專利名稱：一種多閱讀器防碰撞的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種多閱讀器防碰撞的方法及裝置。
背景技術(shù)：
射頻識別(RFID, Radio Frequency Identify)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。射頻識別技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。射頻識別技術(shù)的基本工作原理如下:閱讀器向其電磁場覆蓋區(qū)中的標簽發(fā)送射頻信號，標簽接收閱讀器發(fā)出的射頻信號后，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(對于無源標簽或被動標簽)，或者利用標簽攜帶的電池所提供的能量發(fā)送某一頻率的信號(對于有源標簽或主動標簽)；有源標簽可主動向閱讀器發(fā)送射頻信號。閱讀器讀取信息并解碼后，送至應用系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理，以達到對場區(qū)內(nèi)標簽的識別和數(shù)據(jù)收集。上述過程也稱為閱讀器清點標簽或識別標簽，其識別方法或清點方法在技術(shù)規(guī)范上也就是通信方法或空中接口標準等。目前，不同的射頻識別系統(tǒng)根據(jù)具體應用和技術(shù)要求不同而采用不同的通信(識另|J)方法。比如，國際標準ISO 18000-6和ISO 18000-7分別規(guī)范了工作在900MHz的無源射頻識別系統(tǒng)的通信方法和工作在433MHz的有源射頻識別系統(tǒng)的通信方法。在我國GJB7377.2-2011軍用射頻識別空中接口協(xié)議定義的有源射頻識別系統(tǒng)工作于2.45GHz頻段。一般地，一個射頻識別系統(tǒng)由一個閱讀器和多個標簽組成，在ISO 18000-6type C中規(guī)定的閱讀器與標簽通信的方法是:閱讀器通過發(fā)送查詢命令(Query)發(fā)起一個清點周期，標簽收到該查詢命令后，根據(jù)命令參數(shù)Q隨機在O到2q-1范圍內(nèi)選擇一個整數(shù)，默認選O的發(fā)送。發(fā)送的標簽同時攜帶一個16位隨機數(shù)RN16作為臨時身份ID,若發(fā)送成功，以此ID為身份信息完成閱讀器與標簽之間的鑒別。鑒別成功后，閱讀器發(fā)送點到點的命令讀取標簽攜帶的信息，例如:EPC (Electronic Product Code,電子物品編碼)、TID (Tagidentifier，標簽識別號)等。此外，閱讀器可以通過命令完成寫操作。沒有發(fā)送成功的標簽，等待下一個查詢命令(Query)重新響應。在ISO 18000-7中規(guī)定的閱讀器與標簽通信的方法是:閱讀器發(fā)送特定的波形作為喚醒信號，喚醒處于休眠狀態(tài)的標簽。標簽被喚醒后，等待接收閱讀器發(fā)送的收集命令(Collection)。標簽收到該收集命令后，根據(jù)參數(shù)隨機地在一個時間窗口內(nèi)選擇一個時間片回復自己的信息(也就是選擇成幀的時隙ALOHA中一個幀內(nèi)的一個時隙發(fā)送自己的信息)。閱讀器接收完一個時間窗口(或一幀)后，對發(fā)送成功的標簽進行確認，同時進一步讀取標簽信息，比如UDB (Universal Data Block,通用數(shù)據(jù)塊)，讀取成功后發(fā)送休眠命令，該標簽收到休眠命令后，進入休眠狀態(tài)，無法響應后續(xù)收集命令，直到下次被喚醒后。沒有發(fā)送成功的標簽，在后續(xù)的時間窗內(nèi)重新選擇時間片并發(fā)送。在GJB 7377.2-2011中規(guī)定的閱讀器與標簽的通信方法是:標簽通常處于休眠狀態(tài)或者周期性休眠/蘇醒狀態(tài)，在閱讀器與標簽通信之前，必須通過外部喚醒系統(tǒng)將標簽喚醒或者保證標簽在蘇醒狀態(tài)，閱讀器與標簽的通信過程分為喚醒期、接入期、收集期和會話期。閱讀器向處于喚醒狀態(tài)的標簽發(fā)送接入命令，并按照事先設定的防碰撞協(xié)議，使所有已喚醒的標簽接入，并為每個已接入的標簽分配表示其在收集時隙中時隙位置的收集時隙編號；閱讀器發(fā)出收集命令后，標簽按照其接收到的收集時隙編號所決定的收集時隙的時隙位置將收集指令(收集命令)要求的數(shù)據(jù)傳輸?shù)介喿x器。在會話期閱讀器與標簽進行點到點的通信，之后，閱讀器發(fā)送休眠命令使得標簽處于休眠狀態(tài)。可以看到，在上述有源射頻識別系統(tǒng)中，標簽在不清點或識別過程之外時通常需要處于休眠狀態(tài)，以節(jié)省標簽能量，從而獲得更長的使用壽命。因此，在對標簽進行識別之前，通常會發(fā)送一定時長的喚醒信號，以激活標簽，打開標簽通信模塊。當標簽被激活后，通常會由閱讀器發(fā)起清點過程，并執(zhí)行一個預定的防碰撞協(xié)議，以達到多標簽的識別過程。