CN101499117B - 射频识别防碰撞的预先分裂非0分支标签的控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种射频识别防碰撞的预先分裂非0分支标签的控制方法，其步骤为：阅读器在多个标签连续发生W次回复碰撞时(包括连续发生W次左分支标签回复碰撞，或者发生右分支标签回复碰撞且其前面W个时隙中连续发生W-1次左分支标签回复碰撞)发送第一回复失败指令，使0分支标签及非0分支标签均执行分裂，即计数器值相同的一组标签分裂为计数器值不相同的两组标签；其中，0分支标签即计数器值为0的标签，非0分支标签即计数器值不为0的标签；该W为正整数。本发明可以使得标签回复次数明显减少，提高了多个标签的接入效率，且操作简单，同时增加了标签接入的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)的防碰撞技术，尤其涉及采用二进制树(Binary Tree)防碰撞方法的预先分裂非0分支标签的控制方法。
背景技术
在RFID技术的应用中，通常情况下是一个阅读器对应多个电子标签(简称标签)。当多个标签同时接入阅读器的可识别范围内时，就会使阅读器阅读信息发生碰撞，因而标签内的信息不能正确传送到阅读器。因此，需要采取一定的机制避免碰撞或减少碰撞。
在现行的国际标准ISO18000-6中，采用了ALOHA或Binary Tree的方法解决碰撞。其中，Binary Tree方法的基本特征是，每个标签有一个随机数发生器，随机地生成0或1；每个标签有一个计数器，当计数器的值为0时，标签回复阅读器。其操作方法是，当阅读器发送询问指令(即开始清点)时，所有计数器的值为0的标签发送回复信息。如果发生碰撞，即阅读器同时收到多个标签的回复信息，则阅读器发送回复失败(fail)指令，在收到fail指令后计数器的值不为0的标签(称为非0分支标签)使标签计数器值加1，而计数器的值为0的标签(称为0分支标签)首先由随机数发生器生成0或1，这样就将0分支标签分成随机数为0和随机数为1的两个子集，与二叉树对应，请参见图1；这里称随机数为0的分支为左分支，称随机数为1的分支为右分支。左分支标签保持计数器的值为0并立即回复，右分支标签的计数器值加1不发送回复信号；若没有碰撞并回复成功或没有回复，则阅读器发送指令确认，并使得所有当前待回复的标签的计数器值减1；如此循环直到所有标签全部成功回复。如图2所示即为现有的ISO18000-6类型B中多标签清点时阅读器与标签交互流程图。
还有一种预先分裂非0分支标签的Binary Tree方法，是对原有的BinaryTree方法的有效改进。将要回复的标签分成多个分支，即0分支标签和非0分支标签。当标签收到阅读器回复失败的确认指令后，不再只是0分支标签进行分裂，而是根据某种策略动态地实施非0分支标签的预先分裂，从而能有效地加速标签回复的成功。然而现有的这种预先分裂Binary Tree方法对在什么时候什么场合执行非0分支标签的预先分裂没有给出具体控制措施。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种射频识别防碰撞的预先分裂非0分支标签的控制方法，给出了具体的非0分支标签的预先分裂的适时条件，能使得上述改进方案得以有效地实施。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种射频识别防碰撞的预先分裂非0分支标签的控制方法，其步骤为：阅读器在多个标签连续发生W次回复碰撞时发送第一回复失败指令，使0分支标签及非0分支标签均执行分裂，即计数器值相同的一组标签分裂为计数器值不相同的两组标签；其中，0分支标签即计数器值为0的标签，非0分支标签即计数器值不为0的标签；其中W为正整数。
进一步地，该连续发生W次回复碰撞包括：连续发生W次左分支标签回复碰撞，或者发生右分支标签回复碰撞且其前面W个时隙中连续发生W-1次左分支标签回复碰撞；其中，左分支标签为由随机数发生器生成0的标签，右分支标签为由随机数发生器生成1的标签。
进一步地，所述方法还包括步骤：阅读器在标签发生回复碰撞但未达到连续W次回复碰撞时发送第二回复失败指令，仅使0分支标签执行分裂。
进一步地，所述方法还包括步骤：阅读器在规定的时隙内若确定正确接收标签的回复或无标签回复，则向标签发送成功确认指令，并进入下一个时隙接收；所有标签收到成功确认指令时，发送回复正确的标签确认回复成功后离开清点过程，不再响应所述阅读器与清点相关的指令；非0分支标签将其计数器的值减1，若还有标签未回复成功则计数器值为0的标签立即发送回复信号给阅读器。
进一步地，所述方法还包括步骤：阅读器在规定的时隙内若确定发生标签的回复碰撞，则累计连续发生回复碰撞的次数。
进一步地，所述标签为处于阅读器射频区域的可识别范围内的标签；所述方法还包括步骤：阅读器向标签发送开始清点的指令，并在规定的时隙内等待接收标签的信号；标签收到来自阅读器的指令后，初始化标签自身信息，将计数器设置为0，计数器值为0的标签发送回复信号给阅读器。
