一种基于动态分组变时隙算法的数据传输方法技术

本发明专利技术提供了一种基于动态分组变时隙算法的数据传输方法，步骤如下：阅读器激活其作用范围内的标签；所述标签回复所述阅读器反馈信号；所述阅读器根据反馈信号预测标签数目并对所述标签分组；每组所述标签分别用预定帧长度与所述阅读器进行数据传输。由于阅读器在识别标签之前，先将标签进行了分组，然后针对每一个分组使用预定的帧长度进行识别，使得标签碰撞的概率减少。因此，提高了阅读器与标签通信的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据传输，特别涉及。
技术介绍
射频识别技术(RFID, Rad1 Frequency Identificat1n)是一种利用无线信道实现双向通信的自动识别技术，由标签、阅读器、后台数据库三部分组成。RFID系统最大的难题在于多标签碰撞时较低的标签识别率，多标签碰撞指的是标签在同一个信道内反馈信息时，阅读器无法正常接收标签数据的现象。因此，解决阅读器工作范围内多标签的碰撞问题已经成为该领域研究的热点。 目前，解决RFID阅读器和标签读写冲突最广泛的算法是二进制树搜索法和帧时隙ALOHA算法。二进制树搜索法将碰撞标签不断随机分为两组，使标签的识别率能达到100%,但计算复杂，时延较长，导致时隙消耗较大。帧时隙ALOHA算法是一种随机时分多址方式的标签信息通信收发算法，一个信息帧可以由多个时隙组成，当且仅当一个时隙被一个标签占有时，标签才能被读取。根据传输帧时隙的变化情况，比较典型的算法是动态帧时隙算法。但当标签数目较大时，系统效率就会明显降低。分组帧时隙算法是基于动态帧时隙算法提出的算法，是针对大规模标签进行快速读取的一种改进算法，但是在较少标签数目时，系统效率较低。在本算法中，阅读器通过预测标签数目，对标签进行分组识别。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在于，针对现有算法未能将分组和动态帧分析结合，提出一种数据传输效率较高的基于动态分组变时隙算法的数据传输方法。三种算法的区别如图1所示。 本专利技术解决现有技术问题所采用的方案是:，包括如下步骤: A)阅读器发送查询命令，激活其作用范围内的标签，并等待标签的反馈信号； B)所述标签回复所述阅读器反馈信号； C)所述阅读器根据所述标签的反馈信号预测标签数目，设置所述标签的分组参数； D)所述阅读器发送配置指令到所述标签，开始一个分组的传输周期； E)所述标签根据接收到的配置参数按组分别传送数据到所述阅读器； F)所述阅读器读写并记录已读标签的信息； G)判断所述传输对象是否有未读取的标签发送数据到所述阅读器，如果有，通过配置参数隔离已读标签并跳转到所述步骤E);如果没有，跳转到所述步骤D)，所述阅读器发送同步命令到下一个分组的标签，开始另一组标签的传输周期。 本专利技术所述的，所述步骤C)进一步包括如下步骤: Cl)阅读器在等待标签反馈信号的同时仍然持续发送连续波信号，保证与标签的正常数据传输； C2)所述标签分别发送所述反馈信号到所述阅读器； C3)所述阅读器根据接收到标签的回复数量，分析碰撞情况，预测标签数目； C4)所述阅读器根据所述预测的标签数目配置参数。 本专利技术所述的，所述步骤C3)进一步包括如下步骤: C31)阅读器发送Query指令，设定初始帧长，同时令帧时隙计数值为所述初始帧长度值，碰撞标签计数值、成功接收标签计数值和空闲计数值置零，等待标签回复； C32)所述阅读器在规定时隙内接受标签的回复信息，若回复无效，则所述碰撞计数值加I ;若回复信息有效，则所述成功接收计数值加I;若无回复信息，空闲计数值加I; C33)所述帧时隙计数值减1，并判断所述帧时隙计数值是否为零，若为零，则预测未读取的标签数η ;若不为零，跳转到所述步骤C32)，开始对另一个时隙内的回复信息进行判断。 