[发明专利]一种RFID系统标签防碰撞方法

说明书

技术领域

本发明涉及RFID系统标签识别领域，尤其是一种RFID系统标签防碰撞方法。

背景技术

RFID（Radio Frequency Identification,射频识别）是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）的传输特性自动识别目标物体的技术。RFID系统一般由标签（Tag）和阅读器(Reader)组成，当多个标签同时响应阅读器的请求时，标签将会发生碰撞，发送的信息会由于相互干扰而无法被阅读器识别。标签的碰撞，增加了阅读器识别标签的时间，严重影响了RFID系统的性能，因而好的防碰撞算法对于RFID系统的应用具有非常重要的意义。由于被动式标签的电源主要来自于阅读器发射的电磁波，因而好的防碰撞算法必须具有较高的系统效率和较低的功耗要求。

Q算法是EPC Class1 gen2标准使用的标签防碰撞算法，其工作原理基于动态帧时隙Aloha算法。与理论中的动态帧时隙Aloha算法不同，在实际应用中，为了简化芯片设计，算法中的帧长度只能是2的指数幂，而且不宜太大。在Q算法中每个帧的长度为2^Q(Q∈{0,15})。阅读器通过指令传送整数Q来设置或调整帧长度。与传统的动态帧时隙Aloha算法在每个帧结束以后才根据统计空闲、成功和碰撞这三种状态的时隙情况来调整下一个帧的长度不同，Q算法采用的是在每个时隙结束后，就根据时隙的状态对当前的帧长度进行实时的动态调整策略。Q算法能否在标签识别过程中达到较高的效率，主要取决于Q值实时的动态调整策略的效率。

在Q算法中，帧长度调整过于频繁，会导致标签频繁地启动随机数发生器选择时隙，这就给标签带来了不必要的功耗损失。同时，如果帧长度如果不能实时调整到最优的状态（总的时隙数等于待识别的标签的数量），则标签识别速率将迅速下降。Q算法通过参数C在每个时隙结束后对当前的帧长度进行动态地调整。由于在标签数量N=2^Q的最佳情况（标签数量等于帧的长度）下，空闲时隙和碰撞时隙的数量一般是不相等的（空闲时隙的数量比碰撞时隙多），而传统的Q算法没有考虑到这一点，使得Q值调整次数的较多，也就意味着标签动态功耗大和系统效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于Q算法的标签防碰撞方法，该方法减少了阅读器识别标签过程中Q值的动态调整次数，降低了标签的功耗，提高了RFID系统的吞吐量。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种RFID系统标签防碰撞方法，采用符合EPC Class1 gen2标准的Q算法，引入辅助参数K，并结合Q算法中的参数C来动态调整Q算法中的参数Q，所述辅助参数K为碰撞时隙与空闲时隙的比值，包括以下步骤：

阅读器判断当前时隙的时隙状态，所述时隙状态包括空闲时隙、成功时隙及碰撞时隙；

阅读器根据所述时隙状态对Q算法中的浮点数Q_fp进行调整，阅读器对Q_fp的调整具体包括：若响应的标签的数量为0，即为空闲时隙，则Q_fp=Q_fp-K*C；若响应的标签的数量为1，即为成功时隙，则Q_fp保持不变；若响应的标签的数量大于1，即为碰撞时隙，则Q_fp=Q_fp+C；

判断Q_fp与Q的差值的绝对值是否大于等于1或者当前时隙是否是最后一个时隙，若是则阅读器将Q_fp进行四舍五入操作后赋值给Q并发送Q算法中的QueryAdjust指令；若否则阅读器发送Q算法中的QueryRep指令。

进一步作为优选的实施方式，所述辅助参数K为标签数量最优状态下碰撞时隙与空闲时隙的比值，所述标签数量最优状态为标签数量N等于2^Q个。

进一步作为优选的实施方式，所述阅读器将Q_fp进行四舍五入操作后赋值给Q后，在发送QueryAdjust指令之前还包括：

判断Q值是否为0，若是则阅读器结束标签识别操作；若否则阅读器则发送QueryAdjust指令。

本发明的有益效果是：本发明标签防碰撞方法，在传统的Q算法基础之上进行了改进，考虑到标签数量最优状态下空闲时隙与碰撞时隙比例不同的情形，引入了辅助参数K，从而减少了在空闲时隙下过多的调整Q值，从而减少了Q值的动态调整次数、降低了标签的功耗、增加了RFID系统的吞吐率并提高了标签识别的性能。

附图说明

图1是本发明防碰撞方法的步骤流程图；