CN110414286A - 一种rfid标签防碰撞方法 - Google Patents

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陆志浩
戴缘生
吴欣烨
肖烨辉
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Shanghai Rongrong Science And Technology Co Ltd
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Shanghai Rongrong Science And Technology Co Ltd
State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10019—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves resolving collision on the communication channels between simultaneously or concurrently interrogated record carriers.
    • G06K7/10029—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves resolving collision on the communication channels between simultaneously or concurrently interrogated record carriers. the collision being resolved in the time domain, e.g. using binary tree search or RFID responses allocated to a random time slot

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Abstract

一种RFID标签防碰撞方法，读写器判断同一时隙内接收的标签数据是否单一，如果同一时隙内发生了多标签数据碰撞，则读写器重新采用新的时隙接收发生了碰撞的标签数据，并再次判断同一时隙内接收的标签数据是否单一，如果再次发生多标签数据碰撞，则再次重新采用新的时隙接收发生了碰撞的标签数据，以此类推，直至不再发生多标签数据碰撞。本发明收发信号稳定性好，信号正确性高，充分利用现有的网络带宽资源，高效利用时隙，软程序优化，节省成本。

Description

一种RFID标签防碰撞方法
技术领域
本发明涉及一种RFID标签防碰撞方法。
背景技术
RFID数据传输和处理系统中，读写器通过接收标签发出的无线电波接收读取数据。最常见的是被动射频系统，当读写器遇见RFID标签时，发出电磁波，周围形成电磁场，标签从电磁场中获得能量激活标签中的微芯片电路，芯片转换电磁波，然后发送给读写器，读写器把它转换成相关数据，控制计算器就可以处理这些数据从而进行管理控制。
现行处理抗干扰问题，已经可以从设备材料介质上进行最大程度的优化，好的抗干扰材料，可以改善信息发送，数据传输，信息接收的质量。现场的实际干扰情况，很大部分是因为多个设备数据传输、交互导致的碰撞，产生意外热干扰。如图1所示，是多个读写器同时读写一个标签时发生的碰撞。如图2所示，是一个读写器读写多个标签时发生的碰撞。
现行的防碰撞方案主要是采用空分多路法(SDMA)和时隙算法-帧时隙算法(FSA)，空分多路法(SDMA)在分离的空间范围内实现多个目标识别，读写器利用相控阵天线，让天线的方向性图对准单独的标签，标签根据其在读写器作用范围内的角度位置不同而区分开来，这种方法的天线系统复杂，会大幅提高成本。而采用时隙算法-帧时隙算法(FSA)时，当标签数量远大于时隙个数时，读取标签的时间会大大增加，当标签个数远小于时隙个数时，会造成时隙浪费，信号收发稳定性略低，带宽资源，无法有效利用。
发明内容
本发明提供一种RFID标签防碰撞方法，收发信号稳定性好，信号正确性高，充分利用现有的网络带宽资源，高效利用时隙，软程序优化，节省成本。
为了达到上述目的，本发明提供一种RFID标签防碰撞方法，包含以下步骤：读写器判断同一时隙内接收的标签数据是否单一，如果同一时隙内发生了多标签数据碰撞，则读写器重新采用新的时隙接收发生了碰撞的标签数据，并再次判断同一时隙内接收的标签数据是否单一，如果再次发生多标签数据碰撞，则再次重新采用新的时隙接收发生了碰撞的标签数据，以此类推，直至不再发生多标签数据碰撞。
