CN103106381B - 一种多阅读器防碰撞的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多阅读器防碰撞的方法及装置，该方法包括如下步骤：阅读器获取可用信道列表；阅读器以预定的规则从所述可用信道列表中选择第一信道作为要工作的信道，并通过发送命令唤醒标签并使所述标签切换到所述第一信道；阅读器在所述第一信道上开始执行清点过程，并在执行所述清点过程中判断所述第一信道是否存在干扰信号，如是，执行下一步骤；判断所述干扰信号对所述清点过程的干扰程度是否在预设的范围内，如是，所述阅读器继续执行并完成所述清点过程；否则，返回；所述阅读器按正常流程执行并完成所述清点过程。实施本发明的多阅读器防碰撞的方法及装置，具有以下有益效果：避免多阅读器碰撞。

Description

一种多阅读器防碰撞的方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，更具体地说，涉及一种多阅读器防碰撞的方法及装置。

背景技术

射频识别（RFID，RadioFrequencyIdentify）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：阅读器向其电磁场覆盖区中的标签发送射频信号，标签接收阅读器发出的射频信号后，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（对于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（对于有源标签或主动标签）；有源标签可主动向阅读器发送射频信号。阅读器读取信息并解码后，送至应用系统进行有关数据处理，以达到对场区内标签的识别和数据收集。上述过程也称为阅读器清点标签或识别标签，其识别方法或清点方法在技术规范上也就是通信方法或空中接口标准等。

目前，不同的射频识别系统根据具体应用和技术要求不同而采用不同的通信（识别）方法。比如，国际标准ISO18000-6和ISO18000-7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。在我国GJB7377.2-2011军用射频识别空中接口协议定义的有源射频识别系统工作于2.45GHz频段。

一般地，一个射频识别系统由一个阅读器和多个标签组成，在ISO18000-6typeC中规定的阅读器与标签通信的方法是：阅读器通过发送查询命令(Query)发起一个清点周期，标签收到该查询命令后，根据命令参数Q随机在0到2^Q-1范围内选择一个整数，默认选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的信息，例如：EPC（ElectronicProductCode,电子物品编码）、TID（Tagidentifier，标签识别号）等。此外，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。

在ISO18000-7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）。标签收到该收集命令后，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（UniversalDataBlock,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。

在GJB7377.2-2011中规定的阅读器与标签的通信方法是：标签通常处于休眠状态或者周期性休眠/苏醒状态，在阅读器与标签通信之前，必须通过外部唤醒系统将标签唤醒或者保证标签在苏醒状态，阅读器与标签的通信过程分为唤醒期、接入期、收集期和会话期。阅读器向处于唤醒状态的标签发送接入命令，并按照事先设定的防碰撞协议，使所有已唤醒的标签接入，并为每个已接入的标签分配表示其在收集时隙中时隙位置的收集时隙编号；阅读器发出收集命令后，标签按照其接收到的收集时隙编号所决定的收集时隙的时隙位置将收集指令（收集命令）要求的数据传输到阅读器。在会话期阅读器与标签进行点到点的通信，之后，阅读器发送休眠命令使得标签处于休眠状态。

可以看到，在上述有源射频识别系统中，标签在不清点或识别过程之外时通常需要处于休眠状态，以节省标签能量，从而获得更长的使用寿命。因此，在对标签进行识别之前，通常会发送一定时长的唤醒信号，以激活标签，打开标签通信模块。当标签被激活后，通常会由阅读器发起清点过程，并执行一个预定的防碰撞协议，以达到多标签的识别过程。对于无源RFID系统，通常不需要唤醒过程，而是阅读器直接发送命令以发起一个清点过程。

由上面的描述可以看到，现有的RFID系统通常都是在单阅读器环境下工作的，也就是一个RFID系统中只有一个阅读器或者在阅读器工作区域内只有一套RFID系统在工作。这样，单个阅读器是工作区域内唯一的发起主设备，易于设备管理和与环境系统共存。然而，随着RFID技术应用的不断发展，越来越多的实际系统出现了多个阅读器共存的需求，也就是一个大的RFID应用系统可能出现不止一个阅读器或者一个RFID应用场区内可能出现不止一个独立的RFID系统，在这种环境下，必然存在RFID系统，特别是RFID系统中多阅读器之间的相互干扰，这种干扰具体表现为：处于两个或多个阅读器交叠区域内的标签同时收到来自不同阅读器的信号时产生的干扰，或者相互处于覆盖区内的多个阅读器发射或接收信号时产生的干扰等，这种干扰我们称之为阅读器碰撞。这很可能使某个阅读器的清点过程由于受到其它同频率工作的阅读器清点过程的干扰而无法正常工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述存在多阅读器碰撞的缺陷，提供一种避免多阅读器碰撞的多阅读器防碰撞的方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多阅读器防碰撞的方法，包括如下步骤：