本专利技术所述的，所述步骤C4)进一步包括如下步骤: C41)所述阅读器设定本次数据传输的对象是哪一个组或哪几个组； C42)所述阅读器设定与各个分组标签进行数据传输所需的帧长。 本专利技术所述的，所述步骤Ε)进一步包括如下步骤: El)所述标签接收到所述阅读器发出的分组发送数据命令； Ε2)所述标签分别判断是否已到接收到的分组参数预定的时隙号和时隙宽度计算得到的本标签的传输时间，如果没有，重复本步骤；如已到本标签的传输时间，传输数据到所述阅读器。 本专利技术所述的，所述步骤G)进一步包括如下步骤: Gl)阅读器根据保存的已读标签存储区信息，发送不同于所述已读标签初始化信息且满足分组和变时隙要求的Query指令， G2)所述已读标签由于配置参数的不一致将对请求指令不作应答，进而达到被隔离的目的。 本专利技术所述的，其特征在于它采用二项分布原理来评估系统效率，具体公式如下: P = P(N, n/G, I) = (n/(N*G)).(l_l/N)nG-1 其中，P为系统效率，N为阅读器与标签通信选择的帧长，η为标签数目，G为分组数。 【附图说明】 图1是本专利技术与现有动态帧时隙算法和分组帧时隙算法的比较图； 图2是本专利技术数据传输的流程图； 图3是本专利技术整个识别阶段的时序结构示意图。 【具体实施方式】 下面将结合附图对本专利技术进行详细的介绍和说明。 如图2所示，在本专利技术中，分组动态帧时隙算法的控制流程如下: 步骤SI阅读器发送请求命令:在本步骤中，阅读器发送查询命令，激活其作用范围内的标签，并准备接收标签的回复信息。 步骤S2标签回复反馈信号:在本步骤中，射频场中的各个标签分别被激活。由于Query命令使用盘存和Select指令来确定哪些标签参与盘存,而在整个查询的过程中，Select指令选择哪些标签对Query响应。当标签接收到Query节号同初始化本盘存时的Query节号一致或者Select指令中包含所述标签的存储区信息时,所述标签才会做出应答，否则，标签将保持沉默，不会对该命令做出应答。本步骤中，所述标签接收到Query命令且盘存参数与标签当前状态一致时，在规定的时隙范围内发送反馈信号。该反馈信号是标签内部通过特殊运算产生的数值，并不涉及具体的传输数据。 步骤S3阅读器估计标签数目并设置分组参数和传输参数:在本步骤中，阅读器设定初始帧长，发送Query指令，同时令帧时隙计数值为初始帧长度值，碰撞标签计数值、成功接收标签计数值和空闲计数值置零，等待标签回复。标签在规定时隙范围内随机发送反馈信号，阅读器依次对每个时隙进行标签回复信息的判断。当某一时隙只有一个标签回复反馈信息时，该时隙输出回复成功信号，则成功接收计数值加I ;当某一时隙有多于一个标签回复反馈信息时，该时隙输出回复无效信号，则碰撞计数值加I ;当某一时隙没有被标签选择回复反馈信息时，该时隙输出无回复信号，则空闲计数值加I。阅读器对每一个时隙进行判断后，帧时隙计数值减1，并判断帧时隙计数值是否为零，若不为零，开始判断下一个时隙内的回复信息；若为零，最终统计成功接收计数值、碰撞计数值和空闲计数值。阅读器利用成功接收计数值、碰撞计数值和空闲计数值预测标签数目η。在本步骤中，标签数目可以使用Linear Biased估计法、Schoute估计法或Vogt提出的切比雪夫不等式法进行预测。这样阅读器就可以依据预测的标签数目产生标签的分组参数；分组参数是对标签进行分组后，标签所属分组的编号。阅读器设定本次数据传输的对象是哪一个组或哪几个组，当且仅当阅读器发出的包含有分组参数的读取指令与标签分组编号相对应时，二者方能通信。此处阅读器可以发送Select命令，逐个分离出满足传输要求的标签，准备通信。 步骤S4阅读器发送分组参数:在本步骤中，在完成上述参数的设定以后，阅读器发送所设定的分组参数到各标签。