CN102156846A

CN102156846A - 用于射频识别的阅读器与标签的信息传输方法及装置

Info

Publication number: CN102156846A
Application number: CN2011100871403A
Authority: CN
Inventors: 高林; 王宏刚; 王文峰; 王晓磊; 金倩; 李远威; 夏娣娜
Original assignee: SHENZHEN ZTE-V INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd; CHINA ELECTRONIC TECHNOLOGY STANDARDIZATION INST
Current assignee: SHENZHEN ZTE-V INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd; CHINA ELECTRONIC TECHNOLOGY STANDARDIZATION INST; China Electronics Standardization Institute
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2031-04-08
Also published as: CN102156846B

Abstract

本发明提供了一种用于射频识别的阅读器与标签的信息传输方法及装置，其中，提供了一种用于射频识别的阅读器的信息发送方法，包括：读取预定长度的前导信息并发送；读取预定长度的同步信息并发送；读取帧长度信息并发送，所述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；读取帧方向信息并发送，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向；读取净荷数据信息并发送；对已发送的所述净荷数据信息进行差错校验，生成校验结果；读取所述校验结果并发送。该方法可针对不同信道环境对信息传输建立过程进行调整和控制，以提高信息传输稳定性、传输效率并降低传输开销。

Description

用于射频识别的阅读器与标签的信息传输方法及装置

技术领域

本发明涉及一种无线通信技术，具体说，涉及一种用于射频识别的阅读器与标签的信息传输方法及装置。

背景技术

射频识别(RFID，Radio Frequency Identify)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。射频识别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。射频识别技术的基本工作原理如下：标签进入阅读器电磁场覆盖区后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签或被动标签)，或者利用标签携带的电池所提供的能量发送某一频率的信号(有源标签或主动标签)；阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

典型的射频识别系统通常是单个阅读器同多个标签同时通信，这种通信一般也称为阅读器对标签的清点。当多个标签试图同时向阅读器发送信息或者响应阅读器命令时，便在阅读器接收端发生数据碰撞，从而导致通信失败。因此，射频识别系统通常会设计带有防碰撞能力的通信协议。比如，国际标准ISO 18000-6和ISO 18000-7分别规范了工作在900MHz的无源射频识别系统的通信方法和工作在433MHz的有源射频识别系统的通信方法。

具体地，在ISO 18000-6type C中规定的阅读器与标签通信的方法(或清点方法)是：阅读器发送查询命令(Query)发起一个清点周期。标签收到该命令后，根据命令参数Q随机在[0，2^Q-1]范围内选择一个整数，选0的发送。发送的标签同时携带一个16位随机数RN16作为临时身份ID，若发送成功，以此ID为身份信息完成阅读器与标签之间的鉴别。鉴别成功后，阅读器发送点到点的命令读取标签携带信息，比如，EPC(Electronic Product Code，电子物品编码)、TID(Tag identifier，标签识别号)等。进一步地，阅读器可以通过命令完成写操作。没有发送成功的标签，等待下一个查询命令(Query)重新响应。阅读器根据当前时隙的接收结果调整Q值。总体而言，该通信过程所定义的一次完整的清点过程完成了以下三个任务：第一个，通过查询命令(Query)及相关命令完成标签的接入(也称为多标签防碰撞)；第二个，以RN16为临时身份信息进行相应的身份鉴别；第三个，阅读器通过命令对单个标签进行读写操作。

具体地，在ISO 18000-7中规定的阅读器与标签通信的方法是：阅读器发送特定的波形作为唤醒信号，唤醒处于休眠状态的标签。标签被唤醒后，等待接收阅读器发送的收集命令(Collection)。标签收到该命令后，根据参数随机地在一个时间窗口内选择一个时间片回复自己的信息(也就是选择成帧的时隙ALOHA中一个帧内的一个时隙发送自己的信息)。阅读器接收完一个时间窗口(或一帧)后，对发送成功的标签进行确认，同时进一步读取标签信息，比如，UDB(Universal Data Block，通用数据块)，读取成功后发送休眠命令，该标签收到休眠命令后，进入休眠状态，无法响应后续收集命令，直到下次被唤醒后。没有发送成功的标签，在后续的时间窗内重新选择时间片并发送。阅读器根据当前时间窗内接收的情况调整窗口大小。总体而言，该通信过程所定义的一次完整的清点过程可简要划分为一个唤醒期和多个收集期。收集期又可以分为同步期、侦听期和确认期。具体地，在唤醒期，阅读器发送一定时长的唤醒信号，以唤醒处于休眠的标签。在收集期，阅读器发送收集命令，同步所有标签，并在后续侦听期(时间窗口)内侦听标签的回复。侦听结束后，阅读器对成功的标签进行点到点的读写操作，也就是确认期，操作完毕的标签通过命令转入休眠。该收集期不断调整和重复直到所有标签都清点完毕。

上述的通信方法重点解决了防碰撞的问题，在具体执行中还需要稳定可靠且高效的信息传输方法。该方法将规定阅读器与标签之间如何建立稳定可靠的信息传输，如何合理选取需要传输的信息内容，以及每次传输的信息量等。

比如，ISO 18000-6中规定，在每一次阅读器与标签之间传输开始时，发送一定时长的固定的信号波形，以建立信息传输，之后传输预定的数据内容。ISO 18000-7中规定，在每一次阅读器与标签的之间传输开始时，先传输1296μs的固定前导波形，该波形为30μs高电平结合30μs低电平交替出现。然后传输预定的信息，最后传输一组固定的波形表示这一次传输结束。但这些更注重针对具体的技术背景，比如，ISO 18000-6中的信息传输方法更加适合于背射通信的无源电子标签与阅读器的信息传输，特别是更适合于该标准中采用的ASK幅度调制技术。