A）阅读器获取可用信道列表；所述可用信道列表包括每一个可用信道的信道信息；

B）所述阅读器以预定的规则从所述可用信道列表中选择第一信道作为要工作的信道，并通过发送命令唤醒标签并使所述标签切换到所述第一信道；

C）所述阅读器在所述第一信道上开始执行清点过程，并在执行所述清点过程中判断所述第一信道是否存在干扰信号，如是，执行步骤D）；否则，执行步骤E）；所述清点过程包括阅读器与标签之间发送和接收数据的过程；

D）判断所述干扰信号对所述清点过程的干扰程度是否在预设的范围内，如是，所述阅读器继续执行并完成所述清点过程；否则，返回步骤A）；

E）所述阅读器按正常流程执行并完成所述清点过程。

在本发明所述的多阅读器防碰撞的方法中，所述步骤A）进一步包括：

A1）阅读器侦听当前信道，并判断所述当前信道的信号功率是否超过预先设定的门限值，如是，断定所述当前信道被其他阅读器占用并执行步骤A2）；否则，将当前信道的信道信息写入所述可用信道列表中并执行步骤A4）；

A2）所述阅读器侦听并接收当前信道的信号帧；

A3）对所述信号帧进行解析，并依据解析后的信息判断占用所述当前信道的其他阅读器与所述阅读器是否同类，如是，按照事先约定的优先级选择优先级高的阅读器在所述当前信道上工作并执行步骤A4）；否则，退出所述当前信道并执行步骤A4）；

A4）判断所有的信道是否已被侦听完，如是，执行步骤A5）；否则，获取下一个信道并返回步骤A1）；

A5）结束本次侦听工作。

在本发明所述的多阅读器防碰撞的方法中，所述步骤A）进一步包括：

A1’）阅读器通过接口向其上层系统发送请求；

A2’）所述上层系统通过所述接口将所述可用信道列表传送给所述阅读器。

在本发明所述的多阅读器防碰撞的方法中，所述第一信道是所述可用信道列表中信道噪声水平最低的信道或所述可用信道列表中设定个数信道质量较优的信道中的任意一个信道。

在本发明所述的多阅读器防碰撞的方法中，所述步骤B）中阅读器发送的命令中至少包括所述第一信道的信道编号和标签转入所述第一信道所需的时间信息。

在本发明所述的多阅读器防碰撞的方法中，所述信道信息包括频点信息或/和状态信息或/和噪声水平或/和信道编号。

在本发明所述的多阅读器防碰撞的方法中，所述阅读器侦听的时间至少大于阅读器及标签的收发转换时间的最大值。

本发明还涉及一种实现上述多阅读器防碰撞的方法的装置，包括：

列表获取模块：用于使阅读器获取可用信道列表；所述可用信道列表包括每一个信道的信道信息；

信道选择及切换模块：用于使所述阅读器以预定的规则从所述可用信道列表中选择第一信道作为要工作的信道，并通过发送命令唤醒标签并使所述标签切换到所述第一信道；

清点及信道判断模块：用于使所述阅读器在所述第一信道上开始执行清点过程，并在执行所述清点过程中判断所述第一信道是否存在干扰信号；所述清点过程包括阅读器与标签之间发送和接收数据的过程；

干扰程度判断模块：用于判断所述干扰信号对所述清点过程的干扰程度是否在预设的范围内，如是，所述阅读器继续执行并完成所述清点过程；

清点执行及完成模块：用于使所述阅读器按正常流程执行并完成所述清点过程。

在本发明所述的实现上述多阅读器防碰撞的方法的装置中，所述列表获取模块进一步包括：

信道侦听及判断单元：用于使阅读器侦听当前信道，并判断所述当前信道的信号功率是否超过预先设定的门限值，如是，断定所述当前信道被其他阅读器占用；否则，将当前信道的信道信息写入所述可用信道列表中；

