[发明专利]一种2.4G有源电子标签的防碰撞方法

权利要求书

1.一种2.4G有源电子标签的防碰撞方法，包括：

读写器和电子标签的物理层工作在2.4G ISM频段，工作频段为2.400～2.4835GHz；数据通信采用二进制GFSK调制；系统使用1～37个无线射频信道，射频信道的载波频率分别为2404MHz、2406MHz、2408MHz、2410MHz、2412MHz、2414MHz、2416MHz、2418MHz、2420MHz、2422MHz、2424MHz、2428MHz、2430MHz、2432MHz、2434MHz、2436MHz、2438MHz、2440MHz、2442MHz、2444MHz、2446MHz、2448MHz、2450MHz、2452MHz、2454MHz、2456MHz、2458MHz、2460MHz、2462MHz、2464MHz、2466MHz、2468MHz、2470MHz、2472MHz、2474MHz、2746MHz、2478MHz；读写器含有1～37个射频芯片，分别工作在上述37个射频信道上；电子标签含有一个射频芯片，其工作的射频信道是通过芯片内部产生1～37之间的随机数随机选择37个射频信道中的任意一个；

电子标签广播包包含：前导序列、帧起始标记、数据和循环冗余校验(CRC)校验序列；电子标签广播包的数据部分包含数据帧头和电子标签状态信息两个部分：数据帧头用于指示电子标签状态信息的长度，电子标签状态信息包含电子标签的身份ID、身份应答ID和其他状态信息；电子标签的身份ID采用ASCII码表示电子标签编号；身份应答ID，由电子标签芯片内部的随机信号发生器随机生成，应答身份ID用于读写器的应答数据包中标识所应答的电子标签；其它状态信息用于描述电子标签的各种状态；电子标签广播包的CRC校验序列的计算包含了数据部分的数据帧头和电子标签的状态信息；

读写器的应答数据包包含：前导序列、帧起始标记、数据和CRC序列；读写器应答包的数据部分包含数据帧头和读写器应答信息两个部分：数据帧头用于指示读写器应答数据的长度，读写器应答信息包含电子标签的应答身份ID、CRC校验通过或失败的状态指示以及其他命令数据；读写器应答包的CRC校验序列的计算包含了数据的数据帧头和信息；

电子标签默认处于周期发射状态；读写器的1～37个2.4G射频读写芯片同时工作，默认处于接收状态；时间被分为多个帧周期；每个帧周期内，电子标签随机选择一个时刻，随机选择一个射频信道，发射广播身份数据包；当电子标签进入读写器的识别区域时，读写器的任意一个接收芯片收到了电子标签发送的身份数据包，且该数据包被正确接收，读写器会随后给标签发送正确应答；如果该数据包解调错误，则发送错误应答；电子标签发送完广播包后会处于接收状态，如果在预定的接收窗口内正确收到了读写器的正确应答，电子标签会在接下来的帧周期处于休眠状态，不会向读写器发送广播包；如果电子标签每次发完广播包后，在预定的接收窗口内没有收到正确应答或者收到了一个错误应答，电子标签会在接下来的帧内周期继续发送广播包。

2.如权利要求1所述的防碰撞方法，其特征在于：电子标签发射的广播数据包的前导序列用于读写器接收机进行自动增益控制、频率同步和符号采样时刻估计；电子标签发射的广播数据包帧起始标记是一个固定比特序列，帧起始标记用于读写器接收机确认该广播包是电子标签发射的广播包以及检测该广播包的数据部分的起始位置；读写器发射的前导序列用于读写器接收机进行自动增益控制、频率同步和符号采样时刻估计；读写器发射的应答数据包的帧起始标记是一个固定比特序列，帧起始标记用于电子标签接收机确认该应答包是读写器发射的应答包包以及检测该应答包数据部分的起始位置。

3.如权利要求1所述的防碰撞方法，其特征在于：读写器采用1～37的射频芯片，分别工作于1～37个射频信道；而每个电子标签的射频信道是随机选择的；此外，每个电子标签的广播包的发射时刻是随机选择的；这样，通过频域和时域两个维度降低碰撞概率；当碰撞发生时，通过再次竞争的方式，尝试识别，以提高识别概率；当电子标签被正确识别时，在随后的时间窗内，处于休眠状态，不参与竞争信道，也可以提高其他电子标签的识别概率；电子标签周期性的唤醒，经过识别窗后，进入休眠状态，节约电源能量，延长电池寿命。