[发明专利]一种自适应M进制树RFID防碰撞方法

说明书

本发明一种自适应M进制树RFID防碰撞方法，属于无线射频识别技术领域中的多标签读取技术；目的是减少占有的时隙，提高识别效率并且降低识别时间；算法使用曼彻斯特编码根据冲突比特信息递归地将冲突标签划分为具有至少两个非空子集的M个子集，通过新的M进制碰撞树识别过程，阅读器可以有效地识别其读取范围内的所有标签；本发明提出的方法采用较少数量的冲突时隙和消息比特来识别所有标签，减少识别时间的同时，还降低了能源成本。

技术领域

本发明属于无线射频识别技术领域中的多标签读取技术，涉及到解决RFID系统中多标签碰撞问题的方法。

背景技术

无线射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术作为物联网的核心技术之一，正随着物联网的快速发展被广泛的应用到各个领域。无线射频识别技术是一种以空间电磁波为传输媒介的非接触式数据自动采集技术，其基本原理是利用电磁传播和射频信号来实现对待识别物体的自动识别。与传统的识别技术相比，它可在非接触、非光学可视、非人工干预情况下完成信息输入和处理，具有操作方便、存储量大，保密性好、反应时间短、对环境适应性强等优点，现已广泛应用于门禁、交通、食品安全及物流等领域。典型的RFID系统一般由电子标签(Tag)、阅读器(Reader)和后端数据库(Database)三大部分组成，在多个阅读器与多个标签的射频识别系统中，存在着阅读器碰撞和标签碰撞，由于读写器发生碰撞的概率相对较小，而读写器本身又有较强的信息处理能力，所以当今的研究较集中在标签碰撞，即当有两个或两个以上的标签同时向阅读器发送数据时，阅读器就会出现接收数据冲突，导致阅读器无法正确识别标签信息。

现阶段对标签碰撞算法主要分为四大类即：分支树类防碰撞算法，Aloha防碰撞算法，混合型算法和碰撞信息分解类算法。这些算法的优点是设计简单，标签和阅读器都不需要执行复杂的运算，但当标签数目增大时，标签发生碰撞的概率极大，算法性能降低，并且由于时隙选择存在一定的可能性，某些标签可能会出现长时间不被识别。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，提供一种自适应M进制树RFID防碰撞方法，目的是减少占有的时隙，提高识别效率并且降低识别时间。

本发明是通过如下技术方案实现的。

一种自适应M进制树RFID防碰撞方法，使用曼彻斯特编码标签的响应信息，其中逻辑0和逻辑1分别用位窗口的正负电平转换来编码，同时用曼彻斯特编码识别信息碰撞位；具体包括以下步骤：

1)阅读器收到标签的回复信息后，保持位串信息，直到聚合消息的第log₂M个冲突位，并将冲突位用“1”代替，将得到的字符串作为pre，log₂M第一个冲突位作为bp_i。

2)通过连续的碰撞位将标签分为M个子集，设L为pre的字符长度，根据pre和ID阅读器生成mpre标签以及生成tID，mpre为pre删除碰撞位，tID为标签ID信息的前L位删除碰撞位，若mpre和tID相同，则标签回复阅读器。

3)引入碰撞因子μ，碰撞因子定义为其中n_c代表识别过程中的碰撞比特，n代表识别过程中的响应比特，碰撞因子中包含了标签数量的信息，通过计算当μ＜0.75，说明待识别标签数量较少，使用动态二叉树搜索，当μ＞0.75，说明待识别标签数量较多选择动态四叉树搜索。

进一步，阅读器回复标签的信息，阅读器收到标签的回复信息后，进行第一轮识别，M通过已知的大致标签规模设置，第二轮及以后通过碰撞因子确定M＝2或者M＝4。

进一步，生成pre后，计算pre的长度L，广播L值。

进一步，检查tID与mpre是否相同，若相同标签转换为传输状态，若不同，继续等待。

更进一步，传输状态的标签将ID信息转换为并在(X+1帧中回复标签L+2位之后的ID信息。