[发明专利]防冲突有源只读RFID的一种实现方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种适用于低功耗有源电子标签的实现方法。

背景技术

专利号和发明名称分别为US6172609和“Reader for RFID System”(电子标签识别系统的阅读器)的美国专利公开了一种电子标签阅读器的技术。该阅读器仅能用于无源标签，其缺点为阅读效率低，距离有限，且阅读器发射功率较大，容易对现有其他设备产生干扰。

中华人民共和国专利CN1584910A——“一种电子标签的阅读方法”公布了一种有源标签的阅读技术，但其存在以下几个缺点：1)标签内部没有良好的防冲突机制，多个标签之间如果正好处于同一个信道和时间，也即是在发射时序上出现重叠时，会导致这些标签都无法识别；2)当冲突发生后，标签也没有任何机制能重新逃离冲突状态。

发明内容

为了克服现有源只读电子标签中所存在的多标签碰撞问题，本发明提出了一种防冲突有源只读电子标签系统的实现方法，其具体内容包含抛弃传统的设计方法，在有源电子标签中不使用任何的CPU或微处理器，即不通过微处理器以程序来控制射频电路工作，而是由全硬件实现的定时器来管理和控制射频电路的工作状态，同时在定时器产生的固定间隔周期上叠加一个小随机数时间，使得定时器以一个固定周期带一个随机时间来控制射频电路发送标签ID标识信息，这样能够非常有效地解决有源只读电子标签的碰撞问题，而且即便在标签之间发生了冲突也会马上在接下来的周期里脱离冲突状态，因此以低成本的方式提高了有源只读电子标签的工作可靠性，尤其解决了在标签高速运动状态下的识别可靠性，满足有源只读电子标签的低成本要求。

本发明解决问题所采用的技术方案是：采用有源只读电子标签系统，通过由硬件计数器构成的定时器和一个随机数时间发生器产生一个可变时钟周期，来取代微处理器控制射频电路的工作，射频电路的工作只是发射标签本身的固定ID标识信息，该ID标识以递增或递减的方式在射频电路生产时就固定写好，这样使得标签的工作可靠性不再受制于微处理和程序的稳定性约束，以低成本方式实现了无微处理器的防冲突机制，由于省掉了标签中昂贵的微处理器及其外围电路，使得其功耗和成本都大幅度降低，以达到高可靠性、超低功耗和长寿命目的。

本发明实现的有源电子标签系统由电子标签和阅读器组成，标签包括电源、时钟，计数器，随机数发生器利射频电路，阅读器包括电源、时钟，微处理器、主机接口模块和射频模块。

本发明中的有源只读电子标签工作模式如下：

●缺省情况下，电子标签一直处于正常非工作状态a，此时标签上仅时钟、计数器和随机数发生器运行，其余模块都处于非工作状态，功耗极低；

●计数器计数达到一个固定时间间隔T1加上一个随机时间偏移量t后，电子标签射频电路被触发唤醒，进入通信状态b，发送标签标识信息(射频电路发射状态，每个标签的标识信息是固定的，由射频电路产生)，此时标签上射频模块仅处于发射状态，发射的时间周期为T2；

●T2结束后，标签又同到正常的非工作状态a，等到计数器计数达到下一个固定时间间隔(T1+t)后再进入下一个通信状态b；

●不同标签的标识ID采用递增或递减方式由射频电路形成，在标签的生命周期内是固定不可修改的；

通过取消标签中的微处理器，由计数器产生一个固定时间周期加上一个随机时间偏移量来定时触发射频电路发送固定标识信息，以低成本的方式解决有源只读电子标签的防冲突问题，通过降低系统的灵活性，大大提高了标签的工作可靠性、长工作寿命和降低标签成本。

附图说明

图1为有源只读RFID的一种实现方法的系统构成图。

图2为有源只读RFID的一种实现方法的管理状态图。

图中1表示计数器加上随机数发生器构成的定时器，2表示射频电路，3表示时钟，4表示电源，5表示主机接口模块，6表示有源只读电子标签，7表示阅读器，8表示微处理器；a表示正常非工作休眠状态，b表示通信状态。

具体实施方式

正常情况下6处于状态a；

计数器计数工作到一定周期时间T1加上一个随机时间偏移量t后，触发2进入状态b；

状态b的时间长度为T2，在T2周期内完成将标签的ID标签发送任务，T2结束后则6返回状态a；重新进入下一轮工作状态循环。由于每个标签的信号发射时序上有随机偏移，使得标签具备了较好防碰撞特点，而且可在碰撞后的下一个周期脱离碰撞正常工作。