基于維碼數(shù)的rfid混合防碰撞算法
【專利摘要】本發(fā)明涉及RFID領(lǐng)域技術(shù)，具體地說是一種基于維碼數(shù)的RFID混合防碰撞算法。算法步驟包括邏輯分組階段、維碼數(shù)壓棧階段、標(biāo)簽維ID推算階段、判斷棧底階段、判斷最后一維階段，若是最后一維且能分成整維的標(biāo)簽組，算法結(jié)束；若是最后一維但不能分成整維的標(biāo)簽組，通過檢測碰撞位來推算剩余ID序列，算法結(jié)束。本發(fā)明按照每維的維碼數(shù)對標(biāo)簽進行邏輯分組，加快了閱讀器的識別效率，并且在每個識別階段，只需發(fā)送當(dāng)前維維碼數(shù)和該維ID序列，通過檢測碰撞位推測標(biāo)簽維ID序列，減少了標(biāo)簽和閱讀器之間的通信量，提高了時隙利用率。
【專利說明】基于維碼數(shù)的RFID混合防碰撞算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及RFID領(lǐng)域技術(shù)，具體地說是一種基于維碼數(shù)的RFID混合防碰撞算法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用射頻識別、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品的自動識別和信息的互聯(lián)和共享。射頻識別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心，其基本原理是利用射頻信號的空間耦合(電感或電磁耦合)或反射的傳輸特性，通過附著在物品上的標(biāo)簽，將物品信息采集到信息處理系統(tǒng)，實現(xiàn)對物體的自動識別。
[0003]在實際的應(yīng)用系統(tǒng)中，經(jīng)常出現(xiàn)在同個閱讀器范圍內(nèi)存在多個標(biāo)簽的情況，多個標(biāo)簽對閱讀器的統(tǒng)一查詢指令進行回復(fù)，就會產(chǎn)生信息的碰撞。為了防止碰撞的產(chǎn)生，通常需要設(shè)置相關(guān)指令，通過適當(dāng)?shù)牟僮魇雇粋€閱讀器范圍內(nèi)的標(biāo)簽有序接入，解決碰撞問題，這些過程就是防碰撞算法。
[0004]現(xiàn)有的標(biāo)簽防碰撞算法主要分為三類:概率型防碰撞算法、確定型防碰撞算法和混合防碰撞算法。概率型防碰撞是基于Aloha的算法，算法簡單，但隨著標(biāo)簽數(shù)目的增加，碰撞概率增大，識別效率大大下降。確定型防碰撞算法是基于二進制樹的搜索算法，算法能識別閱讀器范圍內(nèi)所有的標(biāo)簽，但是要將所有的可能遍歷，識別時間長，時隙利用率低。混合防碰撞算法結(jié)合以上兩種算法的優(yōu)點，先將同個閱讀器范圍內(nèi)按照某種規(guī)則分組，不同分組的標(biāo)簽在不同的時隙應(yīng)答。
[0005]通過文獻檢索，我們檢索到了以下相關(guān)文獻:
中國專利CN201110007977.2，一種混合式的多標(biāo)簽防碰撞方法，專利權(quán)人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，該專利公開了一種混合式的標(biāo)簽防碰撞方法，應(yīng)用于射頻識別系統(tǒng)中。其技術(shù)方案包括下述步驟:步驟1:讀寫器初始化隨機分組參數(shù)；步驟2:讀寫器復(fù)位標(biāo)簽清點標(biāo)志位并將標(biāo)簽隨機分組；步驟3:讀寫器獲取標(biāo)簽分組信息，在此步驟中，讀寫器判斷是否存在單標(biāo)簽組，如果存在，跳到步驟4，如果不存在，將重新設(shè)置隨機分組參數(shù)，并返回步驟2 ;步驟4:讀寫器清點所有單標(biāo)簽組中的標(biāo)簽；步驟5:讀寫器清點所有多標(biāo)簽組中的標(biāo)簽。
