專利名稱：一種自適應(yīng)退避機(jī)制的rfid防碰撞方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射頻識別(RFID)系統(tǒng)中標(biāo)簽防碰撞方法，具體涉及一種自適應(yīng)退避機(jī)制的RFID防碰撞方法。
背景技術(shù)：
射頻識別(RadioFrequency Identif ication,縮寫 RFID),是一項(xiàng)利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的的技術(shù)。RFID的基本組成部分有如下三部分標(biāo)簽(Tag)由耦合元件及芯片組成，每個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象；閱讀器(Reader)是讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備；天線(Antenna)是在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。在RFID實(shí)際應(yīng)用中，很多情況下是在射頻場中存在一個閱讀器和多個電子標(biāo)簽。當(dāng)閱讀器同時清點(diǎn)多個電子標(biāo)簽時，就會出現(xiàn)標(biāo)簽碰撞，從而使電子標(biāo)簽無法將信息正確地發(fā)送給閱讀器。這樣，就需要采取特定的機(jī)制避免或減少碰撞。傳統(tǒng)的解決防碰撞問題基本上有四種方法空分多址(SDMA)、頻分多址(FDMA)、碼分多址(CDMA)和時分多址(TDMA)。目前，考慮各種方法的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和成本價格等因素，時分多址(TDMA)算法是射頻識別系統(tǒng)防碰撞問題的常用方法?；赥DMA的防碰撞算法主要有兩種二進(jìn)制搜索算法和ALOHA算法。ALOHA算法采用無規(guī)則的時分多址，也稱隨機(jī)多址，但該算法隨著標(biāo)簽數(shù)量的擴(kuò)大，性能將會急劇惡化，則ALOHA算法不適宜于大規(guī)模的標(biāo)簽讀取。二進(jìn)制搜索算法的電路實(shí)現(xiàn)相對復(fù)雜，但算法識別率較高。這兩種方法都沒有與退避機(jī)制相結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)退避機(jī)制的RFID防碰撞方法。該方法是在閱讀器的識別過程中，根據(jù)碰撞位情況決定選擇不同的退避因子，從而進(jìn)行自適應(yīng)的退避機(jī)制，高效快速地識別所有標(biāo)簽。本發(fā)明不但能夠進(jìn)行自適應(yīng)的退避機(jī)制，大大提高了識別效率，并且結(jié)構(gòu)簡單易行，搜索時間短，能耗低，非常適合于大量標(biāo)簽與能耗嚴(yán)格要求的RFID應(yīng)用系統(tǒng)中。為達(dá)上述目的，本發(fā)明通過采取以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)一種自適應(yīng)退避機(jī)制的RFID防碰撞方法，包括以下步驟I)閱讀器初始化作用范圍內(nèi)所有標(biāo)簽并要求作用范圍內(nèi)所有標(biāo)簽響應(yīng)；其中發(fā)生碰撞的位置用X表示，沒有碰撞的位置記錄該位接收到的數(shù)據(jù)；2)閱讀器根據(jù)接收到碰撞位情況計(jì)算出退避因子X%，并把退避因子X%發(fā)送到射頻作用范圍內(nèi)所有標(biāo)簽；3)作用范圍內(nèi)所有標(biāo)簽根據(jù)閱讀器發(fā)送的識別請求命令在舊的退避因子X%基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行身份識別；或根據(jù)更新退避因子x%命令更新退避因子x%，選擇自適應(yīng)的退避機(jī)制，并分別在周期時間內(nèi)定時；4)作用范圍內(nèi)的標(biāo)簽在周期時間內(nèi)，如果定時時間到，則回送數(shù)據(jù)給閱讀器；否則進(jìn)行睡眠；
5)當(dāng)回送數(shù)據(jù)給閱讀器發(fā)生碰撞時，則標(biāo)簽等待下一周期的重新識別，閱讀器根據(jù)最新的碰撞位X情況，通過搜索碰撞位與臨界值—映射的關(guān)系表，決定碰撞位X情況是否達(dá)到臨界值，如果達(dá)到界值，則發(fā)送更新退避因子命令；如果沒有達(dá)到臨界值，則發(fā)送識別請求命令，避免過于頻繁更新退避因子，繼續(xù)步驟7)；6)當(dāng)回送數(shù)據(jù)給閱讀器不發(fā)生碰撞時，標(biāo)簽將接收到識別成功標(biāo)志命令，標(biāo)簽進(jìn)入身份識別成功狀態(tài).閱讀器判斷是否識別作用范圍內(nèi)所有標(biāo)簽，如果作用范圍內(nèi)所有標(biāo)簽識別完成則結(jié)束，否則繼續(xù)步驟7 ;7)返回步驟3。上述步驟I)閱讀器使用曼徹斯特編碼標(biāo)簽碰撞數(shù)據(jù)位，記錄為最原始的標(biāo)簽ID碰撞數(shù)據(jù)；記錄的具體實(shí)現(xiàn)過程是當(dāng)不同標(biāo)簽回送的數(shù)據(jù)相應(yīng)位上有不同的數(shù)值，則相應(yīng)的位用X表示；當(dāng)不存在碰撞，則用接收到的數(shù)值表示。上述步驟2)的退避因子X%是碰撞位占據(jù)總數(shù)據(jù)位的百分比，即