對于無源RFID系統(tǒng)，通常不需要喚醒過程，而是閱讀器直接發(fā)送命令以發(fā)起一個清點過程。由上面的描述可以看到，現(xiàn)有的RFID系統(tǒng)通常都是在單閱讀器環(huán)境下工作的，也就是一個RFID系統(tǒng)中只有一個閱讀器或者在閱讀器工作區(qū)域內(nèi)只有一套RFID系統(tǒng)在工作。這樣，單個閱讀器是工作區(qū)域內(nèi)唯一的發(fā)起主設備，易于設備管理和與環(huán)境系統(tǒng)共存。然而，隨著RFID技術(shù)應用的不斷發(fā)展，越來越多的實際系統(tǒng)出現(xiàn)了多個閱讀器共存的需求，也就是一個大的RFID應用系統(tǒng)可能出現(xiàn)不止一個閱讀器或者一個RFID應用場區(qū)內(nèi)可能出現(xiàn)不止一個獨立的RFID系統(tǒng)，在這種環(huán)境下，必然存在RFID系統(tǒng)，特別是RFID系統(tǒng)中多閱讀器之間的相互干擾，這種干擾具體表現(xiàn)為:處于兩個或多個閱讀器交疊區(qū)域內(nèi)的標簽同時收到來自不同閱讀器的信號時產(chǎn)生的干擾，或者相互處于覆蓋區(qū)內(nèi)的多個閱讀器發(fā)射或接收信號時產(chǎn)生的干擾等，這種干擾我們稱之為閱讀器碰撞。這很可能使某個閱讀器的清點過程由于受到其它同頻率工作的閱讀器清點過程的干擾而無法正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述存在多閱讀器碰撞的缺陷，提供一種避免多閱讀器碰撞的多閱讀器防碰撞的方法及裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種多閱讀器防碰撞的方法，包括如下步驟:A)閱讀器獲取可用信道列表；所述可用信道列表包括每一個可用信道的信道信息；B)所述閱讀器以預定的規(guī)則從所述可用信道列表中選擇第一信道作為要工作的信道，并通過發(fā)送命令喚醒標簽并使所述標簽切換到所述第一信道；C)所述閱讀器在所述第一信道上開始執(zhí)行清點過程，并在執(zhí)行所述清點過程中判斷所述第一信道是否存在干擾信號，如是，執(zhí)行步驟D);否則，執(zhí)行步驟E);所述清點過程包括閱讀器與標簽之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的過程；D)判斷所述干擾信號對所述清點過程的干擾程度是否在預設的范圍內(nèi)，如是，所述閱讀器繼續(xù)執(zhí)行并完成所述清點過程；否則，返回步驟A)；E)所述閱讀器按正常流程執(zhí)行并完成所述清點過程。在本發(fā)明所述的多閱讀器防碰撞的方法中，所述步驟A)進一步包括:Al)閱讀器偵聽當前信道，并判斷所述當前信道的信號功率是否超過預先設定的門限值，如是，斷定所述當前信道被其他閱讀器占用并執(zhí)行步驟A2);否則，將當前信道的信道信息寫入所述可用信道列表中并執(zhí)行步驟A4)；A2)所述閱讀器偵聽并接收當前信道的信號幀；A3)對所述信號幀進行解析，并依據(jù)解析后的信息判斷占用所述當前信道的其他閱讀器與所述閱讀器是否同類，如是，按照事先約定的優(yōu)先級選擇優(yōu)先級高的閱讀器在所述當前信道上工作并執(zhí)行步驟A4);否則，退出所述當前信道并執(zhí)行步驟A4)；A4)判斷所有的信道是否已被偵聽完，如是，執(zhí)行步驟A5);否則，獲取下一個信道并返回步驟Al);A5)結(jié)束本次偵聽工作。在本發(fā)明所述的多閱讀器防碰撞的方法中，所述步驟A)進一步包括:Al’)閱讀器通過接口向其上層系統(tǒng)發(fā)送請求；A2’ )所述上層系統(tǒng)通過所述接口將所述可用信道列表傳送給所述閱讀器。在本發(fā)明所述的多閱讀器防碰撞的方法中，所述第一信道是所述可用信道列表中信道噪聲水平最低的信道或所述可用信道列表中設定個數(shù)信道質(zhì)量較優(yōu)的信道中的任意
一個信道。在本發(fā)明所述的多閱讀器防碰撞的方法中，所述步驟B)中閱讀器發(fā)送的命令中至少包括所述第一信道的信道編號和標簽轉(zhuǎn)入所述第一信道所需的時間信息。在本發(fā)明所述的多閱讀器防碰撞的方法中，所述信道信息包括頻點信息或/和狀態(tài)信息或/和噪聲水平或/和信道編號。在本發(fā)明所述的多閱讀器防碰撞的方法中，所述閱讀器偵聽的時間至少大于閱讀器及標簽的收發(fā)轉(zhuǎn)換時間的最大值。本發(fā)明還涉及一種實現(xiàn)上述多閱讀器防碰撞的方法的裝置，包括:列表獲取模塊:用于使閱讀器獲取可用信道列表；所述可用信道列表包括每一個信道的信道信息；信道選擇及切換模塊:用于使所述閱讀器以預定的規(guī)則從所述可用信道列表中選擇第一信道作為要工作的信道，并通過發(fā)送命令喚醒標簽并使所述標簽切換到所述第一信道;清點及信道判斷模塊:用于使所述閱讀器在所述第一信道上開始執(zhí)行清點過程，并在執(zhí)行所述清點過程中判斷所述第一信道是否存在干擾信號；所述清點過程包括閱讀器與標簽之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的過程；干擾程度判斷模塊:用于判斷所述干擾信號對所述清點過程的干擾程度是否在預設的范圍內(nèi)，如是，所述閱讀器繼續(xù)執(zhí)行并完成所述清點過程；清點執(zhí)行及完成模塊:用于使所述閱讀器按正常流程執(zhí)行并完成所述清點過程。在本發(fā)明所述的實現(xiàn)上述多閱讀器防碰撞的方法的裝置中，所述列表獲取模塊進一步包括:信道偵聽及判斷單元:用于使閱讀器偵聽當前信道，并判斷所述當前信道的信號功率是否超過預先設定的門限值，如是，斷定所述當前信道被其他閱讀器占用；否則，將當前信道的信道信息寫入所述可用信道列表中；信號幀偵聽及接收單元:用于使所述閱讀器偵聽并接收當前信道的信號幀；