发明人在实现本发明的过程中发现，这些方法不够灵活，通用性差，特别是不能随无线信道和环境的变化而及时调整信息传输的相关参数以提高传输的稳定性和效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种用于射频识别的阅读器与标签的信息传输方法及装置，以解决现有技术的方案不够灵活，通用性差，无法随无线信道和环境的变化而及时调整信息传输的相关参数的问题，并提高传输的稳定性和效率。

一方面，为达上述目的，本发明实施例提供了一种用于射频识别的阅读器的信息发送方法，包括如下步骤：读取预定长度的前导信息并发送；读取预定长度的同步信息并发送；读取帧长度信息并发送，所述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；读取帧方向信息并发送，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向；读取净荷数据信息并发送；对已发送的所述净荷数据信息进行差错校验，生成校验结果；读取所述校验结果并发送。

相应地，本发明实施例提供了一种用于射频识别的标签的信息接收方法，包括如下步骤：接收预定长度的前导信息，并根据所述前导信息完成初始同步；接收预定长度的同步信息，并根据所述同步信息完成同步；接收帧长度信息，所述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；接收帧方向信息，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向是从阅读器到标签；接收净荷数据信息，并对所述净荷数据信息进行解析；接收校验结果；对已解析的净荷数据信息进行差错校验，生成校验结果；比较生成的校验结果与接收到的校验结果是否一致，当一致时认为接收正确。

另一方面，为达上述目的，本发明实施例还提供了一种用于射频识别的标签的信息发送方法，包括如下步骤：读取预定长度的前导信息并发送；读取预定长度的同步信息并发送；判断是否已接收到接入命令；当已接收到接入命令时，读取应答数据并发送；根据所述应答数据生成校验结果，并发送所述校验结果。

相应地，本发明实施例还提供了一种用于射频识别的阅读器的信息接收方法，包括：接收预定长度的前导信息，并根据所述前导信息完成初始同步；接收预定长度的同步信息，并根据所述同步信息完成同步；判断之前是否已发送接入命令；若之前已发送接入命令，则接收应答数据；接收校验结果；比较根据所述应答数据生成的校验结果与接收到的校验结果是否一致，当一致时认为接收正确。

又一方面，为达上述目的，本发明实施例提供了一种用于射频识别的阅读器，所述阅读器包括：发射单元，用于读取预定长度的前导信息并发送；读取预定长度的同步信息并发送；读取帧长度信息并发送，所述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；读取帧方向信息并发送，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向；读取净荷数据信息并发送；并读取校验单元生成的校验结果进行发送；校验单元，用于对已发送的所述净荷数据信息进行差错校验，生成校验结果。

相应地，本发明实施例提供了一种用于射频识别的标签，所述标签包括：接收单元，用于接收预定长度的前导信息，并根据所述前导信息完成初始同步；接收预定长度的同步信息，并根据所述同步信息完成同步；接收帧长度信息，所述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；接收帧方向信息，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向是从阅读器到标签；接收净荷数据信息，并对所述净荷数据信息进行解析；接收校验结果；校验单元，用于对已解析的净荷数据信息进行差错校验，生成校验结果；比较单元，用于比较生成的校验结果与接收到的校验结果是否一致，当一致时认为接收正确。

本发明实施例的有益效果在于，通过读取预先约定长度的前导信息并发送，当阅读器与标签进行通信的无线环境恶劣时，可增加前导信息的长度，双方约定的前导信息的长度增加后有利于提高同步成功的概率，当阅读器与标签进行通信的无线环境正常或较好时，可适当缩短前导信息的长度，而双方约定的前导信息的长度减小后有利于降低开销。同样的，同步信息的长度也是可变长度的，由通信双方协商确定，也可随无线信息和环境的变化及时调整，这样实现了无线信道和环境的变化而及时调整信息传输的相关参数，有利于提高传输的稳定性和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明实施例1用于射频识别的阅读器的信息发送方法的流程图；

图2为本发明实施例2的用于射频识别的标签的信息接收方法的流程图；

图3为本发明实施例3的用于射频识别的标签的信息发送方法的流程图；

图4为本发明实施例4用于射频识别的阅读器的信息接收方法的流程图；

图5A为本发明实施例5阅读器向标签传输信息的流程图；

图5B为本发明实施例5标签向阅读器传输信息的流程图；

图6为本发明实施例6的用于射频识别的阅读器的功能框图；

图7为本发明实施例7的用于射频识别的标签的功能框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种用于射频识别的阅读器与标签之间的信息传输方法，相比于现有的标准中规定的方法，该方法根据射频识别系统工作的特点，针对不同任务对信息传输的信息量和信息内容的提取进行合理控制，提高了信息传输效率。同时，针对不同信道环境对信息传输建立过程进行调整和控制，以提高信息传输稳定性并降低传输开销。

实施例1：

图1本发明实施例1用于射频识别的阅读器的信息发送方法的流程图。如图1所示，该方法包括如下步骤：

S101、读取预定长度的前导信息并发送；

阅读器的无线发射机从存储器中读取预定好的一个或多个字节的前导信息序列并发送。前导序列为无线收发机双方约定好使用的已知的信息序列，用于帮助接收端完成初始同步。作为主控设备的阅读器会自动检测信道质量，并根据信道质量决定采用一个或多个字节的前导信息序列。

S102、读取预定长度的同步信息并发送；

无线发射机从存储器中读取例如一个或多个字节长度的同步信息序列并发送。从阅读器到标签与从标签到阅读器的同步序列可设为不同，也可设为相同。同步序列帮助接收机完成收发更为精确的同步。

在本实施例中，前导信息和同步信息采用可变长度，而并非固定长度，阅读器与标签预先约定好多种不同长度的前导信息和同步信息，例如，前导信息的长度可从1-4字节中约定，双方适应信道质量的变化约定采用相应长度的前导信息和同步信息。

