CN112836535B - 一种用于射频识别电子标签的快速盘存方法 - Google Patents

一种用于射频识别电子标签的快速盘存方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于射频识别电子标签的快速盘存方法，包括以下步骤：步骤S1、阅读器向所有在场强范围内的电子标签发送寻卡指令；步骤S2、当每一个电子标签接收到阅读器所发送的寻卡指令后，开始进行哈希函数运算；步骤S3、根据所述寻卡指令中电子标签的数量范围来截取抗冲突信息A；步骤S4、在对其中一个电子标签操作完后，将该电子标签静默。本发明通过在兼容现有射频识别电子标签的通信协议基础上，采用哈希算法替代原有的二叉树算法，可以同时将所有标签进行均匀分布，由电子标签自主进行排序替代原有阅读器发送排序指令进行排序，提高排序效率，缩短交互时间，由阅读器控制盘存电子标签的数量范围，提高盘存效率。

Description

一种用于射频识别电子标签的快速盘存方法
技术领域
本发明涉及射频识别技术领域，特别涉及一种用于射频识别电子标签的快速盘存方法。
背景技术
现有技术中的射频识别电子标签盘存方法均是基于射频识别电子标签的通信协议，通过电子标签芯片中唯一序列号(UID)以及其他辅助码(ISO18000-6 TypeC中为EPC码，ISO15693中为AFI码和DSFID码)对电子标签种类、用途进行初步区分，再有抗冲突流程将每个单一电子标签逐个盘存。具体抗冲突的通信流程为：查询电子标签或选择某一类电子标签，通过抗冲突算法将多个电子标签中其中一个进行选取，对选取标签进行操作后将其静默，重复抗冲突算法选取下一张电子标签。
现有的射频识别电子标签盘存方法通常使用二叉树算法或冒泡算法，盘存效率低；没有对电子标签的初步数量进行预估，会出现阈值太小导致冲突过多需要多次盘存，或阈值太大导致盘存效率极低的情况；有一定概率某些特定标签长时间盘存不到，容易导致以下情况：1.在对超高频射频识别电子标签进行盘存时排序采用随机数具有一定不确定性，阅读器和电子标签指令交互复杂；2.在对高频射频识别电子标签进行盘存时，可盘存的电子标签数量较少；3.在进行大量电子标签盘存时，某些电子标签长时间盘存不到。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述现有技术中存在的缺陷，提供一种用于射频识别电子标签的快速盘存方法，电子标签的盘存效率高、排序效率高，电子标签与阅读器的交互时间较短。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种用于射频识别电子标签的快速盘存方法，包括以下步骤：
步骤S1、阅读器向所有在场强范围内的电子标签发送寻卡指令；
步骤S2、当每一个电子标签接收到阅读器所发送的寻卡指令后，开始进行哈希函数运算；
步骤S3、根据所述寻卡指令中电子标签的数量范围来截取抗冲突信息A；
步骤S4、在对其中一个电子标签操作完后，将该电子标签静默。
优选地，在所述步骤S1之前，还包括根据作业现场情况将预估电子标签数量所对应的参数设置到所述寻卡指令中，所述寻卡指令包括电子标签数量范围的参数P和抗冲突信息选取字段的参数Q。
优选地，在所述步骤S2中，所述哈希函数运算包括以下步骤：
步骤(1)、所述电子标签将自身的UID码及其他编码组成一个192bit的信息块；
步骤(2)、将所述信息块分为12个16bit的半字块W[i]，0≤i≤11；
步骤(3)、将所述半字块扩展为32个16bit的半字块，当i为12到31时，遵守以下公式：W[i]＝(w[i-2]^w[i-5]^w[i-8]^w[i-12]^)<<1；
步骤(4)、定义4个非线性函数F、G、H、I，对{W[0],W[1],…W[31]}进行4轮的逻辑处理，在4轮中分别使用4个不同的函数F、G、H、I；经过4轮处理结束后，输出新的32个16bit数组E{E[0]、E[1]…E[31]}；所述数组将作为电子标签的时序排序T和抗冲突信息A。
优选地，在所述步骤S2中，所述电子标签回复的数据包含电子标签的UID码、抗冲突信息A及校验码。
优选地，在所述步骤S2中，当所述阅读器发现两个及以上电子标签发生冲突，所述阅读器重新发送寻卡指令，调整参数P和参数Q的值，让所有剩余的电子标签重新获取新的抗冲突信息A，进行新一轮的盘存操作。
