一種RFID閱讀器防碰撞方法及系統與流程

2024-03-23 17:59:05

本發明涉及無線射頻技術領域，特別是涉及一種RFID閱讀器防碰撞方法及系統。

背景技術：

隨著社會經濟的發展，物聯網的概念越來越深入人心，射頻識別(RFID，Radio Frequency Identification)技術作為物聯網的核心技術之一，也得到了越來越廣泛的關注。

RFID技術是一種非接觸式識別技術，不需要人工幹涉和視距接觸，通過射頻信號自動識別附有標籤的物體。RFID技術已經應用在很多場合，例如：超市貨物清單的管理、機場行李的管理、室內定位、跟蹤等。

RFID系統包括閱讀器和標籤。標籤附著於目標物體上，閱讀器用來識別標籤。但當標籤數量較多時，單個閱讀器的識別速度很慢，性能很差，所以引入了多個閱讀器識別標籤。當所有閱讀器同時工作時，由於多個閱讀器同時發送射頻信號，會引發閱讀器之間的幹擾，處於重疊區域的標籤就不能被正確識別，處於臨近位置的兩個閱讀器就不能正常工作，這樣就產生了碰撞，降低了RFID系統的效率。

現有的RFID閱讀器防碰撞的方法中，在當前時隙只對所選時隙與當前時隙相同的閱讀器進行判斷，從而不能充分使在當前時隙可以完成識別過程的閱讀器完成識別過程，降低了系統的工作效率。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種RFID閱讀器防碰撞方法及系統，提高了系統的工作效率。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種RFID閱讀器防碰撞方法，包括：

所述閱讀器獲取伺服器的幀長信息；所述幀長信息用於表示每幀內包含的時隙序數；

從所述時隙序數中內隨機選擇一個選定時隙序數；

獲取所述伺服器發送的第N個時隙序數，進入第N個時隙；

對比所述選定時隙序數與所述第N個時隙序數，得到對比結果；

當所述對比結果表示所述選定時隙序數為第N-1個時隙序數時，判斷所述閱讀器在第N-1個時隙時是否識別了標籤；

如果所述閱讀器在第N-1個時隙時沒有識別標籤，再判斷與所述閱讀器的距離小於預設閾值的閱讀器中是否存在準備對標籤進行識別的閱讀器；

如果與所述閱讀器的距離小於預設閾值的閱讀器中不存在準備對標籤進行識別的閱讀器，則所述閱讀器在所述第N個時隙進行標籤識別。

可選的，在所述對比所述選定時隙序數與所述第N個時隙序數，得到對比結果之後，還包括：

當所述對比結果表示所述選定時隙序數等於所述第N個時隙序數時，判斷是否接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息，得到第一判斷結果；所述鄰居閱讀器為與所述閱讀器之間的距離小於兩倍閱讀器識別半徑的長度的閱讀器；所述碰撞信息表示所述選定時隙序數為第N個時隙序數的鄰居閱讀器發送的尋找周圍是否有鄰居閱讀器的信息；

當所述第一判斷結果表示接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息時，所述閱讀器更新為可能識別狀態；所述可能識別狀態為需要對所述閱讀器是否識別標籤進行進一步判斷的狀態；

當所述第一判斷結果表示未接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息時，所述閱讀器更新為激活狀態；所述激活狀態為所述閱讀器對標籤進行識別的狀態；所述閱讀器發送正在識別信息；所述正在識別信息表示所述閱讀器向鄰居閱讀器發送的正在識別標籤的信息；在所述當前時隙結束時，所述閱讀器更新為成功識別狀態；所述成功識別狀態為所述閱讀器已經成功識別標籤的狀態；處於所述成功識別狀態的閱讀器在識別結束前不再接收任何閱讀器的信息。

可選的，所述判斷與所述閱讀器的距離小於預設閾值的閱讀器中是否存在準備對標籤進行識別的閱讀器，具體包括：

判斷是否接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息或正在識別信息，得到第二判斷結果；

當所述第二判斷結果表示接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息或正在識別信息，則確定所述鄰居閱讀器中存在準備對標籤進行識別的閱讀器；

