CN104573770A - 一种基于rfid的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于RFID的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗方法，发明通过标签分配随机等待状态对产生的冲突指令进行再次侦听，采用大小为T1的百分之五到百分之十五的T4时间进行再次侦听，改变侦听时间后，在下一次读写时，所有标签都不同步，便能够有效快速解决产生的标签冲突，实现标签读取的正常进行，而且在无需频繁操作的情况下，通过不少于T1五倍的T6间隔时间的休眠状态，进行侦听，能够降低标签的功率损耗，有效解决了现有技术中存在的因标签读取过多产生的冲突以及耗能较大的问题，方法简单可靠；与传统RFID读写器和有源电子标签原型相比，发明对环境适应性更强，在功能和使用方便性上也更具有优势。

Description

一种基于RFID的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗方法
技术领域
本发明专利涉及一种蓝莓溯源系统中RFID读写器和有源电子标签原型的设计方法。
背景技术
农产品作为重要的生活消费品之一，其安全问题关系到国民的健康和农民增收。因此研究农产品溯源系统可以保证农产品在生产、包装、运输、销售等环节数据信息的可追溯性。一旦农产品出现质量问题，可以迅速查询出问题源头和同批次农产品去向，实现追责和下架处理，同时消费者和中间商可以通过查询，明确此商品的生产、加工、运输等详细信息，实现消费者对农产品的“田间到餐桌”全程信息掌握。
标签防冲突算法主要分为空分多址（SDMA）、频分多址（FDMA）、码分多址（CDMA）和时分多址（TDMA）四种方式。其中最适合标签防冲突使用的是时分多址技术，而时分多址技术中已经成熟的技术包括ALOHA算法和改进ALOHA算法，其中ALOHA算法实现简单，但是面临的问题是标签可能需要多次发送同一数据，造成能量浪费，改进ALOHA算法虽然有所改善，但是还是存在标签“饿死”现象；有源电子标签面临一个重要问题就是标签的使用寿命受到制约，而目前标签的低功耗方法主要集中在不发送数据时进入低功耗休眠状态，在一定程度上延长了标签使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种基于RFID的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗方法，能够有效解决标签读写冲突，并能够有效降低标签功率，并能够有效解决发生的漏读，以克服现有技术问题的不足。
本发明采取的技术方案为：一种基于RFID的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗方法，包括一种基于RFID的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗装置，其方法包括以下步骤：
（1）分配标签工作状态包括四种，分别为休眠状态、随机等待状态、侦听状态和漏读状态；
（2）标签开机后立即进入低功耗模式，该模式下不进行标签的读写，并且每隔T1时间的休眠状态就进入侦听状态，进行侦听读写，每次侦听T2时间，检测读写器读写指令；
（3）读写指令读到多个处于侦听状态标签时，发生读写冲突，冲突的标签进入随机等待状态，通过选取一个时间T4进行侦听，每个侦听状态标签的T4大小不同，大小为T1的百分之五到百分之十五，每个冲突的标签进行反复侦听，直至冲突消失为止，重新回到每隔T1进行一次侦听状态；
（4）步骤2中读写器读取指令时发生标签漏读，进入漏读状态，标签将转入每隔T5后进行再次侦听，直至读取成功；
（5）步骤2中无需频繁读写标签时给标签下达切换指令，使标签转入每隔T6时间，大小为T1最少五倍，进行一次侦听状态。
上述步骤2中读写器每隔T3进行一次广播，T3小于T1，提醒进行侦听状态的开始。
上述的一种基于RFID的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗装置包括读写器和标签，所述读写器包括提供电源的电源模块和外接电源的插孔，与标签进行数据传输的收发模块、用于控制各模块协同工作的控制模块、天线以及接口模块；所述标签包括与读写器进行数据传输的收发模块、用于数据参数处理的控制模块、存储读写数据的存储器和天线，并设置有可拆卸式的蓄电池以及设置蓄电池连接的充电接口，通过读写器能够对标签进行读写，制作可拆卸电池的标签，可以更换电池，同时给标签预留充电接口，可以对标签进行充电，能延长使用寿命。
上述标签上还设置电源开关，连接到蓄电池，能够将标签的电源切断，使用简单，在标签不使用时，关闭标签电源，将标签的功耗降至最低，节省能源，延长标签使用寿命。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过标签分配随机等待状态对产生的冲突指令进行再次侦听，采用大小为T1的百分之五到百分之十五的T4时间进行再次侦听，改变侦听时间后，在下一次读写时，所有标签都不同步，便能够有效快速解决产生的标签冲突，实现标签读取的正常进行，而且在无需频繁操作的情况下，通过不少于T1五倍的T6间隔时间的休眠状态，进行侦听，能够降低标签的功率损耗，有效解决了现有技术中存在的因标签读取过多产生的冲突以及耗能较大的问题，方法简单可靠。
附图说明
图1 为本发明的读写器和标签结构图；
图2为本发明的标签防冲突方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍。
