CN102043936B

CN102043936B - 射频识别系统中的信息传输方法及系统

Info

Publication number: CN102043936B
Application number: CN200910204377.8A
Authority: CN
Inventors: 刘朝阳; 张建
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: Shanghai Zhongxing Software Co Ltd
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2029-10-22
Also published as: WO2010145322A1; CN102043936A

Abstract

本发明公开了一种射频识别系统中的信息传输方法，该方法包括：阅读器将待发送信息组成帧，经编码及调制后发送；其中，帧的组成包括前导码/帧同步码、数据信息和校验信息；前导码和帧同步码采用相同的格式，皆依次由帧同步码和前导码的分隔符(delimiter)、数据0和数据1构成。本发明还公开了一种射频识别系统中的信息传输系统，该系统中，帧组成单元用于阅读器将待发送信息组成帧；其中，帧的组成包括前导码/帧同步码、数据信息和校验信息；前导码和帧同步码采用相同的格式，皆依次由delimiter、数据0和数据1构成。采用本发明的方法及系统，降低了帧的设计复杂度；提高了信息传输效率。

Description

射频识别系统中的信息传输方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种射频识别(RFID，Radio FrequencyIdentify)系统中的信息传输方法及系统。

背景技术

RFID系统包括标签和读写器。RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。

RFID系统包括无源RFID和有源RFID，两者的本质区别在标签端。前者标签是从阅读器发射波形中获取能量，后者标签自身有能源供应。下面以无源RFID为例介绍RFID系统的工作原理。

如图1所示，阅读器通过调制射频载波信号发送信息到一个或多个标签。阅读器将数据信息经编码、ASK调制后形成射频载波信号，经过无线信道传送给标签。阅读器不停地向标签发送连续载波(CW)，一方面通过CW向标签提供能量，另一方面背射标签返回的信息。阅读器和标签之间的通信是半双工的。

如图2所示，UHF RFID协议——EPC Class-1 Generation-2采用PIE编码。PIE编码为不等长编码，其中数据0的长度为1倍Tari，数据1的长度介于1.5倍的Tari和2倍Tari之间，每个数据符号中间都会有一个下降沿跳变。因此，标签端只需知道两个上升沿之间的宽度，再同判决阈值比较，就能进行PIE译码；其中，判决阈值即为数据0和数据1长度和的一半。其中，Tari为：阅读器到标签的信号传输中，数据0的标准时间间隔。Tari源自于ISO/IEC 18000-6(part A)规范，是Type A ReferenceInterval的缩写。PIE为脉冲间隔编码。

图3、图4给出了EPC协议中阅读器到标签方向的前导码和帧同步码，这里，阅读器以Reader，标签以Tag表示时，阅读器到标签的方向记为R＝＞T，标签到阅读器的方向记为T＝＞R。图3中，前导码中含有12.5us的delimiter、数据0、RTcal和TRcal，此前导码仅在阅读器下发的清点命令(Qurey)命令中使用；图4中，帧同步码中含有12.5us的delimiter、数据0和RTcal，它应用于除Qurey命令外的所有其他命令。其中，delimiter为帧同步码和前导码的分隔符，表明一帧的开始；RTcal为R＝＞T方向的校准，其大小为数据0和数据1长度之和的一半，用做标签端的PIE译码门限；TRcal为T＝＞R方向数据速率的校准符号，连同Qurey命令中的参数DR，确定T＝＞R方向的数据速率。

综上所述，现有技术存在的缺点是：现有EPC协议中，R＝＞T方向的前导码和帧同步码的帧不同，需要分别设置，这样导致帧复杂；而且分别设置的前导码和帧同步码较长，必然导致信息传输效率低，不利于信息传输的处理。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种RFID系统中的信息传输方法及系统，不仅降低了帧的设计复杂度；而且提高了信息传输效率，有利于信息传输的处理。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种射频识别系统中的信息传输方法，该方法包括：阅读器将待发送信息组成帧，经编码及调制后发送；其中，

