[发明专利]基于DSSS的有源RFID防碰撞方法

说明书

技术领域

本发明属于无线射频通信技术领域，具体涉及一种基于DSSS（直接序列展频技术，Direct Sequence Spread Spectrum）的有源RFID防碰撞方法。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术是一种通过射频信号的空间耦合(交变磁场或电磁场)实现非接触式自动识别的技术。射频识别系统的核心部件有阅读器(接收来自于电子标签的信息，并且可以通过与计算机连接，实现整个应用系统的上层管理)和电子标签(向阅读器远程无线传输自身存储的信息，以识别电子标签代表的物品、人和器具的身份)。

射频识别系统工作时，可能会有一个以上的电子标签同时处于阅读器的作用范围内,这样如果有两个或者两个以上的电子标签同时发送数据时候会出现通信冲突、数据相互干扰(碰撞)；同样有时也有可能多个电子标签处在多个阅读器的工作范围之内，它们之间的数据通信也会引起数据干扰。为了防止这些冲突的产生，射频识别系统中需要设置一定的相关算法，解决这种数据冲突问题，这些算法被称为防碰撞算法。

在RFID系统中碰撞有以下特征：阅读器和电子标签之间数据包总的传输时间由数据包的大小和波特率决定，传播延时可忽略不计；RFID系统包括大量的电子标签并且是动态的(随时有可能超出阅读器范围)，通过竞争激励的办法占用通道进行通信；电子标签没有被阅读器激活的情况下不能和阅读器进行通信，对于RFID系统这种主从关系是唯一的，一旦电子标签被识别,就可以和阅读器之间以点对点的模式进行通信。

有源RFID系统里处理这些电子标签的时候需要在几秒之内准确无误的读取上百张甚至千张以上的电子标签，但是现有技术中的RFID阅读器防碰撞算法都是使用时分技术来防止碰撞的，在海量标签的情况下，单纯使用时分技术必定大大延长识别标签的时间，同时漏盘、误盘标签的情况更加明显。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提出了一种公开了一种基于DSSS的有源RFID防碰撞方法。

本发明的具体技术方案为：一种基于DSSS的有源RFID防碰撞方法，其特征在于，所述RFID阅读器包含多路有并行扩频和解扩频处理能力的通路,PN₀扩频序列码为唤醒扩频序列码，定义为第0路通道，其它的扩频序列码为防碰撞序列码，依次定义为第1、2、…、n路通道；

具体的，在RFID阅读器端对数据的处理流程如下：

S11.RFID阅读器接收到上位机或者其它设备的唤醒标签信号后，利用唤醒码PN₀生成唤醒指令，指令信息为阅读器的随机n路PN码；

S12.RFID阅读器通过功放和增益天线广播唤醒指令；

S13.监听等待状态，该状态持续若干个周期；若此时收到标签的回复信息则跳转到步骤S14；否则，则继续监听等待；

S14.RFID阅读器通过PN₁至PN_n的n路并行处理标签的回复信息，若存在碰撞则跳转到步骤S16；否则，跳转到步骤S15；

S15.RFID阅读器的通路在正确解析标签发送的ID信息后，向标签以同样的扩频码发送ACK回执；

S16.RFID阅读器检查标签防碰撞周期是否结束，若没有结束则跳转到步骤S13，否则结束标签防碰撞过程；

在RFID标签端对数据的处理流程如下：

S21.标签处于睡眠状态；

S22.标签从睡眠状态切换到侦听状态，若在侦听状态接收到阅读器的唤醒指令则跳转到步骤S23，否则跳转到步骤S21，进入睡眠状态。

S23.标签利用PN₀码解析阅读器的唤醒指令，获得阅读器的n路防碰撞PN码信息；

S24.标签利用自身的ID信息和随机数生成器，选择阅读器n路防碰撞PN码中的一个PN_i生成回复指令，通过增益天线发送给阅读器；

S25.标签等待阅读器的ACK回复信息，若在规定的时间内收到回复，则进入工作状态，等待与阅读器的进一步通信；否则，使用动态时隙ALOHA算法，延迟相应的时隙数，并跳转到步骤S24。

本发明的有益效果：本发明的防碰撞方法基于直接序列展频技术，使用不同扩频序列码收发数据，利用扩频码的特性实现；RFID阅读器包含多路有并行扩频和解扩处理能力的通路，标签使用同一种带扩频功能的射频芯片与阅读器通信。本发明的方法综合了码分技术、时分技术的优点，提高了海量标签的盘存效率和速度。

附图说明