信號幀解析及判斷單元:用于對所述信號幀進行解析，并依據(jù)解析后的信息判斷占用所述當前信道的其他閱讀器與所述閱讀器是否同類，如是，按照事先約定的優(yōu)先級選擇優(yōu)先級高的閱讀器在所述當前信道上工作；否則，退出所述當前信道；信道遍歷單元:用于判斷所有的信道是否已被偵聽完，并在未被偵聽完時獲取下一個信道；結(jié)束單元:用于結(jié)束本次偵聽工作。在本發(fā)明所述的實現(xiàn)上述多閱讀器防碰撞的方法的裝置中，所述列表獲取模塊進一步包括:請求發(fā)送單元:用于使閱讀器通過接口向其上層系統(tǒng)發(fā)送請求；列表傳送單元:用于使所述上層系統(tǒng)通過所述接口將所述可用信道列表傳送給所述閱讀器。實施本發(fā)明的多閱讀器防碰撞的方法及裝置，具有以下有益效果:由于閱讀器從可用信道列表中選擇第一信道作為要工作的信道，并通過發(fā)送命令喚醒標簽并使標簽切換到所述第一信道；閱讀器在第一信道上執(zhí)行清點過程中判斷第一信道是否存在干擾信號，并在存在干擾信號時判斷干擾信號對清點過程的干擾程度是否在預設的范圍內(nèi)，如在預設的范圍內(nèi)，則繼續(xù)執(zhí)行并完成清點過程；否則，退出本次清點過程，這樣使得同一應用區(qū)域內(nèi)的多個獨立可移動的閱讀器通過適當?shù)男诺肋x擇機制，在不同的信道獨立工作，從而避免了多閱讀器的相互干擾，所以其避免多閱讀器碰撞。


圖1是不同閱讀器收發(fā)碰撞的示意圖；圖2是標簽同時接收不同閱讀器的信號時發(fā)生碰撞的示意圖；圖3是本發(fā)明多閱讀器防碰撞的方法及裝置實施例中方法的流程圖；圖4是所述實施例中閱讀器獲取可用信道列表在一種情況下的具體流程圖；圖5是所述實施例中閱讀器獲取可用信道列表在另一種情況下的具體流程圖；圖6是所述實施例中裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是所述實施例中列表獲取|旲塊的結(jié)構(gòu)不意圖；圖8是所述實施例中對兩個閱讀器防碰撞的一個不意圖；圖9是所述實施例中對兩個閱讀器防碰撞的另一個示意圖；圖10是所述實施例中對兩個閱讀器防碰撞的又一個不意圖。
具體實施例方式為了便于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解并實施本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進一步說明。一個典型的RFID系統(tǒng)通常是由一個閱讀器和多個標簽構(gòu)成，通常系統(tǒng)由閱讀器發(fā)起清點過程，通過命令或響應的模式完成閱讀器場區(qū)內(nèi)標簽的清點。隨著RFID技術(shù)應用不斷推廣和成熟，越來越多的應用場景將出現(xiàn)多閱讀器同時工作的情景。例如，在大型倉庫中，當多名工作人員用手持閱讀器分別查找物品時，很有可能造成某個閱讀器的清點過程受到其它同頻率工作的閱讀器清點過程的干擾而無法正常進行。
在RFID系統(tǒng)或RFID網(wǎng)絡中，當多個閱讀器在同一場區(qū)或者相互交疊場區(qū)同時同頻工作時，則產(chǎn)生相互干擾，這種干擾稱為閱讀器碰撞。一般情況下，獨立且同頻工作的多閱讀器移動環(huán)境下引發(fā)的碰撞有同區(qū)域的多閱讀器收發(fā)碰撞、標簽同時接收多閱讀器信號碰撞、閱讀器接收不同網(wǎng)絡標簽信號碰撞和不同網(wǎng)絡標簽收發(fā)碰撞等情況。圖1和圖2給出了兩種多閱讀器碰撞的情況示例，其中圖1為不同閱讀器收發(fā)碰撞的示意圖。圖1中，Rl和R2表示兩個不同的閱讀器，它們同頻獨立工作，Tl和T2分別為Rl和R2各自讀寫場區(qū)范圍內(nèi)的標簽。一般情況下，閱讀器天線為全向輻射，因此，如圖1所示，Rl與R2互相落于對方場區(qū)內(nèi)，當Rl和R2同時清點其場區(qū)內(nèi)的不同標簽(Tl和T2)時，即使標簽(Tl和T2)相隔很遠，也因為閱讀器信號可以互相到達對方，從而在閱讀端產(chǎn)生干擾，特別是對于移動閱讀器環(huán)境下，這種碰撞發(fā)生的可能性較大。圖2為標簽同時接收不同閱讀器的信號時發(fā)生碰撞的示意圖，圖2中，若標簽T同處于兩個閱讀器Rl和R2共同場區(qū)的交疊區(qū)域時，標簽T很有可能同時收到來自不同閱讀器(Rl和R2)的信號，或者多個閱讀器同時向同一個標簽發(fā)起清點操作，則在標簽端發(fā)生信號干擾，即多閱讀器碰撞。