信号帧侦听及接收单元：用于使所述阅读器侦听并接收当前信道的信号帧；

信号帧解析及判断单元：用于对所述信号帧进行解析，并依据解析后的信息判断占用所述当前信道的其他阅读器与所述阅读器是否同类，如是，按照事先约定的优先级选择优先级高的阅读器在所述当前信道上工作；否则，退出所述当前信道；

信道遍历单元：用于判断所有的信道是否已被侦听完，并在未被侦听完时获取下一个信道；

结束单元：用于结束本次侦听工作。

在本发明所述的实现上述多阅读器防碰撞的方法的装置中，所述列表获取模块进一步包括：

请求发送单元：用于使阅读器通过接口向其上层系统发送请求；

列表传送单元：用于使所述上层系统通过所述接口将所述可用信道列表传送给所述阅读器。

实施本发明的多阅读器防碰撞的方法及装置，具有以下有益效果：由于阅读器从可用信道列表中选择第一信道作为要工作的信道，并通过发送命令唤醒标签并使标签切换到所述第一信道；阅读器在第一信道上执行清点过程中判断第一信道是否存在干扰信号，并在存在干扰信号时判断干扰信号对清点过程的干扰程度是否在预设的范围内，如在预设的范围内，则继续执行并完成清点过程；否则，退出本次清点过程，这样使得同一应用区域内的多个独立可移动的阅读器通过适当的信道选择机制，在不同的信道独立工作，从而避免了多阅读器的相互干扰，所以其避免多阅读器碰撞。

附图说明

图1是不同阅读器收发碰撞的示意图；

图2是标签同时接收不同阅读器的信号时发生碰撞的示意图；

图3是本发明多阅读器防碰撞的方法及装置实施例中方法的流程图；

图4是所述实施例中阅读器获取可用信道列表在一种情况下的具体流程图；

图5是所述实施例中阅读器获取可用信道列表在另一种情况下的具体流程图；

图6是所述实施例中装置的结构示意图；

图7是所述实施例中列表获取模块的结构示意图；

图8是所述实施例中对两个阅读器防碰撞的一个示意图；

图9是所述实施例中对两个阅读器防碰撞的另一个示意图；

图10是所述实施例中对两个阅读器防碰撞的又一个示意图。

具体实施方式

为了便于本领域的普通技术人员能够理解并实施本发明，下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

一个典型的RFID系统通常是由一个阅读器和多个标签构成，通常系统由阅读器发起清点过程，通过命令或响应的模式完成阅读器场区内标签的清点。随着RFID技术应用不断推广和成熟，越来越多的应用场景将出现多阅读器同时工作的情景。例如，在大型仓库中，当多名工作人员用手持阅读器分别查找物品时，很有可能造成某个阅读器的清点过程受到其它同频率工作的阅读器清点过程的干扰而无法正常进行。

在RFID系统或RFID网络中，当多个阅读器在同一场区或者相互交叠场区同时同频工作时，则产生相互干扰，这种干扰称为阅读器碰撞。一般情况下，独立且同频工作的多阅读器移动环境下引发的碰撞有同区域的多阅读器收发碰撞、标签同时接收多阅读器信号碰撞、阅读器接收不同网络标签信号碰撞和不同网络标签收发碰撞等情况。

图1和图2给出了两种多阅读器碰撞的情况示例，其中图1为不同阅读器收发碰撞的示意图。图1中，R1和R2表示两个不同的阅读器，它们同频独立工作，T1和T2分别为R1和R2各自读写场区范围内的标签。一般情况下，阅读器天线为全向辐射，因此，如图1所示，R1与R2互相落于对方场区内，当R1和R2同时清点其场区内的不同标签（T1和T2）时，即使标签（T1和T2）相隔很远，也因为阅读器信号可以互相到达对方，从而在阅读端产生干扰，特别是对于移动阅读器环境下，这种碰撞发生的可能性较大。

图2为标签同时接收不同阅读器的信号时发生碰撞的示意图，图2中，若标签T同处于两个阅读器R1和R2共同场区的交叠区域时，标签T很有可能同时收到来自不同阅读器（R1和R2）的信号，或者多个阅读器同时向同一个标签发起清点操作，则在标签端发生信号干扰，即多阅读器碰撞。

