基于全分裂的标签防碰撞装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于全分裂的标签防碰撞装置及方法。该装置包括一个阅读器和ｎ个标签，每个标签包括一个计数器和一个随机数发生器，随机数发生器与计数器连接，所述阅读器用于发送指令给标签的计数器并接收计数器的信号，ｎ≥２且ｎ为自然数；该装置还包括指令数目计数器，所述指令数目计数器是阅读器或标签的一部分，其为标签的一部分时，指令数目计数器与标签的随机数发生器连接。本方法在０分支标签分裂的同时，非０分支同时进行分裂，缩短了分裂时间，可以使得标签回复碰撞次数降低，提高了多标签的清点效率，通过合理的完全分裂程度控制，可以保证在不增加过多空闲时隙的前提下，尽可能让标签快速地分散开，有效地减少了碰撞时隙。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信中射频识别(RFID)领域，具体涉及一种基于全分裂的标签防碰撞 装置及方法。
技术介绍
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对应多个电子标签。当 阅读器同时清点多个标签时，就会出现信道争用，发生碰撞，标签无法将信息正确发送给阅 读器。因此，需要采取一定的机制避免碰撞或减少碰撞。现有的RFID国际标准ISO 18000-6中，A类和C类采用时隙ALOHA算法，而B类采 用Binary Tree算法解决碰撞问题。时隙ALOHA和Binary Tree算法都是基于时分多路访问方 式。时隙ALOHA算法，是把时间分成若干离散时隙，要求标签随机选择其中一个时隙，在 时隙的分界处发送数据。在ISO 18000-6 A类和C类协议中，使用时隙ALOHA算法实现防 碰撞的过程为在每次清点过程开始，阅读器通知所有标签一个可选时隙的范围，标签从中 随机选择一个时隙回复，标签或成功发送或完全碰撞，若发生碰撞则重新选择并发送，直至 所有标签全部成功发送。Binary Tree算法示意图如图l所示，其基本思想与二叉树的深度优先遍历类似，它将处 于碰撞的标签分裂成左右两个子集0和1，先查询子集0，若没有冲突，则正确识别标签，若 仍有冲突则再分裂，把子集0分为00和01两个子集，依次类推，直到识别出子集O中的所 有标签，再按此步骤查询子集1 。在ISO 18000-6 B类协议中，使用Binary Tree算法实现防碰 撞的过程如图2所示阅读器发送开始清点指令，使所有标签开始回复，标签在收到指令后， 由随机数发生器生成0或1，这样就将标签分成随机数为0和随机数为1的两个子集，与二 叉树对应，这里我们称之为左分支(0分支)和右分支(l分支)；随机数为0的标签，即处 在左分支的标签，立即回复，而随机数为1的标签，即处在右分支的标签，将计数器值设为1，必须等待左分支回复完才能执行分裂回复；若没有碰撞并回复成功，则阅读器发送指令确 认，并使得标签计数器值减1;若标签碰撞，阅读器发送指令，使计数器为0的标签，即左 分支的标签重新分裂，计数器非0的标签，即右分支的标签计数器值加1;如此循环直到所 有标签全部成功回复。从对ISO 18000-6 B类协议防碰撞过程的描述，我们可以看出，此过程总是首先致力于解 决0分支的碰撞，让其分裂，直到0分支只剩下一个标签，也就是二叉树的叶子节点，将其 清点出来之后，才开始处理l分支的标签，处理完1分支之后依次处理2， 3， ...， n分支， 即总是从左到右顺序进行分裂清点。0分支分裂时，非0分支的多个标签始终不分裂， 一直 在等待0分支标签清点完成。这样在0分支清点完成之后，后续分支会浪费很多时间执行和 0分支类似的分裂过程。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于全分裂的并行分裂二叉树标签防 碰撞装置，以及一种基于全分裂的并行分裂二叉树标签防碰撞方法。本专利技术是对ISO 18000-6 B类协议中采用的Binary Tree算法进行有效改进，可以使得标签回复碰撞次数降低，提高了 多标签的清点效率，通过合理的完全分裂程度控制，可以保证在不增加过多空闲时隙的前提 下，尽可能让标签快速地分散开，有效地减少了碰撞时隙。