要解決上述碰撞問題，就必須使得同頻工作的閱讀器信號在時間或空間上不能重疊，或者使多個閱讀器在不同頻率同時工作?；谏鲜鏊枷?，本發(fā)明提出一種多閱讀器防碰撞的方法及裝置。在本發(fā)明多閱讀器防碰撞的方法及裝置實施例中，其方法的流程圖如圖3所示，該方法包括:步驟SOl閱讀器獲取可用信道列表:本步驟中，閱讀器獲取可用信道列表，可用信道列表包括每一個可用信道的信道信息。RFID系統(tǒng)中的信道信息通常是指閱讀器和標簽所共同已知的系統(tǒng)通信所需的頻點及占用寬度信息，當占用寬度一致時，通常利用頻點信息表示信道信息。閱讀器獲取信道列表信息是指閱讀器獲得可用的頻點信息。獲取的方法主要通過閱讀器自行檢測分析獲取或RFID系統(tǒng)輔助提供該可用信道列表信息兩種途徑。換句話說，閱讀器通過對外部信道環(huán)境掃描分析或者通過RFID系統(tǒng)上層網(wǎng)絡獲得信道信息和可用信道列表。閱讀器通過外部信道環(huán)境掃描分析是指閱讀器通過偵聽所有系統(tǒng)允許使用的信道，并記錄可用于描述信道質(zhì)量的相關(guān)參數(shù)，并將信道信息和可用信道列表整理供信道選擇時使用。通過RFID系統(tǒng)上層網(wǎng)絡獲得信道信息和信道列表信息是指RFID系統(tǒng)中通過其它設備和其它方式已經(jīng)實時的獲取了閱讀器當前使用環(huán)境中的可用信道信息及可用信道列表，并將該信息通過RFID系統(tǒng)中閱讀器與上層系統(tǒng)的接口傳送給閱讀器，供閱讀器使用。在本實施例的一些情況下，上述信道信息包括頻點信息或/和狀態(tài)信息或/和噪聲水平或/和信道編號，其中，狀態(tài)信息為信道的空閑/忙之類的信息。步驟S02閱讀器以預定的規(guī)則從可用信道列表中選擇第一信道作為要工作的信道，并通過發(fā)送命令喚醒標簽并使標簽切換到第一信道:本步驟中，閱讀器以預定的規(guī)則從可用信道列表中選擇第一信道作為要工作的信道，并通過發(fā)送命令喚醒標簽并使標簽切換到第一信道，其實就是閱讀器以預定的規(guī)則從可用信道列表中選擇第一信道作為要使用的信道，并送命令進行清點初始化過程。本實施例中，為了描述方便，將閱讀器選擇的信道稱為第一信道。閱讀器以預定的規(guī)則選擇第一信道是指閱讀器可以根據(jù)信道質(zhì)量優(yōu)劣的排序，選擇較優(yōu)的信道；或者在認定的可用優(yōu)質(zhì)信道范圍內(nèi)任意選擇一個信道。閱讀器根據(jù)信道質(zhì)量優(yōu)劣是指根據(jù)檢測的可用信道的信道噪聲水平，選擇信道噪聲水平較低的信道作為選用信道。對于沒有更為具體的可用信道噪聲水平信息時，則在可用信道列表中隨機選擇或以其它順序選擇。本實施例中，第一信道是可用信道列表中信道噪聲水平最低的信道或可用信道列表中設定個數(shù)信道質(zhì)量較優(yōu)的信道中的任意一個信道。上述設定個數(shù)根據(jù)具體需要可進行相應設置。閱讀器發(fā)送命令使清點初始化是指對于有源RFID系統(tǒng)，若需要外部喚醒的時，則首先發(fā)送喚醒命令，隨后發(fā)送標簽清點的起始命令；例如，在滿足GJB 7377.2-2011中規(guī)定的工作于2.45GHz的有源射頻識別系統(tǒng)中，RFID系統(tǒng)先通過低頻激勵器喚醒處于休眠狀態(tài)的標簽，或者連續(xù)發(fā)送一定時長的就緒命令使得周期性休眠的標簽處于喚醒狀態(tài)。閱讀器同時通過就緒命令設定了已選定的信道序號(信道編號)，并指示標簽在一定時間內(nèi)切換到新的信道(本實施例中為第一信道)工作。若無需喚醒標簽或?qū)τ跓o源RFID系統(tǒng)，則閱讀器直接發(fā)送標簽清點的起始命令。例如，對于滿足IS0/IEC18000-6 Type C的無源RFID系統(tǒng)，由于標簽為背射調(diào)制的工作方式，則當閱讀器調(diào)整到新的信道(本實施例中為第一信道)時，閱讀器只須在新的信道直接發(fā)送Query命令，標簽會通過檢測接收到的載波而自行轉(zhuǎn)換到新的信道(本實施例中為第一信道)工作。并且，閱讀器在發(fā)送標簽清點的起始命令中需要傳送信道選擇結(jié)果信息和轉(zhuǎn)入已選信道的工作方法信息。閱讀器發(fā)送的信道選擇結(jié)果信息和轉(zhuǎn)入已選信道的工作方法信息也可部分或全部的由喚醒命令傳遞給標簽。信道選擇結(jié)果信息至少包含系統(tǒng)工作信道序號(編號)信息，轉(zhuǎn)入已選信道的工作方法信息至少包括轉(zhuǎn)換時間信息(標簽轉(zhuǎn)換到已選信道所需的時間)。本實施例中，閱讀器發(fā)送的命令中至少包括第一信道的信道編號和標簽轉(zhuǎn)入第一信道所需的時間信息。閱讀器發(fā)送喚醒或就緒命令進行初始化時，當多個閱讀器都為相同工作過程時，其默認信道一般都相同，因此，可能出現(xiàn)多個初始化命令碰撞的情形，例如，在滿足GJB7377.2-2011中規(guī)定的工作于2.45GHz的有源射頻識別系統(tǒng)中，多個閱讀器在默認信道發(fā)送就緒命令時可能碰撞，這樣多個閱讀器都無法完成初始化，當判定就緒命令發(fā)生碰撞時，則可隨機延時后重新發(fā)送。