要解决上述碰撞问题，就必须使得同频工作的阅读器信号在时间或空间上不能重叠，或者使多个阅读器在不同频率同时工作。基于上述思想，本发明提出一种多阅读器防碰撞的方法及装置。

在本发明多阅读器防碰撞的方法及装置实施例中，其方法的流程图如图3所示，该方法包括：

步骤S01阅读器获取可用信道列表：本步骤中，阅读器获取可用信道列表，可用信道列表包括每一个可用信道的信道信息。RFID系统中的信道信息通常是指阅读器和标签所共同已知的系统通信所需的频点及占用宽度信息，当占用宽度一致时，通常利用频点信息表示信道信息。阅读器获取信道列表信息是指阅读器获得可用的频点信息。获取的方法主要通过阅读器自行检测分析获取或RFID系统辅助提供该可用信道列表信息两种途径。换句话说，阅读器通过对外部信道环境扫描分析或者通过RFID系统上层网络获得信道信息和可用信道列表。阅读器通过外部信道环境扫描分析是指阅读器通过侦听所有系统允许使用的信道，并记录可用于描述信道质量的相关参数，并将信道信息和可用信道列表整理供信道选择时使用。通过RFID系统上层网络获得信道信息和信道列表信息是指RFID系统中通过其它设备和其它方式已经实时的获取了阅读器当前使用环境中的可用信道信息及可用信道列表，并将该信息通过RFID系统中阅读器与上层系统的接口传送给阅读器，供阅读器使用。在本实施例的一些情况下，上述信道信息包括频点信息或/和状态信息或/和噪声水平或/和信道编号，其中，状态信息为信道的空闲/忙之类的信息。

步骤S02阅读器以预定的规则从可用信道列表中选择第一信道作为要工作的信道，并通过发送命令唤醒标签并使标签切换到第一信道：本步骤中，阅读器以预定的规则从可用信道列表中选择第一信道作为要工作的信道，并通过发送命令唤醒标签并使标签切换到第一信道，其实就是阅读器以预定的规则从可用信道列表中选择第一信道作为要使用的信道，并送命令进行清点初始化过程。本实施例中，为了描述方便，将阅读器选择的信道称为第一信道。阅读器以预定的规则选择第一信道是指阅读器可以根据信道质量优劣的排序，选择较优的信道；或者在认定的可用优质信道范围内任意选择一个信道。阅读器根据信道质量优劣是指根据检测的可用信道的信道噪声水平，选择信道噪声水平较低的信道作为选用信道。对于没有更为具体的可用信道噪声水平信息时，则在可用信道列表中随机选择或以其它顺序选择。本实施例中，第一信道是可用信道列表中信道噪声水平最低的信道或可用信道列表中设定个数信道质量较优的信道中的任意一个信道。上述设定个数根据具体需要可进行相应设置。

阅读器发送命令使清点初始化是指对于有源RFID系统，若需要外部唤醒的时，则首先发送唤醒命令，随后发送标签清点的起始命令；例如，在满足GJB7377.2-2011中规定的工作于2.45GHz的有源射频识别系统中，RFID系统先通过低频激励器唤醒处于休眠状态的标签，或者连续发送一定时长的就绪命令使得周期性休眠的标签处于唤醒状态。阅读器同时通过就绪命令设定了已选定的信道序号（信道编号），并指示标签在一定时间内切换到新的信道（本实施例中为第一信道）工作。

若无需唤醒标签或对于无源RFID系统，则阅读器直接发送标签清点的起始命令。例如，对于满足ISO/IEC18000-6TypeC的无源RFID系统，由于标签为背射调制的工作方式，则当阅读器调整到新的信道（本实施例中为第一信道）时，阅读器只须在新的信道直接发送Query命令，标签会通过检测接收到的载波而自行转换到新的信道（本实施例中为第一信道）工作。并且，阅读器在发送标签清点的起始命令中需要传送信道选择结果信息和转入已选信道的工作方法信息。阅读器发送的信道选择结果信息和转入已选信道的工作方法信息也可部分或全部的由唤醒命令传递给标签。信道选择结果信息至少包含系统工作信道序号（编号）信息，转入已选信道的工作方法信息至少包括转换时间信息（标签转换到已选信道所需的时间）。本实施例中，阅读器发送的命令中至少包括第一信道的信道编号和标签转入第一信道所需的时间信息。

