CN101441698A - 一种判断射频识别系统中标签清点结束的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种射频识别中判断标签清点结束的方法，阅读器清点标签，标签回复时如果发生碰撞，则将标签分裂为多个分支后其中一个分支再次回复，直到所有标签正确回复，其特征在于，设置树深度计数器，初始值为0，标签清点开始后，如果阅读器正确接收标签回复或无回复，则树深度计数器减1；如果阅读器错误接收标签回复，则指示标签进行分裂，如果本次分裂新增n个标签分支，树深度计数器加n；如果树深度计数器的值为－1，则标签清点结束。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别是射频识别(RFID)领域判断标签清点结束的方法。
背景技术
在RFID实际应用中，很多情况下是在射频场中存在一个阅读器对应多个电子标签。当阅读器同时清点多个标签时，就会出现信道争用，发生碰撞，标签无法将信息正确发送给阅读器。因此，需要采取一定的机制避免碰撞或减少碰撞。
现有的RFID国际标准ISO 18000-6中，A类和C类采用时隙ALOHA算法，而B类采用Binary Tree算法解决碰撞问题。时隙ALOHA和Binary Tree都是基于时分多路访问方式。
Binary Tree方法的基本思想与二叉树的深度优先遍历类似，它将处于碰撞的标签分裂成左右两个子集0和1，先查询子集0，若没有冲突，则正确识别标签，若仍有冲突则再分裂，把子集0分为00和01两个子集，依次类推，直到识别出子集0中的所有标签，再按此步骤查询子集1。Binary Tree算法图如图1。在ISO 18000-6B类协议中，使用Binary Tree算法实现防碰撞的过程为：阅读器发送开始清点指令，使所有标签开始回复，标签在收到指令后，由随机数发生器生成0或1，这样就将标签分成随机数为0和随机数为1的两个子集，与二叉树对应，这里我们称之为左分支和右分支；随机数为0的标签，即处在左分支的标签，立即回复，而随机数为1的标签，即处在右分支的标签，将计数器值设为1，等待左分支回复完才能执行分裂回复；若没有碰撞或回复成功，则阅读器发送Success指令确认，并使得标签计数器值减1；若标签碰撞，阅读器发送Fail指令，使计数器为0的标签，即左分支的标签重新分裂，计数器非0的标签，即右分支的标签计数器值加1；如此循环直到所有标签全部成功回复。
针对Binary Tree标签防碰撞算法，有很多新的改进算法，比如多叉树标签防碰撞方法(每次分裂时分裂为多个分支)，预先分裂二叉树方法(每次分裂时指定除0分支外，预先分裂的分支)等，但是都没有明确指出清点结束的条件。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种射频识别领域中判断标签清点结束的方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种射频识别中判断标签清点结束的方法，阅读器清点标签，标签回复时如果发生碰撞，则将标签分裂为多个分支后其中一个分支再次回复，直到所有标签正确回复，其特征在于，设置树深度计数器，初始值为0，标签清点开始后，如果阅读器正确接收标签回复或无回复，则树深度计数器减1；如果阅读器错误接收标签回复，则指示标签进行分裂，如果本次分裂新增n个标签分支，树深度计数器加n；如果树深度计数器的值为-1，则标签清点结束。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述树深度计数器位于阅读器端。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述标签清点时，采用ISO18000-6B类二叉树算法，每次标签分裂时，新增一个标签分支，树深度计数器增加1。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述方法具体包含如下步骤：
301，阅读器发送清点开始指令，在规定的时隙上接收来自标签的信号；初始化树深度计数器为0；
302，标签收到开始清点指令后，计数器设置为0，回复阅读器；
303，判断阅读器在规定时隙内是正确接收标签的回复信息或无标签回复信息或者是错误接收标签回复信息，如果是正确回复信息或者无回复信息，判断树深度计数器是否为-1，如果是，结束，否则转入步骤305，如果是错误接收标签回复信息，转入步骤307；
步骤305，阅读器向标签发送成功确认指令，树深度计数器减1，并进入下一个时隙接收；
步骤306，当标签收到成功确认指令时，正确发送回复信息的标签离开清点过程，并不再响应与清点相关的指令，其余标签计数器减1，执行步骤309；
步骤307，若阅读器在规定时隙内错误接收标签的回复信息，树深度计数器加1，向标签发送失败确认指令，并进入下一个时隙接收；