S103、读取帧长度信息并发送，该帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；

阅读器的无线发射机从存储器中读取例如7个比特信息并发送。该信息用以表示本次传输的有效信息的长度。

S104、读取帧方向信息并发送，该帧方向信息用于表示信息传输的方向；

阅读器的无线发射机接着读取并发送1个比特信息，该信息设置为0或1用于区分此次发送的方向是由阅读器到标签端或标签到阅读器端。

S105、读取净荷数据信息并发送；

S106、对已发送的净荷数据信息进行差错校验，生成校验结果；

S107、读取上述校验结果并发送。

在一个实施例中，当上述阅读器是与通信区内的所有标签进行通信时，步骤S105中读取净荷数据信息并发送的过程具体包括依序执行的如下步骤：

读取帧选项信息并发送，该帧选项信息用于表示当前的消息是广播消息；读取阅读器标识信息并发送，该标识信息用以唯一地标识一个阅读器；读取命令代码并发送；读取命令参数并发送。

其中，优选地，如果阅读器需要根据指定的标签标识符寻址单一的标签，帧选项的第0位应为“1”，以指示当前的消息是点对点消息；如果阅读器希望寻址阅读器通信区内的所有标签，帧选项的第0位应为“0”，以指示当前的消息是广播消息。帧选项第1至7位保留，缺省设置为全0。

其中，广播信息指一个阅读器针对所有标签而发送的信息。点到点信息指一个阅读器针对特定的标签发送的信息。

在另一个实施例中，当上述阅读器是与通信区内的单个标签进行通信时，步骤S105中读取净荷数据信息并发送的过程具体包括依序执行的如下步骤：

读取帧选项信息并发送，该帧选项信息用于表示当前的消息是点对点消息；读取上述单个标签的标签标识信息并发送；读取阅读器标识信息并发送；读取命令代码并发送；读取命令参数并发送。

可选地，上述命令代码包括接入命令，接入命令是指阅读器发送的用于接入多个标签的命令。也即指通过协议让多个标签在不互相碰撞的情况下分别与阅读器建立通信，或者向阅读器成功发送数据分组。在其它实施例中，阅读器向标签发送的命令代码还可以是失败确认命令、成功确认命令。成功确认命令用于通知标签接入成功，并将标签转入收集状态。在其它实施例中，阅读器还向标签发送请求随机数命令，该命令用于阅读器向标签请求一个随机数，命令参数包含随机数的长度。标签收到请求随机数命令后，产生指定位数的随机数，并返回请求随机数命令响应。应答数据仅包含一个预定长度的随机数。在其它实施例中，阅读器还向标签发送选择文件命令，携带文件标识，标签收到命令请求后，根据文件标识选中文件，并返回选择文件命令响应，如果操作状态为成功，那么响应中包括被选中文件的属性信息，否则不包括。

以下对上述方法进行更为详细的说明。在本发明实施例中，阅读器和标签之间采用数据帧进行数据传输。表1为本发明实施例1的数据帧的组成示意图。如表1所示，每个数据帧包括前导码、同步码、消息数据和CRC校验码，位置关系如表1所示。

表1：数据帧格式

前导码

同步码

消息数据

CRC校验码

在实施例中，数据帧结构最左边的字段应最先被发射或接收。对所有具有多个八位位组的字段，应最先发射或接收最低位的八位位组；对每个八位位组，应最先发射或接收最低位的比特。

在本实施例中，前导码例如为32位二进制数，每位都为“0”。

在本实施例中，同步码例如为8位二进制数，详见表2，表2为同步码的示例图，表2给出了从阅读器到标签与从标签到阅读器的同步序列为相同的例子，在其它实施例中，也可设置为不同。

表2：同步码

同步码字

传输方向

11100101	阅读器发往标签
		11100101	标签发往阅读器

阅读器发给标签的数据帧分为广播帧和点到点帧，所有标签收到广播帧后都会进行处理做出响应，标签收到点对点帧后，应将数据帧中的标签标识符和内部存储的标签标识符进行比较，如果一致则进行处理，否则将丢弃。阅读器广播发往标签数据帧的消息数据格式如表3所示，阅读器发给标签的点到点数据帧的消息数据格式如表4所示。

表3：阅读器到标签数据帧的消息数据格式(广播)

表4：阅读器到标签数据帧的消息数据格式(点到点)

阅读器到标签的数据帧中各个域的含义如下：

a)长度：从帧选项到命令参数的总长度，单位为字节；

b)帧方向：帧方向采用一个二进制位进行标识，如果该位为“0”，则表示该帧是阅读器发给标签的，如果该位为“1”，则表示该帧是标签发给阅读器的；

c)帧选项：帧选项的格式如表5所示，表5为本实施例中帧选项的含义表。如果阅读器需要根据指定的标签标识符寻址单一的标签，帧选项的第0位应为“1”，以指示当前的消息是点对点消息；如果阅读器希望寻址阅读器通信区内的所有标签，帧选项的第0位应为“0”，以指示当前的消息是广播消息。帧选项第1至7位保留，缺省设置为全0；

d)标签标识符：工厂为每个标签分配的独一无二的8字节整数。标签标识符是不能改变和再生的。标签标识符除了用于标识标签的唯一性外，不含其它任何消息，标签标识符应符合GJB XXXX的要求；

e)阅读器标识符：2字节的整数，在一定范围内，该标识符唯一地标识一个阅读器。取值为0x0001～0xFFFE间的整数，该值由用户自定义；

f)命令代码：用于识别不同的命令及响应。命令代码长度为1字节，未指定的代码是保留的；

g)命令参数：执行该命令的参数。

表5：帧选项的含义

其中，标签标识符域由帧选项的代码决定是否需要，命令参数域由命令代码的含义决定是否需要。

在本实施例中，作为一个举例，校验方式采用CRC-16。CRC-16校验码为2字节，根据多项式x¹⁶+x¹²+x⁵+1来计算，计算的初始值是0xFFFF。计算时其覆盖范围是消息数据帧中除帧长度和帧方向以外的所有字节。CRC-16校验码应续接于消息数据之后发送。但本实施例不以此为限，还可采用其它校验方式。

