[发明专利]基于反馈机制的RFID防碰撞算法

说明书

技术领域

本发明属于RFID（射频识别）技术领域。涉及一种捕获效应下基于反馈机制的RFID防碰撞算法。

背景技术

无线射频识别技术（RFID）是一种自动识别技术，广泛应用于物流、军事、交通、医药等领域。一个基本的RFID系统主要包括阅读器、标签和天线。每个标签中都有唯一标识的ID号，标签与阅读器之间通过射频信号进行通信。同一个RFID系统中所有标签工作在同一频道，当读写器作用范围内存在多个标签时，并在同一时刻可能有多个标签同时与阅读器进行通信，此时标签之间就会产生碰撞，阅读器因不能同时接收所有信息而造成数据丢失，即产生了标签之间的碰撞。

现有的标签防碰撞算法中主要有两类：基于ALOHA的随机算法和基于树的确定性算法。当读写器的作用范围内多个标签应答时，离读写器较近的标签可能因为其信号较强而覆盖其他标签的信号，由此产生了捕获效应。基于ALOHA的随机算法通过随机选择时隙向读写器发送数据，相对来说不能保证整个系统的可靠性，信道的利用率也比较低。基于树的算法通过将冲突节点分成0和1左右两个子集，有序地解决了标签中的冲突问题，但是在识别阶段的初期会产生大量的碰撞，而且对捕获效应的处理比较差。在实际中由于存在捕获效应和信道干扰等造成标签漏读的现象，现有的这两种算法中显然是不能做到对全部标签的识别。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种捕获效应下基于反馈机制的RFID防碰撞算法，用以克服传统防碰撞法可靠性差、信道利用率低，由于大量碰撞，标签与读写器之间的距离不同等造成捕获效应处理差、不能做到对全部标签识别等问题。

本发明的方案是通过这样实现的：一种基于反馈机制的RFID防碰撞算法，该算法约定标签对象包括随机数产生器TC、计数器GC、标签组号存储器TG，读写器对象包括当前查询维数RN，组数GN，该算法步骤还包括：

步骤1）标签分组：读写器发送Req(GN)命令，初始时GN=15，标签利用标签内的随机数产生器TC生成0－GN之间的随机数，然后将所生成的随机数保存在标签组号存储器TG中，TG的值便是标签所在的组号，标签随机分成GN+1组，即16组，读写器对组号为“0”的标签进行识别，完成对“0”组的识别后，其余组号大于“0”的标签均将组号减一，再开始下一轮对新“0”组标签的识别。

步骤2）标签组内分维识别：首先读写器初始化当前查询维数RN，发送查询命令Req(X,RN)，依据标签前缀与计数器GC的对应关系对GC赋值，然后读写器接收数据GC值，发送查询命令Request(X,RN,gc)，最后读写器检测碰撞情况，依据数据碰撞与标签前缀的判断关系获取命令参数，判断堆栈。

步骤3）标签反馈识别：首先读写器求出[M/V],令GN=[M/V] －1并反馈给标签，然后标签产生0-GN之间的随机数作为标签组号，存于标签组号存储器TG中，选择组号为0的标签响应，最后检测碰撞情况，算法结束。

   作为本发明的进一步解释说明，所述的标签其ID号由非“0”即“1”的二进制位组成，每个标签将其ID从左至右每四个二进制位分为一维。

   作为本发明的进一步改进，所述步骤2）标签组内分维识别其识别过程步骤包括：

步骤2-1，读写器初始化当前查询维数RN=1，查询前缀X=null,当X为null时，组号为0的标签均相应。

步骤2-2，发送查询命令Req(X,RN)，将RN,X告知标签，标签检测其RN中“1”的个数及位置关系，依据标签前缀与计数器GC的对应关系对GC赋值，并向读写器反馈表示GC值的信息序列。

步骤2-3，读写器接收数据GC值，将获知的GC值、X、RN入栈，并获取栈顶元素。

步骤2-4，发送查询命令Request(X,RN,gc)要求前缀与X匹配且GC=gc的标签返回其第RN维及其以后的数据。

步骤2-5，读写器检测碰撞情况，若产生碰撞且RN不是最后一维，则根据查询维中的数据碰撞与标签前缀的判断关系，获取当前存在的标签前缀并将前缀，当前的GC值和查询维数RN=RN+1入栈，获取栈顶元素，返回步骤2-2；若无碰撞或RN为最后一维，则直接识别标签并将其屏蔽后转到步骤2-6。

步骤2-6，判断堆栈，若堆栈为空，则转至步骤2-7；若不为空，则采用后退策略，从堆栈中获取栈顶元素，返回步骤2-4。