[发明专利]一种基于碰撞因子的自适应分叉查询树多标签防碰撞方法

权利要求书

1.一种基于碰撞因子的自适应分叉查询树多标签防碰撞方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1：阅读器初始化查询堆栈，将其置空；

S2：阅读器发送查询前缀为ε的查询指令REQUEST，处于该阅读器工作范围内全部标签响应，标签并将自身ID信息发送给阅读器；

S3：阅读器接收相应的标签ID信息，利用曼彻斯特编码的特性，对接收到的信息进行解码，得到所有的碰撞位，确定发生碰撞的比特位数及具体位置，根据碰撞因子σ选择自适应分叉规则；

S4：阅读器判断堆栈是否为空，若不为空，则从栈顶弹出新的查询前缀，阅读器发送查询前缀为PRE的查询指令REQUEST，查询过程转到S3；若为空，则查询结束。

2.根据权利要求1所述的一种基于碰撞因子的自适应分叉查询树多标签防碰撞方法，其特征在于，所述S3中针对发生碰撞的比特位数不同分为以下情况：

(1)若没有标签响应，则证明阅读器的工作范围内没有任何标签存在，查询过程转到S4；

(2)若经过曼彻斯特解码后没有碰撞位产生，则证明阅读器工作范围内只存在一个标签，阅读器分别发送SELECT和READ-DATA指令，对带有某一ID的标签进行读写操作，然后发送SILENCE指令，将该标签置于静默状态，查询过程转到S4；

(3)若经过曼彻斯特解码后有碰撞位产生，则计算碰撞因子σ，根据σ的大小估计当前分支存在的待识别标签的数量，然后按照自适应分叉规则产生新的查询前缀，依次放入堆栈中等待查询，转到S4。

3.根据权利要求1所述的一种基于碰撞因子的自适应分叉查询树多标签防碰撞方法，其特征在于，所述查询过程中的指令包括：

REQUEST：阅读器请求指令；查询前缀为PRE时，阅读器向存在其工作范围内的标签发送这个指令，前缀与PRE相同的标签响应，并将自身除PRE外余下的ID部分发送给阅读器；算法初始时，阅读器发送的指令是查询前缀为ε的REQUEST；

PREQUEST：前缀预测编码转换指令；查询前缀为PRE，当阅读器发送这条指令时，前缀与PRE相同的标签将自身PRE后的两位进行编码转换，并返回4位二进制比特串；

PUSH：读写指令；将PRE作为新的查询前缀压入堆栈；等待阅读器指令出栈；

SELECT：选择指令；通过发送该指令选择符合某一ID的标签；

READ-DATA：读取指令；阅读器向待识别的标签发送此指令，读取标签ID；

SILENCE：静默指令；当标签ID被识别后，阅读器发送此指令，使标签处于静默状态；

||：连接指令；将前后两组数据连成一个字符串。

4.根据权利要求2所述的一种基于碰撞因子的自适应分叉查询树多标签防碰撞方法，其特征在于，所述碰撞因子σ定义为在一次查询过程中，做出响应的标签所回传的信息中发生碰撞的比特位数与标签ID比特长度的比值；在一个RFID系统中，存在一个阅读器，同时在其工作范围内有N个待识别标签，每个标签的ID长度均为M，令N_col为发生碰撞的比特位数，则全部标签ID的每一个比特位均不发生碰撞的概率为

存在碰撞比特位的概率为

P(N_col≥1)＝1-(1/2)^N-1；

碰撞因子σ表示为

5.根据权利要求4所述的一种基于碰撞因子的自适应分叉查询树多标签防碰撞方法，其特征在于，所述待识别标签的识别概率，当查询深度为1时，所述标签的识别概率为

P(N，1)＝(1-1/L)^N-1

当查询深度为K时，所述标签的识别概率为

P(N,K)＝P(N,1)[1-P(N,1)]^K-1

当0<1-P(N,1)<1，整理得搜索深度的均值为

由此得所需的平均时隙数为

T＝E(N，K)L＝L/{(1-1/L)^N-1}，其中L表示L进制为2、4、6、……。

6.根据权利要求1所述的一种基于碰撞因子的自适应分叉查询树多标签防碰撞方法，其特征在于，所述S3中所述自适应分叉规则包括：

(1)当碰撞因子时，阅读器发送查询前缀为PRE的前缀编码转换指令REQUEST，前缀与PRE相同的标签将PRE后的两位进行二-十进制转换，分别得到相应的十进制数k，同时符合查询条件的标签将发送长度为2^2个比特位，即4位二进制比特串，标签根据所得到的十进制数k，置比特串的第k位为1，其余位为0，并将其发送给阅读器；4位二进制比特串从右到左依次是第0位到第3位；阅读器接收到符合查询条件的全部标签返回的信息后，经过曼彻斯特解码后，得到发生碰撞的具体位置，然后进行十-二进制转换，得到当前查询发生碰撞的两个比特位全部的组合方式，然后分别将其与原有查询前缀组合，将新产生的查询前缀依次放入堆栈中，等待查询；

(2)当碰撞因子置碰撞位为0和1，与原有前缀分别结合，新产生的查询前缀截止到当前查询的下一个碰撞位的前一位；将新产生的查询前缀分别放入堆栈，等待查询。