[发明专利]RFID防冲突读写装置及其控制方法

说明书

技术领域

    本发明涉及RFID（射频识别）装置等。尤其涉及一种由数字计算机控制的遵循ISO/IEC 14443协议的非接触式IC卡的RFID防冲突读写装置及其控制方法。

背景技术

随着通信与计算机技术的发展，物联网技术与人们的生活、工作和娱乐变得越来越紧密。无线射频识别（RFID，Radio Frequency Identification）技术作为物联网标识环节中的关键技术，近年来也成为诸多专家和学者关注的热点方向。RFID是一种通过射频信号进行非接触式识别的自动识别技术，其基本原理是利用读写装置与电子标签之间的控件耦合，包括电感耦合或电磁耦合，或反射的传输特性来实现数据通信。

RFID系统中，标签周围可能同时存在多个读写装置，这样，标签可能同时收到不同读写装置发送的命令，此时便产生读写装置之间的碰撞。但是由于读写装置具有很强的处理能力，而且这种碰撞的概率比较小，也容易解决，因此一般不把其作为关注热点。另外，一般情况下，同一个RFID系统中的所有标签工作在同一频道，当读写装置的作用范围内存在多个标签，并在同一时刻可能有多个标签同时与读写装置进行通信，此时就会产生相互干扰，也就是标签发生了碰撞或冲突，使读写装置不能正确识别任何一个标签的信息。

目前在非接触式IC卡以及RFID的技术领域中，不仅公开了具备非接触式（无线）接口的装置，而且还公开了具备与RFID装置和主机（也称为主机CPU）相连接的接触式（有线）接口的装置（RFID装置搭载设备）。而这些装置存在读写装置无法排除冲突影响的固有缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种遵循ISO/IEC 14443协议的非接触式IC卡的RFID防冲突读写装置及其控制方法，用以克服传统读写装置无法排除冲突影响的固有缺陷。

本发明的方案是通过这样实现的：一种RFID防冲突读写装置，该装置包括一个输入设备、两个输出设备、一个读写芯片、一个数字计算机，输入设备、输出设备、读写芯片均与数字计算机相连接，所述的输入设备为矩阵键盘，用于将要写入标签的数据输入给数字计算机；所述两个输出设备分别为LCD显示设备和UART通信设备，LCD显示设备用于显示RFID防冲突读写装置运行的流程和结果，UART通信设备用于将读取数据传递给下级设备或者接收下级设备传输给该装置的命令；所述读写芯片为遵循ISO/IEC 14443协议的读写芯片MFRC522，读写芯片基于BIT冲突检测协议的防冲突算法，读写芯片成功识别某个标签后才会进行下个标签的识别；所述的数字计算机存储有读写芯片BIT冲突检测协议、ISO/IEC 14443协议定义的标签防冲突操作程序。

作为本发明RFID防冲突读写装置的进一步改进，所述的读写芯片接受数字计算机的指令和数据，并将指令和数据作用于相应的标签上或从标签上取得数据传给数字计算机；所述的数字计算机存储装置所需要的参数，并处理输入设备和读写芯片MFRC522提交的信息。

作为本发明RFID防冲突读写装置的进一步改进，所述数字计算机的标签操作方式为有限状态机，标签接收到读写装置的一个请求命令后，其状态就会对应于有限状态机中的某个状态，若标签响应命令成功或失败，直接跳转到相应状态进入下一步处理。

作为本发明RFID防冲突读写装置的进一步改进，所述数字计算机包括一个微处理器主控芯片，微处理器主控芯片存储标签防冲突操作程序、有限状态机操作方式、以及其他操作程序。

作为本发明的RFID防冲突读写装置的进一步改进，所述其他操作程序包括矩阵键盘扫描程序、UART数据通信程序、LCD刷新显示程序。

    一种RFID防冲突读写装置的控制方法，首先开启读写装置后，数字计算机首先对读写芯片MFRC522、LCD显示装置、UART通信装置进行初始化，接着读写装置依次对进入其天线范围内的标签执行寻标签操作、防冲突操作、选择标签操作、读写标签操作、休眠标签操作。如果在整个流程中的某一个操作步骤执行失败，程序即刻返回重新执行该操作，直到这个操作执行成功为止。

    作为本发明RFID防冲突读写装置的控制方法的进一步改进，所述的读写标签操作过程为：首先，程序判断选择标签操作后选定的标签是执行的读标签操作还是写标签操作，如果既不执行读标签操作也不执行写标签操作，就直接退出读写状态，等待接收休眠指令。