步骤308，标签收到失败确认指令时，计数器值为0的标签，重新选择随机数，进行分裂，分裂为两个分支，其他计数器值加1，执行步骤309；
步骤309，计数器值为0的标签回复阅读器，转入步骤304。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述标签清点时，采用m叉树算法，每次标签分裂时，新增m-1个标签分支，所述树深度计数器增加m-1。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述标签清点时，采用预先分裂的二叉树算法，每次标签分裂时，除计数器值为0的分支外，指定预先分裂的m个标签分支，所述树深度计数器增加m+1。
本发明提出了使用树深度计数器判断Binary Tree算法以及改进的Binary Tree算法清点过程结束的方法。采用本发明的清点过程结束控制方法，可以保证清点过程无遗漏，并且在尽可能短的时间内判断清点过程是否已经结束。
附图说明
图1是BinaryTree算法示意图；
图2是ISO 18000-6中多标签清点时阅读器与标签交互流程；
图3是本发明在多标签清点过程中的应用；
图4是本发明在四叉树标签防碰撞方法中的应用实例。
具体实施方式
为了得到Binary Tree及其改进算法的标签清点过程结束条件，本发明提出了一种利用记录树深度的方法来确定标签清点过程的结束。这里需要说明的是，在Binary Tree防碰撞方法中，本发明的方法可以正确表示树的深度，在基于Binary Tree算法的其他算法中，本发明的方法并不实际代表树的深度，但借鉴其在Binary Tree中的作用，还称之为树深度。
本发明提出的标签清点过程结束控制方法，通过在阅读器端增加一个树深度计数器，初始化为0，记录树的当前深度，并且树根的深度为0。每次分裂时，如果新增加了n个标签分支，则树深度计数器增加n，从而记录树分裂的深度，每次成功确认时，则树深度计数器减1，当树深度计数器值为-1时，清点完毕。
如果是Binary Tree标签防碰撞方法，那么每次标签正确回复或无回复，阅读器发送成功确认指令(即Success命令)时，树深度计数器减1，每次标签回复碰撞，阅读器发送失败确认指令(即Fail命令)时，标签进行分裂，增加了一个标签分支，树深度计数器加1，表明树继续分裂，深度增加。当树深度计数器为-1时，清点过程结束。
如果是基于Binary Tree的多叉树标签防碰撞方法，那么根据分裂的叉数来修改树深度计数器的值，假定是m(m可以是任意的自然数)叉树分裂，那么每次成功确认时，计数器减1，说明当前深度的一个时隙或者正确回复或者无回复，每次失败确认时，标签进行分裂，增加了m-1个标签分支，树深度计数器加上m-1，说明当前深度有m个时隙需要遍历，当树深度计数器的值为-1时，清点过程结束。
如果是基于Binary Tree的预先分裂二叉树标签防碰撞方法，那么根据预先分裂非0分支数来更新树深度计数器的值。假定当前要预先分裂的非0分支数为n，那么发送成功确认指令时，计数器减1，说明当前深度的一个时隙或者正确回复或者无回复，每次失败确认时，标签分裂，0分支和该指定的n个分支分裂，相比分裂前，共增加了n+1个标签分支，树深度计数器加上n+1，说明在当前深度，除0分支进行分裂外，预先让上层的n支进行分裂，共增加了n+1个分支需要遍历，当树深度计数器的值为-1时，清点过程结束。
下面描述本发明在ISO 18000-6 TypeB Binay Tree标签防碰撞算法中的应用，控制标签清点过程的结束，具体如下：
步骤301，阅读器选择处于有效射频场区域的标签。
阅读器发送选择指令，所有标签收到选择指令后进行条件匹配，满足条件的标签进入清点过程。
步骤302，阅读器发送开始清点指令，同时开始在规定的时隙上接收来自标签的信号。初始化树深度计数器为0，用来记录树分裂的深度。
步骤303，标签收到开始清点指令后，初始化自身信息，计数器设置为0，计数器值为0的标签回复阅读器。
步骤304，判断阅读器在规定时隙内是正确接收标签的回复信息或无标签回复信息或者是碰撞错误信息，如果是正确回复信息或者无回复信息，转入步骤305，如果是碰撞错误信息，转入步骤308；
步骤305，判断树深度计数器是否为-1，如果是，结束，否则，转入步骤306
步骤306，阅读器向标签发送成功确认指令，树深度计数器减1，并进入下一个时隙接收。
步骤307，当标签收到成功确认指令时，ID(标签标识)符合success命令参数的标签(即正确发送回复信息的标签)回复确认成功后离开清点过程，并不再响应与清点相关的指令，ID不符合success命令参数的标签(即计数器值不为0的标签)，计数器减1，执行步骤310；
如果步骤304中未收到标签回复信息，则此时没有成功确认的标签，所有标签计数器都减1。