优选地，在所述步骤S4中，当某一个电子标签中的抗冲突信息A为00h时，该电子标签在T1时间后即回复包含UID码在内的特定格式数据给阅读器，当该电子标签回复结束后，抗冲突信息A为01h的电子标签与前一个电子标签间隔T1时间后开始回复数据，此后的电子标签依次类推。
采用上述技术方案，本发明提供的一种用于射频识别电子标签的快速盘存方法，该快速盘存方法是在兼容现有射频识别电子标签的通信协议基础上，通过阅读器发送单一指令重新构建抗冲突流程，让所有在通信能量范围内的电子标签根据自身内部算法进行自主排序，逐个将自身唯一序列号(UID)回复给阅读器，一方面减少阅读器和电子标签之间的指令交互过程，另一方面通过修改抗冲突算法提高电子标签的排序效率，从而实现快速盘存的目的；通过采用哈希算法替代原有的二叉树算法，可以同时将所有标签进行均匀分布，由电子标签自主进行排序替代原有阅读器发送排序指令进行排序，提高排序效率、缩短交互时间，由阅读器控制盘存电子标签的数量范围，提高盘存效率。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明中阅读器与电子标签之间的抗冲突流程的流程图；
图3为本发明中电子标签回复的命令格式图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，在本发明的流程图中，该用于射频识别电子标签的快速盘存方法包括以下步骤：步骤S1、阅读器向所有在场强范围内的电子标签发送寻卡指令；步骤S2、当每一个电子标签接收到阅读器所发送的寻卡指令后，开始进行哈希函数运算；步骤S3、根据该寻卡指令中电子标签的数量范围来截取抗冲突信息A；步骤S4、在对其中一个电子标签操作完后，将该电子标签静默。可以理解的，本发明是在兼容现有射频识别电子标签的通信协议基础上，通过阅读器发送单一指令重新构建抗冲突流程，让所有在通信能量范围内的电子标签根据自身内部算法进行自主排序，逐个将自身唯一序列号(UID)回复给阅读器。一方面减少阅读器和电子标签之间的指令交互过程，另一方面通过修改抗冲突算法提高电子标签的排序效率，从而实现快速盘存的目的。
具体地，结合图1、图2及图3，该阅读器向所有在场强范围内的电子标签发送寻卡指令，该指令可以对应为所有射频识别电子标签通信协议中的寻卡指令，该寻卡指令中应包含盘存电子标签数量范围的参数P和抗冲突信息选取字段的参数Q，该参数P是由阅读器的使用者根据现场情况，预估需要盘存的电子标签数量范围；从而选取合适的参数P值。阅读器使用者需将该预估数量所对应的参数设置到阅读器所要发送的寻卡指令中。
具体地，当每一个电子标签接收到阅读器所发送的寻卡指令后，开始进行哈希函数运算，其具体的运算过程为：
(1)电子标签将自身的UID及其他编码组成一个192bit的信息块；
(2)将信息块分为12个16bit的半字块W[i]，0≤i≤11；
(3)将12个16bit的半字块扩展为32个16bit的半字块，及i为12到31时，遵守以下公式：
W[i]＝(w[i-2]^w[i-5]^w[i-8]^w[i-12]^)<<1
(4)定义4个非线性函数F、G、H、I，对{W[0],W[1],…W[31]}进行4轮的逻辑处理，在4轮中分别使用4个不同的函数F、G、H、I。4轮处理结束后，输出新的32个16bit数组E{E[0],E[1],…E[31]}。该数组将作为电子标签的时序排序T和抗冲突信息A。
可以理解的，此时电子标签回复的数据包含电子标签的UID码，抗冲突信息A及校验码。抗冲突信息A是由数组E从高位开始根据阅读器寻卡指令中所包含盘存电子标签数量范围的参数P来截取的，截取字段是根据参数Q来决定，截取的位数是根据参数P来确定的位数。抗冲突信息A的位数为8位，若参数P对应位数少于8位时，则在被截取的数组E之前补零从而达到8位。
可以理解的，电子标签回复数据的时序T由两部分组成：从电子标签接收到阅读器发送最后一帧数据结尾到电子标签最快回复第一帧数据开始的时间T1，和电子标签根据协议格式发送电子标签的UID码，抗冲突信息A及校验码完整数据的时间TA。当某一个电子标签抗冲突信息A为00h时，该电子标签在T1时间后即回复包含UID码在内的特定格式数据给阅读器，当该电子标签回复结束后，抗冲突信息A为01h的电子标签与前一个电子标签间隔T1时间后开始回复数据，此后的电子标签依次类推。所以电子标签回复数据的时序为：A*(T1+TA)+T1，A为电子标签抗冲突信息。