步驟S03閱讀器在第一信道上開始執(zhí)行清點過程，并在執(zhí)行清點過程中判斷第一信道是否存在干擾信號:本步驟中，閱讀器在第一信道上開始執(zhí)行清點過程，也就是說，閱讀器在已經(jīng)選定的第一信道上開始執(zhí)行預定的單閱讀器環(huán)境下正常的清點流程，也即閱讀器在第一信道上上按照正常的單閱讀器環(huán)境下的通信協(xié)議執(zhí)行標簽清點過程。例如，在滿足GJB 7377.2-2011中規(guī)定的工作于2.45GHz的有源射頻識別系統(tǒng)中，閱讀器發(fā)送就緒命令使得標簽轉(zhuǎn)換到新設定的信道(第一信道)，并發(fā)送接入命令完成標簽防碰撞過程，而后發(fā)送收集命令收集標簽TID等信息，最后在會話期對標簽進行讀寫信息操作，而后發(fā)送休眠命令使標簽休眠。值得一提的是，上述清點過程包括閱讀器與標簽之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的過程。在執(zhí)行清點過程中判斷第一信道是否存在干擾信號，如果判斷的結(jié)果為是，執(zhí)行步驟S05 ;如果判斷的結(jié)果為否，執(zhí)行步驟S04。步驟S04閱讀器按正常流程執(zhí)行并完成清點過程:如果上述步驟S03的判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，閱讀器按正常流程執(zhí)行并完成清點過程。步驟S05判斷干擾信號對清點過程的干擾程度是否在預設的范圍內(nèi):如果上述S03的判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，判斷干擾信號對清點過程的干擾程度是否在預設的范圍內(nèi)，這里，預設的范圍有多種，例如:事先設置一個設定次數(shù)或設定時間，如閱讀器向標簽連續(xù)發(fā)送設定次數(shù)命令，都沒得到標簽的回復；或閱讀器向標簽發(fā)送命令后，在設定時間內(nèi)未得到標簽的回復；上述設定次數(shù)或設定時間就是預設的范圍。當然，根據(jù)不同情況，預設的范圍也可設置成其他條件。本步驟中，如果判斷的結(jié)果為是，執(zhí)行步驟S06;如果判斷的結(jié)果為否，返回步驟SOI。值得一提的是，閱讀器在已經(jīng)選定的信道(第一信道)執(zhí)行單閱讀器正常清點流程過程中，由于出現(xiàn)干擾而導致無法正常實施清點時，閱讀器可以通過接收并解析鄰近閱讀器信號信息并確認是否存在多閱讀器干擾，或者閱讀器可通過偵聽信道并分析信道環(huán)境并確認信道是否受到干擾，當閱讀器檢測到存在干擾時，可根據(jù)預設的條件決定是否退出該
第一信道。閱讀器檢測到信道干擾而無法繼續(xù)正常清點是指若閱讀器所工作的信道(第一信道)出現(xiàn)了干擾，使得閱讀器與標簽的正常通信無法完成時，閱讀器可偵聽信道，若存在新的閱讀器信號，可以更進一步接收并解析該信號以確認是否存在多閱讀器。在多閱讀器環(huán)境下，特別是移動閱讀器環(huán)境下，很有可能選擇相同信道的相隔較遠距離的閱讀器因為移動而靠近，從而產(chǎn)生相互干擾。當閱讀器檢測到其它干擾源的干擾信號，而使得當前信道無法完成清點時，閱讀器可連續(xù)發(fā)送休眠命令，以結(jié)束當前清點過程。閱讀器可根據(jù)干擾信號對當前系統(tǒng)工作造成的影響程度判斷是否放棄當前信道并轉(zhuǎn)向步驟SOl開始新的清點流程。根據(jù)閱讀器的判斷，若沒有發(fā)現(xiàn)其它干擾或者干擾不足以影響當前清點而未放棄當前信道時，閱讀器繼續(xù)執(zhí)行正常清點流程，直至結(jié)束。針對本實施例而言，上述步驟SOl可進一步進行細化，其細化后在一種情況下的具體流程圖如圖4所示，圖4中，其進一步包括:步驟SlO閱讀器偵聽當前信道，并判斷當前信道的信號功率是否超過預先設定的門限值:本步驟中，閱讀器偵聽當前信道，并判斷當前信道的信號功率是否超過預先設定的門限值，如果判斷的結(jié)果為是，執(zhí)行步驟S12 ;否則，執(zhí)行步驟S11。在本實施例的另外一些情況下，上述信號功率也可換成其他與信道質(zhì)量相關(guān)的參數(shù)。步驟Sll將當前信道的信道信息寫入可用信道列表中:如果上述步驟SlO的判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，將當前信道的信道信息寫入可用信道列表中，以供后續(xù)選擇信道用。執(zhí)行完本步驟，執(zhí)行步驟S17。步驟S12斷定當前信道被其他閱讀器占用:如果上述步驟SlO的判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，斷定當前信道被其他閱讀器占用。步驟S13閱讀器偵聽并接收當前信道的信號幀:本步驟中，對于相同的RFID系統(tǒng)，閱讀器進一步偵聽并接收當前信道的信號幀，以進一步提高RFID系統(tǒng)的運行效率和識別準確性。值得一提的是，閱讀器偵聽的時間至少大于RFID系統(tǒng)的閱讀器及標簽的收發(fā)轉(zhuǎn)換時間的最大值。步驟S14對信號幀進行解析，并依據(jù)解析后的信息判斷占用當前信道的其他閱讀器與閱讀器是否同類:本步驟中，對信號幀進行解析，并依據(jù)解析后的信息判斷占用當前信道的其他閱讀器與當前閱讀器是否同類，如是，執(zhí)行步驟S16 ;否則，執(zhí)行步驟S15。
