[发明专利]一种用于RFID系统的多标签防碰撞方法

说明书

技术领域

本发明属于物联网通信领域，涉及一种用于射频识别（RFID）的以16个时隙为基础的多标签防碰撞方法。

背景技术

无线射频识别系统（RFID）是一种在开放的系统环境中使用无线射频进行对象识别的技术。这种开放式识别的优点是不需要进行物理接触或其它任何可见的接触即可识别，同时还防水、防磁、耐高温，并且可以工作在恶劣环境中，使用寿命长。RFID技术可以追溯到二战时期，后来慢慢发展应用到了物流、物品管理、超市、军事以及票证管理、动物识别上，中国的第二代身份证采用的也是射频识别技术。它是沟通物理世界与虚拟网络的桥梁，必将对人类的现实生活产生深远的影响。

标签碰撞（collision）是RFID系统中不可避免的一类问题。当一台阅读器的阅读范围内同时出现了两个或者两个以上的标签时，信号就会产生叠加，从而使阅读器无法正确地解析出标签所发送的信号，这就是标签的碰撞问题。

解决标签碰撞问题的方法有很多，可以分为时分多路法（TDMA）、频分多路法(FDMA)、空分多路法(SDMA)和码分多路法（CDMA）。但是考虑到设备的复杂性及标签的成本问题，时分多路法最为常用。通常，时分多路法可分为标签控制法和阅读器控制法。标签控制法最具代表性的是ALOHA方法，这是一种随机接入的方法，发生碰撞的标签在接收到阅读器发送的碰撞指令后会随机的等待一段时间后再重新发送自身信息以避免冲突，直到发送成功为止。ALOHA方法的计算复杂度较小，对标签要求也较低，但是存在标签永远不被识别的风险。阅读器控制法可以分为轮询法和二进制搜索法：1）轮询法原理比较简单，即阅读器挨个询问标签，只有符合条件的标签发送应答。但是轮询法在标签较多时识别效率不高，且容易受到假冒标签的攻击。1）二进制搜索法的基本思想是按照递归的工作方式将发生碰撞的标签集合划分为两个标签子集，如仍有碰撞则将碰撞的子集继续划分，直到集合中只剩下一个标签为止。优点是能够百分之百地识别标签，但算法复杂度高，泄露的信息较多而安全性差，且标签在清点开始时发生碰撞的概率极大，识别效率受到标签ID分布情况的影响变化较大；

随着社会的飞速发展，标签需要携带的信息越来越多，阅读器与标签之间交互的信息量也越来越大，但是RFID系统使用的环境却越来越复杂。因此，制定出安全、高效的防碰撞接入机制是非常有意义的。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种用于RFID系统的多标签防碰撞新方法。该方法以16个时隙的识别为基础，将轮询机制和随机接入机制有机结合，在执行2轮16个时隙的轮询后，若仍然存在碰撞，则转入随机接入方式，从而避免了大规模轮询，提高了防碰撞性能，可以有效地防止攻击者利用伪造的假冒标签进行的阅读器攻击。

其技术解决方案是：

一种用于RFID系统的多标签防碰撞方法，包括以下步骤：

a在初始状态下，阅读器发给标签的掩码Mask长度设置为0，阅读器不断发送清点请求指令，要求在其阅读范围内的标签给予响应；

b当有标签进入阅读器的阅读范围时，标签接收到阅读器发出的射频信号，凭借感应电流获得的能量向阅读器发送自身携带的信息；阅读器检测收到的信息，若对信号解析成功，表示没有碰撞发生，清点完毕，完成对标签的读取；若没有成功解析出标签发送的信息，表示标签发生碰撞，则进入防碰撞过程；