具体地，与所有电子标签的通信协议相同，本发明在对其中一个电子标签操作完后，将该电子标签静默。当盘存过程中若阅读器发现两个及以上电子标签发生冲突，阅读器重新发送寻卡指令，调整参数P和参数Q的值，让所有剩余的电子标签重新获取新的抗冲突信息A，进行新一轮的盘存操作。
具体地，本发明还可采用折叠法及生成随机数进行哈希函数运算。
可以理解的，本发明的基本构思是通过特定的哈希算法将电子标签内部的UID及其他编码信息进行重组，从而产生碰撞概率相对较低的散列，并将该散列掺杂到电子标签原有的包含UID码在内的抗冲突回复指令数据中，同时按照由散列序列产生的时序将该抗冲突回复指令数据回复给阅读器。阅读器就可根据时序、散列值和电子标签的UID码依次盘存。与现有的电子标签盘存方法相比，本发明的区别在于：1、一套全新的阅读器和电子标签抗冲突交互流程逻辑；2、抗冲突算法由串行的二叉树查找算法改为并行的哈希算法；3、由电子标签自主进行排序。
可以理解的，本发明设计合理，构造独特，1.采用哈希算法替代原有的二叉树算法，可以同时将所有标签进行均匀分布；2.由电子标签自主进行排序替代原有阅读器发送排序指令进行排序，提高排序效率，缩短交互时间；3.由阅读器控制盘存电子标签的数量范围，提高盘存效率。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于射频识别电子标签的快速盘存方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1、阅读器向所有在场强范围内的电子标签发送寻卡指令；
步骤S2、当每一个电子标签接收到阅读器所发送的寻卡指令后，开始进行哈希函数运算；
步骤S3、根据所述寻卡指令中电子标签的数量范围来截取抗冲突信息A；
步骤S4、在对其中一个电子标签操作完后，将该电子标签静默；
其中，在一轮的盘存操作中，所述阅读器只发送一次寻卡指令；
在所述步骤S2中，所述哈希函数运算包括以下步骤：
步骤(1)、所述电子标签将自身的UID码及其他编码组成一个192bit的信息块；
步骤(2)、将所述信息块分为12个16bit的半字块W[i]，0≤i≤11；
步骤(3)、将所述半字块扩展为32个16bit的半字块，当i为12到31时，遵守以下公式：W[i]＝(w[i-2]^w[i-5]^w[i-8]^w[i-12]^)<<1；
步骤(4)、定义4个非线性函数F、G、H、I，对{W[0],W[1],…W[31]}进行4轮的逻辑处理，在4轮中分别使用4个不同的函数F、G、H、I；经过4轮处理结束后，输出新的32个16bit数组E{E[0]、E[1]…E[31]}；所述数组将作为电子标签的时序排序T和抗冲突信息A；
在所述步骤S4中，当某一个电子标签中的抗冲突信息A为00h时，该电子标签在T1时间后即回复包含UID码在内的特定格式数据给阅读器，当该电子标签回复结束后，抗冲突信息A为01h的电子标签与前一个电子标签间隔T1时间后开始回复数据，此后的电子标签依次类推。
2.根据权利要求1所述的用于射频识别电子标签的快速盘存方法，其特征在于：在所述步骤S1之前，还包括根据作业现场情况将预估电子标签数量所对应的参数设置到所述寻卡指令中，所述寻卡指令包括电子标签数量范围的参数P和抗冲突信息选取字段的参数Q。
3.根据权利要求1所述的用于射频识别电子标签的快速盘存方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述电子标签回复的数据包含电子标签的UID码、抗冲突信息A及校验码。
4.根据权利要求2所述的用于射频识别电子标签的快速盘存方法，其特征在于：在所述步骤S2中，当所述阅读器发现两个及以上电子标签发生冲突，所述阅读器重新发送寻卡指令，调整参数P和参数Q的值，让所有剩余的电子标签重新获取新的抗冲突信息A，进行新一轮的盘存操作。
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