本发明提出在标签回复发生多次连续碰撞的时候控制将非0分支标签进入预先分裂，可以使得标签回复次数明显减少，提高了多个标签的接入效率，并且操作简单，同时增加了标签接入的可靠性。
附图说明
图1是现有的RFID采用Binary Tree防碰撞方法示意图；
图2是现有的ISO18000-6类型B中多标签清点时阅读器与标签交互流程图；
图3是本发明的多标签清点时阅读器与标签交互流程图；
图4是本发明一应用实例清点过程示意图；
具体实施方式
本发明为了得到更高的标签清点效率，针对现有的Binary Tree预先分裂非0分支标签的方法，提出了一种控制非0分支预先分裂适时执行的方法。本发明提出的方法具体步骤是，如果连续发生W次左分支标签回复碰撞或者发生右分支标签回复碰撞且其前面的W个回复时隙中连续发生W-1次左分支标签回复碰撞时，则阅读器通过发送Fail_1指令，使0分支、非0分支标签均执行分裂，即计数器值为0和计数器值不为0的标签均参与分裂。否则阅读器通过发送Fail_0指令，仅使0分支标签执行分裂，即只有计数器值为0的标签参与分裂。
下面结合具体实施例和附图，对本发明上述方法进行详细解释。
如图3所示，为本实施例的多标签清点时阅读器与标签交互流程图，该流程步骤如下：
步骤301，阅读器选择处于射频区域其可识别范围内的标签；
步骤302，阅读器向标签发送开始清点指令，同时开始在规定的时隙上等待接收来自标签的信号；
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，阅读器判断在规定时隙内是正确接收标签的回复或无回复，还是发生回复碰撞，如果是正确接收标签的回复或无回复，执行步骤305，如果是发生回复碰撞，执行步骤308；
步骤305，阅读器向标签发送成功确认指令，并进入下一个时隙接收；
步骤306，标签收到成功确认指令时，正确回复的标签确认成功清点后离开清点过程，不再响应与清点相关的指令；计数器值不为0的标签的计数器值减1，然后制行步骤310；
步骤307，判断是否所有标签均已回复成功，若是，结束流程；若否，则执行步骤312；
步骤308，若阅读器在规定时隙内接收标签的回复发生碰撞，则累计连续发生碰撞的次数；
步骤309，阅读器判断是否连续发生W次左分支碰撞，或者发生右分支碰撞且在其前面W个时隙中连续发生W-1次左分支碰撞，若是执行步骤310，若否，则执行步骤311；其中W为正整数；
步骤310，阅读器向标签发送Fail_1回复失败指令；标签收到Fail_1指令时0分支、非0分支均执行分裂；其中，0分支的计数器值为0的一组标签分裂为计数器值分别为0或1的两组标签；非0分支计数器值相同的一组标签分裂为计数器值不同的两组标签；然后执行步骤312；
实际上，不论是0分支标签还是非0分支标签，所谓标签分裂均为计数器值相同的一组标签分裂为计数器值不相同的二组标签；只不过对于0分支标签要简单些，仅将原计数器值均为0的一组标签分裂为计数器值为0或1的二组标签；而对于非0分支则处理要稍复杂些，譬如在后面的应用实例中将非0分支计数器值为n的一组标签分裂为计数器值分别为2n或2n+1的二组标签。
步骤311，阅读器向标签发送Fail_0回复失败指令；标签收到Fail_0指令时则只有0分支标签执行分裂，即计数器值为0的一组标签分裂为计数器值分别为0或1的两组标签；
步骤312，计数器值为0的标签向阅读器回复，然后返回步骤304执行。
以上实施例给出了本发明提出的在标签回复发生W次左分支碰撞，或者发生右分支碰撞且在其前面连续发生W-1次左分支碰撞的情况下实施非0分支预先分裂。
下面给出一个较佳应用实例。本发明通过反复试验获知，当连续发生3次标签回复碰撞，其中包括当连续发生3次左分支标签回复碰撞，或者发生右分支标签回复碰撞且其前面的连续发生2个左分支标签回复碰撞，则阅读器通过发送Fail_1回复失败指令，使标签执行非0分支预先分裂。0，1随机数选择的平均概率各为50％，以这个典型的特征，来将标签进行分裂，说明本发明方法实现的过程。
图4为本发明在存在9个标签(1～9)的情况下，且W取值为3时的清点过程。标签号旁边括号中的数字代表计数器的值，最右边的数字表示清点过程中当前的时隙序数。本例中清点过程简单描述如下(W＝3)：
第1时隙，初始化，标签计数器的值全部清0，W＝1；
第2时隙，碰撞，标签计数器的值分裂为000000111，0回复；
第3时隙，碰撞，标签计数器的值再次分裂为001111222，0回复；
第4时隙，碰撞，标签计数器的值再次分裂为012222445，0回复成功；
第5时隙，计数器值减1，为01111334，0回复成功；
第6时隙，计数器值减1，为0000223，0回复；
第7时隙，计数器值减1，为0001334，0回复；
第8时隙，计数器值减1，为0112445，0回复成功；
第9时隙，碰撞，标签计数器的值分裂为01334，0回复成功；
第10时隙，计数器值减1，为012678，0回复成功；
第11时隙，计数器值减1，为01567，0回复成功；