步驟S15退出當前信道:如果上述步驟S14的判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，退出當前信道。執(zhí)行完本步驟，執(zhí)行步驟S17。步驟S16按照事先約定的優(yōu)先級選擇優(yōu)先級高的閱讀器在當前信道上工作:如果上述步驟S14的判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，在多閱讀器環(huán)境下，按照事先約定的優(yōu)先級選擇優(yōu)先級高的閱讀器在當前信道上工作。執(zhí)行完本步驟，執(zhí)行步驟S17。步驟S17判斷所有的許可信道是否已被偵聽完:本步驟中，判斷所有的許可信道是否已被偵聽完，如果判斷的結(jié)果為是，執(zhí)行步驟S18 ;否則，執(zhí)行步驟S19。步驟S18結(jié)束本次偵聽工作:如果上述步驟S17的判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，結(jié)束本次偵聽工作。步驟S19繼續(xù)獲取下一個信道:如果上述步驟S17的判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，繼續(xù)獲取下一個信道。執(zhí)行完本步驟，返回步驟S10。上述細化后的過程可簡單描述為:閱讀器可以通過分別偵聽已知的所有許可信道，并根據(jù)偵聽的結(jié)果判定該信道是否有閱讀器在工作。閱讀器幀聽信道并檢測是否有閱讀器占用某信道時，可以首先通過判斷該信道的信號功率是否超過某一門限值，若超過則認為該信道被占用。當偵聽完畢之后，閱讀器可以獲得可用信道的列表信息供后續(xù)選擇工作信道用。若對于相同的RFID系統(tǒng)，則閱讀器可進一步偵聽并接收其完整信號幀，解析其信息，從而判斷是否為其它閱讀器工作相關(guān)信息。針對本實施例而言，上述步驟SOl細化后在另一種情況下的具體流程圖如圖5所示，圖5中,其進一步包括:步驟SlT閱讀器通過接口向其上層系統(tǒng)發(fā)送請求:若在應用過程中為多個閱讀器組成的RFID網(wǎng)絡，也就是說多個閱讀器之間可能通過其它網(wǎng)絡互聯(lián)，且共同使用當前應用范圍內(nèi)的信道資源，則RFID網(wǎng)絡系統(tǒng)可以利用其它輔助設備周期性獲取當前信道使用情況及可用信道列表，當網(wǎng)絡中的閱讀器需要發(fā)起清點時，可從網(wǎng)絡系統(tǒng)獲取該信道信息。值得一提的是，RFID系統(tǒng)的輔助設備與閱讀器之間通過接口連接，上述輔助設備可控制與協(xié)調(diào)多個閱讀器之間的工作，閱讀器在發(fā)現(xiàn)問題時，可將問題反饋至輔助設備并由輔助設備仲裁。本步驟中，閱讀器需要發(fā)起清點時，閱讀器通過接口向其上層系統(tǒng)(上層網(wǎng)絡)發(fā)送請求。步驟S12’上層系統(tǒng)通過所述接口將可用信道列表傳送給閱讀器:本步驟中，上層系統(tǒng)通過所述接口將可用信道列表傳送給閱讀器，閱讀器由此獲得了可用信道列表。本實施例還涉及一種實現(xiàn)上述方法的裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示，圖6中，該裝置包括列表獲取模塊1、信道選擇及切換模塊2、清點及信道判斷模塊3、干擾程度判斷模塊4和清點執(zhí)行及完成模塊5 ;其中，列表獲取模塊I用于使閱讀器獲取可用信道列表；可用信道列表包括每一個信道的信道信息；信道選擇及切換模塊2用于使閱讀器以預定的規(guī)則從所述可用信道列表中選擇第一信道作為要工作的信道，并通過發(fā)送命令喚醒標簽并使標簽切換到第一信道；清點及信道判斷模塊3用于使閱讀器在第一信道上開始執(zhí)行清點過程，并在執(zhí)行清點過程中判斷第一信道是否存在干擾信號；清點過程包括閱讀器與標簽之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的過程；干擾程度判斷模塊4用于判斷干擾信號對所述清點過程的干擾程度是否在預設的范圍內(nèi)，如是，閱讀器繼續(xù)執(zhí)行并完成清點過程；清點執(zhí)行及完成模塊5用于使閱讀器按正常流程執(zhí)行并完成清點過程。