本发明实施例的优点在于，通过读取预先约定长度的前导信息并发送，当阅读器与标签进行通信的无线环境恶劣时，可增加前导信息的长度，双方约定的前导信息的长度增加后有利于提高同步成功的概率，当阅读器与标签进行通信的无线环境正常或较好时，可适当缩短前导信息的长度，而双方约定的前导信息的长度减小后有利于降低开销。同样的，同步信息的长度也是可变长度的，由通信双方协商确定，也可随无线信息和环境的变化及时调整，这样实现了无线信道和环境的变化而及时调整信息传输的相关参数，有利于提高传输的稳定性和效率。

实施例2：

与实施例1相对应的，本发明实施例提供了一种用于射频识别的标签的信息接收方法，图2为本发明实施例2的用于射频识别的标签的信息接收方法的流程图。如图2所示，该方法包括如下步骤：

S201、接收预定长度的前导信息并存储，以及根据该前导信息完成初始同步；

标签将首先收到的预定长度的信息序列与本地存储的等长的信息序列进行比较。同时，根据接收到的序列的时序位置调整本地相同序列的时序，使得双方时钟同步。

S202、接收预定长度的同步信息，并根据该同步信息完成同步；

标签的无线接收机完成初始同步后，将收到的一个字节与存储器中保留的用作发送同步的信息序列比较，或将接收到的信息序列与存储的序列做规定的运算，比如，将两个序列做相关运算，若运算结果大于某一预定的阈值则完成同步。在做比较的过程中，接收机提取收到的同步序列的时钟信息，若接收到的序列与存储的发送序列相同或者运算得到正确的结果，则调整接收机时钟与收到的序列相同，完成同步。

其中，上述同步信息的作用还包括：标志着同步过程结束，以及信息数据开始接收。

S203、接收帧长度信息，该帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；

无线接收机从收到的信息中读取8个比特信息，并对其含义进行解析。前面7个比特表示本次传输的有效信息的长度。第8个比特是1或者0用来区分是来自阅读器的信息还是来自标签的信息。

S204、接收帧方向信息，该帧方向信息用于表示信息传输的方向是从阅读器到标签；

帧方向信息的长度例如为1个比特信息，该信息设置为0或1用于区分此次发送的方向是由阅读器到标签端或由标签到阅读器端。

S205、接收净荷数据信息，并对该净荷数据信息进行解析；

S206、接收校验结果；

S207、对已解析的净荷数据信息进行差错校验，生成校验结果；

S208、比较生成的校验结果与接收到的校验结果是否一致，当一致时认为接收正确。

在一个实施例中，步骤S205中的接收净荷数据信息，并对该净荷数据信息进行解析的过程具体包括依序执行如下步骤：

接收帧选项信息，解析出上述帧选项信息为表示当前的消息是广播消息；接收阅读器标识信息；接收命令代码，并解析上述命令代码；接收命令参数。

具体地，当标签接收来自阅读器的信息，则继续接收1个字节的信息作为帧选项信息。接着根据帧选项信息的第1个比特，也就是第0位判断收到的信息是广播信息还是点到点信息。若判断为广播信息，即接收机接收2个字节的信息作为阅读器标识符。接着，接收1个字节的信息作为命令代码信息。接着，接收预定长度信息作为该命令代码携带的命令参数信息。接着，接收预定长度信息作为差错校验结果。将接收到的差错校验结果与接收机自己对包括帧选项信息、阅读器标识符、命令代码和命令参数在内的数据信息执行差错校验形成的结果进行比较，若比较结果相同，则可判断为接收信息正确，否则，为接收错误。

在另一个实施例中，步骤S205中的接收净荷数据信息，并对上述净荷数据信息进行解析的具体过程包括依序执行的如下步骤：

接收帧选项信息，解析出上述帧选项信息为表示当前的消息是点对点消息；接收标签标识信息；比较接收到的标签标识信息与自身的标签标识信息是否一致；当一致时，接收阅读器标识信息；接收命令代码，并解析上述命令代码；接收命令参数。

具体地，当标签接收来自阅读器的信息，则继续接收1个字节的信息作为帧选项信息。接着根据帧选项信息的第1个比特，也就是第0位判断收到的信息是广播信息还是点到点信息。若判断为点到点信息，则将接收到的8个字节长度的信息作为标签标识符信息，并将该信息与标签内部存储的标签标识符信息作比较。若比较结果相同则继续接收，若比较结果不同则可结束接收。在继续接收的情况下，接收2个字节的信息作为阅读器标识符信息。接着，接收1个字节的信息作为命令代码信息。接着，接收预定长度信息作为该命令代码携带的命令参数信息。接着，接收预定长度信息作为差错校验结果。将接收到的差错校验结果与接收机自己对包括帧选项信息、标签标识符信息、阅读器标识符信息、命令代码及命令参数在内的净荷数据信息执行差错校验形成的结果进行比较，若比较结果相同，则可判断为接收信息正确，否则为接收错误。

本发明实施例2的优点在于，该方法可针对不同信道环境对信息传输建立过程进行调整和控制，以提高信息传输稳定性、传输效率并降低传输开销。

实施例3：

本发明实施例3提供了一种用于射频识别的标签的信息发送方法。图3为本发明实施例3的用于射频识别的标签的信息发送方法的流程图。如图3所示，包括如下步骤：

S301、读取预定长度的前导信息并发送；

S302、读取预定长度的同步信息并发送；

S303、判断是否已接收到接入命令；作为一种可选的变形，步骤S303也可在步骤S301之前执行，当判断结果为是时，然后依次执行步骤S301、S302、S304和S305。