[0006]中國專利CN201010584983.X，基于混合樹的多標(biāo)簽防碰撞方法，專利權(quán)人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，該專利公開一種基于混合樹的多標(biāo)簽防碰撞方法，應(yīng)用于射頻識別通信【技術(shù)領(lǐng)域】。技術(shù)方案包括下述步驟:步驟1:開啟清點過程并初始化標(biāo)簽；步驟2:讀寫器根據(jù)標(biāo)簽回復(fù)的碰撞情況向標(biāo)簽發(fā)送確認指令；步驟3:標(biāo)簽響應(yīng)讀寫器發(fā)送的確認指令；在完成上述操作之后，如果所有標(biāo)簽的清點標(biāo)志位為I則清點過程結(jié)束，否則清點標(biāo)志位為O的標(biāo)簽發(fā)送臨時標(biāo)記號給讀寫器，然后返回步驟2。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有混合防碰撞算法中存在碰撞標(biāo)簽識別時間長、多標(biāo)簽回復(fù)的碰撞概率大、多標(biāo)簽的清點效率低的缺點，提供一種基于維碼數(shù)的RFID混合防碰撞算法。該方法是按照每維的維碼數(shù)對標(biāo)簽進行邏輯分組，加快了閱讀器的識別效率，并且在每個識別階段，只需發(fā)送當(dāng)前維維碼數(shù)和該維ID序列，通過檢測碰撞位推測標(biāo)簽維ID序列，不僅減少了標(biāo)簽和閱讀器之間的通信量，還降低了多標(biāo)簽回復(fù)的碰撞概率，提高了時隙利用率，多標(biāo)簽的清點效率得到提高。
[0008]本發(fā)明的一種基于維碼數(shù)的RFID混合防碰撞算法技術(shù)方案如下:一種基于維碼數(shù)的RFID混合防碰撞算法，其特征在于，該算法步驟包括:
步驟I)邏輯分組階段:根據(jù)標(biāo)簽ID位數(shù)倍數(shù)關(guān)系分維，每3bit或4bit為一維。
[0009]步驟2)維碼數(shù)壓棧階段:閱讀器發(fā)送Request (prefix，η)指令，閱讀器范圍內(nèi)符合前綴的標(biāo)簽回復(fù)其第η維維碼數(shù)，閱讀器將各標(biāo)簽回復(fù)的維碼數(shù)m壓棧。初始階段即識別第η維ID序列時，閱讀器發(fā)送Request (prefix, η)指令,標(biāo)簽回復(fù)其第η維維碼數(shù),若檢測到只有一個標(biāo)簽應(yīng)答，則閱讀器可以直接識別該標(biāo)簽。若有不同的維碼數(shù)的標(biāo)簽回復(fù)，則將維碼數(shù)堆棧。
[0010]步驟3)標(biāo)簽維ID推算階段:步驟3)中維碼數(shù)m依次出棧，針對不同的維碼數(shù)m采用不同的推算策略，推算出維ID，閱讀器將推算出的維ID與之前識別出的對應(yīng)ID序列拼接保存，作為下次的查詢前綴。
[0011]步驟4)判斷棧底:判斷是否到棧底，若不是棧底，轉(zhuǎn)到步驟3);若是棧底，判斷是否所有保存的前綴對應(yīng)標(biāo)簽該維的ID序列已全部識別，若已全部識別，閱讀器維計數(shù)器和維指針各加I，轉(zhuǎn)到步驟2)。
[0012]步驟5)判斷最后一維:判斷是否到最后一維，若是最后一維且能分成整維的標(biāo)簽組，算法結(jié)束；若是最后一維但不能分成整維的標(biāo)簽組，閱讀器發(fā)送Request (prefix),標(biāo)簽返回其剩余位ID信息，通過檢測碰撞位來推算剩余ID序列，算法結(jié)束。
