[发明专利]一种基于射频识别系统的通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及射频识别领域，尤其涉及一种基于射频识别系统的通信方法、装置及系统。

背景技术

目前，以射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术为核心的应用系统在智能交通领域得到广泛应用。RFID技术是利用射频信号基于空间耦合传输特性，非接触式地实现对物体的自动识别。RFID系统一般包括阅读器和电子标签两部分，其中阅读器为读取电子标签信息的设备。阅读器以清点周期为单位进行数据收发，即一个清点周期内包含了发送数据和接收数据两个阶段，根据应用场景不同，在一个清点周期内包含的发送数据帧的个数以及时隙的个数也不相同。

以高速公路的路径识别系统为例，RFID系统由路侧基站(专用的阅读器)、车道读卡器和电子标签三部分组成。在高速公路入口，通过车道读卡器对电子标签进行初始化信息设置；在高速公路上，电子标签与路侧基站进行信息交互，并保存必要的路径信息；在高速公路出口，电子标签通过车道读卡器将已经存储的路径信息进行上报以进行数据处理。然而，路侧基站与电子标签之间的通信是单向的，即仅由路侧基站向电子标签下发路径信息，随着市场需求的不断变化和RFID技术的发展，实现路侧基站和电子标签之间的双向通信成为必然的趋势。

在基于时分的通信系统中，若实现路侧基站和电子标签之间的双向通信，需要进行信道空闲检测，即确定路侧基站在当前清点周期内的空闲时间段，以在空闲时间段选择时隙将电子标签的信息发送给路侧基站。传统的方法基于接收的信号强度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)进行信道空闲检测，即电子标签实时监测接收的载波信号的强度(即RSSI)，在确定RSSI低于设定阈值时，确定信道处于空闲状态。该方法并不适用于有源电子标签，首先，对RSSI进行检测需要电子标签的射频电路始终处于射频接收状态，对电子标签电池的能量消耗较大；其次，对RSSI进行检测容易受到外界环境的干扰，影响检测结果的准确性，同时会降低RFID系统通信的稳定性。

发明内容

本发明提供一种基于射频识别系统的通信方法、装置及系统，用以实现射频识别系统中电子标签和阅读器之间的双向通信，并节约有源电子标签的电池能量消耗，保证电子标签和阅读器之间通信的稳定性。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种基于射频识别系统的通信方法，包括：

接收阅读器在当前清点周期内发送的数据帧；

解析所述数据帧并从预定字段提取帧序号，基于提取的帧序号计算所述当前清点周期进入信道空闲状态需等待的时长，并在确定所述阅读器为信道空闲状态时，从所述当前清点周期包含的时隙中选择一个时隙；

基于选择的时隙向所述阅读器发送消息。

接收阅读器在当前清点周期内发送的数据帧之前，包括：预设阅读器发送的数据帧的格式，在数据帧中的预定字段内预置所述数据帧的帧序号。

基于提取的帧序号计算所述当前清点周期进入信道空闲状态需等待的时长，包括：根据当前清点周期中发送占用的总时间，发送单个数据帧占用的时间，以及从所述数据帧的预定字段提取的帧序号，计算进入信道空闲状态需等待的时间。

在确定所述阅读器为信道空闲状态时，从所述当前清点周期包含的时隙中选择一个时隙，包括：确定当前清点周期中处于信道空闲状态的时隙数目，并根据所述时隙数目生成随机数，选择所述随机数对应的时隙。

根据所述时隙数目生成随机数时，包括：根据所述时隙数目确定随机数占用的比特数，并初始化所述随机数；判断捕获次数是否达到随机数占用的比特数，若没有达到随机数占用的比特数，将随机数左移一个比特位，启动定时器并基于低频时钟对高频时钟进行捕获，将捕获的数据的最低比特位的值作为所述随机数的最低比特位的值，并将捕获次数加1后再次判断捕获次数是否达到随机数占用的此特数；若达到随机数占用的此特数，选择所述随机数对应的时隙。

一种基于射频识别系统的通信装置，包括：

射频芯片，用于接收阅读器在当前清点周期内发送的数据帧，并基于中央处理器选择的时隙向阅读器发送消息；

中央处理器，用于解析射频芯片接收的数据帧，并从预定字段提取帧序号，基于提取的帧序号计算所述当前清点周期进入信道空闲状态需等待的时长，并在确定所述阅读器为信道空闲状态时，从所述当前清点周期包含的时隙中选择一个时隙。

在射频芯片接收阅读器在当前清点周期内发送的数据帧之前，预设阅读器发送的数据帧的格式，在数据帧中的预定字段内预置所述数据帧的帧序号。