CN103198279A - 一种有源rfid无冲突读识系统的控制方法 - Google Patents

一种有源rfid无冲突读识系统的控制方法 Download PDF

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Abstract

一种有源RFID无冲突读识系统的控制方法，属于RFID读识系统的方法。有多个读识器，每个读识器发送和接收信号使用不同频率并行工作；多个标签工作采用时分复用方式；读识部分收发采用两个不同频率，f1发送轮询信号，f2接收标签标识码信息；即双频并行分时轮询读识法，读识部分的读识器主动发送轮询信号，按固定周期依次轮询系统中的全部标签；标签接收轮询信号，依据轮询信号进行时间校准并发送识别码信息；所有标签，接收轮询信号和发送标识码的过程在时间上顺序排列，周而复始，构成一个全双工的时分复用系统。该读识法保证标签在固定的时间片将数据发送到读识部分，增加了系统标签读识容量，提高系统工作效率，适合人员定位管理系统。

Description

一种有源RFID无冲突读识系统的控制方法
技术领域
本发明涉及一种RFID读识系统及方法，特别是一种有源RFID读识系统及控制方法。
技术背景
    随着无线射频识别技术（RFID）的快速发展，其应用范围和场合不断扩展。公知，在有源RFID读识系统中，读识部分往往需要同时识别多个标签，因而在读识标签的过程中存在着冲突问题，读识冲突给系统稳定性带来了很大的影响，造成了使用上的不便。
通常，要实现无冲突读识可采用分时轮询识别法，即读识器按固定的时间间隔，轮询读取系统中的所有标签编号，每个标签只有在收到自己的对应编号时，才发送识别码信息，从而避免了标签之间的冲突。采用分时轮询读识法的读识器必须按固定的时间间隔轮询，即使轮询的标签不在读识范围内，也要等待与正常接收相同的时间。这样不仅能保证读识稳定可靠，也满足了标签省电的要求，使标签有足够长的确定的睡眠时间，确保标签醒来的时刻刚好在轮询到其编号的前夕。这里，轮询信号也正是标签的定时校准信号。但是，标签的移动性限制了读识周期的最长时间，读识部分要在限定时间内识别大量的标签，提高读识系统的效率非常重要。
发明内容
    技术问题：本发明的目的是提供一种无冲突、大容量、高效率的有源RFID标签读识系统及控制方法。
技术方案：为实现上述目的，一种有源RFID标签无冲突读识控制方法，包括读识部分和标签；读识部分包括有多个读识器，每个读识器发送和接收信号使用不同频率并行工作；多个标签工作采用时分复用方式；读识部分收发采用两个不同频率，f1发送轮询信号，f2接收标签标识码信息；即双频并行分时轮询读识法，读识部分的读识器主动发送轮询信号，按固定周期依次轮询系统中的全部标签；标签接收轮询信号，依据轮询信号进行时间校准并发送识别码信息；
双频并行分时轮询读识法包括以下步骤：
a、读识系统启动，读识部分根据标签总数确定轮询周期T；
b、读识器以频率f1依次发送轮询信号； 
c、标签初始工作频率设在f1，以接收状态进入读识区域，周期性定时侦听由读识器发送的轮询信号；
d、接收到轮询信号，标签根据轮询信号进行时间校准处理，校准完毕后，调整工作频率到f2并发送标识码，供读识部分采集；
e、读识器以频率f2工作在接收状态，一旦接收到标签发送来的标识码信号便进行读识；
重复步骤b、c、d、e按周期T对标签进行轮询读识。
有益效果，由于用了上述方案，本发明的有源RFID无冲突读识方法为双频并行的分时轮询读识法。其中，双频指读识部分收发采用两个不同频率，f1发送轮询信号，f2接收标签标识码信息；并行指读识部分读识器收发信号按照一个固定的时间间隔同时运行，读识器发出轮询信号1后，接着发轮询信号2，同时，开始接收标签1发回的标识码信息；读识器发出轮询信号2后，接着再发轮询信号3，并开始接收标签2发回的标识码信息；依次类推，系统中的所有标签，接收轮询信号和发送标识码的过程在时间上顺序排列，周而复始，构成一个全双工的时分复用系统。
通过分析双频并行分时轮询读识法和分时轮询读识法在相同轮询周期内可读识的最大标签数来具体分析。
在分时轮询读识法中，系统可容纳的最大标签数量N与读识器的发送轮询信号的时间t1，标签从接收轮询号处理到完成收发切换所用时间t2，接收标识码的时间t3，以及系统的轮询周期T之间的关系式为：                                                
Figure 344765DEST_PATH_IMAGE001
。
在双频并行分时轮询读识法中，读识器发送轮询信号时间仍为t1,接收标识码的时间仍为t3。标签接收轮询号处理结束后，不仅要完成收发切换还要进行频率切换，所用时间t2 ’ 将大于t2，但是由于发送和接收信号符合时分复用工作方式，因此t2 ’对系统可容纳的最大标签数N’没有影响。
当t1<t3时：
Figure 99094DEST_PATH_IMAGE002
 ；当t1>t3时：
通常，t1与t3相差很小，对比可以N与N’得出，双频并行分时轮询读识法比分时轮询读识法工作效率高2倍以上。
本发明一种有源RFID读识系统及控制方法改进分时轮询法中读识标签容量小，系统工作效率低的问题，采用双频并行分时轮询法，保证标签在固定的时间片将数据发送到读识部分，有效避免了传统读识系统中的读识冲突现象，增加了系统标签读识容量，提高系统工作效率达2倍以上，更加适合大型的人员定位管理系统使用。