[0013]作為本發(fā)明的進一步改進，所述標(biāo)簽ID位數(shù)倍數(shù)關(guān)系為首先判斷標(biāo)簽ID位數(shù)是否能被3或4整除，選擇能被整除的數(shù)，以該數(shù)為bit的數(shù)量值；若同時都能被3或4整除，選擇4為bit的數(shù)量值；若都不能被整除，選擇余數(shù)較小的數(shù)，以該數(shù)為bit的數(shù)量值。例如，若標(biāo)簽ID位共libit,選擇每3bit為一維,若ID位共13bit,選擇每4bit為一維；若余數(shù)相同，優(yōu)先選擇4。
[0014]作為本發(fā)明的進一步改進，所述維碼數(shù)m指的是每維中比特位為I的位數(shù)。例如標(biāo)簽ID為010 101 111，該標(biāo)簽對象ID序列為9位，按照每3位為一維計算其維碼數(shù)，共分為3維，每維的維碼數(shù)分別為1、2、3。
[0015]作為本發(fā)明的進一步改進，所述推算策略如下:
A、若按照每3bit分一維時
①當(dāng)維碼數(shù)m為O或3時，說明該維ID序列為000或111，閱讀器可以直接將該維ID序列保存，不用再次發(fā)送查詢指令查詢該維ID。
[0016]②當(dāng)維碼數(shù)m為I或2時，標(biāo)簽返回其該維ID序列，檢測碰撞位，即可按照維碼數(shù)推算出該維ID。
[0017]B、若按照每4bit分一維時
①當(dāng)維碼數(shù)m為O或4時，說明該維ID序列為0000或1111，閱讀器可以直接將該維ID序列保存，不用再次發(fā)送查詢指令查詢該維ID。
[0018]②當(dāng)維碼數(shù)m為I或3時，標(biāo)簽返回其該維ID序列，檢測碰撞位，即可按照維碼數(shù)推算出該維ID。
[0019]③當(dāng)維碼數(shù)m為2時，若碰撞位小于四位，標(biāo)簽返回其該維ID序列，檢測碰撞位，可按照維碼數(shù)推算出該維ID ;若碰撞位等于4位，閱讀器先發(fā)送Request (prefix , η, 2,“O”)，識別符合前綴的第η維維碼數(shù)為2且最高位為O的標(biāo)簽，再用相同的方法識別符合前綴的第η維維碼數(shù)為2且最高位為I的標(biāo)簽。
[0020]作為本發(fā)明的進一步限定，所述標(biāo)簽剩余位ID信息為，當(dāng)按照每3bit為一維分維時，剩余位ID信息=ID位數(shù)一閱讀器維指針X 3 ;當(dāng)按照每4bit為一維分維時，剩余位ID信息=ID位數(shù)一閱讀器維指針X4。
[0021]本發(fā)明取得了以下良好效果:
(1)在每個識別階段，某些維碼數(shù)可以直接推測出該維ID，且通過檢測某前綴只有一個標(biāo)簽回復(fù)，直接識別標(biāo)簽，大大降低了搜索深度，針對每3bit為一維(見實施例2)中的標(biāo)簽組，傳統(tǒng)的動態(tài)二進制搜索算法深度為4，本發(fā)明搜索深度為2，深度減少50% ；
(2)按照每維維碼數(shù)對標(biāo)簽進行分組，并根據(jù)不同的維碼數(shù)采用不同的策略推算其維ID序列,減少了搜索次數(shù)，標(biāo)簽位數(shù)為8bit時,標(biāo)簽個數(shù)為200個時,傳統(tǒng)算法搜索次數(shù)為400次，本發(fā)明搜索次數(shù)為100次，搜索次數(shù)減少了 75%?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0022]圖1.本發(fā)明以4bit分維的算法流程圖。
[0023]圖2.本發(fā)明以3bit分維的算法流程圖。
【具體實施方式】
[0024]實施例1
【權(quán)利要求】