S304、当已接收到接入命令时，直接读取应答数据并发送；

S305、根据所述应答数据生成校验结果，并发送所述校验结果。

在步骤S304-S305中，为了更好地提高传输效率，降低传输开销，本发明实施例针对射频识别系统在防冲突阶段，提供了一种简单有效的信息传输方法。它针对阅读器的防冲突阶段的接入命令，进行快速应答。具体是指，当标签收到阅读器的相关接入命令后，标签发射机直接从存储器读取应答数据信息进行发送，这样有利于减少开销，提高传输效率。

作为另一种情况，在判断是否接收到接入命令步骤之后，图3所示方法还包括：

S306、当未接收到接入命令时，读取帧长度信息并发送，该帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；

S307、读取帧方向信息并发送，该帧方向信息用于表示信息传输的方向是从标签到阅读器；

S308、读取标签状态信息并发送；

S309、读取阅读器标识信息并发送；

S310、读取标签标识信息并发送；

S311、读取命令代码并发送；

S312、读取应答数据并发送；

S313、对已发送的上述标签状态信息、阅读器标识信息、标签标识信息、命令代码和应答数据进行差错校验，生成校验结果；

S314、读取该校验结果并发送。

可选地，该标签状态信息包括以下中的至少一种：标签是否经过初始化的指示、标签是否携带传感器的指示、标签状态是否正常的指示、标签电池电量指示、标签的执行状态指示。

以下对图3所示方法进行更为详细的说明。

标签到阅读器的数据帧格式对应于不同的命令分为长帧和短帧。通常，标签对一个命令总是会作出响应的，但下列两种情况除外：

a)该部分的命令集明确指明不需要标签响应的；

b)标签收到的CRC校验码与根据接收的数据帧所计算的CRC校验码不匹配。

标签响应消息格式如表6和表7所示。

表6：标签响应消息帧格式(短帧)

应答数据	CRC-5
		1字节	5位

表7：标签响应消息帧格式(长帧)

各项参数定义如下：

a)长度：该长度位从标签状态到应答数据的总长度，单位为字节；

b)标签状态：标签状态采用一个字节表示，指出各种条件，例如响应格式，标签类型，报警标志。

c)阅读器标识符：2字节的整数，在一定范围内，该标识符唯一地标识一个阅读器。取值为0x0001～0xFFFE间的整数；

d)标签标识符：标签制造商为每个标签分配的独一无二的8字节整数。标签标识符是不能改变和再生的。标签标识符除了用于标识标签的唯一性外，不含其它任何消息；

e)命令代码：响应代码指示了阅读器发给标签的指令，如处理成功或处理失败；

f)应答数据：作为标签对阅读器有效命令的响应返回的数据。以字节表示的N表示应答数据长度。标签收到无效命令时，标签状态字中的NACK标志将被置为“1”，并且应答数据将包含一个或多个字节的差错数据。

在本实施例中，标签状态字反映的标签的基本状态信息，主要包括是否经过初始化处理、标签是否携带传感器、标签是否出现故障，以及标签的电池电量等信息。上述信息采用一个状态字标识。初始化操作一般包括标签配置信息的写入、片上操作系统和文件系统的建立等过程。表8示出了标签状态字段设置和含义的一个示例。

表8：标签状态字段设置和含义

其中，如果执行状态为“0”，表示标签从阅读器接收到一个有效的命令(CRC正确并且所有字段都有效)并且成功处理了命令；如果执行状态为“1”，则命令无效或标签在处理命令时遇到错误。如果CRC错误则标签不响应。

本实施例采用两种CRC检验方式分别是：

a)CRC-5：CRC-5校验码用于标签到阅读器短帧数据校验，应续接于消息数据之后发送。

b)CRC-16：CRC-16校验码为2字节，作为一个举例，可以根据多项式x¹⁶+x¹²+x⁵+1来计算，计算的初始值是0xFFFF。计算时其覆盖范围是消息数据帧中除帧长度和帧方向以外的所有字节。CRC-16校验码应续接于消息数据之后发送。

本发明实施例3的优点在于，该方法可针对不同信道环境对信息传输建立过程进行调整和控制，以提高信息传输稳定性、传输效率并降低传输开销。

实施例4：

与实施例3相对应的，本发明实施例4提供了一种用于射频识别的阅读器的信息接收方法。图4为发明实施例4的一种用于射频识别的阅读器的信息接收方法的流程图。如图4所示，包括如下步骤：

S401、接收预定长度的前导信息，并根据所述前导信息完成初始同步；

S402、接收预定长度的同步信息，并根据所述同步信息完成同步；

S403、判断之前是已否发送接入命令；

S404、若之前已发送接入命令，则接收应答数据；

S405、然后，接收校验结果，比较根据所述应答数据生成的校验结果与接收到的校验结果是否一致，当一致时认为接收正确。

可选地，步骤S403之后还包括如下步骤：

S406、若之前未发送接入命令，则接收帧长度信息，该帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；