如图1~图2所示，一种基于RFID的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗方法，包括一种基于RFID的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗装置，其方法包括以下步骤：
（1）分配标签工作状态包括四种，分别为休眠状态、随机等待状态、侦听状态和漏读状态；
（2）标签开机后立即进入低功耗模式，该模式下不进行标签的读写，并且每隔T1时间的休眠状态就进入侦听状态，进行侦听读写，每次侦听T2时间，检测读写器读写指令；
（3）读写指令读到多个处于侦听状态标签时，发生读写冲突，冲突的标签进入随机等待状态，通过选取一个时间T4进行侦听，每个侦听状态标签的T4大小不同，大小为T1的百分之五到百分之十五，每个冲突的标签进行反复侦听，直至冲突消失为止，重新回到每隔T1进行一次侦听状态；
（4）步骤2中读写器读取指令时发生标签漏读，进入漏读状态，标签将转入每隔T5后进行再次侦听，直至读取成功；
（5）步骤2中无需频繁读写标签时给标签下达切换指令，使标签转入每隔T6时间，大小为T1最少五倍，进行一次侦听状态。
上述步骤2中读写器每隔T3进行一次广播，T3小于T1，开始对处在侦听状态的标签进行读写。
上述的一种基于RFID的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗装置包括读写器和标签，读写器包括提供电源的电源模块和外接电源的插孔、与标签进行数据传输的收发模块、用于控制各模块协同工作的控制模块、天线以及接口模块，控制模块上连接有电源模块、外接电源的插孔、收发模块、天线以及接口模块，接口模块连接到上位机，实现数据的监测，外接电源的插孔方便将读写器制作成便携式或固定式；所述标签包括与读写器进行数据传输的收发模块、用于控制各模块协同工作的控制模块、用于数据存储的存储器和天线，控制模块上连接有收发模块、存储器以及天线，并设置有可拆卸式的蓄电池以及设置蓄电池相连的充电接口，通过读写器能够对标签进行读写，制作可拆卸电池的标签，可以更换电池，同时给标签预留充电接口，可以对标签进行充电，能延长使用寿命。
上述标签上还设置电源开关，连接到蓄电池，能够将标签的电源切断，使用简单，在标签不使用时，关闭标签电源，将标签的功耗降至最低，节省能源，延长标签使用寿命。
优选的，上述电源开关设置在标签侧面上，方便操作，不影响外观。
优选的，上述电源开关采用推拉式结构或者按键式结构，两种结构操作方便，易于操作人员使用，劳动强度小。
优选的，上述电源开关凸出标签表面部分不超过3mm，便于操作，标签更加美观。
本发明通过标签分配随机等待状态对产生的冲突的标签进行再次侦听，采用大小为T1的百分之五到百分之十五的T4时间进行再次侦听，改变侦听时间后，在下一次读写时，所有标签都不同步，便能够有效快速解决产生的标签冲突，实现标签读取的正常进行，而且在无需频繁操作的情况下，通过不少于T1五倍的T6间隔时间的休眠状态，进行侦听，能够降低标签的功率损耗，有效解决了现有技术中存在的因标签读取过多产生的冲突以及耗能较大的问题，方法简单可靠。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于RFID的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗方法，其特征在于：包括一种基于RFID的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗装置，其方法包括以下步骤：
（1）分配标签工作状态包括四种，分别为休眠状态、随机等待状态、侦听状态和漏读状态；
（2）标签开机后立即进入低功耗模式，该模式下不进行标签的读写，并且每隔T1时间的休眠状态就进入侦听状态，进行侦听读写，每次侦听T2时间，检测读写器读写指令；
（3）读写指令读到多个处于侦听状态标签时，发生读写冲突，冲突的标签进入随机等待状态，通过选取一个时间T4进行侦听，每个侦听状态标签的T4大小不同，大小为T1的百分之五到百分之十五，每个冲突的标签进行反复侦听，直至冲突消失为止，重新回到每隔T1进行一次侦听状态；
（4）步骤2中读写器读取指令时发生标签漏读，进入漏读状态，标签将转入每隔T5后进行再次侦听，直至读取成功；
（5）步骤2中无需频繁读写标签时给标签下达切换指令，使标签转入每隔T6时间，大小为T1最少五倍，进行一次侦听状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于RFID的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗方法，其特征在于：所述读写器每隔T3进行一次广播，T3小于T1。
3.根据权利要求1所述的一种基于RFID的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗方法，其特征在于：所述一种基于RFID的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗装置包括读写器和标签，所述读写器包括提供电源的电源模块和外接电源的插孔，与标签进行数据传输的收发模块、用于控制各模块协同工作的控制模块、天线以及接口模块；所述标签包括与读写器进行数据传输的收发模块、用于控制各模块协同工作的控制模块、用于数据存储的存储器和天线，并设置有可拆卸式的蓄电池以及设置蓄电池连接充电接口。
4.根据权利要求5所述的一种基于RFID的蓝莓溯源系统中防冲突和低功耗方法，其特征在于：所述标签上还设置电源开关。
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