CN107526986A - 一种rfid标签防碰撞方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种RFID标签防碰撞方法及系统，该方法包括以下步骤：阅读器将标签的ID中指定数值的总位数作为分组编号，根据分组编号对所有标签进行分组；阅读器根据分组编号依次对各组标签进行识别，缩小了阅读器一次性识别的标签数量，降低了标签碰撞的概率，提高了阅读器的识别效率。本发明作为一种识别效率高、系统通信量小、系统吞吐率高的RFID标签防碰撞方法及系统可以广泛应用于RFID射频识别技术领域中。

Description

一种RFID标签防碰撞方法及系统
技术领域
本发明涉及RFID射频识别技术领域，尤其涉及一种RFID标签防碰撞方法及系统。
背景技术
射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)作为一种以无线电波为基础，利用射频信号通过空间电磁耦合来实现数据传输的自动识别技术，相对于传统的条形码，它具有识别速度快、识别距离远、数据记忆容量大等特点。目前已经被广泛地运用在仓库管理、门禁识别、自动收费等领域。典型的RFID系统由阅读器和标签组成，其中每个标签具有唯一的ID。标签通过与阅读器共享的无线信道发送数据到阅读器。如果同一时刻有多个标签发送数据，在阅读器端会因为数据信号之间相互干扰而无法读取标签数据，这被称为标签碰撞。过多的标签碰撞会极大影响阅读器的识别效率。现有RFID标签防碰撞方法中性能较好的有改进的动态帧时隙ALOHA算法，但该算法存在随机性，当标签数量较多时会出现大量的碰撞，导致标签在较长时间内不能识别，即标签饥饿问题，仍然无法解决阅读器的识别效率低的问题。另外，目前的基于二进制搜索树(binary search,BS)的确定性算法，虽然能解决标签饥饿问题，但是以增加算法复杂度为代价，在碰撞位较多时，阅读器将进行大量的搜索查询，系统通信量较大，标签识别延时长即系统吞吐率较低。
总的来说，目前的RFID标签防碰撞方法存在识别效率低、系统通信量大和系统吞吐率低的问题。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种RFID标签防碰撞方法，本发明的另一目的是提供一种RFID标签防碰撞系统。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种RFID标签防碰撞方法，包括以下步骤：
S1、阅读器将标签的ID中指定数值的总位数作为分组编号，根据分组编号对所有标签进行分组；
S2、阅读器根据分组编号依次对各组标签进行识别。
进一步，所述步骤S1包括以下步骤：
S11、阅读器发送指定数值的总位数请求命令；
S12、阅读器接收所有标签返回的数据，该数据是通过以下方式获取的：
所有标签接收到该指定数值的总位数请求命令后，对ID的二进制数位进行数值统计，计算ID中该指定数值的总位数，将该指定数值的总位数保存在标签的第一寄存器中，并将该指定数值的总位数编码后发送给阅读器；
S13、阅读器将接收到的数据还原为该指定数值的总位数；
S14、阅读器将该指定数值的总位数作为分组编号，并将分组编号压入分组编号栈中；
S15、阅读器将分组编号相同的标签分在一组。
进一步，所述步骤S12中将该指定数值的总位数编码后发送给阅读器包括以下步骤：
S121、标签根据标签长度L生成一串长度为L+1的比特串；
S122、标签将该长度为L+1的比特串中位序号与该指定数值的总位数相同的二进制数位设置为1，其余二进制数位设置为0；
S123、标签将该长度为L+1的比特串发送给阅读器。
进一步，所述步骤S2包括以下步骤：
S21、阅读器从该分组编号栈中取出栈顶元素作为第一参数，将空字符串作为查询前缀压入查询前缀栈中；
S22、阅读器从该查询前缀栈取出栈顶元素作为第二参数，发送查询命令，该查询命令中包括第一参数和第二参数；