阅读器发送唤醒或就绪命令进行初始化时，当多个阅读器都为相同工作过程时，其默认信道一般都相同，因此，可能出现多个初始化命令碰撞的情形，例如，在满足GJB7377.2-2011中规定的工作于2.45GHz的有源射频识别系统中，多个阅读器在默认信道发送就绪命令时可能碰撞，这样多个阅读器都无法完成初始化，当判定就绪命令发生碰撞时，则可随机延时后重新发送。

步骤S03阅读器在第一信道上开始执行清点过程，并在执行清点过程中判断第一信道是否存在干扰信号：本步骤中，阅读器在第一信道上开始执行清点过程，也就是说，阅读器在已经选定的第一信道上开始执行预定的单阅读器环境下正常的清点流程，也即阅读器在第一信道上上按照正常的单阅读器环境下的通信协议执行标签清点过程。例如，在满足GJB7377.2-2011中规定的工作于2.45GHz的有源射频识别系统中，阅读器发送就绪命令使得标签转换到新设定的信道（第一信道），并发送接入命令完成标签防碰撞过程，而后发送收集命令收集标签TID等信息，最后在会话期对标签进行读写信息操作，而后发送休眠命令使标签休眠。值得一提的是，上述清点过程包括阅读器与标签之间发送和接收数据的过程。在执行清点过程中判断第一信道是否存在干扰信号，如果判断的结果为是，执行步骤S05；如果判断的结果为否，执行步骤S04。

步骤S04阅读器按正常流程执行并完成清点过程：如果上述步骤S03的判断结果为否，则执行本步骤。本步骤中，阅读器按正常流程执行并完成清点过程。

步骤S05判断干扰信号对清点过程的干扰程度是否在预设的范围内：如果上述S03的判断结果为是，则执行本步骤。本步骤中，判断干扰信号对清点过程的干扰程度是否在预设的范围内，这里，预设的范围有多种，例如：事先设置一个设定次数或设定时间，如阅读器向标签连续发送设定次数命令，都没得到标签的回复；或阅读器向标签发送命令后，在设定时间内未得到标签的回复；上述设定次数或设定时间就是预设的范围。当然，根据不同情况，预设的范围也可设置成其他条件。本步骤中，如果判断的结果为是，执行步骤S06;如果判断的结果为否，返回步骤S01。

值得一提的是，阅读器在已经选定的信道（第一信道）执行单阅读器正常清点流程过程中，由于出现干扰而导致无法正常实施清点时，阅读器可以通过接收并解析邻近阅读器信号信息并确认是否存在多阅读器干扰，或者阅读器可通过侦听信道并分析信道环境并确认信道是否受到干扰，当阅读器检测到存在干扰时，可根据预设的条件决定是否退出该第一信道。

阅读器检测到信道干扰而无法继续正常清点是指若阅读器所工作的信道（第一信道）出现了干扰，使得阅读器与标签的正常通信无法完成时，阅读器可侦听信道，若存在新的阅读器信号，可以更进一步接收并解析该信号以确认是否存在多阅读器。在多阅读器环境下，特别是移动阅读器环境下，很有可能选择相同信道的相隔较远距离的阅读器因为移动而靠近，从而产生相互干扰。

当阅读器检测到其它干扰源的干扰信号，而使得当前信道无法完成清点时，阅读器可连续发送休眠命令，以结束当前清点过程。阅读器可根据干扰信号对当前系统工作造成的影响程度判断是否放弃当前信道并转向步骤S01开始新的清点流程。根据阅读器的判断，若没有发现其它干扰或者干扰不足以影响当前清点而未放弃当前信道时，阅读器继续执行正常清点流程，直至结束。

针对本实施例而言，上述步骤S01可进一步进行细化，其细化后在一种情况下的具体流程图如图4所示，图4中，其进一步包括：

步骤S10阅读器侦听当前信道，并判断当前信道的信号功率是否超过预先设定的门限值：本步骤中，阅读器侦听当前信道，并判断当前信道的信号功率是否超过预先设定的门限值，如果判断的结果为是，执行步骤S12；否则，执行步骤S11。在本实施例的另外一些情况下，上述信号功率也可换成其他与信道质量相关的参数。

