一種物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法，包括：讀寫器廣播信息，區(qū)域內(nèi)標(biāo)簽根據(jù)自身ID響應(yīng)；根據(jù)區(qū)域內(nèi)標(biāo)簽數(shù)量和標(biāo)簽自身ID長度信息，讀寫器獲得相應(yīng)的當(dāng)前沖突比特的請求長度；啟動查詢過程，獲得當(dāng)前沖突比特的請求前綴，并將請求前綴壓入棧；當(dāng)讀寫器執(zhí)行請求時候，從所述棧中獲取當(dāng)前的請求前綴并廣播，判斷是否有沖突發(fā)生，若有，讀寫器重新進(jìn)入查詢過程，若沒有，則對相應(yīng)標(biāo)簽作出區(qū)分，重復(fù)進(jìn)行判斷直至棧為空。本發(fā)明對同一時刻識別的標(biāo)簽數(shù)未設(shè)限制，讀寫器信號覆蓋范圍內(nèi)的標(biāo)簽，都能識別具備可擴(kuò)展性較好；此外，讀寫器在讀寫和識別標(biāo)簽過程中，占用系統(tǒng)資源有限，在沒有明顯增加系統(tǒng)負(fù)荷的情況下，提高了讀寫器的識別效率。
【專利說明】一種物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通訊【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的各種防沖突協(xié)議可以分為兩類:隨機(jī)性協(xié)議(Aloha類協(xié)議)和確定性協(xié)議(基于樹的協(xié)議)。所述隨機(jī)性協(xié)議發(fā)生沖突時標(biāo)簽延遲一個隨機(jī)時間后響應(yīng)閱讀器，目前形成了以Aloha為基礎(chǔ)的隨機(jī)性協(xié)議簇,如純Aloha、時隙Aloha、巾貞時隙Aloha。所述確定性協(xié)議中，閱讀器不斷發(fā)送要查詢的標(biāo)簽ID的前綴，與前綴匹配的標(biāo)簽響應(yīng)閱讀器，閱讀器根據(jù)檢測到?jīng)_突信息，將待識別的標(biāo)簽進(jìn)行分組，在組內(nèi)重復(fù)進(jìn)行上述查詢過程(識別修正下次發(fā)送的查詢前綴)，直至識別出一個標(biāo)簽。對每一組內(nèi)所有標(biāo)簽進(jìn)行識別，閱讀器范圍內(nèi)的所有標(biāo)簽都被識別。
[0003]所述確定性協(xié)議按照識別過程中標(biāo)簽是否需要內(nèi)存儲器可以分為內(nèi)存協(xié)議和無內(nèi)存協(xié)議，目前形成了以二進(jìn)制樹搜索協(xié)議為基礎(chǔ)的系列協(xié)議，如位仲裁搜索(BA)、查詢樹搜索(Q-tree )、基本二進(jìn)制搜索(BS )、動態(tài)二進(jìn)制搜索(DBS )、自適應(yīng)二進(jìn)制搜索(ABS )、具有后退索引的二進(jìn)制搜索(BDBS)及其他改進(jìn)協(xié)議。
[0004]基于樹的協(xié)議又可進(jìn)一步劃分為基于二進(jìn)制實現(xiàn)，基于查詢樹實現(xiàn)，以及二進(jìn)制逐位搜索實現(xiàn)三種?；跇涞亩鄻?biāo)簽防沖突協(xié)議中，跳躍式動態(tài)搜索算法(Jumping and
Dynamic Searching Algorithm-JDS)和前綴隨機(jī)查詢樹協(xié)議(Prefix-Randomized
Query-Tree Protocol-PRQT)是當(dāng)前效率較高和較新的兩個。針對不同的標(biāo)簽數(shù)目，通
過查詢樹，PRQT能夠得到理想長度的標(biāo)簽前綴。該協(xié)議區(qū)分一個標(biāo)簽預(yù)估需要2.35次迭代?；诙M(jìn)制搜索的JDS通過重復(fù)利用被請求前綴來區(qū)分沖突標(biāo)簽，其請求前綴由發(fā)生沖突最初的比特位決定。這種情況下，JDS區(qū)分一個標(biāo)簽所需迭代次數(shù)大概為2.00。
[0005]Aloha類協(xié)議(隨機(jī)性協(xié)議)在RFID系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，目前13.56MHzISM Band ClassU IS018000-6A和C、以及EPC ClGen2協(xié)議采用的都是Aloha類協(xié)議。在RFID的許多應(yīng)用中，閱讀器需要對一些物品進(jìn)行重復(fù)的識別。例如，在供應(yīng)鏈管理中，托盤或傳送帶上的物品在入庫、盤庫和出庫等多個環(huán)節(jié)都需要被重復(fù)讀取。在這種情況下，如果閱讀器能夠利用上次識別標(biāo)簽的信息，那么在下次識別同樣的標(biāo)簽時有些沖突是可以避免的。Myung等人提出過兩種自適應(yīng)的防沖突協(xié)議:ABS和AQS，它們在識別重復(fù)標(biāo)簽時取得了較好的性能，然而這兩種協(xié)議均基于樹類協(xié)議。目前，報道基于Aloha類的協(xié)議在識別重復(fù)標(biāo)簽時可以減少沖突的文獻(xiàn)較少。