S23、阅读器接收分组编号与第一参数相同的该组标签中与第二参数相对应的标签子集内的标签的ID，该ID是通过以下方式获取的：
分组编号与第一参数相同的该组标签中与第二参数相对应的标签子集内的标签响应该查询命令并发送ID给阅读器；
S24、阅读器检测是否有碰撞，如果没有碰撞，则成功识别一个标签，进入步骤S28；如果有碰撞，判断n个碰撞位是否满足预设标签识别条件，如果满足，则成功识别标签子集内的n个标签，进入步骤S28；如果不满足，进入步骤S25；
S25、阅读器获取前四个碰撞位的位序号，并发送查询前缀请求命令，该查询前缀请求命令中包括前四个碰撞位的位序号；
S26、阅读器接收标签子集内的标签返回的数据，该数据是通过以下方式获取的：
标签子集内的标签接收到查询前缀请求命令后，将ID中位序号等于前四个碰撞位的位序号的二进制数位的数值取出组成一串四位比特串，将该四位比特串保存在标签的第二寄存器中，并将该四位比特串编码后发送给阅读器；
S27、阅读器将接收到的数据还原为四位比特串，并将还原后的四位比特串作为查询前缀压入查询前缀栈中，进入步骤S22；
S28、阅读器判断查询前缀栈是否为空，如果不为空，进入步骤S22；如果为空，进入步骤S29；
S29、阅读器判断分组编号栈是否为空，如果不为空，进入步骤S21；如果为空，则标签识别过程结束。
进一步，所述标签子集包括：
响应于第二参数是空字符串的情况，将分组编号与第一参数相同的该组标签内所有的标签作为标签子集；
响应于第二参数不是空字符串的情况，将分组编号与第一参数相同的该组标签内第二寄存器中的四位比特串与第二参数相同的标签作为标签子集。
进一步，所述步骤S24中预设标签识别条件具体包括：
n个碰撞位中该指定数值的位数为1；
或者n个碰撞位中该指定数值的位数为n-1。
进一步，所述步骤S26中将该四位比特串编码后发送给阅读器包括以下步骤：
S261、标签将该四位比特串转换成该四位比特串所对应的十进制数；
S262、标签生成一串长度为24的比特串，并将该长度为24的比特串中位序号与该四位比特串所对应的十进制数相同的二进制数位设置为1，其余二进制数位设置为0；
S263、标签将该长度为24的比特串发送给阅读器。
进一步，标签的ID采用曼彻斯特编码方式编码而成。
本发明解决其技术问题所采取的另一技术方案是；
一种RFID标签防碰撞系统，包括标签和阅读器，所述阅读器包括：
分组模块，用于将标签的ID中指定数值的总位数作为分组编号，根据分组编号对所有标签进行分组；
识别模块，用于根据分组编号依次对各组标签进行识别。
进一步，所述分组模块包括：
请求模块，用于发送指定数值的总位数请求命令；
接收模块，用于接收所有标签返回的数据，该数据是通过以下方式获取的：
所有标签接收到该指定数值的总位数请求命令后，对ID的二进制数位进行数值统计，计算ID中该指定数值的总位数，将该指定数值的总位数保存在标签的第一寄存器中，并将该指定数值的总位数编码后发送给阅读器；
还原模块，用于将接收到的数据还原为指定数值的总位数；
编号模块，用于将该指定数值的总位数作为分组编号，并将分组编号压入分组编号栈中；
确定模块，用于将分组编号相同的标签分在一组。
本发明的有益效果是：一种RFID标签防碰撞方法，通过阅读器将标签的ID中指定数值的总位数作为分组编号，根据分组编号对所有标签进行分组；然后，阅读器根据分组编号依次对各组标签进行识别，缩小了阅读器一次性识别的标签数量，降低了标签碰撞的概率，提高了阅读器的识别效率。
另外，阅读器对各组标签进行识别的过程中，阅读器检测到碰撞时，如果判断出n个碰撞位满足预设标签识别条件，则成功识别标签子集内的n个标签，从而大幅减少了阅读器的查询次数，减少了射频识别系统的通信量，节省了功耗。