上述列表獲取模塊I進一步包括信道偵聽及判斷單元11、信號幀偵聽及接收單元12、信號幀解析及判斷單元13、信道遍歷單元14和結(jié)束單元15 ;其中，信道偵聽及判斷單元11用于使閱讀器偵聽當前信道，并判斷當前信道的信號功率是否超過預先設定的門限值，如是，斷定當前信道被其他閱讀器占用；否則，將當前信道的信道信息寫入所述可用信道列表中；信號幀偵聽及接收單元12用于使閱讀器偵聽并接收當前信道的信號幀；信號幀解析及判斷單元13用于對信號幀進行解析，并依據(jù)解析后的信息判斷占用當前信道的其他閱讀器與上述閱讀器是否同類，如是，按照事先約定的優(yōu)先級選擇優(yōu)先級高的閱讀器在當前信道上工作；否則，退出當前信道；信道遍歷單元14用于判斷所有的信道是否已被偵聽完，并在未被偵聽完時獲取下一個信道；結(jié)束單元15用于結(jié)束本次偵聽工作。圖7是本實施例中列表獲取|吳塊在另一種情況下的結(jié)構(gòu)意圖。圖7中，列表獲取模塊I進一步包括請求發(fā)送單元11’和列表傳送單元12’ ；其中，請求發(fā)送單元11’用于使閱讀器通過接口向其上層系統(tǒng)發(fā)送請求；列表傳送單元12’用于使上層系統(tǒng)通過接口將可用信道列表傳送給閱讀器。圖8至圖10為本實施例中該多閱讀器防碰撞的方法保證多閱讀器共同工作的示意圖。圖8是本實施例中對兩個閱讀器防碰撞的一個不意圖；圖9是本實施例中對兩個閱讀器防碰撞的另一個示意圖；圖10是本實施例中對兩個閱讀器防碰撞的又一個示意圖。圖8至圖10中，RFID系統(tǒng)為滿足GJB 7377.2-2011中規(guī)定的工作于2.45GHz的有源射頻識別系統(tǒng)，并設標簽在清點前處于周期性休眠/喚醒狀態(tài)。閱讀器Rl和R2分別為不同工作人員所持的手持閱讀器，并獨立使用。利用本發(fā)明提供的多閱讀器防碰撞的方法的工作過程如下:(I)如圖8所示，閱讀器Rl先于閱讀器R2清點其場區(qū)內(nèi)的標簽Tl，并與標簽Tl通信，其工作信道為信道I。(2)如圖9所示，當閱讀器R2要發(fā)起清點時，閱讀器R2先掃描當前所有16個信道，通過掃描閱讀器Rl獲得信道信息為信道I有閱讀器在使用，其它信道空閑。信道O為默認信道。(3)如圖10所示，閱讀器R2在信道2至信道15中任意選擇了信道5作為清點過程要使用的信道。閱讀器R2先發(fā)送至少兩個休眠周期的就緒命令，以此喚醒標簽T2。就緒命令包含的信道序號(信道編號)為5和切換時延(切換到已選擇的信道所用的時間)為lms。標簽T2收到就緒命令后根據(jù)就緒命令所指示的信道信息,在Ims內(nèi)切換到信道5等待閱讀器R2的后續(xù)清點命令。閱讀器Rl和R2分別在信道I和信道5清點標簽Tl和T2，直至清點結(jié)束，閱讀器Rl和R2分別向標簽Tl和T2發(fā)送休眠命令使其進入休眠。其清點過程未遇到其它閱讀器的干擾?？傊?，在本實施例中，閱讀器通過適當?shù)男诺肋x擇機制，在不同的信道獨立工作，該多閱讀器防碰撞的方法可以簡單有效地解決RFID應用中多閱讀器碰撞問題，多閱讀器能同時存在并互不干擾地工作，從而解決了復雜RFID應用場景中多閱讀器共存問題，同時在清點過程中進一步判斷是否存在干擾，及根據(jù)干擾的程度進行相應的處理，提高了 RFID系統(tǒng)的運行效率和識別準確性。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種多閱讀器防碰撞的方法，其特征在于，包括如下步驟: A)閱讀器獲取可用信道列表；所述可用信道列表包括每一個可用信道的信道信息； B)所述閱讀器以預定的規(guī)則從所述可用信道列表中選擇第一信道作為要工作的信道，并通過發(fā)送命令喚醒標簽并使所述標簽切換到所述第一信道； C)所述閱讀器在所述第一信道上開始執(zhí)行清點過程，并在執(zhí)行所述清點過程中判斷所述第一信道是否存在干擾信號，如是，執(zhí)行步驟D);否則，執(zhí)行步驟E);所述清點過程包括閱讀器與標簽之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的過程； D)判斷所述干擾信號對所述清點過程的干擾程度是否在預設的范圍內(nèi)，如是，所述閱讀器繼續(xù)執(zhí)行并完成所述清點過程；否則，返回步驟A)； E)所述閱讀器按正常流程執(zhí)行并完成所述清點過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多閱讀器防碰撞的方法，其特征在于，所述步驟A)進一步包括: Al)閱讀器偵聽當前信道，并判斷所述當前信道的信號功率是否超過預先設定的門限值，如是，斷定所述當前信道被其他閱讀器占用并執(zhí)行步驟A2);否則，將當前信道的信道信息寫入所述可用信道列表中并執(zhí)行步驟A4)； A2)所述閱讀器偵聽并接收當前信道的信號幀； A3)對所述信號幀進行解析，并依據(jù)解析后的信息判斷占用所述當前信道的其他閱讀器與所述閱讀器是否同類，如是，按照事先約定的優(yōu)先級選擇優(yōu)先級高的閱讀器在所述當前信道上工作并執(zhí)行步驟A4);否則，退出所述當前信道并執(zhí)行步驟A4)；` A4)判斷所有的信道是否已被偵聽完，如是，執(zhí)行步驟A5);否則，獲取下一個信道并返回步驟Al)； A5)結(jié)束本次偵聽工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多閱讀器防碰撞的方法，其特征在于，所述步驟A)進一步包括: Al’)閱讀器通過接口向其上層系統(tǒng)發(fā)送請求； A2’ )所述上層系統(tǒng)通過所述接口將所述可用信道列表傳送給所述閱讀器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的多閱讀器防碰撞的方法，其特征在于，所述第一信道是所述可用信道列表中信道噪聲水平最低的信道或所述可用信道列表中設定個數(shù)信道質(zhì)量較優(yōu)的信道中的任意一個信道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多閱讀器防碰撞的方法，其特征在于，所述步驟B)中閱讀器發(fā)送的命令中至少包括所述第一信道的信道編號和標簽轉(zhuǎn)入所述第一信道所需的時間信肩、O
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多閱讀器防碰撞的方法，其特征在于，所述信道信息包括頻點信息或/和狀態(tài)信息或/和噪聲水平或/和信道編號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多閱讀器防碰撞的方法，其特征在于，所述閱讀器偵聽的時間至少大于閱讀器及標簽的收發(fā)轉(zhuǎn)換時間的最大值。
8.一種實現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的多閱讀器防碰撞的方法的裝置，其特征在于，包括: 列表獲取模塊:用于使閱讀器獲取可用信道列表；所述可用信道列表包括每一個信道的信道信息；信道選擇及切換模塊:用于使所述閱讀器以預定的規(guī)則從所述可用信道列表中選擇第一信道作為要工作的信道，并通過發(fā)送命令喚醒標簽并使所述標簽切換到所述第一信道；清點及信道判斷模塊:用于使所述閱讀器在所述第一信道上開始執(zhí)行清點過程，并在執(zhí)行所述清點過程中判斷所述第一信道是否存在干擾信號；所述清點過程包括閱讀器與標簽之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的過程； 干擾程度判斷模塊:用于判斷所述干擾信號對所述清點過程的干擾程度是否在預設的范圍內(nèi)，如是，所述閱讀器繼續(xù)執(zhí)行并完成所述清點過程； 清點執(zhí)行及完成模塊:用于使所述閱讀器按正常流程執(zhí)行并完成所述清點過程。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的實現(xiàn)上述多閱讀器防碰撞的方法的裝置，其特征在于，所述列表獲取模塊進一步包括: 信道偵聽及判斷單元:用于使閱讀器偵聽當前信道，并判斷所述當前信道的信號功率是否超過預先設定的門限值，如是，斷定所述當前信道被其他閱讀器占用；否則，將當前信道的信道信息寫入所述可用信道列表中； 信號幀偵聽及接收單元:用于使所述閱讀器偵聽并接收當前信道的信號幀； 信號幀解析及判斷單元:用于對所述信號幀進行解析，并依據(jù)解析后的信息判斷占用所述當前信道的其他閱讀器與所述閱讀器是否同類，如是，按照事先約定的優(yōu)先級選擇優(yōu)先級高的閱讀器在所述當前信道上工作；否則，退出所述當前信道； 信道遍歷單元:用于判斷所有的信道是否已被偵聽完，并在未被偵聽完時獲取下一個信道； 結(jié)束單元:用于結(jié)束本 次偵聽工作。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的實現(xiàn)上述多閱讀器防碰撞的方法的裝置，其特征在于，所述列表獲取模塊進一步包括: 請求發(fā)送單元:用于使閱讀器通過接口向其上層系統(tǒng)發(fā)送請求； 列表傳送單元:用于使所述上層系統(tǒng)通過所述接口將所述可用信道列表傳送給所述閱讀器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多閱讀器防碰撞的方法及裝置，該方法包括如下步驟閱讀器獲取可用信道列表；閱讀器以預定的規(guī)則從所述可用信道列表中選擇第一信道作為要工作的信道，并通過發(fā)送命令喚醒標簽并使所述標簽切換到所述第一信道；閱讀器在所述第一信道上開始執(zhí)行清點過程，并在執(zhí)行所述清點過程中判斷所述第一信道是否存在干擾信號，如是，執(zhí)行下一步驟；判斷所述干擾信號對所述清點過程的干擾程度是否在預設的范圍內(nèi)，如是，所述閱讀器繼續(xù)執(zhí)行并完成所述清點過程；否則，返回；所述閱讀器按正常流程執(zhí)行并完成所述清點過程。實施本發(fā)明的多閱讀器防碰撞的方法及裝置，具有以下有益效果避免多閱讀器碰撞。
文檔編號G06K7/00GK103106381SQ20131003017
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者王宏剛, 劉會敏 申請人:深圳市中興長天信息技術(shù)有限公司