1.一種基于維碼數(shù)的RFID混合防碰撞算法，其特征在于，該算法步驟包括: 步驟I)邏輯分組階段:根據(jù)標(biāo)簽ID位數(shù)倍數(shù)關(guān)系分維，每3bit或4bit為一維； 步驟2)維碼數(shù)壓棧階段:閱讀器發(fā)送Request (prefix，η)指令，閱讀器范圍內(nèi)符合前綴的標(biāo)簽回復(fù)其第η維維碼數(shù)，閱讀器將各標(biāo)簽回復(fù)的維碼數(shù)m壓棧； 步驟3)標(biāo)簽維ID推算階段:步驟3)中維碼數(shù)m依次出棧，針對不同的維碼數(shù)m采用不同的推算策略，推算出維ID，閱讀器將推算出的維ID與之前識別出的對應(yīng)ID序列拼接保存，作為下次的查詢前綴； 步驟4)判斷棧底:判斷是否到棧底，若不是棧底，轉(zhuǎn)到步驟3);若是棧底，判斷是否所有保存的前綴對應(yīng)標(biāo)簽該維的ID序列已全部識別，若已全部識別，閱讀器維計數(shù)器和維指針各加I，轉(zhuǎn)到步驟2)； 步驟5)判斷最后一維:判斷是否到最后一維，若是最后一維且能分成整維的標(biāo)簽組，算法結(jié)束；若是最后一維但不能分成整維的標(biāo)簽組，閱讀器發(fā)送Request (prefix),標(biāo)簽返回其剩余位ID信息，通過檢測碰撞位來推算剩余ID序列，算法結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于維碼數(shù)的RFID混合防碰撞算法，其特征在于，所述標(biāo)簽ID位數(shù)倍數(shù)關(guān)系為首先判斷標(biāo)簽ID位數(shù)是否能被3或4整除，選擇能被整除的數(shù)，以該數(shù)為bit的數(shù)量值；若同時都能被3或4整除，選擇4為bit的數(shù)量值；若都不能被整除，選擇余數(shù)較小的數(shù)，以該數(shù)為bit的數(shù)量值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于維碼數(shù)的RFID混合防碰撞算法，其特征在于，所述維碼數(shù)m指的是每維中比特位為I的位數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于維碼數(shù)的RFID混合防碰撞算法，其特征在于，所述推算策略如下: A、若按照每3bit分一維時 ①當(dāng)維碼數(shù)m為O或3時，說明該維ID序列為OOO或111，閱讀器可以直接將該維ID序列保存，不用再次發(fā)送查詢指令查詢該維ID ； ②當(dāng)維碼數(shù)m為I或2時，標(biāo)簽返回其該維ID序列，檢測碰撞位，即可按照維碼數(shù)推算出該維ID ； B、若按照每4bit分一維時 ①當(dāng)維碼數(shù)m為O或4時，說明該維ID序列為0000或1111，閱讀器可以直接將該維ID序列保存，不用再次發(fā)送查詢指令查詢該維ID ； ②當(dāng)維碼數(shù)m為I或3時，標(biāo)簽返回其該維ID序列，檢測碰撞位，即可按照維碼數(shù)推算出該維ID ； ③當(dāng)維碼數(shù)m為2時，若碰撞位小于四位，標(biāo)簽返回其該維ID序列，檢測碰撞位，可按照維碼數(shù)推算出該維ID ;若碰撞位等于4位，閱讀器先發(fā)送Request (prefix, η, 2,“O”),識別符合前綴的第η維維碼數(shù)為2且最高位為O的標(biāo)簽，再用相同的方法識別符合前綴的第η維維碼數(shù)為2且最高位為I的標(biāo)簽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于維碼數(shù)的RFID混合防碰撞算法，其特征在于，所述剩余位ID信息指的是，當(dāng)按照每3bit為一維分維時，剩余位ID信息=ID位數(shù)一閱讀器維指針X 3 ;當(dāng)按照每4bit為一維分維時，剩余位ID信息=ID位數(shù)一閱讀器維指針X4。
【文檔編號】G06K7/00GK103927504SQ201410160032
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】鄭嘉利, 黃慶歡, 韋冬雪, 鄧林 申請人:廣西南寧市東森動力信息科技有限公司