CN106503600A - 一种基于时序的rfid主动防冲突方法 - Google Patents

一种基于时序的rfid主动防冲突方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于时序的RFID主动防冲突方法，该方法采用RFID卡自动发送方式，RFID读写器在成功接收到一个RFID卡的响应命令ATQC后，可以选择发送WTRD命令，使所有卡片进入Ready状态，停止其他卡片的发送，然后选中刚才接到响应命令ATQC代表的那张RFID卡进行操作，也可以不发送WTRD命令，继续接收卡片数据，完成对射频场内所有卡的寻卡；在RFID读写器读多张RFID卡时RFID读写器只存储有效的ATQC，而且RFID读写器在发送读卡REQC命令后，在接收到有效的相应命令ATQC前都不需要再发送命令了，节约了发送命令的时间，同时也节约了发送和接收的数据量节约了存储空间。

Description

一种基于时序的RFID主动防冲突方法
技术领域
本发明涉及RFID通信领域，更具体地，涉及一种基于时序的RFID主动防冲突方法。
背景技术
现有的RFID防冲突方法主要分成两大类：一类是二进制树防冲突，利用每一个冲突位置0还是置1来选择一个分支，不断分支就可以不断的缩小卡的范围，直到最后选中一张卡。这类方法可以精确的选中一张卡，但要选中射频场内其他卡只能重复整个防冲突流程或者将前几次分叉的数据存储在读写器缓存中，回到上一分叉点选择另外一个分支来选中另外的卡，要不时间长，要不需要占用不必要的存储空间。
另一类是查询式防冲突，由读写器给出一个范围，卡片在这个范围内产生一个随机数，然后读写器向卡片发送轮寻命令，从0开始每次加1，如果卡片选中的随机数与读写器发送的相同，就返回卡片的信息。这种寻卡方式的问题在于读写器需要一个一个随机数的询问，询问次数过多，发送的数据量也大，如ISO/IEC14443TYPE B。
现有技术的缺点在于读写器发送REQB命令给卡片后，卡片选择随机数，需要从0开始响应，问一次答一次，如果没有应答或者应答冲突，则需要slot-marker命令加1后，继续询问。每次询问都需要发送slot-marker命令，不仅读写器与卡片间问答次数多数据量大，而且发送和接收都需要用到天线耗时耗能。
发明内容
本发明提供一种基于时序的RFID主动防冲突方法，该方法耗时少，且占用的存储空间小。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种基于时序的RFID主动防冲突方法，包括以下步骤：
S1：RFID读写器向其射频范围内的若干RFID卡发送读卡命令REQC，其中读卡命令REQC包括RFID卡片类型AFI、槽数N；
S2：RFID卡接收到读卡命令REQC后判断其中的卡片类型AFI与自身是否相同，若相同，就判断读卡命令REQC中的槽数N的值，当判断出的槽数N的值为1时，RFID卡向RFID读写器发送响应命令ATQC，当判断出的槽数N的值不为1时，RFID卡在槽数N规定的取值范围内产生随机数M，其中，在接到下一个读卡命令REQC命令前，槽数N的值不变；
S3：RFID卡判断是否接收到数据，若没有接收到数据，比较随机数M是否等于I，若M不等于I，RFID卡重新判断是否接收到数据；若M等于I，RFID卡向RFID读写器发送响应命令ATQC，其中，I为RFID卡上的计数器，每与随机数M对比一次I会加1，I的初始值为0；
若接收到数据，RFID卡判断接收到的数据是读写器发送的命令还是其他RFID卡发送的命令，若为读写器发送的命令则执行该命令，若为其他RFID卡发送的命令，则等待TD时间后，RFID卡重新判断是否接收到数据，其中，响应响应命令ATQC中包括RFID卡的序列号PUPI；
S4：RFID读写器接收响应命令ATQC，同时判断是否发生冲突，若发生冲突，将RFID读写器中CT位置1；若未发生冲突，则RFID读写器接收完整的响应命令ATQC；
S5：RFID读写器再向其射频范围内的若干RFID发送选卡命令ATTRIC并选中与选卡命令ATTRIC中的序列号PUPI相同的RFID卡，被选中的RFID卡再完成选卡命令ATTRIC后，向RFID读写器发送响应命令REQRIC，RFID读写器接到响应命令REQRIC后，表示卡片已经完成选卡命令ATTRIC规定的操作，此时RFID读写器对该RFID卡发送停止命令HLTC，使该RFID卡进入停止状态。
