CN102750501B - 处理识别系统中的冲突的方法 - Google Patents

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Abstract

提出了一种处理识别系统中的冲突的方法，其中所述识别系统包括读取器设备、第一应答机和第二应答机，所述方法包括以下步骤：读取器设备向第一应答机和第二应答机发射初始化命令；在接收到初始化命令时，第一应答机和第二应答机进入缄默状态，并且在所述缄默状态中，第一应答机和第二应答机对于来自读取器设备的命令不进行响应；在随机确定的第一起始时隙，第一应答机进入非缄默状态，并且在读取器设备向第一应答机发送缄默命令之前所述第一应答机保持处于非缄默状态；在随机确定的第二起始时隙，第二应答机进入非缄默状态，并且在读取器设备向第二应答机发送缄默命令之前所述第二应答机保持处于非缄默状态。也提出了一种对应的识别系统。

Description

处理识别系统中的冲突的方法
技术领域
本发明涉及一种处理识别系统中的冲突的方法。本发明也涉及一种识别系统。
背景技术
近年来，射频识别(RFID)已经获得了大量的应用。RFID的一个重要优势是其能够在目标和读取设备之间不存在直接视线的情况下无线地识别多个目标或标签的能力。另外，RFID标签在其形状、尺寸、范围和类型方面的多功能性使其比传统条形码高级。
RFID是一种经由磁或电磁响应交换在读取器的询问区域中同时对多个目标进行跟踪和识别的系统。这种系统典型地包括RFID读取器设备和有限个数的RIFD标签。所述标签包含具有小天线的微型化集成电路，所述小天线用于与读取器设备通信。通常，可以将识别信息存储在集成电路中。RFID标签可以是有源的、无源的或半无源的。无源标签不包括电源：它们使用从读取器设备发射的功率来供电并且将它们的识别码发射至读取器设备。半无源和有源标签包括板载电源，并且通过读取器的场来激活。有源标签不要求读取器来操作；它们包括板载发射机，用于发送数据或识别码。无源和半无源标签与有源标签相比是廉价的，并且因此更加适用于大规模配置。
在识别系统的技术领域中，标签也称作应答机。读取器设备也称作基站。例如，数据或识别码是磁场中应答机的序列号。
RFID系统的一个重要方面是使用所谓的抗冲突协议。当多个标签同时响应于读取器请求时出现了标签冲突。图1示出了现有技术的识别系统，其中读取器R经由天线A从多个应答机T1-T4接收同时的响应。这导致读取器处的冲突，其引起带宽和能量浪费以及延长的标签识别时间。
已经设计了许多抗冲突协议来解决和避免冲突。现有技术的抗冲突协议典型地采用以下技术方案：其中随机地选择专用的激活时隙来用于数据或识别码的传输。这些专用激活时隙的使用增加了时隙分配的复杂度，因此增加了总成本。
发明内容
本发明的目的是简化这里阐述的各种抗冲突协议，从而减小应用所述协议的识别系统的总成本。这是通过根据权利要求1所述的处理冲突的方法和通过根据权利要求5的识别系统实现的。
根据本发明的一个方面，提出了一种处理识别系统中的冲突的方法，其中所述识别系统包括读取器设备、第一应答机和第二应答机，所述方法包括以下步骤：读取器设备向第一应答机和第二应答机发射初始化命令；在接收到初始化命令时，第一应答机和第二应答机进入缄默状态，并且在所述缄默状态中，第一应答机和第二应答机对于来自读取器设备的命令不进行响应；在随机确定的第一起始时隙，第一应答机进入非缄默状态，并且在读取器设备向第一应答机发送缄默命令之前所述第一应答机始终保持处于非缄默状态；在随机确定的第二起始时隙，第二应答机进入非缄默状态，并且在读取器设备向第二应答机发送缄默命令之前所述第二应答机始终保持处于非缄默状态。
根据本发明的另一个方面，当第一应答机和第二应答机处于非缄默状态时，它们对于来自读取器设备的命令进行响应。
根据本发明的再一个方面，来自读取器设备的命令包括对于识别码的请求，并且第一应答机和第二应答机在接收到所述请求时分别向读取器设备发射第一识别码和第二识别码。
根据本发明的又一个方面，如果在第一识别码和第二识别码的同时发射期间发生强烈的冲突，重新初始化所述识别系统并且重新应用所述方法。
根据本发明的一个方面，提出了一种识别系统，所述识别系统包括读取器设备、第一应答机和第二应答机，其中所述读取器设备配置用于向第一应答机和第二应答机发射初始化命令；其中第一应答机和第二应答机配置用于在接收到初始化命令时进入缄默状态；其中在缄默状态中，第一应答机和第二应答机配置用于制止对于来自读取器设备的命令进行响应；其中在随机确定的第一起始时隙，第一应答机配置用于进入非缄默状态，并且在读取器设备向第一应答机发送缄默命令之前所述第一应答机配置用于始终保持处于非缄默状态；其中在随机确定的第二起始时隙，第二应答机配置用于进入非缄默状态，并且在读取器设备向第二应答机发送缄默命令之前所述第二应答机配置用于始终保持处于非缄默状态。
附图说明
将参考附图更加详细地描述本发明，其中：
图1示出了现有技术的识别系统；
图2示出了根据本发明的方法的第一示例；
图3示出了根据本发明的方法的第二示例；
图4示出了根据本发明的方法的第三示例。
具体实施方式
图1示出了现有技术的识别系统，其中读取器R经由天线A从多个应答机T1-T4接收同时的响应。这导致读取器的冲突，其引起带宽和能量浪费以及延长的标签识别时间。
图2示出了根据本发明的方法的第一示例。具体地，图2示出了无冲突通信序列。在抗冲突序列的第一步骤中，读取器R利用初始化命令初始化应答机T1、T2。随后，应答机T1、T2在接收到初始化命令时进入随机确定的时间量D1、D2的缄默状态。随机确定的时间量D1、D2是基于随机数计算，并且这种时间量D1、D2的结束标志着对于应答机T1、T2的非缄默时间的起始时隙的开始。