所述的读写器发送标签识别请求给标签，收到标签识别请求的标签任意选择一个时隙来传送各自的ID序列号给读写器，读写器识别标签的ID序列号后，读取标签数据。
在发生多标签数据碰撞时，读写器仅发送标签识别请求给发生了碰撞的标签。
如果读写器判断同一时隙内接收的标签数据单一，则形成无碰撞冲突单一正确的标签数据。
本发明的收发信号稳定性好，信号正确性高，充分利用现有的网络带宽资源，高效利用时隙，软程序优化，节省成本。
附图说明
图1是多个读写器同时读写一个标签时发生的碰撞示意图。
图2是一个读写器读写多个标签时发生的碰撞示意图。
图3是本发明提供的一种RFID标签防碰撞方法的流程图。
图4是本发明提供的一种RFID标签防碰撞方法的实施例示意图。
图5是本发明与其他标签防碰撞方法的效果比较图。
具体实施方式
以下根据图3～图5，具体说明本发明的较佳实施例。
一个RFID系统中包含一个读卡器和n个无源标签，每一个标签t∈{0,…n-1}有一个唯一的ID序列号tID∈{0,1K}，K是ID序列的长度。
如图3所示，本发明提供一种RFID标签防碰撞方法，包含以下步骤：
步骤S0、读写器广播标签识别请求，收到标签识别请求的标签任意选择一个时隙来传送各自的ID序列号给读写器；
步骤S1、读写器识别标签的ID序列号后，读取标签数据；
步骤S2、读写器判断同一时隙内接收的标签数据是否单一，若是，则说明获得的数据为单一标签数据，进行步骤S4，若否，则说明同一时隙内收到了多条标签数据发生了碰撞，进行步骤S3；
步骤S3、读写器确定发生碰撞的时隙位置，根据发生碰撞的标签的ID序列号再次对发生碰撞的标签发送标签识别请求，收到标签识别请求的标签任意选择一个时隙来传送各自的ID序列号给读写器，读写器根据标签的ID序列号来读取标签数据，进行步骤S2；
步骤S4、形成无碰撞冲突单一正确的标签数据，结束。
本发明提供的RFID标签防碰撞方法可称之为TSA(tree Slotted Aloha树形时隙分段算法)，主要在算法上，芯片代码上，通过程序方式，软处理碰撞问题。
本发明的基本思想是，碰撞一发生就尽快解决。在FSA(帧时隙)算法中，在某个帧中未发生碰撞的两个标签，有可能在下一个帧中，发生碰撞。在本发明中，此种情况就可以避免，因为当一个时隙中有碰撞发生时，只有产生这个碰撞的标签才会在下一个询问中被询问。本发明减少了传输过程中的碰撞。所有的标签选择一个时隙，通过产生一个随机数来传送各自的ID序列号，如果该时隙中有碰撞，读写器只对发生了碰撞的标签广播下一个识别请求。
如图4所示，在本发明的一个实施例中，每个方格代表时隙，level代表对标签信息碰撞冲突处理的次数，一层一层分解碰撞，按照标签唯一特性，可以准备分解。每一行level中，同一方格中XX，XXX多个连续出现，代表同一时隙有碰撞，存在多个标签数据的信息，需要用算法分解。通过层层的防装碰撞算法处理，形成每个时隙无冲突，单独的标签信息。如图中level3层中出现X—X，X—X，每个方格中只有一个X(代表无冲突，信号数据正常)。一层一层处理，一段一段处理，好比一棵树，一层一层将冲突碰撞信息分解。
如图5所示，横坐标代表同一时间读取到的标签数量，纵坐标代表处理碰撞的效率。图5列举了各种防碰撞算法的性能情况，LTSA是轻量级树时隙算法，AFSA是改进帧时隙算法，DFSA是动态帧时隙算法，OT是二进制搜索算法，OTI是二进制树型搜索算法，OTTA是改良二进制两次搜索算法，BS是比特搜索算法。本发明提供的TSA方法和其他算法性能比较，TSA的稳定性为最高，没有异常的高峰和低谷。
本发明的收发信号稳定性好，信号正确性高，充分利用现有的网络带宽资源，高效利用时隙，软程序优化，节省成本。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (4)

1.一种RFID标签防碰撞方法，其特征在于，包含以下步骤：读写器判断同一时隙内接收的标签数据是否单一，如果同一时隙内发生了多标签数据碰撞，则读写器重新采用新的时隙接收发生了碰撞的标签数据，并再次判断同一时隙内接收的标签数据是否单一，如果再次发生多标签数据碰撞，则再次重新采用新的时隙接收发生了碰撞的标签数据，以此类推，直至不再发生多标签数据碰撞。
2.如权利要求1所述的RFID标签防碰撞方法，其特征在于，所述的读写器发送标签识别请求给标签，收到标签识别请求的标签任意选择一个时隙来传送各自的ID序列号给读写器，读写器识别标签的ID序列号后，读取标签数据。
3.如权利要求2所述的RFID标签防碰撞方法，其特征在于，在发生多标签数据碰撞时，读写器仅发送标签识别请求给发生了碰撞的标签。
4.如权利要求1所述的RFID标签防碰撞方法，其特征在于，如果读写器判断同一时隙内接收的标签数据单一，则形成无碰撞冲突单一正确的标签数据。
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