本发明中，由于每一步操作所需要耗费的时间是可以通过计算和测量得到的，要实现卡片自动发送，只需要确定卡片响应的先后顺序，在第一张RFID卡响应时，其他RFID卡等待第一张卡执行完命令需要的时间后，第二张RFID卡开始响应，依次往下——即可实现基于时间顺序的主动发送方式。
本发明方法使RFID卡在接到RFID读写器读卡命令后，根据时序主动发送卡片响应命令给读写器，在这个过程中读写器不需要发送新的读卡命令REQC，RFID读写器在成功接到一个响应命令ATQC后，RFID读写器可以选择发送WTRD命令，使剩下的卡不再继续发送响应命令，进入Ready状态，也可以选择不发送WTRD命令，剩下的卡将继续发送响应命令，直到读出场内所有卡片。
进一步地，RFID读写器每次发送或者接收完数据后，若在时间T内没有接收到数据，表明没有发送数据的RFID卡了，此时RFID读写器检查CT位的值，如果CT值为1，RFID读写器重新发送读卡命令REQC，如果CT值为0，RFID读写器射频场内需要响应的所有RFID卡都被寻中了。
进一步地，RFID读写器接收到完整响应命令ATQC后，选择发送选卡命令WTRD，使所有RFID卡进入Ready状态，停止自动发送，或选择不发送选卡命令WTRD，让其他RFID卡继续自动发送各自的响应命令ATQC。
进一步地，所述等待TD设置为RFID卡发送完响应命令ATQC所需要的时间与RFID卡判断是否接到数据和判断数据是RFID卡发送的过程需要时间的差值。
进一步地，当RFID读写器接收ATQC发生冲突时读写器将CT置1，由于RFID卡仍然在继续发送响应命令ATQC，RFID读写器仍然在接收数据，时间T的计时要等到RFID卡的响应命令ATQC发送结束才开始。
进一步地，所述时间T为RFID读写器发送读卡命令REQC命令后，RFID读写器接到RFID卡主动发送回响应命令ATQC需要的最大等待时间。
进一步地，所述步骤S3中如果RFID卡判断接收到数据，判断接收到的数据的首字节的首位为1时，RFID卡接收到的数据为其他RFID卡所发送的响应命令ATQC。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明方法由于采用RFID卡自动发送方式，RFID读写器在成功接收到一个RFID卡的响应命令ATQC后，可以选择发送WTRD命令，使所有卡片进入Ready状态，停止其他卡片的发送，然后选中刚才接到响应命令ATQC代表的那张RFID卡进行操作，也可以不发送WTRD命令，继续接收卡片数据，完成对射频场内所有卡的寻卡；在RFID读写器读多张RFID卡时RFID读写器只存储有效的ATQC，而且RFID读写器在发送读卡REQC命令后，在接收到有效的相应命令ATQC前都不需要再发送命令了，节约了发送命令的时间，同时也节约了发送和接收的数据量节约了存储空间。
附图说明
图1为本发明方法流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，一种基于时序的RFID主动防冲突方法，包括以下步骤：
S1：RFID读写器向其射频范围内的若干RFID卡发送读卡命令REQC，其中读卡命令REQC包括RFID卡片类型AFI、防碰撞前缀Apf，槽数N，响应命令PARAM，
其中：
APf AFI PARAM CRC_C
1byte 1byte 1byte 2byte
APf值为0x03(00000011)，防碰撞前缀，表示采用本方案提出的防冲突方式；
AFI表示读写器检测的卡片类型，根据不同AFI的值选择不同领域的卡片响应，当AFI为0时，所有类型的卡片响应；
PARAM命令组成形式是：
N的取值为：
S2：RFID卡接收到读卡命令REQC后判断其中的卡片类型AFI与自身是否相同，若相同，就判断读卡命令REQC中的槽数N的值，当判断出的槽数N的值为1时，RFID卡向RFID读写器发送响应命令ATQC，当判断出的槽数N的值不为1时，RFID卡在槽数N的取值范围内产生新的随机数M，其中M的取值为：
N 取值范围
1 0
2 1、0(0～1)
4 11、10、01、00(0～3)
