基于分簇竞争的防碰撞方法、移动阅读器、可读存储介质技术

本发明专利技术公开了一种基于分簇竞争的防碰撞方法、移动阅读器、可读存储介质，所述防撞方法是每一轮执行包括以下阶段：竞争簇首RFID移动阅读器阶段、簇间通信资源竞争阶段、簇内通信资源竞争阶段、RFID移动阅读器换簇阶段。本发明专利技术从RFID系统通信资源最优化分配的角度出发，先确定簇首阅读器，簇首阅读器代表本簇竞争簇通信资源，簇内的阅读器竞争再对本簇的通信资源进行再竞争。从而实现对通信资源的分层竞争，提高了竞争通信资源的效率，也提升了通信资源的利用效率，最大化RFID系统的标签询问效率。

【技术实现步骤摘要】
基于分簇竞争的防碰撞方法、移动阅读器、可读存储介质
本专利技术涉及RFID射频识别
，更具体的，涉及一种基于分簇竞争的防碰撞方法、移动阅读器、可读存储介质。
技术介绍
射频识别技术(RadioFrequencyIdentification，RFID)被广泛认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一，同时也是支撑物联网发展的关键技术。利用RFID技术构建的系统价格低廉，部署简单，环境适应能力强，被广泛应用于供应链管理、智能门禁、智能仓库等行业中。一个典型的RFID系统一般包含RFID阅读器(简称阅读器)、服务器、RFID电子标签(简称标签)和中间件等部件。当使用相同通信资源的阅读器同时询问标签时，阅读器之间可能会相互干扰，导致不能正确读取标签中的信息，这种现象称为阅读器碰撞。随着物联网的蓬勃发展，RFID系统中的阅读器数量也会大规模的增加，阅读器碰撞将会制约标签识别效率的大幅度提高。因此，阅读器防碰撞方法应运而生。现有的阅读器防碰撞协议一般由阅读器竞争通信资源阶段和阅读器询问标签阶段组成。由于现有的阅读器防碰撞协议将每个阅读器视为同构和平等的，阅读器之间会在阅读器竞争通信资源阶段发送大量控制信号以竞争通信资源。这就造成了大量的控制信号碰撞，使得阅读器防碰撞协议的效果大打折扣。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有RFID系统的标签询问效率低下，同时阅读器在竞争通信资源时的损耗大的问题，提出一种基于分簇竞争的防碰撞方法、移动阅读器、可读存储介质，该方法能实现对通信资源的分层竞争，提高标签询问效率，减少阅读器在竞争通信资源时的损耗。为实现上述本专利技术目的，采用的技术方案如下：一种基于分簇竞争的防碰撞方法，所述防撞方法是每一轮执行包括以下阶段：竞争簇首RFID移动阅读器阶段、簇间通信资源竞争阶段、簇内通信资源竞争阶段、RFID移动阅读器换簇阶段；其中所述竞争簇首RFID移动阅读器阶段：RFID移动阅读器在服务器广播簇首竞争信号的同步下通过相互随机发送竞争信号的形式对簇首RFID移动阅读器进行竞争，成为簇首的RFID移动阅读器向通信范围内的阅读器广播簇信息，接收到簇信息的RFID移动阅读器加入到簇中；所述簇间通信资源竞争阶段：簇首RFID移动阅读器代表本簇竞争通信资源，各个簇首RFID移动阅读器根据竞争规则对各类通信资源信息进行竞争，竞争结束后，簇首RFID移动阅读器向本簇的阅读器广播簇间竞争获得的通信资源信息；所述簇内通信资源竞争阶段：簇内的RFID移动阅读器通过竞争规则对在簇间获得的通信资源进行竞争，竞争成功并获得通信资源的阅读器开始询问标签；RFID移动阅读器换簇阶段：在簇内竞争通信资源失败或由于移动性远离本簇簇首通信范围的RFID移动阅读器在本簇和相邻簇首阅读器的辅助下，进行换簇操作；换簇成功之后，根据新簇通信资源的利用情况对通信资源展开再竞争，以实现对通信资源的高效利用。优选地，所述对簇首RFID移动阅读器进行竞争，具体如下：所有的RFID移动阅读器在相同信道随机选择一个时隙广播竞争簇首信号，如果一个阅读器发送簇首竞争信号并且簇首信号没有产生碰撞，那么这个阅读器就为簇首阅读器；然后，成为簇首阅读器向通信范围内的阅读器广播簇信息，接收到簇信息的RFID移动阅读器加入到簇中。优选地，所述的通信资源信息包括频率、时隙。进一步地，所述的竞争规则，具体如下：采取随机选择竞争时隙，并在竞争时隙中广播信号，最先广播信号的阅读器竞争成功。优选地，所述的换簇操作，具体包括以下步骤：步骤1：切换信道，接收其他簇首发送的换簇辅助信息；步骤2：根据换簇辅助信息加入其他簇，并竞争簇内通信资源。基于以上所述的基于分簇竞争的防碰撞方法，本专利技术还提供了一种RFID移动阅读器，所述的移动阅读器在询问电子标签时实现上述所述的防碰撞方法的步骤。基于以上所述的基于分簇竞争的防碰撞方法，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的防碰撞方法的步骤。本专利技术的有益效果如下：本专利技术从RFID系统通信资源最优化分配的角度出发，先确定簇首阅读器，簇首阅读器代表本簇竞争簇通信资源，簇内的阅读器竞争再对本簇的通信资源进行再竞争，从而实现对通信资源的分层竞争，提高了竞争通信资源的效率，也减少阅读器在竞争通信资源时的损耗，最大化RFID系统的标签询问效率。附图说明图1是实施例1中的防碰撞方法的框架图。图2是实施例1中的RFID系统的部署图。图3是实施例1中的阅读器竞争簇首阅读器的时序图。