[发明专利]一种RFID系统中阅读器与标签的通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线射频识别技术领域，特别是一种RFID系统中阅读器与标签的通信方法。

背景技术

在物品识别中，条码的使用非常普遍，因为它有很低的成本，然而却很受限制，比如受光线、污渍、遮挡物等的影响。RFID技术的出现完全克服了这些缺点，RFID可以识别单个非常具体的物体，也可以同时对多个物体进行识读。

RFID系统可以由至少一个由阅读器和一个电子标签组成。阅读器和标签之间通过无线的方式进行通信。阅读器可以向标签发出询问信号并从标签读取相关信息。随着RFID技术的发展，标签从只读小存储量不断向可写大存储量发展。标签可以分为有源标签(active tag)和无源标签(passive tag)，有源标签内部备有电源，可以主动与阅读器通信；无源标签内部无电源，从阅读器发给的电磁波中吸取电能，作为其工作的电源，并以背射的方式，将相关信息发送给阅读器，完成标签到阅读器的通信。

目前，RFID技术正处在国际化标准形成的关键阶段，关于超高频(Ultra-high frequency，以下简称UHF)RFID空中接口的标准，国际上主要有两个规范：EPCglobal GEN2和ISO 18000-6。EPCglobal GEN2是非盈利性标准化组织—全球产品电子代码(Electronic Product Code，以下简称EPC)管理中心(简称EPCglobal)制定的第二代UHF空中接口标准(简称GEN2)。在GEN2中，阅读器与标签的通信过程中，就阅读器而言定义了三个过程：Select(选择)、Inventory(清点)、Access(访问)，对应的标签状态为Ready(就绪)、Arbitrate(仲裁)、Reply(应答)、Acknowledged(确认)、Open(开放)、Secured(保护)、Killed(杀死)，整个通信过程在这些操作和状态之间完成。GEN2的设计是围绕EPC码的读取，对于标签承载其它类型的信息及其交互考虑不够。阅读器的三个操作过程起到了简单易实现的作用，但相对来说，在功能机制上不够严密，比如，安全机制，有16位随机或伪随机数据(RN16)的验证过程，但从机制上没有充分的考虑，也没有技术升级的空间。在阅读器的操作过程与标签的状态的对应关系上不够明晰。在GEN2中没有考虑对于手持终端的节能问题。

发明内容

本发明正是针对这些问题是提出一种用于阅读器和多个标签之间的高效、安全的通信方法，使阅读器与标签之间的通信在框架和机制上更完善和强大，使标签的状态转移更灵活、与阅读器的操作过程对应更加明确，有利于全面提升RFID的性能。

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种RFID系统中阅读器与标签之间的通信方法，在该方法中给出一种新的阅读器与标签之间通信的框架和新的功能机制，其包括如下步骤：

第一步，当标签进入有效的射频激活区，或者阅读器进入标签存在区后，阅读器发出检测信号，进行检测操作，以检测区域内是否有标签存在：

当标签存在时，标签上电，同时发出响应信号，并进入就绪状态，执行第二步；

如果没有响应就认为没有标签存在，阅读器不再进行其它操作；

第二步，上述检测到的响应的标签根据阅读器发出的选择操作指令的参数改变相应标志位，所选标签转入选择状态；

第三步，阅读器对上述所选标签进行查询操作；

第四步，上述所选标签对阅读器的查询操作指令进行响应，当有多个选择状态的标签同时在同一信道响应时，上述这些标签进入仲裁状态，利用仲裁的方法，将唯一标签在一个时刻接入阅读器，此时阅读器进行接入操作；

第五步，当有唯一标签接入成功后，阅读器对标签进行鉴权操作，鉴权通过后，向标签发送带有密钥的指令，请求标签鉴权，此时标签处在鉴权状态，标签收到阅读器请求鉴权的指令后，对其进行鉴权，通过后标签转入开放状态；当阅读器与标签之间不需要鉴权时，省略此步，直接由第四步进入第六步；

第六步，当接入阅读器的标签进入开放状态后，阅读器对标签进行操作，包含读子操作、写子操作和“杀死”子操作；阅读器可以选择对标签的操作方式：

如果阅读器选择读操作，首先发送指令，标签对指令进行验证后，转入读状态，之后阅读器对标签进行读操作；这里读操作可以是多个不同读操作，通过读指令中不同权限的密钥区别，标签验证指令后，向阅读器发送阅读器需求的信息；