[发明专利]用于RFID系统的自适应二进制树的多标签冲突仲裁方法

摘要

用于RFID系统的自适应二进制树的多标签冲突仲裁方法。该方法的RFID系统由一个读写器和在其覆盖范围内的至少两个标签构成，读写器先发出命令，标签接收到命令后执行相应的操作。标签具有关闭、就绪、ID和数据交换四个状态，标签可根据当前时隙状态，用计数器和随机数发生器执行状态的转换，实现二进制树方法以避免标签间的冲突；每个标签的存储器中存储了一个优先级号，该优先级号可以决定标签在一个读周期内何时与读写器通信，在每个读周期内优先级号均会根据当前时隙状态做自适应调整以减少冲突和空时隙。将本发明应用于RFID多标签的冲突可以大大减少冲突仲裁时间，而且不会产生标签漏读和读周期无限延长的问题。

主权项

1、用于RFID系统的自适应二进制树的多标签冲突仲裁方法，其特征在于，该方法的RFID系统由一个读写器和在其覆盖范围内的至少两个标签构成，读写器先发出命令，标签接收到命令后执行相应的操作，具体方法是：①把一个读写器和在其覆盖范围内的至少两个标签进行一次完整通信的过程所占用的时间规定为一个读周期，一个读周期由以下四个阶段构成：a、初始：读写器激活其覆盖范围内的标签并发出查询命令；b、发送ID：标签向读写器发送其ID，若有两个以上的标签或没有标签发送ID则执行冲突仲裁方法，否则进入数据交换阶段；c、数据交换：此时仅有一个标签向读写器发送ID，读写器返回给标签一个成功命令，标签收到命令后与读写器进行数据交换；d、结束：读写器与所有标签的数据均已交换完毕；②把一个读写器和在其覆盖范围内的至少两个标签进行一次完整通信所占用的时间分为若干个时隙，根据每个时隙内标签发送数据的状态，将时隙分为以下三种类型：a、空时隙：在该时隙内没有标签ID发送；b、可读时隙：在该时隙内有且仅有一个标签ID发送；c、冲突时隙：在该时隙内有二个以上的标签ID发送；③根据标签与读写器通信的状态，每个标签有以下四种状态：a、关闭态：读写器未激活标签或者在一个读周期内标签已与读写器进行数据交换；b、就绪态：读写器激活标签；c、ID态：标签向读写器发送其ID；d、数据交换态：标签与读写器进行数据交换；④每个标签均有一个计数器和一个随机数发送器，用它们来实现二进制树的方法以避免标签间的冲突；计数器是否等于0决定了标签是否向读写器发送ID，用COUNT表示；随机数发送器只产生0或1的随机数，用RND表示；⑤每个标签的存储器中均存储一个优先级号，该优先级号决定了标签在何时隙与读写器通信，用PN表示，出厂时的初始PN是一随机整数；PN在每个读周期内均会根据当前时隙状态做自适应调整以减少冲突和空时隙，调整后的PN会在每个读周期结束之前被重新存入标签的存储器中；⑥按以下步骤进行多标签冲突仲裁：a、初始时，读写器开启射频电磁场激活其覆盖范围内的标签；b、被激活的标签将存于存储器的初始PN送入COUNT中，标签由关闭态进入就绪态；c、在每个时隙开始时，判断是否有就绪态的标签，若有就绪态的标签，再判断COUNT，COUNT＝0的就绪态标签变为ID态，COUNT＞0的就绪态标签仍为就绪态；若无就绪态的标签，则一个读周期结束；d、根据ID态标签的情况从以下两个方面考虑：当无ID态的标签时，当前时隙为空时隙，读写器给所有标签一命令以表明当前时隙为空时隙，此时，所有就绪态标签的COUNT和PN自减1，这些标签仍为就绪态，系统进入下个时隙；当有ID态的标签时，需判断是否有两个或两个以上的ID态标签，若有两个以上ID态标签时，则表明有两个以上的标签向读写器发送其ID，读写器给所有标签一命令，以表明当前时隙为冲突时隙，此时，对于所有就绪态标签，其COUNT和PN自加1，这些标签在下时隙开始时仍处就绪态，对于所有ID态标签，其RND产生随机数0或1，随机数为1的ID态标签，COUNT和PN自加1，随机数为0的ID态标签，COUNT和PN不变，所有ID态标签在下个时隙开始时仍回到就绪态，系统进入下个时隙；若只有一个ID态标签，则只有一个标签向读写器发送其ID，读写器给所有标签一命令以表明当前时隙为可读时隙，此时，处于就绪态标签的COUNT自减1，并在下个时隙开始时仍处于就绪态，处于ID态标签转为数据交换态，数据交换完毕后，该标签把更新的PN存入存储器，然后转为关闭态，系统进入下个时隙。