帧的组成包括前导码/帧同步码、数据信息和校验信息；前导码和帧同步码采用相同的格式，皆依次由帧同步码/前导码的分隔符(delimiter)、数据0和数据1构成。

其中，所述delimiter具体由12.5us的低电平组成；delimiter的长度范围为12.5us+/-5％。

其中，所述数据0和所述数据1的具体编码完全符合脉冲间隔编码(PIE)编码。

其中，所述数据0具体由高低电平组成；数据0的长度为1倍Tari；其中，高电平在前，低电平在后，低电平长度为脉冲宽度(PW)。

其中，所述数据1具体由高低电平组成，数据1的长度介于1.5倍Tari和2倍Tari之间；其中，高电平在前，低电平在后，低电平长度为PW。

其中，该方法进一步包括：阅读器下发的清点命令(Qurey)命令中的前导码，和非Qurey命令中的帧同步码的组成完全相同。

其中，所述Qurey命令中，包括的参数DR具体为：表征标签到阅读器方向数据速率、与阅读器到标签方向数据速率之间比值的参数。

一种射频识别系统中的信息传输系统，该系统包括：帧组成单元、和编码及调制单元；其中，

帧组成单元，用于阅读器将待发送信息组成帧；其中，帧的组成包括前导码/帧同步码、数据信息和校验信息；前导码和帧同步码采用相同的格式，皆依次由delimiter、数据0和数据1构成；

编码及调制单元，用于将帧的待发送信息，经编码及调制后发送。

其中，所述帧组成单元，进一步包括delimiter设置模块，用于将delimiter的长度范围设置为12.5us+/-5％。

其中，所述帧组成单元，进一步包括数据0或1设置模块，用于将数据0的长度设置为1倍Tari；其中，高电平在前，低电平在后，低电平长度为PW；或者，将数据1的长度设置为介于1.5倍Tari和2倍Tari之间；其中，高电平在前，低电平在后，低电平长度为PW。

本发明的阅读器将待发送信息组成帧，经编码及调制后发送；其中，帧的组成包括前导码/帧同步码、数据信息和校验信息；前导码和帧同步码采用相同的格式，皆依次由delimiter、数据0和数据1构成。

采用本发明，不区分前导码和帧同步码，将前导码和帧同步码融合统一采用同一种帧结构，区别于现有EPC协议中区分前导码和帧同步码，需分别设置不同的帧结构。统一融合采用一种帧结构进行信息传输，不仅降低了帧的设计复杂度；而且缩短了帧同步码和帧前导码的长度，提高了信息传输效率，降低了标签端的处理复杂度，有利于信息传输的处理。

附图说明

图1为现有技术中无源RFID系统的工作原理示意图；

图2为现有技术中PIE编码的示意图；

图3为现有技术中EPC协议中阅读器到标签方向的帧同步码的示意图；

图4为现有技术中EPC协议中阅读器到标签方向的帧前导码的示意图；

图5为本发明方法实施例的实现流程示意图；

图6为本发明阅读器到标签方向帧结构的示意图；

图7为本发明的阅读器到标签方向帧同步码和帧前导码格式的示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：阅读器将待发送信息组成帧，经编码及调制后发送；其中，帧的组成包括前导码/帧同步码、数据信息和校验信息；前导码和帧同步码采用相同的格式，皆依次由delimiter、数据0和数据1构成。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

一种RFID系统中的信息传输方法，该方法包括：阅读器将待发送信息组成帧，经编码及调制后发送。其中，待发送信息的一种具体实现包括：前导码、数据信息和校验信息；或者，待发送信息的另一种具体实现包括：帧同步码、数据信息和校验信息。换言之，由于本发明不区分前导码和帧同步码，即：将前导码和帧同步码采用相同的格式，皆依次由delimiter、数据0和数据1构成；将前导码和帧同步码融合统一采用同一种帧结构进行信息传输，因此，也可以称为：待发送信息组成的帧，其组成包括前导码/帧同步码、数据信息和校验信息。

这里，delimiter具体由12.5us的低电平组成；delimiter的长度范围为12.5us+/-5％。

这里，数据0和数据1的具体编码完全符合PIE编码。

这里，数据0具体由高低电平组成；数据0的长度为1倍Tari；其中，高电平在前，低电平在后，低电平长度为PW。

这里，数据1具体由高低电平组成，数据1的长度介于1.5倍Tari和2倍Tari之间；其中，高电平在前，低电平在后，低电平长度为脉冲宽度(PW)。

这里，该方法进一步包括：Qurey命令中的前导码和非Qurey命令中的帧同步码的组成完全相同。

这里需要指出的是：现有技术除了存在发送信息时，采用分别设置、不统一的帧导致帧结构设计复杂，以及信息传输效率低的问题，还存在以下问题：

如下的表1给出了现有EPC协议中Qurey命令的帧信息表，其中参数DR为：表征分隔比率的参数，则T＝＞R方向的链路速率LF可以用下式表示：

LF＝DR/Trcal (1)

