[发明专利]基于阅读器的无线射频识别中的载波监听多路访问协议

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以减少无线射频识别（RFID， Radio Frequency IDentification）系统中阅读器通信消耗以及电子标签冲突消耗，提高信道利用率和电子标签读取速率的载波监听多路访问协议。本发明属于无线射频识别技术，无线通信技术领域。 

背景技术

无线射频识别（以下简称RFID）技术，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术具有可识别高速运动物体并可同时识别多个标签的特征。RFID技术广泛用于大型超市、物流、机场和室内定位等各种领域。典型的RFID系统包含两个基本组成部分，即阅读器和电子标签（简称标签）。 

在实际工作中，当阅读器需要传送大量数据来控制电子标签时，信道利用率会下降，随之电子标签读取速率也会下降。电子标签会根据竞争概率选择在一个时间段是否传送数据，如果两个或以上的电子标签同时传送，则信道冲突发生。信道冲突发生后，该时间段会被浪费，从而，信道利用率也被降低。信道冲突是RFID技术中经常遇到的一个问题。同时，电子标签的信息传送概率决定了信道的利用率：太高的概率会造成大量信道冲突，太低的概率会造成信道空闲，因此，选择一个最优竞争概率也是一个很重要的问题。 

当阅读器需要传输大量数据时，在二叉搜索树协议下，阅读器至少需要传输和电子标签等数级量的数据，才有可能识别一个标签，如果阅读器传输速率很低，那么大部分的信道都将被阅读器占用，电子标签的读取率也就随之降低。另外，当两个电子标签同时竞争同一个时间段，会造成无限次冲突而且标签不能被识别。 

本发明旨在提出一种基于阅读器的载波监听多路访问协议，减少信道冲突带来的消耗，并减少阅读器传送大量数据来控制电子标签时的数据传输量，从而提高信道利用率和标签读取率。 

经检索发现，目前RFID工业标准主要通过两种协议来读取电子标签，ALOHA协议和二叉搜索树协议，其中，ALOHA协议的需要通过较长时间才能调整标签传送概率，而二叉搜索树协议的则需要阅读器经常发送大量数据来控制电子标签。这两个协议的相同点是，都要一次传送所有电子标签里的数据，因此发生冲突会造成信道浪费的可能性很大。目前已有相关专利申请涉及减少多标签碰撞冲突，在与本发明比较后，得到以下结论： 

申请号为200810218611.8，申请日为2008年10月24日的国内发明专利申请公开了一种用于RFID系统中的基于分组动态帧及二叉树搜索的多标签防碰撞方法，该方法包括标签数量估计阶段和标签识别阶段。标签数量估计阶段完成对未识别标签数量的估计；标签识别阶段根据未识别标签数量的估计值选取最优的分组数和每组最优帧长，将标签分配到若干组的帧周期内依次识别，并对每组发生碰撞的时隙中的标签采用二叉树搜索加以识别，进而识别完所有标签。该发明需要对标签数量进行估计，从而选取最优竞争概率，在一定程度上降低了读取速率；本发明无须经过标签数量估计，仅根据阅读器每个时间段广播的信道状态，电子标签的竞争概率就可以在极短的时间内达到最优，可以提高了电子标签的读取速率。

申请号为201010221127.8 申请日为2010年07月08日的国内发明专利申请公开了一种RFID阅读器的多标签识别方法。包括以下步骤：步骤1读写器向标签群发送检测命令,标签收到检测命令后随机从时隙0到时隙(2Q-1)的时隙序列中选择其中一个时隙编号，同时生成一个具有2Q个比特位的二进制数据作为标签的时隙序列；步骤2读写器收到标签发送的时隙序列后，检测标签的时隙序列的比特位冲突；步骤3读写器根据非空闲时隙编号表项开始识别标签，读写器按照时隙编号从小到大的顺序，依次发送询问命令Query(S1)给标签群。由于本发明无须收集电子标签产生的时隙编号，因此没有因为时隙标号冲突而带来的额外消耗。同时，采用本发明所述方法的阅读器只须初始化通信范围内的电子标签一次，然后在每个时间段通过极小的数据量（<1字节）发送检测到的信道状态，大大降低了阅读器发送数据所带来的时间消耗，电子标签的识别速率因此大幅度提高。