而且，阅读器对各组标签进行识别的过程中，阅读器针对不满足预设标签识别条件的碰撞标签，阅读器通过查询前缀请求命令获取新的查询前缀，对该组标签中与新的查询前缀相对应的标签进行识别，消除了标签识别过程中的空闲时隙，减少了射频识别的识别延时，提高系统吞吐率。
本发明的另一有益效果是：一种RFID标签防碰撞系统，包括标签和阅读器，阅读器包括分组模块和识别模块，通过分组模块和识别模块实现了阅读器将标签的ID中指定数值的总位数作为分组编号，根据分组编号对所有标签进行分组；阅读器根据分组编号依次对各组标签进行识别，缩小了阅读器一次性识别的标签数量，降低了标签碰撞的概率，提高了阅读器的识别效率。
附图说明
图1是本发明一种RFID标签防碰撞方法具体实施例的步骤流程图；
图2是本发明一种RFID标签防碰撞方法具体实施例的步骤S1的步骤流程图；
图3是本发明一种RFID标签防碰撞方法具体实施例的步骤S2的步骤流程图；
图4是本发明一种RFID标签防碰撞方法具体实施例与EnMBI、AHT和QT三种现有方法的总时隙数比较图；
图5是本发明一种RFID标签防碰撞方法具体实施例与EnMBI、AHT和QT三种现有方法的通信量比较图；
图6是本发明一种RFID标签防碰撞方法具体实施例与EnMBI、AHT和QT三种现有方法的吞吐率比较图；
图7是本发明一种RFID标签防碰撞系统具体实施例的模块框图；
图8是本发明一种RFID标签防碰撞系统具体实施例的分组模块的模块框图；
图9是本发明一种RFID标签防碰撞系统具体实施例的识别模块的模块框图。
具体实施方式
参照图1，一种RFID标签防碰撞方法，包括以下步骤：
S1、阅读器将标签的ID中指定数值的总位数作为分组编号，根据分组编号对所有标签进行分组；
S2、阅读器根据分组编号依次对各组标签进行识别。
其中指定数值可以为0或者为1，下面的实施例中指定数值优选为1。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述步骤S1包括以下步骤：
S11、阅读器发送指定数值的总位数请求命令；
S12、阅读器接收所有标签返回的数据，该数据是通过以下方式获取的：
所有标签接收到该指定数值的总位数请求命令后，对ID的二进制数位进行数值统计，计算ID中该指定数值的总位数，将该指定数值的总位数保存在标签的第一寄存器中，并将该指定数值的总位数编码后发送给阅读器；
S13、阅读器将接收到的数据还原为该指定数值的总位数；
S14、阅读器将该指定数值的总位数作为分组编号，并将分组编号压入分组编号栈中；
S15、阅读器将分组编号相同的标签分在一组。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤S12中将该指定数值的总位数编码后发送给阅读器包括以下步骤：
S121、标签根据标签长度L生成一串长度为L+1的比特串；
S122、标签将该长度为L+1的比特串中位序号与该指定数值的总位数相同的二进制数位设置为1，其余二进制数位设置为0；
S123、标签将该长度为L+1的比特串发送给阅读器。
步骤S13中阅读器将接收到的数据还原为该指定数值的总位数的步骤包括阅读器获取该长度为L+1的比特串中1所对应的位序号，阅读器再将该位序号还原为该指定数值的总位数。
此外，步骤S122也可以是标签将该长度为L+1的比特串中位序号与该指定数值的总位数相同的二进制数位设置为0，其余二进制数位设置为1，相应地，阅读器还原时，将0所对应的位序号还原为该指定数值的总位数。
步骤S1的一种具体实施例如表1所示。本实施例以指定数值为1做说明。例如标签包括：Tag1：11000010，Tag2：10010101，Tag3：00000011，Tag4：01000011，Tag5：10010010和Tag6：01100000。其中Tag表示标签，例如Tag1：11000010表示标签1的ID为11000010。
表1步骤S1的一种具体实施例
参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述步骤S2包括以下步骤：