當所述第二判斷結果表示既沒有接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息，也沒有接收到所述鄰居閱讀器發送的所述正在識別信息時，則確定所述鄰居閱讀器中不存在準備對標籤進行識別的閱讀器。

可選的，在所述判斷與所述閱讀器的距離小於預設閾值的閱讀器中是否存在準備對標籤進行識別的閱讀器之後，還包括：

如果與所述閱讀器的距離小於預設閾值的閱讀器中存在準備對標籤進行識別的閱讀器，所述閱讀器更新為靜默狀態；所述靜默狀態為所述閱讀器未成功識別標籤，在識別結束前不再接收任何閱讀器的信息的狀態。

可選的，所述如果與所述閱讀器的距離小於預設閾值的閱讀器中不存在準備對標籤進行識別的閱讀器，則所述閱讀器在所述第N個時隙進行標籤識別，具體包括：

所述閱讀器更新為激活狀態；

在所述當前時隙結束時，所述閱讀器更新為成功識別狀態。

本發明還公開了一種RFID閱讀器防碰撞系統，包括：

幀長獲取模塊，用於獲取伺服器的幀長信息；所述幀長信息用於表示每幀內包含的時隙序數；

時隙選定模塊，用於從所述時隙序數中內隨機選擇一個選定時隙序數；

時隙獲取模塊，用於獲取所述伺服器發送的第N個時隙序數，進入第N

個時隙；

時隙對比模塊，用於對比所述選定時隙序數與所述第N個時隙序數，得

到對比結果；

上一時隙判斷模塊，用於當所述對比結果表示所述選定時隙序數為第N-1個時隙序數時，判斷所述閱讀器在第N-1個時隙時是否識別了標籤；

鄰居識別判斷模塊，用於如果所述閱讀器在第N-1個時隙時沒有識別標籤，再判斷與所述閱讀器的距離小於預設閾值的閱讀器中是否存在準備對標籤進行識別的閱讀器；

跨時隙識別模塊，用於如果與所述閱讀器的距離小於預設閾值的閱讀器中不存在準備對標籤進行識別的閱讀器，則所述閱讀器在所述第N個時隙進行標籤識別。

可選的，所述系統還包括：

同時隙判斷模塊，用於當所述對比結果表示所述選定時隙序數等於所述第N個時隙序數時，判斷是否接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息，得到第一判斷結果；所述鄰居閱讀器為與所述閱讀器之間的距離小於兩倍閱讀器識別半徑的長度的閱讀器；所述碰撞信息表示所述選定時隙序數為第N個時隙序數的鄰居閱讀器發送的尋找周圍是否有鄰居閱讀器的信息；

碰撞處理模塊，用於當所述第一判斷結果表示接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息時，所述閱讀器更新為可能識別狀態；所述可能識別狀態為需要對所述閱讀器是否識別標籤進行進一步判斷的狀態；

未碰撞識別模塊，用於當所述第一判斷結果表示未接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息時，所述閱讀器更新為激活狀態；所述激活狀態為所述閱讀器對標籤進行識別的狀態；所述閱讀器發送正在識別信息；所述正在識別信息表示所述閱讀器向鄰居閱讀器發送的正在識別標籤的信息；在所述當前時隙結束時，所述閱讀器更新為成功識別狀態；所述成功識別狀態為所述閱讀器已經成功識別標籤的狀態；處於所述成功識別狀態的閱讀器在識別結束前不再接收任何閱讀器的信息。

可選的，所述鄰居識別判斷模塊，具體包括：

跨時隙碰撞判斷單元，用於判斷是否接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息或正在識別信息，得到第二判斷結果；

跨時隙碰撞確定單元，用於當所述第二判斷結果表示接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息或正在識別信息，則確定所述鄰居閱讀器中存在準備對標籤進行識別的閱讀器；

