[发明专利]基于多射频模块的有源RFID阅读器防碰撞方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于无线射频通信技术领域，具体涉及一种基于多射频模块的有源RFID阅读器防碰撞方法及系统的设计。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification,简称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，本发明使用多个无线收发芯片，利用码分技术和CPU的协议处理，并行接收多组标签的信息，成倍的改善了阅读器的盘存效率和准确率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中RFID阅读器防碰撞方法及系统存在的缺点而提出一种基于多射频模块的有源RFID阅读器防碰撞方法及装置。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：基于多射频模块的有源RFID阅读器防碰撞方法，具体包括：

S1、阅读器中的唤醒模块向阅读器覆盖范围内的有源RFID标签发送唤醒信号；

S2、有源RFID标签在经过周期性睡眠状态苏醒后立即监听周围信号，若监听到唤醒模块发送的唤醒信号，则使用防碰撞扩频序列码向阅读器中的读写模块发送信号；否则标签再次进入周期性睡眠状态；

S3、读写模块中存在多个射频模块，每个射频模块能够接收一种防碰撞扩频序列码，射频模块接收到相应的防碰撞扩频序列码信息后，则向有源RFID标签发送ACK回执信息；

S4、若有源RFID标签收到读写模块发送的ACK回执信息表示标签信息发送成功，并停止发送防碰撞扩频序列码信息；否则进入步骤S5；

S5、利用动态时隙ALOHA算法，根据空时隙、正确读写时隙以及碰撞时隙的数量计算下一个时间段内需要读写的有源RFID标签个数，分配下一个时间段内的时隙个数，将发生碰撞的标签在下一个时间段内的不同时隙进行发射。

进一步的，所述唤醒信号为唤醒模块通过对特定信号采用直接序列扩频通信技术完成的唤醒扩频序列码，有源RFID标签通过解扩接收唤醒扩频序列。

进一步的，不同的有源RFID标签在周期性睡眠状态后的苏醒时刻不同。

进一步的，所述有源RFID标签中预存了所述读写模块中所有射频模块能够接收的防碰撞扩频序列码，所述有源RFID标签根据唤醒信号中的信息得到读写模块中使用的射频模块信息，再根据射频模块能够接收到的防碰撞扩频序列码选择对应的防碰撞扩频序列码发送至读写模块。

进一步的，所述步骤S5中采用哈希函数分配时隙个数，所述哈希函数的公式为：hash(i+1)=hash(i)<<5+hash(i)+ID(i)，（0≤i≤m），H=hash(m)%P；其中：hash(0)的初始值选一个无特征的质数，ID表示有源RFID标签的唯一识别码，ID(i)表示ID的不同位；m为用多少个比特位表示的有源RFID标签的ID号，P为下一时间段内需要读写的标签个数的质数；所述公式H=hash(m)%P中，H计算的是第一步算出的哈希值除以P的余数，根据计算出的H值安排标签在某个时隙进行发射。