S407、接收帧方向信息，该帧方向信息用于表示信息传输的方向是从标签到阅读器；

S408、接收标签状态信息；

S409、接收阅读器标识信息；

S410、接收标签标识信息；

S411、接收命令代码；

S412、接收应答数据；

S413、接收校验结果；

S414、对上述标签状态信息、阅读器标识信息、标签标识信息、命令代码和应答数据进行差错校验，生成校验结果；

S415、比较生成的校验结果与接收到的校验结果是否一致，当一致时认为接收正确。

以下通过一优选实施例对上述部分步骤进行更为详细的说明。

具体地，在步骤S404中，阅读器接收1个比特信息作为帧方向信息。接着，判断若该信息不是来自标签则可结束接收。若是来自标签，则阅读器区分是响应接入命令或者其他命令。若不是响应接入命令，则接收预定长度信息作为标签状态信息。接着，接收2个字节信息作为阅读器标识信息。接着，接收8个字节信息作为标签标识符信息。接着，接收预定长度信息作为命令代码信息。接着，接收预定长度信息作为标签应答数据信息。接着，接收预定长度信息作为差错校验结果。收到该结果后，将接收到的差错校验结果与接收机自己对收到信息所做差错校验的结果进行比较，若比较结果相同，则可判断为接收信息正确，否则接收错误。

若阅读器判断为标签应答接入命令，则接收预定长度信息作为应答的标签数据信息。接着，接收预定长度信息作为差错校验结果。收到该结果后与接收机自己对收到信息所做差错校验的结果进行比较，若比较结果相同，则可判断为接收信息正确，否则接收错误。

上述实施例中提供的用于射频识别的阅读器与标签的信息传输方法，相对于现有的标准中的传输方法，该方法能够使得信息传输更加稳定，信息传输效率更高。

实施例5：

本实施例通过举例进一步详细前面实施例1至实施例4的信息传输方法。

根据本发明实施例提供的上述信息传输方法，以阅读器接入1个标签为例，说明阅读器与标签之间的信息传输过程。

该清点过程按以下步骤实施：

(1)阅读器发送命令(广播命令)开始接入；

(2)标签响应接入命令。

接入过程中步骤(1)如图5A所示，图5A为本发明实施例5阅读器向标签传输信息的流程图。

步骤S501，阅读器无线发射机做好发射准备。

步骤S502，读取3个字节的前导信息并发送。比如，3个字节的全0信息。

步骤S503，读取1个字节的同步信息并发送。比如，同步字节为11100101。

步骤S504，S505读取7个比特的取帧长度信息和1个比特的帧方向信息并发送。比如，该广播信息长度为5个字节，前面7个比特为0000100，第1个比特设为0，表示由阅读器发送至标签。因此，这个字节发送内容为00001000。

步骤S506、读取一字节的帧选项信息并发送；

步骤S507，读取2个字节的阅读器标识符并发送，比如，该信息为0000000000000001。

步骤S508，读取1个字节的命令代码信息并发送，比如，00001000，该代码表示接入开始命令。

步骤S509，读取命令参数信息并发送，比如，参数长度为1个字节，其值为Q值00000000。

步骤S510，读取2个字节的校验结果信息并发送。假设对发送的信息采用ITU标准的CRC-16校验，得到2个字节的校验结果置于信息后面发送以结束该次发送。

标签接收的过程如下：

步骤S511，标签接收机做接收准备。

步骤S512，标签接收3个字节的前导信息，即3个字节的0，完成初始同步。

步骤S513，标签接收1个字节的同步字，与发送端完成时钟同步。

步骤S514，S515标签接收帧长度信息及帧方向信息。当收到帧方向信息比特0时，可确认是来自阅读器信息。

步骤S516，接收一字节的帧选项信息；

步骤S517、标签接收阅读器标识符信息。

步骤S518，标签接收命令代码信息，并对其进行解析。当标签解析得到是接入开始命令时，以应答数据直接响应。

步骤S519，标签接收命令参数Q值。

步骤S520，标签接收2个字节校验结果，并与标签对接收信息的做CRC-16校验的结果相比较。若比较结果相同则回复响应数据，否则回复错误响应。

图5B为本发明实施例5标签向阅读器传输信息的流程图；如图5B所示，标签响应过程如下：

步骤S521，标签读取与步骤S502相同的前导信息并发送。

步骤S522，标签读取与步骤S503相同的同步字信息并发送。

步骤S523，标签读取1个字节的响应数据并发送。

步骤S524，标签对响应数据进行CRC-5的校验，并将校验结果置于信息序列末尾发送。

阅读器接收标签接入响应的过程如下：

步骤S525，阅读器接收3个字节的前导信息并存储；同时根据收到前导序列的时钟完成接收端时钟的初始同步。

步骤S526，阅读器接收1个字节的同步信息并存储；同时，根据同步字时钟完成接收机时钟同步过程。

步骤S527，阅读器接收1个字节的响应数据信息并存储。

步骤S528，阅读器接收5个比特的CRC-5的校验结果，并将接收到的校验结果与接收机根据收到信息计算的结果做比较，以确定接收是否正确。

通过以上步骤，说明了在接入过程中，阅读器和标签发送及接收信息的方法。

实施例6：

本发明实施例6提供了一种用于射频识别的阅读器。

图6为本发明实施例6的用于射频识别的阅读器的功能框图。如图6所示，该阅读器包括：

发射单元610，用于读取预定长度的前导信息并发送；读取预定长度的同步信息并发送；读取帧长度信息并发送，上述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；读取帧方向信息并发送，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向；读取净荷数据信息并发送；并读取校验单元620生成的校验结果进行发送；

校验单元620，用于对已发送的所述净荷数据信息进行差错校验，生成校验结果。

在一个实施例中，该发射单元610，具体可以用于当该阅读器是与通信区内的所有标签进行通信时，读取帧选项信息并发送，该帧选项信息用于表示当前的消息是广播消息；读取阅读器标识信息并发送；读取命令代码并发送；以及读取命令参数并发送。

在另一个实施例中，该发射单元610，具体可以用于当该阅读器是与通信区内的单个标签进行通信时，读取帧选项信息并发送，该帧选项信息用于表示当前的消息是点对点消息；读取所述单个标签的标签标识信息并发送；读取阅读器标识信息并发送；读取命令代码并发送；以及读取命令参数并发送。