8 111、110、101、011、100、010、001、000(0～7)
16 1111、1110、1101、1011、……、0010、0001、0000(0～15)
S3：RFID卡判断是否接收到数据，若没有接收到数据，比较随机数M是否等于I，若M不等于I，RFID卡重新判断是否接收到数据；若M等于I，RFID卡向RFID读写器发送响应命令ATQC，其中，I为RFID卡上的计数器，每与随机数M对比一次I会加1，I的初始值为0，其中响应命令ATQC组成形式是：
1byte 2～5byte 6～9byte 10～12byte 13～14byte
‘80’ PUPI Application Data Protocol Info CRC_C
‘80’(10000000)为ATQC命令前缀；PUPI是使用本防冲突协议的卡片的序列号；Application Data与Protocol Info与TYPE B中相同字节的规定相同；
若接收到数据，RFID卡判断接收到的数据是读写器发送的命令还是其他RFID卡发送的命令，若为读写器发送的命令则执行该命令，若为其他RFID卡发送的命令(其中，如果RFID卡判断接收到数据，判断接收到的数据的首字节的首位为1时，RFID卡接收到的数据为其他RFID卡所发送的响应命令ATQC)，则等待TD时间后，RFID卡重新判断是否接收到数据，其中，响应响应命令ATQC中包括RFID卡的序列号PUPI；
S4：RFID读写器接收响应命令ATQC，同时判断是否发生冲突，若发生冲突，将RFID读写器中CT位置1；若未发生冲突，则RFID读写器接收完整的响应命令ATQC；
S5：RFID读写器再向其射频范围内的若干RFID发送选卡命令ATTRIC并选中与选卡命令ATTRIC中的序列号PUPI相同的RFID卡，被选中的RFID卡再完成选卡命令ATTRIC后，向RFID读写器发送响应命令REQRIC，RFID读写器接到响应命令REQRIC后，表示卡片已经完成选卡命令ATTRIC规定的操作，此时RFID读写器对该RFID卡发送停止命令HLTC，使该RFID卡进入停止状态，其中选卡命令ATTRIC组成形式是：
1byte 2～5byte 6byte 7byte 8byte 9byte 10,…byte
‘1C’ Identifier Param1 Param2 Param3 Param4 Higher layer-INF CRC_C
上面表示第几字节，如Param1为第6字节，最后的CRC_C为2个字节；‘1C’(00011011)为ATTRIC的命令前缀；后续字节的规定方式与TYPE B相同；
响应命令REQRIC组成形式是：
MBLI取值范围为0000到0111，ATTRIC响应的字节的规定方式与TYPE B ATTRIB相同；
停止命令HLTC组成形式是：
本发明中，由于每一步操作所需要耗费的时间是可以通过计算和测量得到的，要实现卡片自动发送，只需要确定卡片响应的先后顺序，在第一张RFID卡响应时，其他RFID卡等待第一张卡执行完命令需要的时间后，第二张RFID卡开始响应，依次往下——即可实现基于时间顺序的主动发送方式。
RFID读写器每次发送或者接收完数据后，若在时间T内没有接收到数据，表明没有发送数据的RFID卡了，此时RFID读写器检查CT位的值，如果CT值为1，RFID读写器重新发送读卡命令REQC，如果CT值为0，RFID读写器射频场内需要响应的所有RFID卡都被寻中了(需要注意的是，当接收ATQC发生冲突时读写器将CT置1，由于卡片仍然在继续发送ATQC，所以读写器虽然不再往缓存中写入数据了，但读写器仍然在接收数据，因此时间T的计时仍然要等到卡片的ATQC发送结束才开始，T为读写器发送REQC命令后，读写器接到卡片主动响应发送回的数据需要的最大等待时间。时间T的具体值为从卡片接到REQC命令，槽数为N，RFID卡选择了N-1作为随机数，那么需要循环比较N次后，卡片才开始发送数据到读写器开始接到数据的时间)。
RFID读写器接收到完整响应命令ATQC后，选择发送选卡命令WTRD，使所有RFID卡进入Ready状态，停止自动发送，或选择不发送选卡命令WTRD，让其他RFID卡继续自动发送各自的响应命令ATQC，其中选卡命令WTRD组成形式是：
