[发明专利]多标签防碰撞算法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域中射频(RFID)多标签识别技术，具体涉及一种高频/超高频射频(RFID)识别系统中的多标签防碰撞方法。

背景技术

目前高频/超高频射频识别技术主要在集中应用于两个频段附近：13.56MHz和900MHz，还有一小部分在2.45GHz频段，但相对较少。13.56MHz频段射频识别产品主要应用在近距离识别领域，可以支持较强的加密、解密能力，但典型使用距离一般在10cm之内，即使是远距离的13.56MHz标签识别距离最多不超过1.5m；而900MHz频段射频识别产品最远识别距离可以达到10m以上，但难以加入加密、解密方法。

从13.56MHz频段常用的ISO/IEC 14443协议、ISO/IEC 15693协议到900MHz频段常用的ISO/IEC 18000-B/C协议，其防碰撞协议在现有技术中一般都基于两种基本方法：时隙ALOHA方法和二进制树的搜索方法。

时隙ALOHA方法：应答器只在规定的同步间隙中才传输数据包。这种情况下，对所有应答器所必须的同步由读写器控制。本质上时隙ALOHA方法是一种由读写器控制的随机时分多址(TDMA)方法。它将信道分为很多时隙，每个时隙正好传送一个分组。对于射频系统，标签只在规定的同步时隙内才能传输数据包，对所有的标签所必须的同步由读写器控制，但发生碰撞后，各标签仍是经过随机时延后分散重发的。

二进制树的搜索方法：如果数据包在传输过程中发生碰撞，这种协议允许读写器使用二进制搜索树的运方法则和一个比特的数据来解决冲突。因为每个标签本身都有一个地址(ID)，所以读写器可以指定一个特定范围内的地址来读取标签，而这些标签必须对读写器的询问做出应答，其他标签则保持缄默。这时如果有两个标签由于同时上传数据而发生碰撞，读写器可以精确的检测出地址发生碰撞的比特位并找出对应的标签。依靠二进制搜索树运算理论，读写器可以读出所有的标签。

时隙ALOHA方法较为实用，由于时隙ALOHA方法不关注实际冲突的位数，而只关注是否发生冲突，因此实现较为方便。但在实际系统中，其方法效率相对不高。如果应答器数目过多而时隙数量不够，那么发生数据冲突的概率也就过大，需要的时间也过长。这样，如果多个应答器在读写器工作范围内停留时间太短，识别率就会相应变低。

而基本的二进制搜索方法由于抗干扰能力差，数据容易误读而造成效率低。难以实现。而时隙ALOHA方法局限性大，如果应答器数目过多，发生数据冲突的概率也就过大，需要时间也就过长。

发明内容

本发明提供的一种多标签防碰撞方法，该方法通过调整进程值，对应答器进行层层筛选，以快速排除的方式循环，对发生冲突的标签有很高的实际识别效率。一方面通过快速减少应答器数量提高识别效率，另一方面可以降低读写器工作范围内电磁环境的干扰以进一步提高识别质量。

为了达到上述目的，本发明提供一种多标签防碰撞方法，应用在高频/超高频射频识别系统中，该高频/超高频射频识别系统包含1或多个读写器，0个或者多个标签(或称为应答器)；

本方法采用Q(时隙数标识数据)、Q₀(时隙数标识数据初始值)、进程值pd(查询阶标识数据，或称之为进程值)、sc(应答器时隙选择值)来说明整个方法步骤，同时使用数组C(进程值pd)来记录各个进程的冲突数量以方便调整Q值的变化，(举例而言，流程开始时，C(1)初始为0，在进程值为1的情况下一共发生了10次冲突，那么C(1)最后的数据就为10)数组C(pd)包括C(0)、C(1)…C(15)共16个数据；

所述的读写器中设置有Q寄存器、pd寄存器和16个C(pd)寄存器用来记录方法过程中的Q、pd以及C(pd)数据，还设置有一个Reader_ID寄存器用于记录读写器地址标识；

所述的标签中设置有tag_Q寄存器、tag_pd寄存器和tag_sc寄存器用来记录方法过程中的Q、pd、sc等关键数据，还设置有一个读写器屏蔽寄存器tag_norsp_id用于记录标签需要屏蔽的读写器标识；

所述的多标签防碰撞方法包含以下步骤：

步骤1、读写器进行初始化清零；

将时隙数标识数据Q设置为0，将进程值pd设置为0，所有冲突值C设置为0；

步骤2、读写器发送查询命令至标签；

查询命令由命令码、1个4位时隙数标识数据Q、1个4位进程值pd、1个4位读写器地址标识以及16位循环校验数据组成；