[发明专利]基于关联ID的RFID碰撞避免方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机应用与物联网结合的技术领域。 

背景技术

物联网要实现物与物，物与人之间进行对话的交互，物就跟人一样需要一个合法的身份，要实现物理世界物身份的合法化，RFID（即射频识别）技术是关键，其射频标签具有唯一的电子产品编码，可作为现实生活中物体的“身份证”来对物体进行区分识别。 

RFID (Radio Frequency Identification),即射频识别，是20世纪90年代兴起的一种非接触式的自动识别技术，识别过程无需人工干预，利用射频信号通过空间耦合实现信息的无接触传递，并通过所传递信息达到识别的目的。一个完整的RFID系统主要包括以下三部分：标签（Tag），读写器（Reader）以及应用控制系统，应用控制系统通常为计算机网络系统。读写器发出一定频率的射频信号，当电子标签进入读写器工作区域的磁场时，被读写器激活以射频信号的形式将自身所携带的编码信息发送出，读写器接收到信息并传送给计算机网络系统，计算机系统根据一定的运算规则判断该信息的合法性等，根据所携带的信息作出相应的判断和控制，从而完成一次识别的全过程。 

RFID电子标签（Tag）通常由微小的标签芯片和天线构成，具有智能读写和加密通信的功能，Tag 通常附着在物体上作为物体的标识，因为Tag具有唯一的电子编码（Electronic Product Code）,该编码可作为识别该标签的唯一的身份证ID号。与以往的条形码相比较，RFID电子标签具有不怕灰尘，潮湿，粉屑，高温等性质，不受环境影响，寿命较长。 

RFID读写器（Reader），是读取（又是可写入）标签信息的设备，一个典型的读写器通常由控制系统，高频模块（发送器，接收器），天线，接口等组成，可以设计成手持式或者固定式。读写器将RFID标签的数据读取或者写入，并且能够做到很好的加密。 

RFID系统工作时，读写器通过天线发射一定频率的射频信号，当无源（或被动）标签（Passive Tag）进入读写器工作区域时由于产生感应电流而被激活，凭借感应电流获得的能量将存储在标签中的产品信息通过标签内置的天线发送出去，而有源（或主动）标签（Active Tag），则始终处于激活、主动工作状态，主动发送出某一频率的射频信号，读写器接收射频信号，读取信息并解码后，将信息送至计算机系统，计算机系统根据一定的逻辑运算判断该射频标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制。 

RFID系统有以下三种基本工作方式：全双工（Full Duplex）和半双工（Half Duplex）系统以及时序（SEQ）系统。全双工RFID系统中，电子标签与读写器在同一时刻可以相互传送信息，半双工RFID系统电子标签和读写器也可双向传送信息，但同一时刻只能一个方向传，这两种工作方式都是读写器发射电磁波，电子标签做出一定回应。时序工作方法则是读写器辐射出的电磁场短时间、周期性的断开，电子标签识别这段间隔，利用这些间隔实现电子标签与读写器之间的数据传输，是一种典型的雷达工作方式。 

RFID的防碰撞问题主要分为两类，一类是读写器的碰撞，一类是标签的碰撞。所谓标签的碰撞，即读写器在工作的时候，同一时刻，通常会有大规模的标签存在于读写器的读写作用范围内，当读写器作用范围内有多个未识别的标签时，每个标签都会响应读写器的查询命令，发送信息给读写器，而读写器同一时间只能与一个标签进行实时通信，当多个标签同时向读写器发送命令时，读写器无法识别任何一个标签，即产生碰撞。 

读写器的碰撞主要有三种类型： 

（1）频率的干扰。读写器工作时，会以读写器为中心，向外辐射电磁波，当两个或两个以上读写器距离太近或者两个读写器的工作频率相近时，读写器向标签发射的电磁信号之间会相互产生干扰，导致标签无法成功识别，这种现象称为读写器频率的干扰。

（2）标签的干扰。当标签同时位于两个或两个以上读写器的作用范围内时，不同的读写器都会向标签发送读写信号，这时不同的读写器发送的信号在标签接收时会发生信号的重叠，导致标签不能正确接收其中一个读写器的读写命令，不能发送出正确的应答信号，这时这个标签就会被漏读，这就是不同的读写器对标签的干扰问题。 

（3）隐藏终端的干扰。在实际的RFID系统中，由于读写器与标签之间通信距离的局限性，通常在有限的范围内，需要大规模的部署读写器，这都加大了读写器的碰撞问题，因而在部署RFID应用系统时，读写器的碰撞问题也是必须考虑的因素。