在又一个实施例中，该阅读器还进一步包括：

接收单元630，用于接收预定长度的前导信息，并根据所述前导信息完成初始同步；接收预定长度的同步信息，并根据所述同步信息完成同步；判断之前是否已发送接入命令；若之前已发送接入命令，则直接接收应答数据；并接收校验结果；

比较单元640，用于比较所述校验单元620对所述应答数据进行差错校验生成的校验结果与接收到的校验结果是否一致，当一致时认为接收正确。

可选地，该接收单元630，还可以用于若之前未发送接入命令，则接收帧长度信息，所述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；接收帧方向信息，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向是从标签到阅读器；接收标签状态信息；接收阅读器标识信息；接收标签标识信息；接收命令代码；接收应答数据；以及接收校验结果；

该校验单元620，还可以用于对上述标签状态信息、阅读器标识信息、标签标识信息、命令代码和应答数据进行差错校验，生成校验结果；

该比较单元640，还可以用于比较生成的校验结果与接收到的校验结果是否一致，当一致时认为接收正确。

本实施例的阅读器的工作方法已在前面的实施例中详述，故在此不赘述。

本发明实施例6的优点在于，该阅读器可针对不同信道环境对信息传输建立过程进行调整和控制，以提高信息传输稳定性、传输效率并降低传输开销。

实施例7：

本发明实施例7提供了一种用于射频识别的标签。图7为本发明实施例7的用于射频识别的标签的功能框图。如图7所示，该标签包括：

接收单元710，用于接收预定长度的前导信息，并根据所述前导信息完成初始同步；接收预定长度的同步信息，并根据所述同步信息完成同步；接收帧长度信息，所述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；接收帧方向信息，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向是从阅读器到标签；接收净荷数据信息，并对所述净荷数据信息进行解析；接收校验结果；

校验单元720，用于对已解析的净荷数据信息进行差错校验，生成校验结果；

比较单元730，用于比较生成的校验结果与接收到的校验结果是否一致，当一致时认为接收正确。

在一个实施例中，该接收单元710，具体可以用于接收帧选项信息，解析出所述帧选项信息为表示当前的消息是广播消息；接收阅读器标识信息；接收命令代码，并解析所述命令代码；以及接收命令参数。

在另一个实施例中，该接收单元710，具体可以用于接收帧选项信息，解析出所述帧选项信息为表示当前的消息是点对点消息；接收标签标识信息；比较接收到的标签标识信息与自身的标签标识信息是否一致；当一致时，接收阅读器标识信息；接收命令代码，并解析所述命令代码；接收命令参数。

在又一个实施例中，该标签还可以进一步包括：发射单元740，具体用于读取预定长度的前导信息并发送；读取预定长度的同步信息并发送；判断是否接收到接入命令；当接收到接入命令时，直接读取应答数据并发送；并读取所述校验单元根据所述应答数据生成的校验结果进行发送。

在又一个实施例中，该发射单元740，还可以当未接收到接入命令时，读取帧长度信息并发送，所述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；读取帧方向信息并发送，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向是从标签到阅读器；读取标签状态信息并发送；读取阅读器标识信息并发送；读取标签标识信息并发送；读取命令代码并发送；读取应答数据并发送；读取该校验单元720对已发送的上述标签状态信息、阅读器标识信息、标签标识信息、命令代码和应答数据进行差错校验生成的校验结果并发送。本实施例的标签的工作方法已在前面的实施例中详述，故在此不赘述。

本发明实施例7的优点在于，该标签可针对不同信道环境对信息传输建立过程进行调整和控制，以提高信息传输稳定性、传输效率并降低传输开销。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种用于射频识别的阅读器的信息发送方法，其特征在于，包括：

读取预定长度的前导信息并发送；

读取预定长度的同步信息并发送；

读取帧长度信息并发送，所述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；

读取帧方向信息并发送，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向；

读取净荷数据信息并发送；

对已发送的所述净荷数据信息进行差错校验，生成校验结果；

读取所述校验结果并发送。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述阅读器是与通信区内的所有标签进行通信时，所述读取净荷数据信息并发送包括：

读取帧选项信息并发送，所述帧选项信息用于表示当前的消息是广播消息；

读取阅读器标识信息并发送；

读取命令代码并发送；

读取命令参数并发送。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述阅读器是与通信区内的单个标签进行通信时，所述读取净荷数据信息并发送包括：

读取帧选项信息并发送，所述帧选项信息用于表示当前的消息是点对点消息；

读取所述单个标签的标签标识信息并发送；

读取阅读器标识信息并发送；

读取命令代码并发送；

读取命令参数并发送。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述命令代码包括接入命令。

5.一种用于射频识别的标签的信息接收方法，其特征在于，包括：

接收预定长度的前导信息，并根据所述前导信息完成初始同步；

接收预定长度的同步信息，并根据所述同步信息完成同步；

接收帧长度信息，所述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；

接收帧方向信息，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向是从阅读器到标签；

接收净荷数据信息，并对所述净荷数据信息进行解析；

接收校验结果；

对已解析的净荷数据信息进行差错校验，生成校验结果；

比较生成的校验结果与接收到的校验结果是否一致，当一致时认为接收正确。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收净荷数据信息，并对所述净荷数据信息进行解析包括：

接收帧选项信息，解析出所述帧选项信息为表示当前的消息是广播消息；

接收阅读器标识信息；

接收命令代码，并解析所述命令代码；

接收命令参数。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收净荷数据信息，并对所述净荷数据信息进行解析包括：