图4是实施例1中的簇首阅读器竞争簇间通信资源竞争的时序图。图5是实施例1中的簇内阅读器竞争簇内通信资源竞争的时序图。图6是实施例1中阅读器换簇的时序图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做详细描述。实施例1如图1所示，一种基于分簇竞争防碰撞方法，每一轮执行包括竞争簇首阅读器阶段、簇间通信资源竞争阶段、簇内通信资源竞争阶段和阅读器换簇阶段：其中所述竞争簇首RFID移动阅读器阶段：RFID移动阅读器在服务器广播簇首竞争信号的同步下通过相互随机发送竞争信号的形式对簇首RFID移动阅读器进行竞争，各阅读器对簇首竞争；竞争簇首成功的阅读器为簇首阅读器，竞争簇首失败的阅读器为非簇首阅读器；成为簇首RFID移动阅读器向通信范围内的阅读器广播簇信息，接收到簇信息的RFID移动阅读器加入到簇中；所述簇间通信资源竞争阶段：簇首阅读器接收到来自服务器的簇间竞争信号后对簇间通信资源进行竞争。簇首RFID移动阅读器代表本簇竞争通信资源，各个簇首RFID移动阅读器根据竞争规则对各类通信资源信息进行竞争，竞争结束后，簇首阅读器获得通信资源后，进入簇内通信资源竞争阶段，且簇首RFID移动阅读器向本簇的阅读器广播簇间竞争获得的通信资源信息；所述簇内通信资源竞争阶段：簇内的RFID移动阅读器通过竞争规则对在簇间获得的通信资源进行竞争，竞争成功并获得通信资源的阅读器开始询问标签；没有获得通信资源的阅读器进入阅读器换簇阶段。RFID移动阅读器换簇阶段：在簇内竞争通信资源失败或由于移动性远离本簇簇首通信范围的RFID移动阅读器在本簇和相邻簇首阅读器的辅助下，进行换簇操作；换簇成功之后，根据新簇通信资源的利用情况对通信资源展开再竞争，以实现对通信资源的高效利用。在本实施例子中，在竞争簇首阅读器阶段和簇间通信资源竞争阶段。阅读器竞争的同步信息由轮询服务器(以下简称服务器)提供，阅读器询问标签时的状态由干扰范围表示，干扰范围指阅读器在询问标签时所产生的干扰信号能够抵达的范围，处于对方干扰范围内的两个或多个阅读器同时询问标签时，它们会相互干扰，造成询问标签失败。同时询问会相互产生干扰且造成询问标签失败的阅读器称为邻居阅读器。簇首阅读器广播簇内竞争信号的范围使用簇首广播范围表示。在本实施例中，所有阅读器都是同构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分簇竞争的防碰撞方法，其特征在于：所述防撞方法是每一轮执行包括以下阶段：竞争簇首RFID移动阅读器阶段、簇间通信资源竞争阶段、簇内通信资源竞争阶段、RFID移动阅读器换簇阶段；/n其中所述竞争簇首RFID移动阅读器阶段：RFID移动阅读器在服务器广播簇首竞争信号的同步下通过相互随机发送竞争信号的形式对簇首RFID移动阅读器进行竞争，成为簇首的RFID移动阅读器向通信范围内的阅读器广播簇信息，接收到簇信息的RFID移动阅读器加入到簇中；/n所述簇间通信资源竞争阶段：簇首RFID移动阅读器代表本簇竞争通信资源，各个簇首RFID移动阅读器根据竞争规则对各类通信资源信息进行竞争，竞争结束后，簇首RFID移动阅读器向本簇的阅读器广播簇间竞争获得的通信资源信息；/n所述簇内通信资源竞争阶段：簇内的RFID移动阅读器通过竞争规则对在簇间获得的通信资源进行竞争，竞争成功并获得通信资源的阅读器开始询问标签；/nRFID移动阅读器换簇阶段：在簇内竞争通信资源失败或由于移动性远离本簇簇首通信范围的RFID移动阅读器在本簇和相邻簇首阅读器的辅助下，进行换簇操作；换簇成功之后，根据新簇通信资源的利用情况对通信资源展开再竞争，以实现对通信资源的高效利用。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于分簇竞争的防碰撞方法，其特征在于：所述防撞方法是每一轮执行包括以下阶段：竞争簇首RFID移动阅读器阶段、簇间通信资源竞争阶段、簇内通信资源竞争阶段、RFID移动阅读器换簇阶段；
其中所述竞争簇首RFID移动阅读器阶段：RFID移动阅读器在服务器广播簇首竞争信号的同步下通过相互随机发送竞争信号的形式对簇首RFID移动阅读器进行竞争，成为簇首的RFID移动阅读器向通信范围内的阅读器广播簇信息，接收到簇信息的RFID移动阅读器加入到簇中；
所述簇间通信资源竞争阶段：簇首RFID移动阅读器代表本簇竞争通信资源，各个簇首RFID移动阅读器根据竞争规则对各类通信资源信息进行竞争，竞争结束后，簇首RFID移动阅读器向本簇的阅读器广播簇间竞争获得的通信资源信息；
所述簇内通信资源竞争阶段：簇内的RFID移动阅读器通过竞争规则对在簇间获得的通信资源进行竞争，竞争成功并获得通信资源的阅读器开始询问标签；
RFID移动阅读器换簇阶段：在簇内竞争通信资源失败或由于移动性远离本簇簇首通信范围的RFID移动阅读器在本簇和相邻簇首阅读器的辅助下，进行换簇操作；换簇成功之后，根据新簇通信资源的利用情况对通信资源展开再竞争，以实现对通信资源的高效利用。


2.根据权利要求1所述的基于分簇竞争的防碰撞方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中华，何冠男，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44