[发明专利]一种改进UHF-RFID多标签防碰撞树类算法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及射频识别技术领域，特别是一种改进UHF-RFID多标签防碰撞树类算法及其应用。

背景技术

射频识别(RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术，以无线射频通信为媒介，通过空间耦合来对目标物体进行自动识别与数据交换。RFID系统核心部件是读写器和电子标签，按工作频率可分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)、微波(MW)等不同种类，而电子标签按能量供给可分为无源、有源和半有源三种。其中，由于UHF-RFID具有载波频率高(800M/900M)，通信距离较远(几米至几十米)，标签无源，读写速度快等优点，在智能交通、物品追踪、物流运输、防伪识别等各领域应用越来越广泛。而单个读写器与多个标签之间通信的碰撞问题则是UHF-RFID领域研究的重点之一。

UHF-RFID属于无源RFID，也即被动式RFID，采用反向散射调制，为读写器先讲型(RTF)，电子标签运算能力较差。UHF-RFID这些技术特点决定了其防碰撞算法基本都是时分多路访问(TDMA)，目前有Aloha类、树类、盲信号分离类三类，以及相互结合的混合类算法。

纯Aloha算法是所有防碰撞算法中最简单的方法，只要有一个数据包提供使用，这个数据包就立即从电子标签发送到读写器，也是随机性算法的典型代表。在纯Aloha的基础上，又产生了时隙Aloha、帧时隙Aloha、动态帧时隙Aloha等增强算法。

基本二叉树方法是树类算法的基础，其将碰撞标签分为0、1子集，先查询0子集，若0子集冲突则再分裂成00、01子集，依次类推直至识别全0子集的标签，这就是查询树的深度优先搜索。BTS类算法又包括RIBS、DDS-BT。树类算法在标签较多时，标签随机数重合带来盘点错误的问题却一直没有得到有效解决。

盲信号分离只能针对多天线RFID系统，利用多标签的反射数据间具有统计独立性，以及标签信号的超高斯分布特性，实现盲源分离，在吞吐率上有一定的优势。

目前UHF-RFID领域应用最广泛的空口协议是采用EPCC1G2的ISO18000-6C，其防碰撞算法属于时隙Aloha协议的变种——Q协议。我国在2011年和2013年先后颁布了GJB7377-2011《军用射频识别空中接口：800/900MHz参数》国军标和GB/T29768-2013《信息技术射频识别800/900MH空中接口协议》国标，规定了UHF频段射频识别系统空中接口的物理层和媒体访问控制层参数以及协议工作方式。UHF-RFID国标(GB/T29768)中的防碰撞算法采用的是BTS的增强算法——动态分散收缩二叉树(DDS-BT)。虽然其在吞吐率上优于基本BTS，但随着标签数的增多，其并未解决标签随机数重合带来盘点错误的问题，另一方面，其对盘点结束阈值的判定也存在错误。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进UHF-RFID多标签防碰撞树类算法及其应用，来解决当前树类防碰撞算法存在的标签随机数重合所导致盘点错误的问题，且提高盘点结束阈值的准确性。

本发明采用的技术方案为：一种改进UHF-RFID多标签防碰撞树类算法，其特征在于:包括以下步骤：

步骤一：读写器端发送Query指令，启动盘点循环，在规定时隙内等待标签发送响应数据包；

步骤二：标签接收到Query命令后，将时隙计数器的值置为0，对所有时隙计数器的值为0的标签，都会向读写器发送响应数据包，即11位随机数和5位循环冗余校验码(RN11+CRC5)的句柄，标签进入应答状态(简称“0标签”)。

步骤三：读写器接收标签的回复信息；

在步骤三中，如果读写器在规定时隙内接收到多标签句柄回复，出现不可辨识位，读写器判定发生碰撞，连续碰撞次数CC加1，连续空闲次数CI置0，跳转到步骤四；

在步骤三中，如果读写器在规定时隙内接收到单标签的句柄且无不可辨识位，判定单标签回复，连续碰撞次数CC置0，连续空闲次数CI置0，跳转到步骤十三；

在步骤三中，如果读写器在规定时隙内没有接收到句柄，连续碰撞次数CC置0，连续空闲次数CI加1，跳转到步骤七；

步骤四：如果连续碰撞次数CC小于CCN，则跳转到步骤五；否则，则跳转到步骤六；