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的-一种基于全分裂的标签防碰撞装置，包括一个阅读器和n个标签，每个标签包括一个计 数器和一个随机数发生器，随机数发生器与计数器连接，所述阅读器用于发送指令给标签的 计数器并接收计数器的信号，所述n》2且n为自然数；该装置还包括指令数目计数器，所述 指令数目计数器是阅读器或标签的一部份，其为标签的一部份时，指令数目计数器与标签的 随机数发生器连接。所述指令数目计数器是失败指令计数器时，其为标签的一部份，与标签的随机数发生器 连接，用于保存收到的失败指令数以及判断是否启动随机数发生器。所述指令数目计数器是正确清点计数器时，其为阅读器的一部份，用于记录正确清点的 标签数目以及判断阅读器是否发出指令。一种基于全分裂的标签防碰撞方法，包括如下步骤-步骤一、阅读器选择处于射频场区域的标签，设置完全分裂程度及规定时隙，然后发送指令开始清点标签，同时开始在规定的时隙内接收来自标签的信号，标签收到开始清点的指 令后，初始化自身信息，计数器设置为0，并回复ID (identity,身份标识号码)信息给阅读 器；步骤二、若阅读器在规定的时隙内正确接收标签的回复信息，阅读器就发送成功确认指 令，并进入下一个时隙接收，进入步骤三；若阅读器在规定的时隙内错误接收标签回复信息， 阅读器就发送失败确认指令，并进入下一个时隙接收，转入步骤四；步骤三、当标签收到成功确认指令时，发送的标签确认成功后离开清点过程，不再响应 与清点相关的指令，并将计数器值不为0的标签的计数器值减1，计数器值为0的标签回复 阅读器，直到所有标签已成功回复；步骤四、当标签收到失败确认指令时，如果完全分裂程度满足步骤一所设置的完全分裂 程度要求，那么未被清点的且计数器值为0的标签，启动随机数发生器，根据生成的随机数 进行分裂，更新计数器值为随机数的值；否则，所有的未被清点的标签都启动随机数发生器， 根据生成的随机数进行分裂，更新计数器值为原来计数器值的2倍再加产生的随机数，计数 器值为0的标签回复阅读器，直到所有标签已成功回复。所述步骤二中若阅读器在规定的时隙内未收到标签回复信息，阅读器就发送成功确认指 令，并进入下一个时隙接收，执行步骤三的操作，但此时没有被确认的标签。所述步骤一中，完全分裂程度是通过标签收到的失败确认指令数来控制，也可以是通过 标签的成功清点数来控制。当然，其它合理的完全分裂程度控制，也可以用在本专利技术的步骤 五中。进一步地，所述步骤一中，若完全分裂程度是通过标签收到的失败确认指令数来控制， 则在标签端增加一个失败指令计数器，保存收到的失败指令数，如果收到的失败指令数小于 m，那么所有的标签都分裂，启动随机数发生器，更新计数器值为原来计数器值的2倍再加 产生的随机数；否则，计数器为0的标签，启动随机数发生器，更新计数器值为产生的随机 数值；所述m《10， m为自然数。所述步骤一中，若完全分裂程度是通过标签的成功清点数来控制，则在阅读器端增加一 个正确清点计数器，记录正确清点的标签数目，当正确清点计数器的值小于1，阅读器未发 任何通知指令时，标签收到失败确认指令，实施完全分裂(即所有的标签都分裂)，启动随机 数发生器，更新计数器值为原来计数器值的2倍再加产生的随机数；当正确清点计数器的值 等于1时，阅读器发送命令通知标签，标签停止完全分裂，只有计数器为0的标签，启动随机数发生器，更新计数器值为产生的随机数值。使用本专利技术的具有以下有益效果本专利技术在O分支标签分裂的同时，非0分支同时进行分裂，这种完全的分裂与原有的每 次只有一个最左分支(0分支)分裂的过程相比，縮短了分裂时间，有利于标签在短时间内 分散幵，通过合理地控制完全分裂的程度，大大降低了碰撞分裂时间，节省了清点时间，提 高了清点效率，保证在不增加过多空闲时隙的前提下，让标签快速地分散开，有效地减少碰 撞时隙。附图说明图1是Binary Tree算法示意图2是现有RFID国本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于全分裂的标签防碰撞装置，包括一个阅读器和ｎ个标签，每个标签包括一个计数器和一个随机数发生器，随机数发生器与计数器连接，所述阅读器用于发送指令给标签的计数器并接收计数器的信号，所述ｎ≥２且ｎ为自然数；其特征在于，还包括指令数目计数器，所述指令数目计数器是阅读器或标签的一部份，其为标签的一部份时，指令数目计数器与标签的随机数发生器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：焦红爱，王立，张立堃，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]