步骤S11将当前信道的信道信息写入可用信道列表中：如果上述步骤S10的判断结果为否，则执行本步骤。本步骤中，将当前信道的信道信息写入可用信道列表中，以供后续选择信道用。执行完本步骤，执行步骤S17。

步骤S12断定当前信道被其他阅读器占用：如果上述步骤S10的判断结果为是，则执行本步骤。本步骤中，断定当前信道被其他阅读器占用。

步骤S13阅读器侦听并接收当前信道的信号帧：本步骤中，对于相同的RFID系统，阅读器进一步侦听并接收当前信道的信号帧，以进一步提高RFID系统的运行效率和识别准确性。值得一提的是，阅读器侦听的时间至少大于RFID系统的阅读器及标签的收发转换时间的最大值。

步骤S14对信号帧进行解析，并依据解析后的信息判断占用当前信道的其他阅读器与阅读器是否同类：本步骤中，对信号帧进行解析，并依据解析后的信息判断占用当前信道的其他阅读器与当前阅读器是否同类，如是，执行步骤S16；否则，执行步骤S15。

步骤S15退出当前信道：如果上述步骤S14的判断结果为否，则执行本步骤。本步骤中，退出当前信道。执行完本步骤，执行步骤S17。

步骤S16按照事先约定的优先级选择优先级高的阅读器在当前信道上工作：如果上述步骤S14的判断结果为是，则执行本步骤。本步骤中，在多阅读器环境下，按照事先约定的优先级选择优先级高的阅读器在当前信道上工作。执行完本步骤，执行步骤S17。

步骤S17判断所有的许可信道是否已被侦听完：本步骤中，判断所有的许可信道是否已被侦听完，如果判断的结果为是，执行步骤S18；否则，执行步骤S19。

步骤S18结束本次侦听工作：如果上述步骤S17的判断结果为是，则执行本步骤。本步骤中，结束本次侦听工作。

步骤S19继续获取下一个信道：如果上述步骤S17的判断结果为否，则执行本步骤。本步骤中，继续获取下一个信道。执行完本步骤，返回步骤S10。

上述细化后的过程可简单描述为：阅读器可以通过分别侦听已知的所有许可信道，并根据侦听的结果判定该信道是否有阅读器在工作。阅读器帧听信道并检测是否有阅读器占用某信道时，可以首先通过判断该信道的信号功率是否超过某一门限值，若超过则认为该信道被占用。当侦听完毕之后，阅读器可以获得可用信道的列表信息供后续选择工作信道用。若对于相同的RFID系统，则阅读器可进一步侦听并接收其完整信号帧，解析其信息，从而判断是否为其它阅读器工作相关信息。

针对本实施例而言，上述步骤S01细化后在另一种情况下的具体流程图如图5所示，图5中，其进一步包括：

步骤S11’阅读器通过接口向其上层系统发送请求:若在应用过程中为多个阅读器组成的RFID网络，也就是说多个阅读器之间可能通过其它网络互联，且共同使用当前应用范围内的信道资源，则RFID网络系统可以利用其它辅助设备周期性获取当前信道使用情况及可用信道列表，当网络中的阅读器需要发起清点时，可从网络系统获取该信道信息。值得一提的是，RFID系统的辅助设备与阅读器之间通过接口连接，上述辅助设备可控制与协调多个阅读器之间的工作，阅读器在发现问题时，可将问题反馈至辅助设备并由辅助设备仲裁。本步骤中，阅读器需要发起清点时，阅读器通过接口向其上层系统（上层网络）发送请求。

步骤S12’上层系统通过所述接口将可用信道列表传送给阅读器：本步骤中，上层系统通过所述接口将可用信道列表传送给阅读器，阅读器由此获得了可用信道列表。

本实施例还涉及一种实现上述方法的装置，其结构示意图如图6所示，图6中，该装置包括列表获取模块1、信道选择及切换模块2、清点及信道判断模块3、干扰程度判断模块4和清点执行及完成模块5；其中，列表获取模块1用于使阅读器获取可用信道列表；可用信道列表包括每一个信道的信道信息；信道选择及切换模块2用于使阅读器以预定的规则从所述可用信道列表中选择第一信道作为要工作的信道，并通过发送命令唤醒标签并使标签切换到第一信道；清点及信道判断模块3用于使阅读器在第一信道上开始执行清点过程，并在执行清点过程中判断第一信道是否存在干扰信号；清点过程包括阅读器与标签之间发送和接收数据的过程；干扰程度判断模块4用于判断干扰信号对所述清点过程的干扰程度是否在预设的范围内，如是，阅读器继续执行并完成清点过程；清点执行及完成模块5用于使阅读器按正常流程执行并完成清点过程。

