[发明专利]一种基于碰撞树的自适应多叉树防碰撞方法有效

专利信息
申请号: 201711063268.X 申请日: 2017-11-02
公开(公告)号: CN107895130B 公开(公告)日: 2020-10-16
发明(设计)人: 胡静;宋铁成;刘沁舒;夏玮玮;燕锋;沈连丰 申请(专利权)人: 东南大学
主分类号: G06K7/10 分类号: G06K7/10;G06K17/00
代理公司: 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人: 孟红梅
地址: 210088 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 碰撞 自适应 多叉树防 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于碰撞树的自适应多叉树防碰撞方法,属于射频识别技术领域,本方法根据碰撞标签的个数和碰撞位数自适应地选择八叉碰撞树或二叉碰撞树搜索,在碰撞标签数大于等于4时选择八叉碰撞树搜索,通过发送查询命令获得碰撞序列的前三位碰撞位信息来确定新的查询前缀;在碰撞标签数小于4时选择二叉碰撞树搜索。本发明通过优化查询前缀实现无空闲时隙八叉树搜索,有效避免了在标签个数较多时二叉树的搜索效率低的缺点,也解决了多叉树搜索会增加空闲时隙的问题。与现有技术相比,本发明实现了在搜索过程中无空闲时隙,并在大幅减少了碰撞时隙的同时有效减少了系统总时隙数,提高了系统识别速率和吞吐率。

技术领域

本发明涉及一种基于碰撞树的自适应多叉树防碰撞方法,属于射频识别技术领域。

背景技术

射频识别(RFID)技术兴起于二十世纪八九十年代,由于其快捷方便,识别时无需人为干预,可靠性高等特点在自动识别系统中被广泛地应用。一般RFID系统由读写器,电子标签和后台数据处理系统三部分组成。RFID系统要求读写器对标签快速准确地识别,但多个标签同时向读写器发送信息时会形成碰撞,导致识别失败。

为解决多标签同时响应读写器的问题,许多标签防碰撞算法应运而生。RFID系统中标签防碰撞算法主要分为两类:一是基于时隙分配的ALOHA算法和二是基于树的防碰撞算法。ALOHA防碰撞算法虽然相较于基于树的防碰撞算法而言算法简单,识别速度快,易于实现,但由于其时隙随机分配的特点存在“标签饥饿”的问题,所以能做到百分之百识别的基于树的确定性防碰撞算法成为研究的热点和技术发展的趋势方向。

但基于树的防碰撞算法一般比较复杂,识别时间长,搜索效率低。为解决这一问题,产生了Collision Tree(碰撞树,CT)算法可以完全消除算法中的空闲时隙,但由于其为基于二叉树的特性,相较于多叉树识别效率较低。而单纯采用多叉树虽然可以减少碰撞时隙数,但会造成空闲时隙的增加,叉数越高,空闲时隙数比例也相应会越高。现还有混合多叉树方法结合二叉树、四叉树和八叉树搜索,但仍没有解决在采用多叉树搜索时产生的大量空闲时隙的问题。

发明内容

发明目的:针对上述现有技术的问题,本发明目的在于提供一种基于碰撞树的自适应多叉树防碰撞方法,基于碰撞标签个数和碰撞位个数自适应选择八叉树搜索或二叉树搜索,使得整个搜索过程中无空闲时隙,能够有效提高基于树的防碰撞算法的搜索效率。

技术方案:为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:

一种基于碰撞树的自适应多叉树防碰撞方法,该方法包括如下步骤:

(1)读写器从查询堆栈读取查询前缀,发送搜索命令;初始状态时,查询堆栈为空,查询前缀为空串;

(2)满足查询前缀的标签响应并将各自序列号中除去查询前缀后剩下的部分发送回读写器作为响应;查询前缀为空串时,所有接收到搜索命令的标签都响应;

(3)读写器根据标签响应状况确定时隙状态,若只有一个标签响应则成功识别,读取标签并将其静默,进入步骤(5),若多个标签同时响应则读写器判断为碰撞时隙,进入步骤(4);

(4)读写器根据碰撞标签数和碰撞位数自适应地选择八叉碰撞树或二叉碰撞树搜索,确定新的查询前缀并压入查询堆栈,进入步骤(5);包括:在碰撞标签数大于等于4且不能确定碰撞比特位的数值时选择八叉碰撞树搜索,通过发送查询命令获得各个碰撞标签序列号的前三位碰撞位信息并据此得到新的查询前缀并压入查询堆栈;在碰撞标签数小于4且不能确定碰撞比特位的数值时选择二叉碰撞树搜索,生成两个新的查询前缀并压入查询堆栈;

(5)读写器判断查询堆栈是否为空,如不是则进入步骤(1),若是则结束。

进一步地,步骤(4)中还包括:在碰撞标签数等于4且碰撞位数等于2时,直接将两个碰撞比特位分别置00,01,10和11,然后读取四个标签信息后将其静默。

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