[发明专利]一种RFID多标签识别防碰撞方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线射频技术，具体涉及RFID标签识别防碰撞方法。

背景技术

无线射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关信息，是物联网的重要支撑技术。随着零售业和物流业信息化的不断深入，RFID技术在行业中得到广泛应用，用于控制库存、改善供应链管理、降低成本、提高工作效率等。RFID被视为连接现实物理世界和计算机世界的桥梁，成为实现普适计算的重要技术手段。

物流、仓储及多标签定位系统中广泛涉及读写器对多个标签进行信息读取的情况，例如：机场对带有标签货物的信息提取；仓储货架对带有标签货物的巡检和库存清理；区域定位系统中的标签阵列等。这些情况下，经常会出现多个标签到读写器的发送信号在信道中产生碰撞的问题。碰撞使得读写器无法正确读取信息，而且无谓地消耗了系统的时间和能量。如果多次无法正确读取到某标签的信息，则读写器会认为此标签不在感应区内，造成错误的判断。这会导致RFID系统识读率不高，性能受到较大影响，使其应用受到限制。标签信息的漏检或错检，将会造成系统无法正常使用。只有妥善地解决多标签识别的防碰撞问题，RFID才能真正在物流、仓储及工业生产中获得广泛应用。

由于RFID系统资源的限制，使得传统网络中很多标准的防碰撞技术都不适合或很难在RFID系统中应用(如：载波侦听等方式)。这些限制因素有：标签不具有检测冲突的功能而且标签间不能互相通信，冲突判决需要由读写器来实现；标签的存储容量和计算能力有限，要求防冲突协议尽量简单和系统开销小。由于RFID系统通信带宽有限，因此需要防碰撞算法尽量减少读写器和标签之间传送的信息比特数目。设计高效、鲁棒的防冲突算法成为RFID技术在物流、仓储行业应用中需要解决的关键问题。

为了解决这一问题，目前已经研究出一些算法(如：Aloha和基于二进制树的方法等)，但对于有大量标签存在的应用场合，这些算法仍然有：存在不稳定工作区间或系统识读效率不够高等问题。现有的算法在针对少量标签的情况下，都会获得很好的性能，但随着待识别标签数量的上升，识读效率存在明显下降的趋势，并有可能导致无法在实际中正常应用。

发明内容

针对上述现有RFID多标签识别防碰撞方法所存在的问题，本发明所要解决的问题是如何解决RFID系统中多个标签同时向读写器发送数据时，由于信道中发生传输信号碰撞、从而使读写器不能够正常获取标签信息的问题。

为了解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种RFID多标签识别防碰撞方法，所述防碰撞方法根据RFID标签与读写器之间通信的RSSI(Radio Signal Strength Indicator，接收信号强度指示)指标，将读写器的感应范围进行区域划分，形成多个不同的感应区域，每个感应区域所覆盖的RFID标签形成对应的标签分组，并且不同标签分组内的RFID标签在不同的时间段传输数据，而同一个分组内的RFID标签之间采用常规的防碰撞算法实现与读写器的数据传输。

在本发明的优选实例中，所述RSSI的信息通过数据报文获取，首先通过读写器向感应区内的RFID标签广播询问，并获得标签的应答后，从数据报报头标识开始，逐位(Bit)解析无线通信数据包，获取来自各个RFID标签的RSSI数值；再根据RSSI数值与通信链路长度的对应表，获得各个RFID标签相对于读写器的位置。

进一步的，所述读写器感应区域的划分使得区域划分边界避开不稳定变化区间。

再进一步的，所述读写器感应区域的划分通过如下步骤实现：

(1)根据感应的RFID标签数量及各个RFID标签相对于读写器的位置的分布情况，运用查表法获得最相近的推荐的分区个数；

(2)以各个分区覆盖的RFID标签数量平均分配、分散通信时间为原则，以读写器为圆心，确定环形读写器感应区域的划分。

进一步的，所述每个标签分组内的RFID标签数量≤50个时使用Aloha算法与读写器进行防碰撞的数据交换；RFID标签数量＞50个时采用二进制树算法，逐个识别标签分组中的标签，并完成相应的数据交换任务。

进一步的，所述RFID标签为无源标签或有源标签。

根据上述方案得到的防碰撞方法能够有效处理大量标签与读写器通信过程中出现信号碰撞而无法正常通信的问题，大大提高这种情况下的识别效率，可有效减小漏读率。使得读写器在读取大量标签信息时具有较高的识读效率和通信稳定性。