S21、阅读器从该分组编号栈中取出栈顶元素作为第一参数，将空字符串作为查询前缀压入查询前缀栈中；
S22、阅读器从该查询前缀栈取出栈顶元素作为第二参数，发送查询命令，该查询命令中包括第一参数和第二参数；
S23、阅读器接收分组编号与第一参数相同的该组标签中与第二参数相对应的标签子集内的标签的ID，该ID是通过以下方式获取的：
分组编号与第一参数相同的该组标签中与第二参数相对应的标签子集内的标签响应该查询命令并发送ID给阅读器；
S24、阅读器检测是否有碰撞，如果没有碰撞，则成功识别一个标签，进入步骤S28；如果有碰撞，判断n个碰撞位是否满足预设标签识别条件，如果满足，则成功识别标签子集内的n个标签，进入步骤S28；如果不满足，进入步骤S25；
S25、阅读器获取前四个碰撞位的位序号，并发送查询前缀请求命令，该查询前缀请求命令中包括前四个碰撞位的位序号；
S26、阅读器接收标签子集内的标签返回的数据，该数据是通过以下方式获取的：
标签子集内的标签接收到查询前缀请求命令后，将ID中位序号等于前四个碰撞位的位序号的二进制数位的数值取出组成一串四位比特串，将该四位比特串保存在标签的第二寄存器中，并将该四位比特串编码后发送给阅读器；
S27、阅读器将接收到的数据还原为四位比特串，并将还原后的四位比特串作为查询前缀压入查询前缀栈中，进入步骤S22；
S28、阅读器判断查询前缀栈是否为空，如果不为空，进入步骤S22；如果为空，进入步骤S29；
S29、阅读器判断分组编号栈是否为空，如果不为空，进入步骤S21；如果为空，则标签识别过程结束。
进一步作为优选的实施方式，所述标签子集包括：
响应于第二参数是空字符串的情况，将分组编号与第一参数相同的该组标签内所有的标签作为标签子集；
响应于第二参数不是空字符串的情况，将分组编号与第一参数相同的该组标签内第二寄存器中的四位比特串与第二参数相同的标签作为标签子集。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤S24中预设标签识别条件具体包括：
n个碰撞位中该指定数值的位数为1；
或者n个碰撞位中该指定数值的位数为n-1。
以指定数值为1做说明，阅读器检测到碰撞时，由于标签子集内n个标签的ID中二进制数位为1的总位数相同，因此有n个碰撞位，阅读器计算非碰撞位中二进制数位为1的位数，由于分组编号为标签的ID中二进制数位为1的总位数，由此可以计算出n个碰撞位中二进制数位为1的位数等于分组编号减去非碰撞位中二进制数位为1的位数。
步骤S24中n个碰撞位满足预设标签识别条件，成功识别标签子集内的n个标签的两种具体实施例如表2所示。本实施例以指定数值为1做说明。例如标签子集1为满足n个碰撞位中1的位数为n-1的情况，包括：Tag 1：11110011，Tag 2：11011011和Tag 3：11111001，标签子集2为满足n个碰撞位中1的位数为1的情况，包括Tag 4：11000001，Tag 5：11000010和Tag 6：11000100。其中Tag表示标签，例如Tag1：11110011表示标签1的ID为11110011。
表2满足预设标签识别条件的两种具体实施例
进一步作为优选的实施方式，所述步骤S26中将该四位比特串编码后发送给阅读器包括以下步骤：
S261、标签将该四位比特串转换成该四位比特串所对应的十进制数；
S262、标签生成一串长度为24的比特串，并将该长度为24的比特串中位序号与该四位比特串所对应的十进制数相同的二进制数位设置为1，其余二进制数位设置为0；
S263、标签将该长度为24的比特串发送给阅读器。
在步骤S27中阅读器将接收到的数据还原为四位比特串的步骤包括阅读器获取该长度为24的比特串中二进制数位为1的位序号，阅读器再将该位序号还原为四位比特串。
