CN102682314A

CN102682314A - 一种判断盘点结束的方法

Info

Publication number: CN102682314A
Application number: CN2011101552119A
Authority: CN
Inventors: 李建成; 王宏义; 杨青; 李聪
Original assignee: National University of Defense Technology
Current assignee: National University of Defense Technology
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2031-06-10
Also published as: CN102682314B

Abstract

本发明公开了一种判断盘点结束的方法，其特征在于，该方法为：读写器设定一个阈值Smax，发送启动查询命令，然后在规定的时隙等待标签发送响应数据包；读写器根据动态分散收缩防碰撞方法对多标签进行盘点，读写器调整Smax的值；如果Smax调整后为0，读写器判断盘点结束，无论标签数量的多少，本发明的方法都能及时结束盘点，从而将防碰撞的吞吐率保持在较高水平。

Description

一种判断盘点结束的方法

技术领域

本发明属于射频通信技术领域，尤其涉及一种应用于射频识别系统中，在进行多标签识别时，读写器判断盘点结束的方法。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)通信技术是一种非接触式的自动识别技术。在射频识别系统中，读写器通过射频信号与若干标签进行通信，并获取每个标签上存储的识别信息。

射频识别系统与其它典型的射频通信系统所面临的一个共同问题是：需要解决在同一个系统中多个设备之间同时通信的碰撞问题。对于射频识别系统来说，主要解决单个读写器与多个标签之间通信的碰撞问题。并且限于成本和功耗的因素，标签只能够提供极为有限的功能用于实现防碰撞机制。目前多标签的防碰撞方法主要分为ALOHA算法和二叉树算法两大类。

二叉树算法的基本思想是将标签分裂成子集0和子集1两个子集。先查询子集0，若没有碰撞，则正确识别标签，若有碰撞则再分裂，把子集0分为子集00和子集01两个子集，依次类推，直到识别出子集0中的所有标签。然后再查询子集1。

二叉树算法总是首先致力于解决0分支的碰撞，让其分裂，直到0分支的标签全部识别完成再开始识别其它的标签。在0分支进行分裂时，非0分支的标签始终不分裂，一直处于等待状态。

事实上，在0分支的标签进行分裂的同时，其它标签也可以根据0分支标签的碰撞程度进行适当的散列操作，这样，当0分支的标签识别完成后，其它分支的标签已经得到充分的散列，从而能够减少再次进行分裂的次数，提高系统的吞吐率。

动态分散收缩二叉树正是基于上述原理的改进方法，在该方法中，读写器发送命令给标签，然后根据标签返回响应数据包的情况对标签进行动态散列，有四种散列的方式：

散列方式一：读写器发送分裂参数为0的分裂命令，标签时隙计数器的值为0的标签重新生成一位随机数，其它标签的时隙计数器的值加1；

散列方式二：读写器发送分裂参数为1的分裂命令，时隙计数器的值为1的标签重新生成一位随机数，其它标签的时隙计数器的值不变；

散列方式三：读写器发送分散命令，所有标签的时隙计数器的值乘以2加上一位随机数；

散列方式四：读写器发送收缩命令，所有标签的时隙计数器的值除以2后取整。

对于射频识别系统中，读写器通常需要设定一个连续空闲阈值(简记为CIT)，然后通过下述方法判断盘点是否结束：

第一步，如果读写器连续CIT次发送盘点类命令但没有接收到标签的应答，读写器发送启动查询命令，所有未盘点的标签接收到启动查询命令后进行应答，如果没有标签应答，那么读写器判断盘点结束；如果有应答，读写器根据防碰撞机制继续对标签进行盘点。盘点类命令是指重复查询命令、分裂0命令、分裂1命令、分散命令或收缩命令。