Command

DR

M

TRext

Sel

Session

Target

Q

CRC-5

# of bits

4

1

2

1

2

1

4

5

Description

1000

0：DR＝81：DR＝64/3

00：M＝101：M＝210：M＝411：M＝8

0：No pilot tone1：Use pilottone

00：All01：All10：～SL11：SL

00：S001：S110：S211：S3

0：A1：B

0-15

表1

表1中，Command表示命令；M表示决定反向编码方式；TRext表示反向有无前导音；Sel表示选择某个标志的标签参与选择；Session表示选定某个Session的标签参与清点；Target表示选定某个target的标签参与清点；Q表示用于防碰撞算法Q值；CRC-5表示循环冗余校验；bits表示位数；Description表示描述；SL表示标签选择标志。

可见，现有EPC协议的Qurey命令中，DR作为用于表征分隔比率的参数，导致采用现有技术存在的缺点是：现有EPC协议中，采用上述公式(1)计算T＝＞R方向的链路速率时用到了除法运算，计算复杂度大，不利于接收到信息的标签端进行数据解调的处理。其原因在于，在逻辑运算里面，采用二进制的移位运算是比较容易实现的，复杂度很低；而逻辑运算里面，除法运算是比乘法还要复杂的运行。因此，如果能采用二进制的移位运算，则能减低计算复杂度，从而有利于接收到信息的标签端进行数据解调的处理。

针对性的，本发明的解决方案是为了利用二进制的移位运算，对Qurey命令中的DR采用不同表征含义，即：在Qurey命令中包括的参数DR具体为：表征T＝＞R方向数据速率、与R＝＞T方向数据速率之间比值的参数。其中，DR可以用两比特表示，其中00表示比值为1；01表示比值为2；10表示比值为4；11表示比值为8。

如下的表2给出了本发明Qurey命令的帧信息表，其中参数DR为：表征T＝＞R方向数据速率、与R＝＞T方向数据速率之间比值的参数。

Command

DR

M

TRext

Sel

Session

Target

Q

CRC-5

# of bits

4

2

1

2

1

4

5

description

1000

00：DR＝101：DR＝210：DR＝411：DR＝8

00：M＝101：M＝210：M＝411：M＝8

0：No pilot tone1：Use pilottone

00：All01：All10：～SL11：SL

00：S001：S110：S211：S3

0：A1：B

0-15

表2

综上所述，本发明主要包括以下内容：

阅读器将发送的数据信息组成帧的形式，通过编码，调制发送出去。帧的组成包括前导码或帧同步码、数据信息和校验信息。本发明Qurey命令中的前导码和其他命令中的帧同步码组成完全相同，由于本发明并不区分前导码和帧同步码，因此，本文称作前导码或帧同步码都可以。

进一步，前导码或帧同步码依次由delimiter、data-0和data-1构成。

进一步，delimiter是由12.5us的低电平，其长度范围为12.5us+/-5％。

进一步，data-0和data-1完全符合PIE编码。

进一步，data-0由高低电平组成，其宽度为1倍Tari。高电平在前，低电平在后，低电平宽度为PW。

进一步，data-1由高低电平组成，其宽度介于1.5倍Tari和2倍Tari之间。高电平在前，低电平在后，低电平宽度为PW。

进一步，Qurey命令参数DR用以表示T＝＞R方向链路速率和R＝＞T方向数据速率的比值。

进一步，DR用两比特表示，其中00表示比值为1；01表示比值为2；10表示比值为4；11表示比值为8。

以下对本发明进行举例阐述。

本发明通过改造R＝＞T方向的帧同步码或前导码，修改Qurey命令的DR参数，缩短了帧同步码或前导码的长度，提高了信息传输效率，降低了标签处理复杂度。

方法实施例：不仅包括阅读器端发送编码及调整后的信息的过程，而且还包括标签端对接收的信息进行解调和解码的过程。如图5所示，该过程包括以下步骤：

步骤101：阅读器对待发送的二进制数据进行编码。

步骤102：阅读器将编码后的数据构造成帧。

步骤103：阅读器对一帧数据信息进行调制。

步骤104：阅读器对已调制信号进行无线发送。

步骤105：标签接收来自阅读器的无线信号。

步骤106：标签对接收到的无线信号进行无线解调。

步骤107：标签对解调后的帧同步信号进行帧同步判决，解调出数据信息。

步骤108：标签对数据信息进行解码。

这里需要指出的是：步骤102采用的帧结构，就是本发明提出的帧结构，具体请参看图6、图7的介绍。

如图6所示，本发明采用的RFID系统中的R＝＞T方向调制信号的帧。该帧共有三部分组成，包括：前导码或者帧同步码、数据信息和校验信息；其中，数据信息包括命令和参数信息。