在本示例中，第一应答机T1在第一起始时隙TS1进入非缄默状态，而第二应答机T2在第一起始时隙TS1之后紧邻的第二起始时隙TS2中进入非缄默状态。在非缄默状态中，应答机T1、T2对于来自读取器R的命令进行响应。因此在该具体示例中，第一应答器T1通过将识别码发射至读取器R来对来自读取器R的命令G_IDE进行响应以递送识别码IDE1，例如第一应答机T1的序列号。因为第二应答机T2在第一起始时隙TS1中仍然处于缄默状态，第二应答机不会干扰读取器R和第一应答机T1之间的通信。在从第一应答机T1接收到识别码IDE1之后，读取器R向第一应答机T1发送缄默命令M_T1。因此，第一应答机在下一个时隙(即在第二起始时隙TS2)再次处于缄默状态。第二应答机T2接收命令G_IDE以递送其识别码IDE_2，并且将所述识别码IDE2发射至读取器R。随后，第二应答机T2也通过缄默命令M_T2进行缄默。因为第一应答机T1在第二起始时隙TS2回到缄默状态，第一应答机不会干扰读取器R和第二应答机T2之间的通信。将所谓的循环冗余码CRC也发射至读取器R，使得读取器R可以检验是否按照良好的顺序接收了识别码IDE1、IDE2。
基本的概念是每一个应答机T1、T2在其各自的起始时隙TS1、TS2变成激活的，并且在向其施加缄默命令M_T1、M_T2之前保持激活，因此原理上来说应答机可以在多个时隙保持激活。然而在本示例中，应答机T1、T2只在一个单独的时隙保持激活。
图3示出了根据本发明的方法的第二示例。具体地，图3示出了弱冲突情况下的通信序列。当一个应答机的信号调制与另一个应答机的信号调制相比较强时发生弱冲突。再次，利用初始化命令INIT，将第一应答机T1和第二应答机T2针对抗冲突序列进行初始化。再次，应答机器T1、T2在接收到初始化命令时进入随机确定的时间量D1、D2的缄默状态。随机确定的时间量D1、D2是基于随机数计算的结果，并且这种时间量D1、D2的结束标志着针对应答机D1、D2的非缄默状态的起始时隙的开始。
在本示例中，针对第一应答机T1的随机确定的时间量D1等于针对第二应答机T2的随机确定的时间量D2，因此第一应答机T1和第二应答机T2同时变成激活的。在从读取器R接收到命令G_IDE以递送识别码IDE1、IDE2之后，应答机T1、T2两者都向读取器R发射它们的识别码IDE1、IDE2。然而，否决了第二识别码IDE2的发射，因为承载第一识别码IDE1的信号比承载第二识别码IDE2的信号更强地调制。承载第二识别码IDE2的信号不会干扰接收第一识别码IDE1的过程，因此读取器R正确地检测第一起始时隙TS1中的第一识别码IDE1。在下一个时隙，通过来自读取器R的缄默命令M_T1使第一应答机T1缄默。第二应答机器T2在下一个时隙仍然是激活的，因此可以在没有第一应答机T1(缄默的)干扰的情况下安全地读取第二识别码IDE2。
这一示例清楚地示出了通过所提出的针对应答机应用的抗冲突序列实现的复杂度减小；只需要定义起始时隙，并且在通过读取器命令使其缄默之前，应答机可以在后续时隙保持激活。这是一种分配时隙的相对简单的方式。实现这种方法所需要的计算量与向每一个应答机分配专用时隙所需要的计算量相比较低。
图4示出了根据本发明的方法的第三示例。具体地，图4示出了具有强冲突的通信序列。当一个应答机的信号调制与另一个应答机的信号调制实质上是相同强度时发生强冲突。再次，利用初始化命令INIT，将第一应答机T1和第二应答机T2针对抗冲突序列进行初始化。再次，应答机器T1、T2在接收到初始化命令时进入随机确定的时间量D1、D2的缄默状态。随机确定的时间量D1、D2是基于随机数计算的结果，并且这种时间量D1、D2的结束标志着针对应答机D1、D2的非缄默状态的起始时隙的开始。
在本示例中，针对第一应答机T1的随机确定的时间量D1等于针对第二应答机T2的随机确定的时间量D2，因此第一应答机T1和第二应答机T2同时变成激活的。在从读取器R接收到命令G_IDE以递送识别码IDE1、IDE2之后，应答机T1、T2两者都向读取器R发射它们的识别码IDE1、IDE2。在这种情况下存在强冲突，例如通过循环冗余校验CRC的结果发生的失配而检测到的强冲突。因此，停止所述抗冲突序列，并且通过缄默命令M_Tx选择地将应答机T1、T2两者缄默。可以将磁场复位，在这种情况下不需要将应答机T1、T2缄默。随后，重复初始化命令INIT，其有效地重新开始了抗冲突序列。在新序列中存在较高的概率，即第一起始时隙TS1将与第二起始时隙TS2不同。因此，可能将不会发生强冲突，因为当应答机T1、T2中的一个应答机向读取器R发射其识别码IDE1、IDE2时，应答机T1、T2的另一个将处于缄默状态。应该理解的是在磁场中的每一个应答机向读取器安全地发射了磁场之前，重复所述抗冲突序列。
上述实施例说明不是限制本发明，本领域的普通技术人员在不脱离所附权利要求所限的本发明范围的情况下将能够设计许多替代实施例。在权利要求中，不应该将括号中放置的任意参考符号解释为限制权利要求。术语“包括”等不排除在任何权利要求或说明书中整体所列元件或步骤以外的元件或步骤的存在。元件前面的“一”或“一个”不排除多个该元件的存在，反之亦然。本发明可以通过包括几个清楚元件的硬件来实现，也可以通过适当地编程的计算机来实现。在列举了几种装置的设备权利要求中，可以将这些装置的几个由一个或相同项目的硬件来具体实现。唯一的事实在于在多个彼此不同的从属权利要求引用的某些措施不表示不能有利地使用这些措施的组合。
参考符号列表
R      读取器
A      天线
T1-T4  应答机
INIT   初始化命令
CRC    循环冗余校验
D1     随机确定量的时间
D2     随机确定量的时间
T1     第一应答机
T2     第二应答机
TS1    第一起始时隙
TS2    第二起始时隙
G_IDE  递送来自应答机的识别码的命令
IDE1   第一识别码
IDE2   第二识别码
M_T1   缄默命令
M_T2   缄默命令
M_Tx   缄默命令
exec   命令的执行