附图说明
图1是本发明实施例一种有源RFID无冲突读识系统结构图。
    图2是本发明实施例一个有源RFID无冲突读识器结构图。
    图3是本发明实施例在t1<t3情况下双频并行轮询读识法工作时间关系图。
具体实现方式
   下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：一种有源RFID标签无冲突读识控制方法，包括读识部分和标签；读识部分包括有多个读识器，每个读识器发送和接收信号使用不同频率并行工作；多个标签工作采用时分复用方式；读识部分收发采用两个不同频率，f1发送轮询信号，f2接收标签标识码信息；即双频并行分时轮询读识法，读识部分的读识器主动发送轮询信号，按固定周期依次轮询系统中的全部标签；标签接收轮询信号，依据轮询信号进行时间校准并发送识别码信息；
双频并行分时轮询读识法包括以下步骤：
a、读识系统启动，读识部分根据标签总数确定轮询周期T；
b、读识器以频率f1依次发送轮询信号； 
c、标签初始工作频率设在f1，以接收状态进入读识区域，周期性定时侦听由读识器发送的轮询信号；
d、接收到轮询信号，标签根据轮询信号进行时间校准处理，校准完毕后，调整工作频率到f2并发送标识码，供读识部分采集；
e、读识器以频率f2工作在接收状态，一旦接收到标签发送来的标识码信号便进行读识；
重复步骤b、c、d、e按周期T对标签进行轮询读识。  
本发明实施例提供一种有源RFID无冲突读识控制方法，图1为承载该方法的有源RFID无冲突读识系统的结构图，包括读识部分和标签两大部分。图2为读识部分的每个读识器以f1频率发送轮询信号，以f2接收标签标识码信息，一收一发使用两个不同频率并行工作。标签工作采用时分复用方式，在收到轮询信号之后进行频率切换，完成收发切换工作。
    有源RFID无冲突读识方法，即双频并行的分时轮询读识法。读识部分主动发送轮询信号，按固定周期依次轮询系统中的全部标签；标签接收轮询信号，依据轮询号进行时间校准并发送识别码信息。
读识部分的读识器收发信号按照一个固定的时间间隔并行工作，读识器发出轮询信号1后，接着发轮询信号2，同时，开始接收标签1发回的标识码信息；读识器发出轮询信号2后，接着再发轮询信号3，并开始接收标签2发回的标识码信息；依此类推，系统中的所有标签，接收轮询信号和发送标识码的过程在时间上顺序排列，周而复始，构成一个全双工的时分复用系统。
在图3中，设读识器的发送轮询信号的时间t1，接收标识码的时间t3，标签从接收轮询号处理完毕到频率切换完成收发切换所用时间t2 ’。由于发送和接收信号符合时分复用工作方式，因此t2 ’对系统可容纳的最大标签数N’没有影响。
当t1<t3时：
Figure 890650DEST_PATH_IMAGE002
当t1>t3时：
Figure 320494DEST_PATH_IMAGE003
在图3中t1<t3时，通常，t1与t3相差很小，且满足，双频并行分时轮询读识法具体步骤如下：
a、读识系统启动，读识部分根据标签总数n确定实际轮询周期T。
Figure 368402DEST_PATH_IMAGE005
b、读识器以频率f1发送轮询信号1后，延时Δt，接着发轮询号2，再延时Δt,以此类推。
c、标签1~n“睡眠”唤醒时工作频率设在f1，以接收状态进入读识区域，采用时分复用方式，周期性开启侦听由读识器发送的轮询信号。
d、① 标签1接收到轮询信号1，根据收到轮询号1的时刻进行时间校准处理；校准完毕后，调整工作频率到f2并发送标识码1；接着进入“睡眠”状态。
② 读识器发送轮询号2时，标签1工作尚未完全结束，此时标签2即开始接收轮询号2，根据轮询号2的时刻进行时间校准处理；校准完毕后，调整工作频率到f2并发送标识码2；接着进入“睡眠”状态。
③ 标签3~n的工作过程与标签2工作过程同理。
e、读识器以频率f2工作在接收状态，接收到标签1发送来的标识码1进行读识，接着接收标签2发送来的标识码2进行读识，以此类推。
f、重复步骤b、c、d、e按周期T对标签1~n进行轮询读识。

Claims (1)

1.一种有源RFID无冲突读识系统的控制方法，其特征是：一种有源RFID标签无冲突读识控制方法，包括读识部分和标签；读识部分包括有多个读识器，每个读识器发送和接收信号使用不同频率并行工作；多个标签工作采用时分复用方式；读识部分收发采用两个不同频率，f1发送轮询信号，f2接收标签标识码信息；即双频并行分时轮询读识法，读识部分的读识器主动发送轮询信号，按固定周期依次轮询系统中的全部标签；标签接收轮询信号，依据轮询信号进行时间校准并发送识别码信息；
双频并行分时轮询读识法包括以下步骤：
a、读识系统启动，读识部分根据标签总数确定轮询周期T；
b、读识器以频率f1依次发送轮询信号； 
c、标签初始工作频率设在f1，以接收状态进入读识区域，周期性定时侦听由读识器发送的轮询信号；
d、接收到轮询信号，标签根据轮询信号进行时间校准处理，校准完毕后，调整工作频率到f2并发送标识码，供读识部分采集；
e、读识器以频率f2工作在接收状态，一旦接收到标签发送来的标识码信号便进行读识；
重复步骤b、c、d、e按周期T对标签进行轮询读识。
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