此外，步骤S262也可以是标签将该长度为L+1的比特串中位序号与该四位比特串所对应的十进制数相同的二进制数位设置为0，其余二进制数位设置为1，相应地，阅读器还原时，将0所对应的位序号还原为四位比特串。
步骤S26和步骤S27的一种具体实施例如表3所示。例如标签子集内的标签将ID中位序号等于该前四个碰撞位的位序号的二进制数位的数值组成一串四位比特串，该四位比特串包括1010、0110、1001和0101。
表3步骤S26和步骤S27的一种具体实施例
进一步作为优选的实施方式，标签的ID采用曼彻斯特编码方式编码而成。
下面结合具体实施例对本发明一种RFID标签防碰撞方法做进一步说明。
本发明一种RFID标签防碰撞方法具体实施例的标签识别过程示例如表4所示，本实施例以指定数值为1做说明。假如阅读器识别范围内有8个待识别标签，包括标签a：11110011，标签b：11011011，标签c：11111001，标签d：11000001，标签e：11000010，标签f：11000100，标签g：00111000和标签h：00110010。具体实施步骤如下：
S1、阅读器发送指定数值的总位数请求命令GCALL(0)，所有标签接收到GCALL(0)命令后，计算各自的ID中二进制数位为1的总位数f，将f保存在标签的第一寄存器中，并对f进行编码后发送给阅读器。
S2、阅读器将接收到的数据还原为f，还原出f包括6和3，阅读器将6和3作为分组编号，并将6和3压入分组编号栈中，阅读器将分组编号相同的标签分在一组，阅读器根据分组编号6和3依次对各组标签进行识别。
其中分组编号为6的该组标签包括标签a：11110011，标签b：11011011和标签c：11111001；分组编号为3的该组标签包括标签d：11000001，标签e：11000010，标签f：11000100，标签g：00111000和标签h：00110010。
S3、阅读器从分组编号栈中取出栈顶元素6作为第一参数，将空字符串NULL作为查询前缀压入查询前缀栈中，阅读器从查询前缀栈取出栈顶元素NULL作为第二参数，发送查询命令QUERY(NULL,6)，因为第二参数为NULL，分组编号为6的该组标签内所有标签响应查询命令QUERY(NULL,6)，并发送ID给阅读器；阅读器检测有碰撞，有3个碰撞位，计算出非碰撞位中二进制数位为1的位数为4，则碰撞位中二进制数位为1的位数为2，因此3个碰撞位满足预设标签识别条件，成功识别标签子集内的3个标签即标签a：11110011，标签b：11011011和标签c：11111001；阅读器判断出查询前缀栈为空，分组编号栈不为空。
S4、阅读器从分组编号栈中取出栈顶元素3作为第一参数，将空字符串NULL作为查询前缀压入查询前缀栈中，阅读器从查询前缀栈取出栈顶元素NULL作为第二参数，发送查询命令QUERY(NULL,3)，因为第二参数为NULL，分组编号为3的该组标签内所有标签即标签d：11000001，标签e：11000010，标签f：11000100，标签g：00111000和标签h：00110010响应查询命令QUERY(NULL,3)，并发送ID给阅读器；阅读器检测有碰撞，有8个碰撞位，8个碰撞位中二进制数位为1的位数为3，不满足预设标签识别条件，阅读器获取前四个碰撞位的位序号7，6，5，4，并发送查询前缀请求命令CALL(3,7,6,5,4)，标签子集即标签d：11000001，标签e：11000010，标签f：11000100，标签g：00111000和标签h：00110010接收到查询前缀请求命令CALL(3,7,6,5,4)后，将ID中位序号等于7，6，5，4的二进制数位组成一串四位比特串，将四位比特串保存在标签的第二寄存器中，并将四位比特串编码后发送给阅读器；阅读器将接收到的数据还原为四位比特串，并将还原后的四位比特串包括“1100”和“0011”作为查询前缀压入查询前缀栈中。