接收帧选项信息，解析出所述帧选项信息为表示当前的消息是点对点消息；

接收标签标识信息；

比较接收到的标签标识信息与自身的标签标识信息是否一致；

当一致时，接收阅读器标识信息；

接收命令代码，并解析所述命令代码；

接收命令参数。

8.一种用于射频识别的标签的信息发送方法，其特征在于，包括：

读取预定长度的前导信息并发送；

读取预定长度的同步信息并发送；

判断是否已接收到接入命令；

当已接收到接入命令时，读取应答数据并发送；

根据所述应答数据生成校验结果，并发送所述校验结果。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在判断是否已接收到接入命令步骤之后，还包括：

当未接收到接入命令时，读取帧长度信息并发送，所述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；

读取帧方向信息并发送，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向是从标签到阅读器；

读取标签状态信息并发送；

读取阅读器标识信息并发送；

读取标签标识信息并发送；

读取命令代码并发送；

读取应答数据并发送；

对已发送的所述标签状态信息、所述阅读器标识信息、所述标签标识信息、所述命令代码和所述应答数据进行差错校验，生成校验结果；

读取所述校验结果并发送。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述标签状态信息包括以下中的至少一种：标签是否经过初始化的指示、标签是否携带传感器的指示、标签状态是否正常的指示、标签电池电量指示、标签的执行状态指示。

11.一种用于射频识别的阅读器的信息接收方法，其特征在于，包括：

接收预定长度的同步信息，并根据所述同步信息完成同步；

判断之前是否已发送接入命令；

若之前已发送接入命令，则接收应答数据；

接收校验结果；

比较根据所述应答数据生成的校验结果与接收到的校验结果是否一致，当一致时认为接收正确。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述判断之前是否已发送接入命令步骤之后，还包括：

若之前未发送接入命令，则接收帧长度信息，所述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；

接收帧方向信息，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向是从标签到阅读器；

接收标签状态信息；

接收阅读器标识信息；

接收标签标识信息；

接收命令代码；

接收应答数据；

接收校验结果；

对所述标签状态信息、所述阅读器标识信息、所述标签标识信息、所述命令代码和所述应答数据进行差错校验，生成校验结果；

13.一种用于射频识别的阅读器，其特征在于，所述阅读器包括：

发射单元，用于读取预定长度的前导信息并发送；读取预定长度的同步信息并发送；读取帧长度信息并发送，所述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；读取帧方向信息并发送，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向；读取净荷数据信息并发送；并读取校验单元生成的校验结果进行发送；

校验单元，用于对已发送的所述净荷数据信息进行差错校验，生成校验结果。

14.根据权利要求13所述的阅读器，其特征在于，所述发射单元，具体用于当所述阅读器是与通信区内的所有标签进行通信时，读取帧选项信息并发送，所述帧选项信息用于表示当前的消息是广播消息；读取阅读器标识信息并发送；读取命令代码并发送；以及读取命令参数并发送。

15.根据权利要求13所述的阅读器，其特征在于，所述发射单元，具体用于当所述阅读器是与通信区内的单个标签进行通信时，读取帧选项信息并发送，所述帧选项信息用于表示当前的消息是点对点消息；读取所述单个标签的标签标识信息并发送；读取阅读器标识信息并发送；读取命令代码并发送；读取命令参数并发送。

16.根据权利要求13-15中任一项所述的阅读器，其特征在于，所述阅读器还包括：

接收单元，用于接收预定长度的前导信息，并根据所述前导信息完成初始同步；接收预定长度的同步信息，并根据所述同步信息完成同步；判断之前是否已发送接入命令；若之前已发送接入命令，则直接接收应答数据；并接收校验结果；

比较单元，用于比较所述校验单元对所述应答数据进行差错校验生成的校验结果与接收到的校验结果是否一致，当一致时认为接收正确。

17.一种用于射频识别的标签，其特征在于，所述标签包括：

接收单元，用于接收预定长度的前导信息，并根据所述前导信息完成初始同步；接收预定长度的同步信息，并根据所述同步信息完成同步；接收帧长度信息，所述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；接收帧方向信息，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向是从阅读器到标签；接收净荷数据信息，并对所述净荷数据信息进行解析；以及接收校验结果；

校验单元，用于对已解析的净荷数据信息进行差错校验，生成校验结果；

比较单元，用于比较生成的校验结果与接收到的校验结果是否一致，当一致时认为接收正确。

18.根据权利要求17所述的标签，其特征在于，所述接收单元具体用于接收帧选项信息，解析出所述帧选项信息为表示当前的消息是广播消息；接收阅读器标识信息；接收命令代码，并解析所述命令代码；以及接收命令参数。

19.根据权利要求17所述的标签，其特征在于，所述接收单元具体用于接收帧选项信息，解析出所述帧选项信息为表示当前的消息是点对点消息；接收标签标识信息；比较接收到的标签标识信息与自身的标签标识信息是否一致；当一致时，接收阅读器标识信息；接收命令代码，并解析所述命令代码；以及接收命令参数。

20.根据权利要求17-19中任一项所述的标签，其特征在于，所述标签还包括：发射单元，具体用于读取预定长度的前导信息并发送；读取预定长度的同步信息并发送；判断是否接收到接入命令；当接收到接入命令时，直接读取应答数据并发送；并读取所述校验单元根据所述应答数据生成的校验结果进行发送。

21.根据权利要求20所述的标签，其特征在于，所述发射单元，还用于当未接收到接入命令时，读取帧长度信息并发送，所述帧长度信息用于表示本次传输的净荷长度；读取帧方向信息并发送，所述帧方向信息用于表示信息传输的方向是从标签到阅读器；读取标签状态信息并发送；读取阅读器标识信息并发送；读取标签标识信息并发送；读取命令代码并发送；读取应答数据并发送；读取所述校验单元对已发送的所述标签状态信息、所述阅读器标识信息、所述标签标识信息、所述命令代码和所述应答数据进行差错校验生成的校验结果并发送。