中包含正確接收到的 標簽的標志信息，發(fā)送標簽依此確認自己是否接入成功。因為當發(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接入 確認時，其計數器值保持不變(計數器值為0),并立即回復標簽信息。 這樣能提高標簽發(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，計數器值不為0的標簽，計數 器值加1。計數器值為0的標簽，啟動隨機數發(fā)生器。所有生成1的標簽 使計數器加1;所有生成為0的標簽，計數器值保持不變(計數器值為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，可發(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，計數器值不為1的標簽，計 數器值保持不變。計數器為1的標簽，啟動隨機數發(fā)生器。所有生成1的標簽使計數器值保持不變；所有生成為0的標簽，計數器值減l(變?yōu)?), 并立即回復標簽信息。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O,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，標簽計數器全0;(2)時隙，00011, 0回復;(3)時隙，碰撞，并再次分裂為01122， 0回復成功;(4)時隙，計數器減1為，0011; 0回復；(5)時隙，碰撞，并重新分裂為1122,出現空時隙；(6)時隙，計數器減1，為0011, 0回復；(7)時隙，石並^幢，并重新分裂為0122， 0回復成功；(8)時隙，計數器減l,為Oll， 0回復成功；(9)時隙，計數器減1，為00， 0回復；(10) 時隙，碰撞，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，碰撞，再次分裂為01122， 0回復成功；(3)時隙，計數器減1為，0011; 0回復；(4)時隙，碰撞，并重新分裂為1122，出現空時隙；(5)時隙，碰撞，并重新分裂為0122, O回復成功；(6)時隙，計數器減l,為Oll, O回復成功；(7)時隙，計數器減1,為00, O回復；(8)時隙，碰撞，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)，而實際上該標簽未被接入，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。通過上述實施例可以看出，本發(fā)明同現有技術相比，提高了標簽回復 的可靠性，避免了接入標簽丟失，同時，本發(fā)明還可減少標簽接入次數， 提高多標簽接入的效率。上述實施例僅僅是為說明本發(fā)明的技術方案而提供的一個較佳實施 方式，本發(fā)明的技術方案還可以有多種其它的實施方式，這些實施方式均 應屬于本發(fā)明的權利要求的保護范圍。
權利要求
1. 一種用于射頻識別的多標簽防碰撞方法，包括以下歩驟(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) 被選擇的標簽收到開始接入的指令后，初始化計數器并設置初 值為O,并回復標簽信息；(3) 閱讀器根據在規(guī)定的時間區(qū)間接收標簽回復信息的情況，向標 簽發(fā)送包含有正確接收到的標簽的標識信息的成功接入確認指令，或失敗 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) 當標簽收到成功接入確認指令時如果該標簽已發(fā)送且確認接 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，則其計數器值保持不變，并立即回復標簽信息；如 果該標簽未發(fā)送，其計數器值減l;當標簽收到失敗確認指令時對于計 數器值不為0的標簽，其計數器值加1;對于計數器值為0的標簽，啟動 隨機數發(fā)生器，其中生成l的標簽，其計數器加l,生成為0的標簽，其 計凄t器值保持不變并立即回復標簽信息。
2. 根據權利要求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器的同時，啟動隨機數發(fā)生器，其中生成1的標簽，其計數器加1,生成為0的標簽，其計數器值保持0不變并立 即回復標簽信息。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，當 閱讀器正確接收標簽回復信息或接收為空時，向標簽發(fā)送成功接入確認指 令，當閱讀器錯誤接收標簽回復信息時，向標簽發(fā)送失敗確認指令。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)中，已發(fā)送的標簽根據所述成功接入確認指令中包含的接收到的標簽的標識信 息確認自己是否接入成功。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)進一步 包括，閱讀器根據在規(guī)定的時間區(qū)間接收標簽回復信息的情況，還向標簽 發(fā)送重新分裂指令。
7. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，當閱讀器接收為空時， 向標簽發(fā)送重新分裂指令。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)進一步 包括當標簽收到重新分裂的指令時，計數器值不為1的標簽，計數器值 保持不變；計數器值為1的標簽，啟動隨機數發(fā)生器，其中生成1的標簽 使計數器值保持不變，生成為0的標簽，計數器值減l，并立即回復標簽信息。
9. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的計數器有一定 計數范圍。
全文摘要
一種用于射頻識別的多標簽防碰撞方法，閱讀器首先選擇需要接入的標簽，并發(fā)送開始接入標簽指令，標簽收到開始接入的指令后，啟動隨機數發(fā)生器，所有生成1的標簽使計數器加1；所有生成為0的標簽，計數器值保持不變并立即回復標簽信息；閱讀器根據接收標簽回復信息的情況，發(fā)送接入成功確認指令，或失敗確認指令，已發(fā)送且確認接入成功的標簽離開接入過程，未確認接入成功的標簽，其計數器值保持為0，并立即回復標簽信息；未發(fā)送的標簽，其計數器值減1；當標簽收到失敗確認指令時，對于計數器值不為0的標簽，其計數器值加1，對于計數器值為0的標簽，啟動隨機數發(fā)生器，其中生成1的標簽，其計數器加1，生成為0的標簽立即回復標簽信息。
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