上述列表获取模块1进一步包括信道侦听及判断单元11、信号帧侦听及接收单元12、信号帧解析及判断单元13、信道遍历单元14和结束单元15；其中，信道侦听及判断单元11用于使阅读器侦听当前信道，并判断当前信道的信号功率是否超过预先设定的门限值，如是，断定当前信道被其他阅读器占用；否则，将当前信道的信道信息写入所述可用信道列表中；信号帧侦听及接收单元12用于使阅读器侦听并接收当前信道的信号帧；信号帧解析及判断单元13用于对信号帧进行解析，并依据解析后的信息判断占用当前信道的其他阅读器与上述阅读器是否同类，如是，按照事先约定的优先级选择优先级高的阅读器在当前信道上工作；否则，退出当前信道；信道遍历单元14用于判断所有的信道是否已被侦听完，并在未被侦听完时获取下一个信道；结束单元15用于结束本次侦听工作。

图7是本实施例中列表获取模块在另一种情况下的结构示意图。图7中，列表获取模块1进一步包括请求发送单元11’和列表传送单元12’；其中，请求发送单元11’用于使阅读器通过接口向其上层系统发送请求；列表传送单元12’用于使上层系统通过接口将可用信道列表传送给阅读器。

图8至图10为本实施例中该多阅读器防碰撞的方法保证多阅读器共同工作的示意图。图8是本实施例中对两个阅读器防碰撞的一个示意图；图9是本实施例中对两个阅读器防碰撞的另一个示意图；图10是本实施例中对两个阅读器防碰撞的又一个示意图。图8至图10中，RFID系统为满足GJB7377.2-2011中规定的工作于2.45GHz的有源射频识别系统，并设标签在清点前处于周期性休眠/唤醒状态。阅读器R1和R2分别为不同工作人员所持的手持阅读器，并独立使用。利用本发明提供的多阅读器防碰撞的方法的工作过程如下：

（1）如图8所示，阅读器R1先于阅读器R2清点其场区内的标签T1，并与标签T1通信，其工作信道为信道1。

（2）如图9所示，当阅读器R2要发起清点时，阅读器R2先扫描当前所有16个信道，通过扫描阅读器R1获得信道信息为信道1有阅读器在使用，其它信道空闲。信道0为默认信道。

（3）如图10所示，阅读器R2在信道2至信道15中任意选择了信道5作为清点过程要使用的信道。阅读器R2先发送至少两个休眠周期的就绪命令，以此唤醒标签T2。就绪命令包含的信道序号（信道编号）为5和切换时延（切换到已选择的信道所用的时间）为1ms。标签T2收到就绪命令后根据就绪命令所指示的信道信息，在1ms内切换到信道5等待阅读器R2的后续清点命令。阅读器R1和R2分别在信道1和信道5清点标签T1和T2，直至清点结束，阅读器R1和R2分别向标签T1和T2发送休眠命令使其进入休眠。其清点过程未遇到其它阅读器的干扰。

总之，在本实施例中，阅读器通过适当的信道选择机制，在不同的信道独立工作，该多阅读器防碰撞的方法可以简单有效地解决RFID应用中多阅读器碰撞问题，多阅读器能同时存在并互不干扰地工作，从而解决了复杂RFID应用场景中多阅读器共存问题，同时在清点过程中进一步判断是否存在干扰，及根据干扰的程度进行相应的处理，提高了RFID系统的运行效率和识别准确性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种多阅读器防碰撞的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A)阅读器获取可用信道列表；所述可用信道列表包括每一个可用信道的信道信息；

B)所述阅读器以预定的规则从所述可用信道列表中选择第一信道作为要工作的信道，并通过发送命令唤醒标签并使所述标签切换到所述第一信道；

C)所述阅读器在所述第一信道上开始执行清点过程，并在执行所述清点过程中判断所述第一信道是否存在干扰信号，如是，执行步骤D)；否则，执行步骤E)；所述清点过程包括阅读器与标签之间发送和接收数据的过程；