[0006]在RFID系統(tǒng)IS0/IEC的標(biāo)準(zhǔn)中，有三種確定性標(biāo)簽防沖突算法:在IS014443標(biāo)準(zhǔn)中，TYPE A使用的是二進(jìn)制樹搜索算法；在IS018000-3標(biāo)準(zhǔn)中，M0DE2使用的是FTDMA(Frequency Time Division Multiple Access)算法；在 IS018000-6 標(biāo)準(zhǔn)中，TYPE B 使用的是二進(jìn)制搜索算法。確定性標(biāo)簽防沖突算法在系統(tǒng)中標(biāo)簽數(shù)目較多時仍能夠正確的識別標(biāo)簽，但其也有自身不可避免的缺點，如在標(biāo)簽數(shù)目較多及標(biāo)簽與閱讀器之間通信數(shù)據(jù)量較大時，讀取標(biāo)簽延時較長。[0007]相比確定性協(xié)議，隨機(jī)性協(xié)議識別速度快，但存在不穩(wěn)定工作區(qū)間，理論吞吐量被限制在Ι/e以內(nèi)，會導(dǎo)致“標(biāo)簽饑餓問題”，即特定的標(biāo)簽可能會在很長一段時間內(nèi)都無法被正確識別。確定性協(xié)議能提供100%的識別成功率，因而得到了廣泛的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)多標(biāo)簽讀取防沖突方法設(shè)計上的不足，通過基于二進(jìn)制，經(jīng)若干次迭代，快速搜索沖突標(biāo)簽；能從眾多標(biāo)簽中獲取所需的標(biāo)簽前綴；本發(fā)明在具備跳躍式動態(tài)搜索算法和前綴隨機(jī)查詢樹協(xié)議優(yōu)勢的同時進(jìn)一步提高了搜索速度，從而在沒有明顯增加資源負(fù)荷的基礎(chǔ)上極大的提高搜索效率。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法，包括:
[0010]讀寫器廣播信息，區(qū)域內(nèi)標(biāo)簽根據(jù)自身ID響應(yīng)；
[0011]根據(jù)區(qū)域內(nèi)標(biāo)簽數(shù)量和標(biāo)簽自身ID長度信息，讀寫器獲得相應(yīng)的當(dāng)前沖突比特的請求長度；
[0012]啟動查詢過程，獲得當(dāng)前沖突比特的請求前綴，并將所述請求前綴壓入棧；
[0013]當(dāng)讀寫器執(zhí)行請求時候，從所述棧中獲取當(dāng)前的請求前綴并廣播，判斷是否有沖突發(fā)生，若有，讀寫器重新進(jìn)入查詢過程，若沒有，則對相應(yīng)標(biāo)簽作出區(qū)分，重復(fù)進(jìn)行判斷直至所述棧為空。
[0014]進(jìn)一步的，在所述的物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法中，還包括步驟:讀寫器初始化并激活區(qū)域內(nèi)所有標(biāo)簽。
[0015]進(jìn)一步的，在所述的物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法中，所述當(dāng)前沖突比特的請求長度小于讀寫器收到信息發(fā)生沖突的總比特數(shù)。
[0016]進(jìn)一步的，在所述的物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法中，所述讀寫器在搜索標(biāo)簽的過程中，區(qū)域內(nèi)標(biāo)簽數(shù)量不變。
[0017]進(jìn)一步的，在所述的物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法中，在查詢過程初始狀態(tài)時，所述當(dāng)前沖突比特的請求長度為預(yù)設(shè)的長度。
[0018]進(jìn)一步的，在所述的物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法中，在查詢過程初始狀態(tài)以后的狀態(tài)時，所述當(dāng)前沖突比特的請求長度為I=1g2L ;其中，I表示當(dāng)前沖突比特的請求長度，L表示標(biāo)簽自身ID長度。