Claims (5)

1.一种处理识别系统中的冲突的方法，所述识别系统包括读取器设备、第一应答机和第二应答机，
所述方法包括以下步骤：
-读取器设备向第一应答机和第二应答机发射初始化命令；
-在接收到初始化命令时，第一应答机和第二应答机进入缄默状态，并且在所述缄默状态中，第一应答机和第二应答机对于来自读取器设备的命令不进行响应；
-在由第一应答器随机确定的第一起始时隙，第一应答机从缄默状态进入非缄默状态，并且在读取器设备向第一应答机发送缄默命令之前所述第一应答机始终保持非缄默状态；
-在由第二应答器随机确定的第二起始时隙，第二应答机从缄默状态进入非缄默状态，并且在读取器设备向第二应答机发送缄默命令之前所述第二应答机始终保持非缄默状态。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，在非缄默状态中，第一应答机和第二应答机对于来自读取器设备的命令进行响应。
3.根据权利要求2所述的方法，
其中，来自读取器设备的命令包括对于识别码的请求，第一应答机和第二应答机在接收到所述请求时分别向读取器设备发射第一识别码和第二识别码。
4.根据权利要求3所述的方法，
其中，如果在第一识别码和第二识别码的同时发射期间发生强烈的冲突，重新初始化所述识别系统并且重新应用所述方法。
5.一种识别系统，包括读取器设备、第一应答机和第二应答机，
其中所述读取器设备配置用于向第一应答机和第二应答机发射初始化命令；
其中第一应答机和第二应答机配置用于在接收到初始化命令时进入缄默状态；
其中在缄默状态中，第一应答机和第二应答机配置用于制止对来自读取器设备的命令进行响应；
其中，在针对第一应答器随机确定的第一起始时隙，第一应答机配置用于从缄默状态进入非缄默状态，并且在读取器设备向第一应答机发送缄默命令之前所述第一应答机配置用于始终保持处于非缄默状态；
其中在针对第二应答器随机确定的第二起始时隙，第二应答机配置用于从缄默状态进入非缄默状态，并且在读取器设备向第二应答机发送缄默命令之前所述第二应答机配置用于始终保持处于非缄默状态。
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