步骤308，若阅读器在规定时隙内接收标签的碰撞错误回复信息，则认为多个标签回复，发生碰撞，树深度计数器加1，同时向标签发送失败确认指令，并进入下一个时隙接收。
步骤309，标签收到失败确认指令时，计数器值为0的标签，重新选择随机数，进行分裂，其他标签计数器值加1，执行步骤310；
步骤310，计数器值为0的标签回复阅读器，转入步骤304。
以上是本发明在Binary Tree算法中的应用，若本发明应用在以二叉树算法为基础的多叉树(m叉)时，只须修改步骤308，将树深度计数器的值加1改为加上m-1；若本发明应用在以二叉树算法为基础的预先分裂二叉树算法中时，假定预先分裂n个非0分支，同样也只须修改步骤308，将树深度计数器的值加1改为加上n+1，同样也可以通过判断树深度计数器是否为-1来判断清点过程是否结束。
下面通过一个应用实例进一步说明本发明。以本发明在n(n＝4)叉树标签防碰撞算法中的应用为例，说明本发明提出的标签清点结束判断方法。
如图4所示，为本发明在以Binary Tree算法为基础的多叉树(四叉树)标签防碰撞算法中的应用实例。与二叉树标签防碰撞方法不同的是，四叉树每次分裂为四支，即每次分裂增加所以计数器不为0的标签在分裂时加3，计数器为0的标签在[0，3]之间选择随机数，其他过程与二叉树基本相同。其中N表示空时隙，数字表示标签选择的时隙。
1.时隙，初始化，树深度计数器设置为0；
2.时隙，碰撞，分裂为000012333，树深度计数器加3，变为3；
3.时隙，碰撞，并再次分裂为0011NN45666，树深度计数器加3，变为6；
4.时隙，碰撞，并再次分裂为01NN44NN78999，树深度计数器加3，变为9；
5.时隙，正确回复，计数器减1，为0NN33NN67888，树深度计数器减1，变为8；
6.时隙，正确回复，计数器减1，为NN22NN56777，树深度计数器减1，变为7；
7.时隙，无回复，计数器减1，为N11NN45666，树深度计数器减1，变为6；
8.时隙，无回复，计数器减1，为00NN34555，树深度计数器减1，变为5；
9.时隙，碰撞，分裂为NN23NN67888，树深度计数器加3，变为8；
10.时隙，无回复，计数器减1，为N12NN56777，树深度计数器减1，变为7；
11.时隙，无回复，计数器减1，为01NN45666，树深度计数器减1，变为6；
12.时隙，正确回复，计数器减1，为0NN34555，树深度计数器减1，变为5；
13.时隙，正确回复，计数器减1，为NN23444，树深度计数器减1，变为4；
14.时隙，无回复，计数器减1，为N12333，树深度计数器减1，变为3；
15.时隙，无回复，计数器减1，为01222，树深度计数器减1，变为2；
16.时隙，正确回复，计数器减1，为0111，树深度计数器减1，变为1；
17.时隙，正确回复，计数器减1，为000，树深度计数器减1，变为0；
18.时隙，碰撞，并再次分裂为012N，树深度计数器加3，变为3；
19.时隙，正确回复，计数器减1，为01N，树深度计数器减1，变为2；
20.时隙，正确回复，计数器减1，为0N，树深度计数器减1，变为1；
21.时隙，正确回复，计数器减1，为N，树深度计数器减1，变为0；
22.时隙，无回复，计数器减1，标签没有任何操作，树深度计数器减1，变为-1；
至此正确判断清点结束。
对于Binary Tree和其他变化形式的树标签防碰撞算法，本发明都适用，适用方法与上面的例子中类似。
综上所述，本发明能够很好的控制标签防碰撞过程的结束，能够降低清点结束的等待时间，提高清点的效率。
当然，本发明提出的清点过程结束判断方法，不限于Binary Tree以及上述两种改进算法，其他的基于树的标签防碰撞方法，都可以采用上述通过记录树深度的方法来判断清点的结束。
Claims (6)
1、一种射频识别中判断标签清点结束的方法，阅读器清点标签，标签回复时如果发生碰撞，则将标签分裂为多个分支后其中一个分支再次回复，直到所有标签正确回复，其特征在于，设置树深度计数器，初始值为0，标签清点开始后，如果阅读器正确接收标签回复或无回复，则树深度计数器减1；如果阅读器错误接收标签回复，则指示标签进行分裂，如果本次分裂新增n个标签分支，树深度计数器加n；如果树深度计数器值为-1，则标签清点结束。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述树深度计数器位于阅读器端。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述标签清点时，采用ISO 18000-6B类二叉树算法，每次标签分裂时，新增一个标签分支，树深度计数器增加1。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法具体包含如下步骤：
