[发明专利]基于时隙的多个射频识别读写器的防碰撞方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于时隙的多个射频识别读写器防碰撞方法，更具体地，在射频识别通信技术领域，涉及一种射频识别系统中的多个读写器之间在读写标签时的防碰撞方法。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术是一种非接触式自动识别技术,其利用无线射频方式在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的，例如，读写器通过射频信号获取标签上存储的信息，进而对标签进行各种操作。与传统的条型码、磁卡及IC卡相比，射频卡具有非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点。目前在国内外，射频识别技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。

最基本的RFID系统由三部分组成：1、标签(Tag，即射频卡)：由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信。2、阅读器：读取(在读写器中还可以写入)标签信息的设备。3、天线：在标签和读取器间传递射频信号。有些系统还通过阅读器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接，进行数据交换。系统的基本工作流程是：阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被激活；射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。 

射频识别通信与其他典型的射频通信所面临的一个共同问题是，如何解决在同一个系统中多个设备之间同时通信的碰撞问题。对于射频识别系统来说，目前只有主要解决单个读写器与多个标签之间通信的碰撞问题。并且限于成本和功耗的因素，标签只能够提供极为有限的功能用于实现防碰撞机制。目前多标签的防碰撞方法主要分为时隙ALOHA 方法和二叉树方法两大类。

其中时隙ALOHA方法采用时分复用（TDMA），如果能够有效地估计位于读写器阅读场区的未识别的电子标签的数量，根据电子标签的数量调整一轮（帧）查询电子标签的次数（时隙的个数），则可以有效地提高读写器的识别效率。大多数的防碰撞算法通过在一次查询周期中（帧），检测电子标签发生碰撞的次数。通过成功识别电子标签的次数和电子标签没有返回的次数来估计未识别电子标签的数量，决定下一帧的长度，从而实现调整、改善读写器识别效率。

其中二叉树方法的基本思想是将标签分裂成子集0和子集1两个子集。先查询子集0，若没有碰撞，则正确识别标签，若有碰撞则再分裂，把子集0分为子集00和子集01两个子集，依次类推，直到识别出子集0中的所有标签。然后再按此步骤查询子集1。二叉树方法总是首先致力于解决0分支的碰撞，让其分裂，直到0分支的标签全部识别完成再开始识别其他的标签。在0分支进行分裂时，非0分支的标签始终不分裂，一直处于等待状态。事实上，在0分支的标签进行分裂的同时，其他标签也可以根据0分支标签的碰撞程度进行适当的散列操作，这样，当0分支的标签识别完成后，其他分支的标签已经得到充分的散列，从而能够减少再次进行分裂的次数，提高系统的吞吐率。

现有的算法与应用主要解决的是单读写器与多卡之间的碰撞问题，但是在实际应用中，例如物流，畜牧业可能会碰到多读写器之间的碰撞，在这种情况下，将影响读写器之间的正常工作。本发明要解决的问题就是多读写器之间的碰撞问题。

发明内容

针对现有RFID在多读写器防碰撞算法方面的不完善，本发明的目的为解决现有技术中存在的上述问题，提供一种解决多读写器之间的碰撞问题的方法。更具体地，结合时隙的概念，本文将提出一种基于时隙的多读写器防碰撞法。

本发明所采用的技术方案是一种基于时隙的多读写器防碰撞方法，用于多个读写器，每一读写器包括射频发射模块、射频接收模块、RFID标签读写模块以及时隙校准模块，其中每一读写器可接收由其他任何一台读写器发送的时隙识别信号，其特征在于，包括步骤：

步骤1：初始化读写器，

步骤2：读写器搜索空间中的时隙识别信号，当发现空闲的时隙时，将读写器的工作插入到本时隙，

步骤3：读写器在其占用的工作时隙内开始工作，在其占用的时隙结束时发送时隙识别信号，

步骤4：在一预设的周期结束时，读写器通过时隙校准模块校准时隙并跳转到步骤2，

步骤5：返回到步骤3。