等待TD设置为RFID卡发送完响应命令ATQC所需要的时间与RFID卡判断是否接到数据和判断数据是RFID卡发送的过程需要时间的差值。
当读卡命令REQC中的RFID卡片类型AFI为为0时，所有类型的RFID卡均会响应。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于时序的RFID主动防冲突方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：RFID读写器向其射频范围内的若干RFID卡发送读卡命令REQC，其中读卡命令REQC包括RFID卡片类型AFI、槽数N；
S2：RFID卡接收到读卡命令REQC后判断其中的卡片类型AFI与自身是否相同，若相同，就判断读卡命令REQC中的槽数N的值，当判断出的槽数N的值为1时，RFID卡向RFID读写器发送响应命令ATQC，当判断出的槽数N的值不为1时，RFID卡在槽数N规定的取值范围内产生随机数M，其中，在接到下一个读卡命令REQC命令前，槽数N的值不变；
S3：RFID卡判断是否接收到数据，若没有接收到数据，比较随机数M是否等于I，若M不等于I，RFID卡重新判断是否接收到数据；若M等于I，RFID卡向RFID读写器发送响应命令ATQC，其中，I为RFID卡上的计数器，每与随机数M对比一次I会加1，I的初始值为0；
若接收到数据，RFID卡判断接收到的数据是读写器发送的命令还是其他RFID卡发送的命令，若为读写器发送的命令则执行该命令，若为其他RFID卡发送的命令，则等待TD时间后，RFID卡重新判断是否接收到数据，其中，响应响应命令ATQC中包括RFID卡的序列号PUPI；
S4：RFID读写器接收响应命令ATQC，同时判断是否发生冲突，若发生冲突，将RFID读写器中CT位置1；若未发生冲突，则RFID读写器接收完整的响应命令ATQC；
S5：RFID读写器再向其射频范围内的若干RFID发送选卡命令ATTRIC并选中与选卡命令ATTRIC中的序列号PUPI相同的RFID卡，被选中的RFID卡再完成选卡命令ATTRIC后，向RFID读写器发送响应命令REQRIC，RFID读写器接到响应命令REQRIC后，表示卡片已经完成选卡命令ATTRIC规定的操作，此时RFID读写器对该RFID卡发送停止命令HLTC，使该RFID卡进入停止状态。
2.根据权利要求1所述的基于时序的RFID主动防冲突方法，其特征在于，RFID读写器每次发送或者接收完数据后，若在时间T内没有接收到数据，表明没有发送数据的RFID卡了，此时RFID读写器检查CT位的值，如果CT值为1，RFID读写器重新发送读卡命令REQC，如果CT值为0，RFID读写器射频场内需要响应的所有RFID卡都被寻中了。
3.根据权利要求2所述的基于时序的RFID主动防冲突方法，其特征在于，RFID读写器接收到完整响应命令ATQC后，选择发送选卡命令WTRD，使所有RFID卡进入Ready状态，停止自动发送，或选择不发送选卡命令WTRD，让其他RFID卡继续发送各自的响应命令ATQC。
4.根据权利要求3所述的基于时序的RFID主动防冲突方法，其特征在于，所述等待TD设置为RFID卡发送完响应命令ATQC所需要的时间与RFID卡判断是否接到数据和判断数据是RFID卡发送的过程需要时间的差值。
5.根据权利要求2所述的基于时序的RFID主动防冲突方法，其特征在于，当RFID读写器接收ATQC发生冲突时读写器将CT置1，由于RFID卡仍然在继续发送响应命令ATQC，RFID读写器仍然在接收数据，时间T的计时要等到RFID卡的响应命令ATQC发送结束才开始。
6.根据权利要求5所述的基于时序的RFID主动防冲突方法，其特征在于，所述时间T为RFID读写器发送读卡命令REQC命令后，RFID读写器接到RFID卡主动发送回响应命令ATQC需要的最大等待时间。
7.根据权利要求5所述的基于时序的RFID主动防冲突方法，其特征在于，所述步骤S3中如果RFID卡判断接收到数据，判断接收到的数据的首字节的首位为1时，RFID卡接收到的数据为其他RFID卡所发送的响应命令ATQC。
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