D)判断所述干扰信号对所述清点过程的干扰程度是否在预设的范围内，如是，所述阅读器继续执行并完成所述清点过程；否则，返回步骤A)；

E)所述阅读器按正常流程执行并完成所述清点过程；

所述步骤A)进一步包括：

A1)阅读器侦听当前信道，并判断所述当前信道的信号功率是否超过预先设定的门限值，如是，断定所述当前信道被其他阅读器占用并执行步骤A2)；否则，将当前信道的信道信息写入所述可用信道列表中并执行步骤A4)；

A2)所述阅读器侦听并接收当前信道的信号帧；

A3)对所述信号帧进行解析，并依据解析后的信息判断占用所述当前信道的其他阅读器与所述阅读器是否同类，如是，按照事先约定的优先级选择优先级高的阅读器在所述当前信道上工作并执行步骤A4)；否则，退出所述当前信道并执行步骤A4)；

A4)判断所有的信道是否已被侦听完，如是，执行步骤A5)；否则，获取下一个信道并返回步骤A1)；

A5)结束本次侦听工作。

2.根据权利要求1所述的多阅读器防碰撞的方法，其特征在于，所述步骤A)进一步包括：

A1’)阅读器通过接口向其上层系统发送请求；

A2’)所述上层系统通过所述接口将所述可用信道列表传送给所述阅读器。

3.根据权利要求2所述的多阅读器防碰撞的方法，其特征在于，所述第一信道是所述可用信道列表中信道噪声水平最低的信道或所述可用信道列表中设定个数信道质量较优的信道中的任意一个信道。

4.根据权利要求3所述的多阅读器防碰撞的方法，其特征在于，所述步骤B)中阅读器发送的命令中至少包括所述第一信道的信道编号和标签转入所述第一信道所需的时间信息。

5.根据权利要求4所述的多阅读器防碰撞的方法，其特征在于，所述信道信息包括频点信息或/和状态信息或/和噪声水平或/和信道编号。

6.根据权利要求5所述的多阅读器防碰撞的方法，其特征在于，所述阅读器侦听的时间至少大于阅读器及标签的收发转换时间的最大值。

7.一种实现如权利要求1所述的多阅读器防碰撞的方法的装置，其特征在于，包括：

列表获取模块：用于使阅读器获取可用信道列表；所述可用信道列表包括每一个信道的信道信息；

信道选择及切换模块：用于使所述阅读器以预定的规则从所述可用信道列表中选择第一信道作为要工作的信道，并通过发送命令唤醒标签并使所述标签切换到所述第一信道；

清点及信道判断模块：用于使所述阅读器在所述第一信道上开始执行清点过程，并在执行所述清点过程中判断所述第一信道是否存在干扰信号；所述清点过程包括阅读器与标签之间发送和接收数据的过程；

干扰程度判断模块：用于判断所述干扰信号对所述清点过程的干扰程度是否在预设的范围内，如是，所述阅读器继续执行并完成所述清点过程；

清点执行及完成模块：用于使所述阅读器按正常流程执行并完成所述清点过程。

8.根据权利要求7所述的实现上述多阅读器防碰撞的方法的装置，其特征在于，所述列表获取模块进一步包括：

信道侦听及判断单元：用于使阅读器侦听当前信道，并判断所述当前信道的信号功率是否超过预先设定的门限值，如是，断定所述当前信道被其他阅读器占用；否则，将当前信道的信道信息写入所述可用信道列表中；

信号帧侦听及接收单元：用于使所述阅读器侦听并接收当前信道的信号帧；

信号帧解析及判断单元：用于对所述信号帧进行解析，并依据解析后的信息判断占用所述当前信道的其他阅读器与所述阅读器是否同类，如是，按照事先约定的优先级选择优先级高的阅读器在所述当前信道上工作；否则，退出所述当前信道；

信道遍历单元：用于判断所有的信道是否已被侦听完，并在未被侦听完时获取下一个信道；

结束单元：用于结束本次侦听工作。

9.根据权利要求7所述的实现上述多阅读器防碰撞的方法的装置，其特征在于，所述列表获取模块进一步包括：

请求发送单元：用于使阅读器通过接口向其上层系统发送请求；

列表传送单元：用于使所述上层系统通过所述接口将所述可用信道列表传送给所述阅读器。