第二步，在盘点过程中如果连续CIT次发送盘点类命令但没有接收到标签的应答，则跳到第一步，直到读写器发送启动查询命令没有标签应答为止。

在上述判断盘点结束的方法中，连续空闲阈值CIT的选取对系统的防碰撞吞吐率有着很大的影响，如果CIT取值较小，那么需要频繁发送启动查询命令，如果CIT取值较大，又导致不能及时结束盘点，两种情况都会造成防碰撞吞吐率的下降。特别是当标签数量较少，但CIT取值又较大时，防碰撞吞吐率将急剧下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种判断盘点结束的方法，提高防碰撞的吞吐率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种盘点结束的方法，该方法为：

第一步：读写器设定一个阈值Smax，初始值取2。读写器发送启动查询命令，然后在规定的时隙等待标签发送响应数据包。

标签接收到启动查询命令后，将时隙计数器的值置为0，然后向读写器发送响应数据包。

第二步：读写器根据动态分散收缩防碰撞方法对多标签进行盘点，盘点过程中读写器可能发送的命令有重复查询命令、分裂0命令、分裂1命令、分散命令和收缩命令。

如果读写器发送重复查询命令，Smax减1。标签接收到重复查询命令后，时隙计数器的值减1。

如果读写器发送分裂0命令，Smax加1。标签接收到分裂0命令后，时隙计数器为0的标签产生一位随机数载入时隙计数器，时隙计数器不为0的标签的时隙计数器的值加1。

如果读写器发送分裂1命令，Smax不变。标签接收到分裂0命令后，时隙计数器为1的标签产生一位随机数载入时隙计数器，时隙计数器不为1的标签的时隙计数器的值不变。

如果读写器发送分散命令，Smax乘以2再加1。标签接收到分散命令后，时隙计数器的值乘以2再加上一位随机数。

如果读写器发送收缩命令，Smax除以2再取整。标签接收到收缩命令后，时隙计数器的值除以2再取整。

第三步：在盘点的过程中，一旦Smax调整后为0，则读写器可以判断所有标签已经盘点完毕，读写器可以结束盘点。

本发明的有益效果是：读写器根据标签时隙计数器可能出现的最大值动态调整Smax的值，当Smax为0时读写器即判断盘点结束，这样无论标签数量的多少，该方法都能及时结束盘点，从而将防碰撞的吞吐率保持在较高水平。

附图说明

图1是本发明判断盘点结束的流程示意图；

图2是本发明实施例读写器第一次发送分裂0命令后标签时隙计数器的值；

图3是本发明实施例读写器第一次发送重复查询命令后标签时隙计数器的值；

图4是本发明实施例读写器第二次发送分裂0命令后标签时隙计数器的值；

图5是本发明实施例读写器第二次发送重复查询命令后标签时隙计数器的值；

图6是本发明实施例读写器第三次发送分裂0命令后标签时隙计数器的值；

图7是本发明实施例读写器第三次发送重复查询命令后标签时隙计数器的值；

图8是使用本发明和未使用本发明时动态分散收缩防碰撞吞吐率的比较。

具体实施方式

本发明的一个具体实施例如下。

使用Matlab进行仿真，4个标签，编号从标签1到标签4。

第一步：读写器设定阈值Smax为2。读写器发送启动查询命令，然后在规定的时隙等待标签发送响应数据包。

4个标签接收到启动查询命令后，将时隙计数器的值置为0，然后向读写器发送响应数据包。

第二步：读写器根据动态分散收缩防碰撞方法对多标签进行盘点，盘点过程中读写器可能发送的命令有重复查询命令、分裂0命令、分裂1命令、分散命令和收缩命令。本例中动态分散收缩防碰撞方法的执行过程如下：

1、读写器发送启动查询命令后4个标签向读写器发送响应数据包，发生碰撞，读写器发送分裂0命令，Smax加1，即Smax＝3。

标签接收到分裂0命令后，时隙计数器的值为0的标签产生一位随机数载入标签的时隙计数器；时隙计数器的值不为0的标签将自身的时隙计数器的值加1。如果调整后标签的时隙计数器的值为0，标签向读写器发送响应数据包，响应数据包中包含标签的唯一识别号，如果调整后标签的时隙计数器的值不为0，标签不向读写器发送响应数据包。