如图7所示，本发明采用的RFID系统中的R＝＞T方向调制信号的前导码或帧同步码，共有三部分组成，包括：delimiter、data-0和data-1。其中，delimiter是由12.5us的低电平，其长度范围为12.5us+/-5％；data-0和data-1完全符合PIE编码；data-0由高低电平组成，其宽度为1倍Tari，高电平在前，低电平在后，低电平宽度为PW；data-1由高低电平组成，其宽度介于1.5倍Tari和2倍Tari之间，高电平在前，低电平在后，低电平宽度为PW。

当采用上述前导码或帧同步码后，标签端在恢复出data-0和data-1的长度后，仍能计算出译码判决阈值，即data-0和data-1的长度之和的一半。按此判决阈值能实现标签端译码。然而，同现有EPC协议相比，采用本发明却缩短了帧同步码的长度，提高了有效信息传输效率。

本发明除了不区分前导码或帧同步码，都采用相同的格式的创新点，还有一个创新点需要重申的是：本发明表2中采用的Qurey命令的帧，除参数DR同现有技术表1中的EPC协议参数DR不同外，其他参数都和EPC协议Qurey命令参数相同。

本发明Qurey命令参数DR用以表示T＝＞R方向链路速率和R＝＞T方向数据速率的比值；DR用两比特表示，其中00表示比值为1；01表示比值为2；10表示比值为4；11表示比值为8。例如，当DR的两比特取值为11时，此时T＝＞R链路速率是R＝＞T数据速率的8倍。因此仅需一个移位运算操作就能实现乘法运算，标签端计算比较简单。而现有EPC协议中，T＝＞R链路速率的计算，需要做除法运算，计算复杂度较高。

一种RFID系统中的信息传输系统，该系统包括：帧组成单元、和编码及调制单元。其中，帧组成单元，用于阅读器将待发送信息组成帧；其中，帧的组成包括前导码/帧同步码、数据信息和校验信息；前导码和帧同步码采用相同的格式，皆依次由delimiter、数据0和数据1构成。编码及调制单元，用于将帧的待发送信息，经编码及调制后发送。

这里，帧组成单元，进一步包括delimiter设置模块，用于将delimiter的长度范围设置为12.5us+/-5％，delimiter用于标签识别一帧数据的开始时刻。

这里，帧组成单元，进一步包括数据0或1设置模块，用于将数据0的长度设置为1倍Tari；其中，高电平在前，低电平在后，低电平长度为PW；或者，将数据1的长度设置为介于1.5倍Tari和2倍Tari之间；其中，高电平在前，低电平在后，低电平长度为PW。数据0和数据1用作标签端译码门限。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种射频识别系统中的信息传输方法，其特征在于，该方法包括：阅读器将待发送信息组成帧，经编码及调制后发送；其中，

帧的组成包括前导码/帧同步码、数据信息和校验信息；前导码和帧同步码采用相同的格式，皆依次由帧同步码/前导码的分隔符(delimiter)、数据0和数据1构成；所述阅读器下发的清点Qurey命令中的前导码，和非Qurey命令中的帧同步码的组成完全相同。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述delimiter具体由12.5us的低电平组成；delimiter的长度范围为12.5us+/-5％。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述数据0和所述数据1的具体编码完全符合脉冲间隔编码(PIE)编码。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据0具体由高低电平组成；数据0的长度为1倍标准时间间隔(Tari)；其中，高电平在前，低电平在后，低电平长度为脉冲宽度(PW)。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据1具体由高低电平组成，数据1的长度介于1.5倍Tari和2倍Tari之间；其中，高电平在前，低电平在后，低电平长度为PW。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Qurey命令中，包括的参数DR具体为：表征标签到阅读器方向数据速率、与阅读器到标签方向数据速率之间比值的参数。

7.一种射频识别系统中的信息传输系统，其特征在于，该系统包括：帧组成单元、和编码及调制单元；其中，

帧组成单元，用于阅读器将待发送信息组成帧；其中，帧的组成包括前导码/帧同步码、数据信息和校验信息；前导码和帧同步码采用相同的格式，皆依次由帧同步码/前导码的分隔符(delimiter)、数据0和数据1构成；所述阅读器下发的清点Qurey命令中的前导码，和非Qurey命令中的帧同步码的组成完全相同；

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述帧组成单元，进一步包括delimiter设置模块，用于将delimiter的长度范围设置为12.5us+/-5％。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述帧组成单元，进一步包括数据0或1设置模块，用于将数据0的长度设置为1倍标准时间间隔(Tari)；其中，高电平在前，低电平在后，低电平长度为脉冲宽度(PW)；或者，将数据1的长度设置为介于1.5倍Tari和2倍Tari之间；其中，高电平在前，低电平在后，低电平长度为PW。