[发明专利]一种自适应退避机制的RFID防碰撞方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种射频识别（RFID）系统中标签防碰撞方法，具体涉及一种自适应退避机制的RFID防碰撞方法。

背景技术

射频识别（Radio Frequency Identification，缩写RFID），是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。RFID的基本组成部分有如下三部分：标签(Tag)由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器(Reader)是读取标签信息的设备；天线(Antenna)是在标签和读取器间传递射频信号。

在RFID实际应用中，很多情况下是在射频场中存在一个阅读器和多个电子标签。当阅读器同时清点多个电子标签时，就会出现标签碰撞，从而使电子标签无法将信息正确地发送给阅读器。这样，就需要采取特定的机制避免或减少碰撞。传统的解决防碰撞问题基本上有四种方法：空分多址(SDMA)、频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)和时分多址(TDMA)。目前，考虑各种方法的实现复杂度和成本价格等因素，时分多址(TDMA)算法是射频识别系统防碰撞问题的常用方法。基于TDMA的防碰撞算法主要有两种：二进制搜索算法和ALOHA算法。ALOHA算法采用无规则的时分多址，也称随机多址，但该算法随着标签数量的扩大，性能将会急剧恶化，则ALOHA算法不适宜于大规模的标签读取。二进制搜索算法的电路实现相对复杂，但算法识别率较高。这两种方法都没有与退避机制相结合。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明公开了一种自适应退避机制的RFID防碰撞方法。该方法是在阅读器的识别过程中，根据碰撞位情况决定选择不同的退避因子，从而进行自适应的退避机制，高效快速地识别所有标签。本发明不但能够进行自适应的退避机制，大大提高了识别效率，并且结构简单易行，搜索时间短，能耗低，非常适合于大量标签与能耗严格要求的RFID应用系统中。

为达上述目的，本发明通过采取以下技术方案得以实现：

一种自适应退避机制的RFID防碰撞方法，包括以下步骤：

1）阅读器初始化作用范围内所有标签并要求作用范围内所有标签响应；其中发生碰撞的位置用X表示，没有碰撞的位置记录该位接收到的数据；

2）阅读器根据接收到碰撞位情况计算出退避因子X%，并把退避因子X%发送到射频作用范围内所有标签；

3）作用范围内所有标签根据阅读器发送的识别请求命令在旧的退避因子X%基础上继续进行身份识别；或根据更新退避因子X%命令更新退避因子X%，选择自适应的退避机制，并分别在周期时间内定时；

4）作用范围内的标签在周期时间内，如果定时时间到，则回送数据给阅读器；否则进行睡眠；

5）当回送数据给阅读器发生碰撞时，则标签等待下一周期的重新识别，阅读器根据最新的碰撞位X情况，通过搜索碰撞位与临界值一一映射的关系表，决定碰撞位X情况是否达到临界值，如果达到界值，则发送更新退避因子命令；如果没有达到临界值，则发送识别请求命令，避免过于频繁更新退避因子，继续步骤7）；

6）当回送数据给阅读器不发生碰撞时，标签将接收到识别成功标志命令，标签进入身份识别成功状态.阅读器判断是否识别作用范围内所有标签，如果作用范围内所有标签识别完成则结束，否则继续步骤7；

7）返回步骤3。

上述步骤1）阅读器使用曼彻斯特编码标签碰撞数据位，记录为最原始的标签ID碰撞数据；记录的具体实现过程是：当不同标签回送的数据相应位上有不同的数值，则相应的位用X表示；当不存在碰撞，则用接收到的数值表示。

上述步骤2）的退避因子X%是碰撞位占据总数据位的百分比，即

上述步骤3）选择自适应的退避机制的具体实现过程是如下：

当上次识别成功时：C_new＝INT[C_old*8*Rand(0,X%)]；

当上次识别失败时：C_new＝INT[C_old*4*Rand(0,X%)]