第12时隙，计数器值减1，为0456，0回复成功；
第13时隙，计数器值减1，为345，无回复；
第14时隙，计数器值减1，为234，无回复；
第15时隙，计数器值减1，为123，无回复；
第16时隙，计数器值减1，为012，0回复成功。
第17时隙，计数器减1，为01，0回复成功。
第18时隙，计数器减1，为0，0回复成功。
从图4中可以看到以下几点：
1)时隙1、时隙2、时隙3连续发生W(W＝3)次碰撞，且均为左分支标签，则阅读器通过发送Fail_1指令，使0分支、非0分支标签均执行分裂；
2)时隙9为右分支发生碰撞，且其前面W(W＝3)个时隙中连续发生W-1(2)次碰撞(时隙6和时隙7)，则阅读器通过发送Fail_1指令，使0分支、非0分支标签均执行分裂。
以上在连续3次发生碰撞的两种情况下，0分支计数器值为0的一组标签分裂为计数器值为0或1的二组标签；非0分支计数器值为n的一组标签分裂为计数器值为2n或2n+1的二组标签。
3)时隙1、时隙2、时隙6、时隙7发生碰撞，但连续碰撞数未达到W，则阅读器通过发送Fail_0指令，仅使0分支标签执行分裂，即计数器值为0的一组标签分裂为计数器值为0或为1的二组标签。
应该看到，本应用实例所例举的是9个标签在连续发生3次回复碰撞时预先分裂非0分支标签，仅仅是用于说明本发明的方法，而非用于限制本发明。譬如，在6个标签连续发生2次碰撞或在20个标签连续发生6次碰撞时预先分裂非0分支标签等等。任何多个标签在连续发生多次回复碰撞时将非0分支标签进入分裂的方案均应在本发明所要求保护的范围内。
再有，本应用实例所例举的在连续发生3次回复碰撞时预先分裂非0分支标签，即将非0分支计数器值为n的一组标签分裂为计数器值为2n或2n+1的二组标签，也仅仅用于说明本发明，而非用于限制本发明。譬如，将非0分支计数器值为n的一组标签分裂为计数器值为3n或3n+1的二组标签，或将非0分支计数器值为n的一组标签分裂为计数器值为2n或2n+2的二组标签等等。任何将非0分支计数器值相同的一组标签分裂为计数器值不同的二组标签的分裂方法均在本发明所要求保护的范围内。
通过以上实施例和应用实例可以看出，本发明提出在标签回复发生多次连续碰撞的时候控制将非0分支标签进入预先分裂，而不是等候0分支标签全部成功回复完再分裂非0分支标签，可以使得标签回复次数明显减少，提高了多个标签的接入效率，并且操作简单，同时增加了标签接入的可靠性。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种射频识别防碰撞的预先分裂非0分支标签的控制方法，其特征在于，所述方法的步骤是：阅读器在多个标签连续发生W次回复碰撞时发送第一回复失败指令，使0分支标签及非0分支标签均执行分裂，即计数器值相同的一组标签分裂为计数器值不相同的两组标签；其中，所述0分支标签即计数器值为0的标签，所述非0分支标签即计数器值不为0的所述标签；所述W为正整数。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述连续发生W次回复碰撞包括：连续发生W次左分支标签回复碰撞，或者发生右分支标签回复碰撞且其前面W个时隙中连续发生W-1次左分支标签回复碰撞；其中，所述左分支标签为由随机数发生器生成0的标签，所述右分支标签为由所述随机数发生器生成1的标签。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括步骤：所述阅读器在所述标签发生所述回复碰撞但未达到所述连续W次回复碰撞时发送第二回复失败指令，仅使所述0分支标签执行所述分裂。
4.按照权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括步骤：所述阅读器在规定的时隙内若确定正确接收所述标签的回复或无标签回复，则向所述标签发送成功确认指令，并进入下一个时隙接收；所有标签收到所述成功确认指令时，发送回复正确的标签确认回复成功后离开清点过程，不再响应所述阅读器与所述清点相关的指令；所述非0分支标签将其计数器的值减1，若还有所述标签未回复成功则计数器值为0的所述标签立即发送回复信号给所述阅读器。
5.按照权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括步骤：所述阅读器在规定的时隙内若确定发生所述标签的所述回复碰撞，则累计连续发生所述回复碰撞的次数。
6.按照权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述标签为处于所述阅读器射频区域的可识别范围内的标签；所述方法进一步包括步骤：所述阅读器向所述标签发送开始清点的指令，并在规定的时隙内等待接收所述标签的信号；所述标签收到来自所述阅读器的所述指令后，初始化所述标签自身信息，将计数器设置为0，所述计数器值为0的标签发送回复信号给所述阅读器。
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