本例中读写器第一次发送分裂0命令后，标签1、标签2、标签3和标签4的时隙计数器的值分别为1、1、1、0，如图2所示，这时只有标签4向读写器发送响应数据包，标签4得到识别，不再响应此后的读写器命令。

2、读写器发送重复查询命令，Smax减1，即Smax＝2。

标签接收到重复查询命令后，时隙计数器的值减1。如果调整后标签的时隙计数器的值为0，标签向读写器发送响应数据包，响应数据包中包含标签的唯一识别号，如果调整后标签的时隙计数器的值不为0，标签不向读写器发送响应数据包。

本例中读写器第一次发送重复查询命令后，标签1、标签2和标签3的时隙计数器的值为0，如图3所示，标签1、标签2和标签3向读写器发送响应数据包，发生碰撞。

3、读写器发送分裂0命令，Smax加1，即Smax＝3。

本例中读写器第二次发送分裂0命令后，标签1、标签2和标签3的时隙计数器的值分别为1、0、1，如图4所示，这时只有标签2向读写器发送响应数据包，标签2得到识别，不再响应此后的读写器命令。

4、读写器发送重复查询命令，Smax减1，即Smax＝2。

本例中读写器第二次发送重复查询命令后，标签1和标签3的时隙计数器的值为0，如图5所示，标签1和标签3向读写器发送响应数据包，发生碰撞。

5、读写器发送分裂0命令，Smax加1，即Smax＝3。

本例中读写器第三次发送分裂0命令后，标签1和标签3的时隙计数器的值分别为0、1，如图6所示，这时只有标签1向读写器发送响应数据包，标签1得到识别，不再响应此后的读写器命令。

6、读写器发送重复查询命令，Smax减1，即Smax＝2。

本例中读写器第三次发送重复查询命令后，标签3的时隙计数器的值为0，如图7所示，这时只有标签3向读写器发送响应数据包，标签3得到识别，不再响应此后的读写器命令。

7、读写器发送重复查询命令，Smax减1，即Smax＝1。

本例中读写器第四次发送重复查询命令后，没有标签发送响应数据包。

8、读写器发送重复查询命令，Smax减1，即Smax＝0，跳到第三步。

图8是使用本发明和未使用本发明时动态分散收缩防碰撞吞吐率的比较，图中曲线801是使用本发明时的吞吐率。曲线802是未使用本发明时的吞吐率，其中连续空闲阈值CIT取8。可以看出，使用本发明后防碰撞吞吐率始终保持在较高水平，明显优于未使用本发明时的情况。

Claims

1.一种判断盘点结束的方法，其特征在于，该方法为：

1)第一步，读写器设定一个阈值Smax，发送启动查询命令，然后在规定的时隙等待标签发送响应数据包；

2)第二步，读写器根据动态分散收缩防碰撞方法对多标签进行盘点，读写器调整Smax的值；

3)第三步，如果Smax调整后为0，读写器判断盘点结束。

2.根据权利要求1所述的判断盘点结束的方法，其特征在于，所述第一步Smax初始值为2。

3.根据权利要求1所述的判断盘点结束的方法，其特征在于，所述步骤2)中，盘点过程中读写器发送的命令有重复查询命令、分裂0命令、分裂1命令、分散命令和收缩命令。

4.根据权利要求1或3所述的判断盘点结束的方法，其特征在于，读写器调整Smax的值的方法为：

1)如果读写器发送重复查询命令，Smax减1；

2)如果读写器发送分裂0命令，Smax加1；

3)如果读写器发送分裂1命令，Smax不变；

4)如果读写器发送分散命令，Smax乘以2再加1；

5)如果读写器发送收缩命令，Smax除以2再取整。