[发明专利]基于混合树的多标签防碰撞方法

说明书

 

技术领域

本发明属于射频识别通信技术领域，具体涉及一种基于混合树的多标签防碰撞方法。

背景技术

射频识别（Radio Frequency Identification，简称RFID）通信技术是一种非接触式自动识别技术，RFID系统主要由标签、读写器以及计算机网络系统构成。读写器通过射频信号与标签进行通信，获取标签上存储的识别信息，同时通过计算机网络系统对读取的标签信息进行管理和信息传输。

RFID通信与其他典型的射频通信所面临的一个共同问题是，如何解决同一个系统中多个设备之间同时通信的碰撞问题。对于RFID通信而言，特别需要解决单个读写器与多个标签通信的碰撞问题。在RFID通信系统中，受成本和功耗的约束，标签只能够提供极为有限的功能用于防碰撞机制的实现。目前基于二叉树的多标签防碰撞方法在各种国际标准中已被广泛使用。

基于二叉树的多标签防碰撞方法的基本特征为，每个标签带有一个随机数发生器，生成0或1；每个标签均备有一个计数器，当计数器的值为0时，标签立即回复。其具体实施方法为，读写器发送指令使标签开始回复，标签收到指令后，首先由随机数发生器进行0/1分裂，这样将要回复的标签分成两个子集(随机数为0或1)；随机数为0的标签立即回复，随机数为1的标签将计数器置1；若读写器没有检测到碰撞发生，则发送成功确认指令，标签收到成功确认指令后，计数器的值为0的标签退出清点过程，非0标签的计数器的值减1；若读写器检测到发生碰撞，则发送失败确认指令，标签收到失败确认指令后，非0标签的计数器的值加1，计数器的值为0的标签进行0/1分裂，同时计数器的值为0的标签立即回复标签信息，如此循环直到所有标签被成功清点为止。

在上述基于二叉树的多标签防碰撞方法中，当标签数目较多时，标签在清点开始时发生碰撞的概率非常大，读写器只能重复发送失败确认指令，使当前发生碰撞的标签不断进行0/1分裂，重新分配标签的计数器的值，直到当前只有一个计数器的值为0的标签进行回复为止，这样严重降低了对多标签的清点效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于混合树的多标签防碰撞方法，从而降低多标签回复的碰撞概率，提高多标签的清点效率。

本发明的技术方案是：一种基于混合树的多标签防碰撞方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：开启清点过程并初始化标签。

读写器对其作用范围中的标签发送查询指令，等待接收来自标签的回复信息，该查询指令中包含此次清点中使用的参数M与N，通常M可在4、8、16三者之间选取，N取3到7之间的整数。

标签接收读写器发送的查询指令后进行初始化：令回复计数器的值P=0，备份计数器的值B=0，碰撞计数器的值C=0，清点标志位设为0。标签产生并保存一个临时标记号，该临时标记号为2^L位随机数并与标签一一对应，其中L=4、5或6。标签发送临时标记号给读写器。

步骤2：读写器根据标签回复的碰撞情况向标签发送确认指令。

读写器对接收的临时标记号进行合法性检测，根据检测结果判断是否发生多标签碰撞。如果没有发生多标签碰撞，则读写器发送成功确认指令；如果发生多标签碰撞，则读写器发送失败确认指令。

步骤3：标签响应读写器发送的确认指令。

清点标志位为0的标签根据接收的指令进行如下操作：

如果接收到成功确认指令，则P=0的标签将清点标志位设为1；P≠0的标签将P减1，再令B=P，同时令碰撞计数器的值C=0；

如果接收到失败确认指令，则判断碰撞计数器的值C是否等于N-1：

如果相等，标签令P=B，然后对P进行调整，再令B=P且C=0。其中对P进行调整的原则是：P≠0的标签将P加M-1，P=0的标签进行M分裂；

如果不相等，标签首先将碰撞计数器的值C加1，然后对P进行调整，调整的原则是：P≠0的标签将P加1，P=0的标签进行0/1分裂。

在完成上述操作之后，如果所有标签的清点标志位为1则清点过程结束，否则清点标志位为0且P=0的标签发送临时标记号给读写器，然后返回步骤2。

本发明的有益效果是：通过在标签端引入回复计数器、碰撞计数器与备份计数器，根据当前碰撞计数器的值C决定发生碰撞的标签的分裂程度，即：当连续碰撞的次数达到N时，标签采用M分裂可以分散标签回复的时隙，从而降低标签碰撞的概率；当连续碰撞的次数未达到N时，标签仍采用0/1分裂，可以减少当标签个数较少时读写器的查询次数，进一步提高清点效率。

附图说明