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)退避機(jī)制的RFID防碰撞方法，其特征在于包括以下步驟 1)閱讀器初始化作用范圍內(nèi)所有標(biāo)簽并要求作用范圍內(nèi)所有標(biāo)簽響應(yīng)；其中發(fā)生碰撞的位置用X表示，沒有碰撞的位置記錄該位接收到的數(shù)據(jù)； 2)閱讀器根據(jù)接收到碰撞位情況計(jì)算出退避因子X%，并把退避因子X%發(fā)送到射頻作用范圍內(nèi)所有標(biāo)簽； 3)作用范圍內(nèi)所有標(biāo)簽根據(jù)閱讀器發(fā)送的識別請求命令在舊的退避因子X%基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行身份識別；或根據(jù)更新退避因子X%命令更新退避因子X%，選擇自適應(yīng)的退避機(jī)制，并分別在周期時間內(nèi)定時； 4)作用范圍內(nèi)的標(biāo)簽在周期時間內(nèi)，如果定時時間到，則回送數(shù)據(jù)給閱讀器；否則進(jìn)行睡眠； 5)當(dāng)回送數(shù)據(jù)給閱讀器發(fā)生碰撞時，則標(biāo)簽等待下一周期的重新識別，閱讀器根據(jù)最新的碰撞位X情況，通過搜索碰撞位與臨界值一一映射的關(guān)系表，決定碰撞位X情況是否達(dá)到臨界值，如果達(dá)到界值，則發(fā)送更新退避因子命令；如果沒有達(dá)到臨界值，則發(fā)送識別請求命令，避免過于頻繁更新退避因子，繼續(xù)步驟7)； 6)當(dāng)回送數(shù)據(jù)給閱讀器不發(fā)生碰撞時，標(biāo)簽將接收到識別成功標(biāo)志命令，標(biāo)簽進(jìn)入身份識別成功狀態(tài).閱讀器判斷是否識別作用范圍內(nèi)所有標(biāo)簽，如果作用范圍內(nèi)所有標(biāo)簽識別完成則結(jié)束，否則繼續(xù)步驟7 ； 7)返回步驟3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟I)閱讀器使用曼徹斯特編碼標(biāo)簽碰撞數(shù)據(jù)位，記錄為最原始的標(biāo)簽ID碰撞數(shù)據(jù)；記錄的具體實(shí)現(xiàn)過程是當(dāng)不同標(biāo)簽回送的數(shù)據(jù)相應(yīng)位上有不同的數(shù)值，則相應(yīng)的位用X表示；當(dāng)不存在碰撞，則用接收到的數(shù)值表
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)的退避因子X%是碰撞位占據(jù) 總數(shù)據(jù)位的百分比，
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)選擇自適應(yīng)的退避機(jī)制的具體實(shí)現(xiàn)過程是如下 當(dāng)上次識別成功時Cnew = INT[Cold*8*Rand(0,X%)]； 當(dāng)上次識別失敗時:Cnew = INT[Cold*4*Rand(0,X%)]； 其中，Rand (0，X%)表示是0到X%的隨機(jī)數(shù)，INT {…}表示取整，2 ( C廳、Cold ( 32 ；D 的取值關(guān)系如下
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟5)的回送數(shù)據(jù)給閱讀器發(fā)生碰撞時所作的行為選擇；如果閱讀器反饋發(fā)送的是識別失敗標(biāo)志，則等待下一周期的重新識別；如果閱讀器發(fā)送的是退避因子，則所有未識別的標(biāo)簽根據(jù)最新發(fā)送來的退避因子重新選擇退避機(jī)制；即更新定時器里的時間值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟5)的碰撞位X是否達(dá)到臨界值具體實(shí)現(xiàn)過程為根據(jù)最新兩次的退避因子X%值，預(yù)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的吞吐量，從而由退避因子變化率A X%決定是否更新退避因子X%值；當(dāng)AX%>=0. 5時，則更新退避因子X%，其中X%(k)表示本 次最新退避因子，X%(k_l)表示前一次退避因子，AX%是退避因子變化率，且AX%公式表示為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)退避機(jī)制的RFID防碰撞方法，該方法是在閱讀器識別過程中，根據(jù)碰撞位情況決定選擇不同的退避因子，從而進(jìn)行自適應(yīng)的退避機(jī)制，高效快速地識別所有標(biāo)簽。本發(fā)明不但能夠進(jìn)行自適應(yīng)的退避機(jī)制，大大提高了識別效率，并且結(jié)構(gòu)簡單易行，搜索時間短，能耗低，非常適合于大量標(biāo)簽與能耗嚴(yán)格要求的RFID應(yīng)用系統(tǒng)中。
文檔編號G06K7/00GK103020558SQ20121050471
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者程良倫, 蘇海武, 高銳, 田剛, 于皓, 劉軍 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)