S5、阅读器从查询前缀栈取出栈顶元素“1100”作为第二参数，发送查询命令QUERY(1100,3)；分组编号为3该组标签中与第二参数相对应的标签子集即标签d：11000001，标签e：11000010和标签f：11000100响应查询命令QUERY(1100,3)并发送ID给阅读器；阅读器检测有碰撞，有3个碰撞位，计算出非碰撞位中二进制数位为1的总位数为2，碰撞位中二进制数位为1的位数为1，因此3个碰撞位满足预设标签识别条件，成功识别标签子集内的3个标签即标签d：11000001，标签e：11000010和标签f：11000100。阅读器判断出查询前缀栈不为空。
S6、阅读器从查询前缀栈取出栈顶元素“0011”作为第二参数，发送查询命令QUERY(0011,3)；分组编号为3该组标签中与第二参数相对应的标签子集即标签g：00111000和标签h：00110010响应查询命令QUERY(0011,3)并发送ID给阅读器；阅读器检测有碰撞，有2个碰撞位，计算出非碰撞位中二进制数位为1的位数为2，碰撞位中二进制数位为1的位数为1，因此3个碰撞位满足预设标签识别条件，成功识别标签子集内的2个标签即标签g：00111000和标签h：00110010。
S7、阅读器判断出查询前缀栈为空，分组编号栈也为空，标签识别过程结束。
表4本发明一种RFID标签防碰撞方法具体实施例的标签识别过程示例
其中GCALL(0)为指定数值的总位数请求命令，CALL(3,7,6,5,4)为查询前缀请求命令，QUERY(NULL,6)，QUERY(NULL,3)，QUERY(1100,3)和QUERY(0011,3)为查询命令。
图4、图5和图6分别为本发明一种RFID标签防碰撞方法具体实施例与传统RFID标签防碰撞方法的识别速度(识别完所有标签的总时隙数)、系统通信量和系统吞吐率的比较图，本发明一种RFID标签防碰撞方法在识别速度(识别完所有标签的总时隙数)、系统通信量以及系统吞吐率上存在优势，且标签数目越多，优势越明显。其中：EnMBI为改进的多比特识别方法、AHT为自调整混合树方法、QT为查询树方法。
参照图7，一种RFID标签防碰撞系统，用于实现前述实施例的RFID标签防碰撞方法，包括标签和阅读器，所述阅读器包括：
分组模块，用于阅读器将标签的ID中指定数值的总位数作为分组编号，根据分组编号对所有标签进行分组；
识别模块，用于阅读器根据分组编号依次对各组标签进行识别。
参照图8，进一步作为优选的实施方式，所述分组模块包括：
请求模块，用于发送指定数值的总位数请求命令；
接收模块，用于接收所有标签返回的数据，该数据是通过以下方式获取的：
所有标签接收到该指定数值的总位数请求命令后，对ID的二进制数位进行数值统计，计算ID中该指定数值的总位数，将该指定数值的总位数保存在标签的第一寄存器中，并将该指定数值的总位数编码后发送给阅读器；
还原模块，用于将接收到的数据还原为该指定数值的总位数；
编号模块，用于将该指定数值的总位数作为分组编号，并将分组编号压入分组编号栈中；
确定模块，用于将分组编号相同的标签分在一组。
参照图9，进一步作为优选的实施方式，所述识别模块包括：
初始模块，用于从该分组编号栈中取出栈顶元素作为第一参数，将空字符串作为查询前缀压入查询前缀栈中；
查询模块，用于从该查询前缀栈中取出栈顶元素作为第二参数，发送查询命令，该查询命令中包括第一参数和第二参数；
ID接收模块，用于接收分组编号与第一参数相同的该组标签中与第二参数相对应的标签子集内的标签的ID，该ID是通过以下方式获取的：
分组编号与第一参数相同的该组标签中与第二参数相对应的标签子集内的标签响应该查询命令并发送ID给阅读器；
预测识别模块，用于检测是否有碰撞，如果没有碰撞，则成功识别一个标签，进入判断模块；如果有碰撞，判断n个碰撞位是否满足预设标签识别条件，如果满足，则成功识别标签子集内的n个标签，进入判断模块；如果不满足，进入前缀请求模块；