这些参数的发送是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于动态分组变时隙算法的数据传输方法，其特征在于，包括如下步骤：A)阅读器发送查询命令，激活其作用范围内的标签，并等待标签的反馈信号；B)所述标签回复所述阅读器反馈信号；C)所述阅读器根据所述标签的反馈信号预测标签数目，设置所述标签的分组参数；D)所述阅读器发送配置指令到所述标签，开始一个分组的传输周期；E)所述标签根据接收到的配置参数按组分别传送数据到所述阅读器；F)所述阅读器读写并记录已读标签的信息；G)判断所述传输对象是否有未读取的标签发送数据到所述阅读器，如果有，通过配置参数隔离已读标签并跳转到所述步骤E)；如果没有，跳转到所述步骤D)，所述阅读器发送同步命令到下一个分组的标签，开始另一组标签的传输周期；其中，所述步骤C)进一步包括如下步骤：C1)阅读器在等待标签反馈信号的同时仍然持续发送连续波信号，保证与标签的正常数据传输；C2)所述标签分别发送所述反馈信号到所述阅读器；C3)所述阅读器根据接收到标签的回复数量，分析碰撞情况，预测标签数目；C4)所述阅读器根据所述预测的标签数目配置参数；所述步骤C3)进一步包括如下步骤：C31)阅读器发送Query指令，设定初始帧长，同时令帧时隙计数值为所述初始帧长度值，碰撞标签计数值、成功接收标签计数值和空闲计数值置零，等待标签回复；C32)所述阅读器在规定时隙内接受标签的回复信息，若回复无效，则所述碰撞计数值加1；若回复信息有效，则所述成功接收计数值加1；若无回复信息，空闲计数值加1；C33)所述帧时隙计数值减1，并判断所述帧时隙计数值是否为零，若为零，则预测未读取的标签数n；若不为零，跳转到所述步骤C32)，开始对另一个时隙内的回复信息进行判断；所述步骤C4)进一步包括如下步骤：C41)所述阅读器设定本次数据传输的对象是哪一个组或哪几个组；C42)所述阅读器设定与各个分组标签进行数据传输所需的帧长。...

【技术特征摘要】
1.一种基于动态分组变时隙算法的数据传输方法，其特征在于，包括如下步骤: A)阅读器发送查询命令，激活其作用范围内的标签，并等待标签的反馈信号； B)所述标签回复所述阅读器反馈信号； C)所述阅读器根据所述标签的反馈信号预测标签数目，设置所述标签的分组参数； D)所述阅读器发送配置指令到所述标签，开始一个分组的传输周期； E)所述标签根据接收到的配置参数按组分别传送数据到所述阅读器； F)所述阅读器读写并记录已读标签的信息； G)判断所述传输对象是否有未读取的标签发送数据到所述阅读器，如果有，通过配置参数隔离已读标签并跳转到所述步骤E);如果没有，跳转到所述步骤D)，所述阅读器发送同步命令到下一个分组的标签，开始另一组标签的传输周期； 其中，所述步骤C)进一步包括如下步骤: Cl)阅读器在等待标签反馈信号的同时仍然持续发送连续波信号，保证与标签的正常数据传输； C2)所述标签分别发送所述反馈信号到所述阅读器； C3)所述阅读器根据接收到标签的回复数量，分析碰撞情况，预测标签数目； C4)所述阅读器根据所述预测的标签数目配置参数； 所述步骤C3)进一步包括如下步骤: C31)阅读器发送Query指令，设定初始帧长，同时令帧时隙计数值为所述初始帧长度值，碰撞标签计数值、成功接收标签计数值和空闲计数值置零，等待标签回复； C32)所述阅读器在规定时隙内接受标签的回复信息，若回复无效，则所述碰撞计数值加I ;若回复信息有效，则所述成功接收计数值...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建雄，冯鑫，赵珊珊，史伟光，邢炳雷，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12