301，阅读器发送清点开始指令，在规定的时隙上接收来自标签的信号；初始化树深度计数器为0；
302，标签收到开始清点指令后，计数器设置为0，回复阅读器；
303，判断阅读器在规定时隙内是正确接收标签的回复信息或无标签回复信息或者是错误接收标签回复信息，如果是正确回复信息或者无回复信息，判断树深度计数器是否为-1，如果是，结束，否则转入步骤305，如果是错误接收标签回复信息，转入步骤307；
步骤305，阅读器向标签发送成功确认指令，树深度计数器减1，并进入下一个时隙接收；
步骤306，当标签收到成功确认指令时，正确发送回复信息的标签离开清点过程，并不再响应与清点相关的指令，其余标签计数器减1，执行步骤309；
步骤307，若阅读器在规定时隙内错误接收标签的回复信息，树深度计数器加1，向标签发送失败确认指令，并进入下一个时隙接收；
步骤308，标签收到失败确认指令时，计数器值为0的标签，重新选择随机数，进行分裂，分裂为两个分支，其他计数器值加1，执行步骤309；
步骤309，计数器值为0的标签回复阅读器，转入步骤304。
5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标签清点时，采用m叉树算法，每次标签分裂时，新增m-1个标签分支，所述树深度计数器增加m-1。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标签清点时，采用预先分裂的二叉树算法，每次标签分裂时，除计数器值为0的分支外，指定预先分裂的m个标签分支，所述树深度计数器增加m+1。
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Effective date of registration: 20150313 Address after: 300308, No. 8, Zhongxing Industrial base, No. seven, 2 East Road, Tianjin Airport Economic Zone Patentee after: ZTE INTELLIGENT IOT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 518057 Nanshan District high tech Industrial Park, Guangdong, South Road, science and technology, ZTE building, legal department Patentee before: ZTE Corp. |
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Room 401, building 12, east area, airport business park, No. 80, Huanhe North Road, free trade zone (Airport Economic Zone), Binhai New Area, Tianjin 300000 Patentee after: Gaoxing Zhilian Technology Co.,Ltd. Address before: 300308, No. 8, Zhongxing Industrial base, No. seven, 2 East Road, Tianjin Airport Economic Zone Patentee before: ZTE INTELLIGENT IOT TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Room 401, building 12, East Airport Business Park, 80 Huanhe North Road, Tianjin Binhai New Area pilot free trade zone (Airport Economic Zone) Patentee after: Zte Intelligent Iot Technology Co.,Ltd. Address before: Room 401, building 12, East Airport Business Park, 80 Huanhe North Road, Tianjin Binhai New Area pilot free trade zone (Airport Economic Zone) Patentee before: Gaoxing Zhilian Technology Co.,Ltd. |
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