[0019]本發(fā)明提供的物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法及系統(tǒng)，具有以下有益效果:本發(fā)明對同一時刻識別的標(biāo)簽數(shù)未設(shè)限制，讀寫器信號覆蓋范圍內(nèi)的標(biāo)簽，都能識別具備可擴(kuò)展性較好；此外，讀寫器在讀寫和識別標(biāo)簽過程中，占用系統(tǒng)資源有限，在沒有明顯增加系統(tǒng)負(fù)荷的情況下，提高了讀寫器的識別效率；進(jìn)一步，讀寫器和標(biāo)簽間傳送的信息比特數(shù)目極低，從而導(dǎo)致讀寫器所需通信帶寬沒有特殊要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明實施例1的物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法示意圖。
【具體實施方式】[0022]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0023]請參考圖1，其是本發(fā)明優(yōu)選實施例的物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供一種物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法，包括以下步驟:
[0024]步驟一:讀寫器初始化并激活區(qū)域內(nèi)所有標(biāo)簽，特別的，所述讀寫器在搜索標(biāo)簽的過程中，區(qū)域內(nèi)標(biāo)簽數(shù)量不變。
[0025]步驟二:讀寫器廣播信息，區(qū)域內(nèi)標(biāo)簽根據(jù)自身ID響應(yīng)；
[0026]步驟三:根據(jù)區(qū)域內(nèi)標(biāo)簽數(shù)量和標(biāo)簽自身ID長度信息，讀寫器獲得相應(yīng)的當(dāng)前沖突比特的請求長度；
[0027]步驟四:啟動查詢過程，獲得當(dāng)前沖突比特的請求前綴，并將所述請求前綴壓入棧；
[0028]在查詢過程初始狀態(tài)時，所述當(dāng)前沖突比特的請求長度為預(yù)設(shè)的長度，如表1所示；在查詢過程初始狀態(tài)以后的狀態(tài)時，所述當(dāng)前沖突比特的請求長度為I=1g2L ;其中，I表示當(dāng)前沖突比特的請求長度，L表示標(biāo)簽自身ID長度。且所述當(dāng)前沖突比特的請求長度要小于讀寫器收到信息發(fā)生沖突的總比特數(shù)，否則取沖突比特總長度。
[0029]
【權(quán)利要求】
1.一種物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法，其特征在于，包括: 讀寫器廣播信息，區(qū)域內(nèi)標(biāo)簽根據(jù)自身ID響應(yīng)； 根據(jù)區(qū)域內(nèi)標(biāo)簽數(shù)量和標(biāo)簽自身ID長度信息，讀寫器獲得相應(yīng)的當(dāng)前沖突比特的請求長度； 啟動查詢過程，獲得當(dāng)前沖突比特的請求前綴，并將所述請求前綴壓入棧； 當(dāng)讀寫器執(zhí)行請求時候，從所述棧中獲取當(dāng)前的請求前綴并廣播，判斷是否有沖突發(fā)生，若有，讀寫器重新進(jìn)入查詢過程，若沒有，則對相應(yīng)標(biāo)簽作出區(qū)分，重復(fù)進(jìn)行判斷直至所述棧為空。
2.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法，其特征在于，還包括步驟:讀寫器初始化并激活區(qū)域內(nèi)所有標(biāo)簽。
3.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法，其特征在于，所述當(dāng)前沖突比特的請求長度小于讀寫器收到信息發(fā)生沖突的總比特數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法，其特征在于，所述讀寫器在搜索標(biāo)簽的過程中，區(qū)域內(nèi)標(biāo)簽數(shù)量不變。
5.如權(quán)利要求1 所述的物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法，其特征在于，在查詢過程初始狀態(tài)時，所述當(dāng)前沖突比特的請求長度為預(yù)設(shè)的長度。
6.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)的多標(biāo)簽防沖突方法，其特征在于，在查詢過程初始狀態(tài)以后的狀態(tài)時，所述當(dāng)前沖突比特的請求長度為I=1g2L ;其中，I表示當(dāng)前沖突比特的請求長度，L表示標(biāo)簽自身ID長度。
【文檔編號】G06K7/00GK103902944SQ201410127165
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】熊鵬 申請人:上海電機(jī)學(xué)院