前缀请求模块，用于获取前四个碰撞位的位序号，并发送查询前缀请求命令，该查询前缀请求命令中包括前四个碰撞位的位序号；
前缀接收模块，用于接收标签子集内的标签返回的数据，该数据通过以下方式获取的：
标签子集内的标签接收到查询前缀请求命令后，将ID中位序号等于前四个碰撞位的位序号的二进制数位的数值取出组成一串四位比特串，将该四位比特串保存在标签的第二寄存器中，并将该四位比特串编码后发送给阅读器；
前缀还原模块，用于将接收到的数据还原为四位比特串，并将还原后的四位比特串作为查询前缀压入查询前缀栈中，进入查询模块；
判断模块，用于判断查询前缀栈是否为空，如果不为空，进入查询模块；如果为空，进入终止模块；
终止模块，用于判断分组编号栈是否为空，如果不为空，进入初始模块；如果为空，则标签识别过程结束。
本发明一种RFID标签防碰撞系统，包括标签和阅读器，阅读器包括分组模块和识别模块，通过分组模块和识别模块实现了阅读器将标签的ID中指定数值的总位数作为分组编号，根据分组编号对所有标签进行分组；阅读器根据分组编号依次对各组标签进行识别，缩小了阅读器一次性识别的标签数量，降低了标签碰撞的概率，提高了阅读器的识别效率。
另外，本发明一种RFID标签防碰撞系统通过识别模块中的预测识别模块，实现了阅读器对各组标签进行识别过程中，阅读器检测到碰撞时，如果判断出n个碰撞位满足预设标签识别条件，则成功识别标签子集内的n个标签，从而大幅减少了阅读器的查询次数，减少了射频识别系统的通信量，节省了功耗。
而且，本发明一种RFID标签防碰撞系统通过识别模块中的前缀请求模块，前缀接收模块和前缀还原模块，实现了阅读器对各组标签进行识别过程中，阅读器针对不满足预设标签识别条件的碰撞标签，通过查询前缀请求命令获取新的查询前缀，让系统对该组标签中与新的查询前缀相对应的标签进行识别，消除了标签识别过程中的空闲时隙，减少了射频识别的识别延时，提高系统吞吐率。
综上，通过本发明一种RFID标签防碰撞方法及系统可以解决射频识别技术领域中识别效率低、系统通信量大和系统吞吐率低的问题。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种RFID标签防碰撞方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、阅读器将标签的ID中指定数值的总位数作为分组编号，根据分组编号对所有标签进行分组；
S2、阅读器根据分组编号依次对各组标签进行识别。
2.根据权利要求1所述的一种RFID标签防碰撞方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：
S11、阅读器发送指定数值的总位数请求命令；
S12、阅读器接收所有标签返回的数据，该数据是通过以下方式获取的：
所有标签接收到该指定数值的总位数请求命令后，对ID的二进制数位进行数值统计，计算ID中该指定数值的总位数，将该指定数值的总位数保存在标签的第一寄存器中，并将该指定数值的总位数编码后发送给阅读器；
S13、阅读器将接收到的数据还原为该指定数值的总位数；
S14、阅读器将该指定数值的总位数作为分组编号，并将分组编号压入分组编号栈中；
S15、阅读器将分组编号相同的标签分在一组。
3.根据权利要求2所述的一种RFID标签防碰撞方法，其特征在于，所述步骤S12中将该指定数值的总位数编码后发送给阅读器包括以下步骤：
S121、标签根据标签长度L生成一串长度为L+1的比特串；
S122、标签将该长度为L+1的比特串中位序号与该指定数值的总位数相同的二进制数位设置为1，其余二进制数位设置为0；
S123、标签将该长度为L+1的比特串发送给阅读器。
4.根据权利要求3所述的一种RFID标签防碰撞方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：
