[发明专利]一种基于混合多叉树搜索的RFID防碰撞方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线射频识别（RFID）技术领域，具体涉及一种基于混合多叉树搜索的RFID防碰撞方法，特别是适用于解决在无线射频识别（RFID）读写器的有效通信范围内，当多个RFID标签同时与读写器进行通信时的冲突问题。

技术背景

无线射频识别技术（RFID）又称电子标签，是二十世纪八九十年代兴起的一种非接触式的自动识别通信技术,可通过无线信号识别特定目标并读写相应数据。在跟踪、物流、定位等领域已得到广泛应用,如：图书馆门禁系统，交通收费，食品安全溯源等。其中，用于解决读写器作用范围内多标签识别问题的防碰撞方法已成为该领域的重要研究点。

无线射频识别（RFID）标签的防碰撞方法主要是为了解决在读写器的有效通信区域内，当多个RFID标签同时与读写器进行通信时的冲突问题。目前，常用的防碰撞方法主要有两类，一类是基于时隙随机分配的ALOHA方法，其特点方法简单，实现方便，常用于低成本RFID系统。但由于该类方法的时隙是随机分配的，即某一标签在相当一段时间内可能无法识别，造成“Tag starvation”问题，所以又被叫作可能性方法。另一类是采用二叉树搜索的方法，方法相对复杂，识别所需时间长，一般不存在“Tag starvation”问题，又被叫做确定性方法。

现在大部分无线射频识别（RFID）系统都采用国际标准ISO/IEC1800026中的二叉数搜索(BS)，基本上都是采用曼彻斯特编码，可以有效地识别碰撞比特出现的位置。二叉数搜索原理是通过多次比较，逐渐缩小标签的搜索范围，直至锁定唯一的响应标签，通过循环操作，识别所有的RFID标签。但是在这类方法的搜索过程中会出现很多重复路径，搜索效率较低。在查询和响应的过程中，需要传递完整的EPC序列，会造成读写器和标签之间传输大量的数据。当待识别标签数量较多时，基于二叉树的搜索就会频频发生碰撞，由于每次碰撞只有两个分支，搜索效率较低。基于四叉树的搜索方法，在搜索的初期可以有效地减少碰撞，但随着搜索范围逐渐缩小和标签数量的减少，将会出现大量的空闲时隙，因此搜索效率并没有得到提高。当待识别标签数量非常多时，基于八叉树的搜索方法，在搜索初期的作用会更明显些。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，关键是能够依据搜索的深度和标签的数量，自适应地选择何种搜索叉数，这样可以有效地提高搜索的效率。为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于混合多叉树搜索的RFID防碰撞方法。

一种基于混合多叉树搜索的RFID防碰撞方法，包括如下步骤：

11）读写器初始化查询堆栈S，使堆栈为空，并发出搜索命令；

12）满足查询条件的标签会进行应答，读写器根据标签的响应情况，确定当前的时隙状态；

13）读写器将会根据时隙状态，自适应地选择合适的搜索叉数和查询码，所述时隙状态包括可读时隙、或是碰撞时隙、或是空闲时隙；

14）若是空闲时隙，说明该分支下并没有可读标签的存在，在该分支内停止搜索，若是可读时隙，说明有且仅有一个标签存在，读写器完成对该标签的识别，若是碰撞时隙，将计算碰撞信息阈值μ，如果待识别的标签数N<3，应选择二叉树搜索，根据碰撞首位信息，确定2个新的查询码，写入查询堆栈S，如果待识别的标签数在3到5个时，应选择动态四叉树搜索,根据碰撞前两位的信息，确定4个新的查询码，写入查询堆栈S，如果待识别的响应标签数N≥6，应选择八叉树搜索,根据碰撞前三位的信息，确定八个新的查询码，写入查询堆栈S；

15）判断堆栈S的内容是否为空，如果不是，读写器读取查询堆栈内的第一条查询码继续搜索，并返回到第二步，否则，则结束。

进一步的，所述碰撞信息阈值μ的技术公式为：