S21、阅读器从该分组编号栈中取出栈顶元素作为第一参数，将空字符串作为查询前缀压入查询前缀栈中；
S22、阅读器从该查询前缀栈取出栈顶元素作为第二参数，发送查询命令，该查询命令中包括第一参数和第二参数；
S23、阅读器接收分组编号与第一参数相同的该组标签中与第二参数相对应的标签子集内的标签的ID，该ID是通过以下方式获取的：
分组编号与第一参数相同的该组标签中与第二参数相对应的标签子集内的标签响应该查询命令并发送ID给阅读器；
S24、阅读器检测是否有碰撞，如果没有碰撞，则成功识别一个标签，进入步骤S28；如果有碰撞，判断n个碰撞位是否满足预设标签识别条件，如果满足，则成功识别标签子集内的n个标签，进入步骤S28；如果不满足，进入步骤S25；
S25、阅读器获取前四个碰撞位的位序号，并发送查询前缀请求命令，该查询前缀请求命令中包括前四个碰撞位的位序号；
S26、阅读器接收标签子集内的标签返回的数据，该数据是通过以下方式获取的：
标签子集内的标签接收到查询前缀请求命令后，将ID中位序号等于前四个碰撞位的位序号的二进制数位的数值取出组成一串四位比特串，将该四位比特串保存在标签的第二寄存器中，并将该四位比特串编码后发送给阅读器；
S27、阅读器将接收到的数据还原为四位比特串，并将还原后的四位比特串作为查询前缀压入查询前缀栈中，进入步骤S22；
S28、阅读器判断查询前缀栈是否为空，如果不为空，进入步骤S22；如果为空，进入步骤S29；
S29、阅读器判断分组编号栈是否为空，如果不为空，进入步骤S21；如果为空，则标签识别过程结束。
5.根据权利要求4所述的一种RFID标签防碰撞方法，其特征在于，所述标签子集包括：
响应于第二参数是空字符串的情况，将分组编号与第一参数相同的该组标签内所有的标签作为标签子集；
响应于第二参数不是空字符串的情况，将分组编号与第一参数相同的该组标签内第二寄存器中的四位比特串与第二参数相同的标签作为标签子集。
6.根据权利要求4所述的一种RFID标签防碰撞方法，其特征在于，所述步骤S24中预设标签识别条件具体包括：
n个碰撞位中该指定数值的位数为1；
或者n个碰撞位中该指定数值的位数为n-1。
7.根据权利要求4所述的一种RFID标签防碰撞方法，其特征在于，所述步骤S26中将该四位比特串编码后发送给阅读器包括以下步骤：
S261、标签将该四位比特串转换成该四位比特串所对应的十进制数；
S262、标签生成一串长度为24的比特串，并将该长度为24的比特串中位序号与该四位比特串所对应的十进制数相同的二进制数位设置为1，其余二进制数位设置为0；
S263、标签将该长度为24的比特串发送给阅读器。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种RFID标签防碰撞方法，其特征在于，标签的ID采用曼彻斯特编码方式编码而成。
9.一种RFID标签防碰撞系统，包括标签和阅读器，其特征在于，所述阅读器包括：
分组模块，用于将标签的ID中指定数值的总位数作为分组编号，根据分组编号对所有标签进行分组；
识别模块，用于根据分组编号依次对各组标签进行识别。
10.根据权利要求9所述的一种RFID标签防碰撞系统，其特征在于，所述分组模块包括：
请求模块，用于发送指定数值的总位数请求命令；
接收模块，用于接收所有标签返回的数据，该数据是通过以下方式获取的：
所有标签接收到该指定数值的总位数请求命令后，对ID的二进制数位进行数值统计，计算ID中该指定数值的总位数，将该指定数值的总位数保存在标签的第一寄存器中，并将该指定数值的总位数编码后发送给阅读器；
还原模块，用于将接收到的数据还原为该指定数值的总位数；
编号模块，用于将该指定数值的总位数作为分组编号，并将分组编号压入分组编号栈中；
确定模块，用于将分组编号相同的标签分在一组。
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