跨時隙未碰撞確定單元，用於當所述第二判斷結果表示既沒有接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息，也沒有接收到所述鄰居閱讀器發送的所述正在識別信息時，則確定所述鄰居閱讀器中不存在準備對標籤進行識別的閱讀器。

可選的，所述系統還包括：

跨時隙禁止識別模塊，用於如果與所述閱讀器的距離小於預設閾值的閱讀器中存在準備對標籤進行識別的閱讀器，所述閱讀器更新為靜默狀態；所述靜默狀態為所述閱讀器未成功識別標籤，在識別結束前不再接收任何閱讀器的信息的狀態。

可選的，所述跨時隙識別模塊，具體包括：

跨時隙識別單元，用於將所述閱讀器的狀態更新為激活狀態；

時隙末成功識別單元，用於在所述當前時隙結束時，所述閱讀器更新為成功識別狀態。

根據本發明提供的具體實施例，本發明公開了以下技術效果：現有技術中的閱讀器防碰撞方法，只在當前時隙下判斷處於當前時隙下的閱讀器是否滿足識別條件，然而本發明的方法及系統增加了對上一時隙閱讀器是否滿足識別條件的判斷，增加了同一時隙可以完成識別過程的閱讀器的數量，提高了系統的工作效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明一種RFID閱讀器防碰撞方法實施例一的方法流程圖；

圖2為本發明一種RFID閱讀器防碰撞方式實施例二的各個閱讀器布置結構圖；

圖3為本發明一種RFID閱讀器防碰撞系統實施例的系統結構圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1為本發明一種RFID閱讀器防碰撞方法實施例一的方法流程圖。

參見圖1，該RFID閱讀器防碰撞方法，包括：

步驟101：所述閱讀器獲取伺服器的幀長信息；所述幀長信息用於表示每幀內包含的時隙序數；

步驟102：從所述時隙序數中內隨機選擇一個選定時隙序數；

步驟103：獲取所述伺服器發送的第N個時隙序數，進入第N個時隙；

步驟104：對比所述選定時隙序數與所述第N個時隙序數，得到對比結果；

步驟105：當所述對比結果表示所述選定時隙序數為第N-1個時隙序數時，判斷所述閱讀器在第N-1個時隙時是否識別了標籤；

步驟106：如果所述閱讀器在第N-1個時隙時沒有識別標籤，再判斷與所述閱讀器的距離小於預設閾值的閱讀器中是否存在準備對標籤進行識別的閱讀器；

步驟107：如果與所述閱讀器的距離小於預設閾值的閱讀器中不存在準備對標籤進行識別的閱讀器，則所述閱讀器在所述第N個時隙進行標籤識別。

在步驟104之後，還包括：

步驟108：當所述對比結果表示所述選定時隙序數等於所述第N個時隙序數時，判斷是否接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息，得到第一判斷結果；所述鄰居閱讀器為與所述閱讀器之間的距離小於兩倍閱讀器識別半徑的長度的閱讀器；所述碰撞信息表示所述選定時隙序數為第N個時隙序數的鄰居閱讀器發送的尋找周圍是否有鄰居閱讀器的信息；

步驟109：當所述第一判斷結果表示接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息時，所述閱讀器更新為可能識別狀態；所述可能識別狀態為需要對所述閱讀器是否識別標籤進行進一步判斷的狀態；

步驟110：當所述第一判斷結果表示未接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息時，所述閱讀器更新為激活狀態；所述激活狀態為所述閱讀器對標籤進行識別的狀態；所述閱讀器發送正在識別信息；所述正在識別信息表示所述閱讀器向鄰居閱讀器發送的正在識別標籤的信息；在所述當前時隙結束時，所述閱讀器更新為成功識別狀態；所述成功識別狀態為所述閱讀器已經成功識別標籤的狀態；處於所述成功識別狀態的閱讀器在識別結束前不再接收任何閱讀器的信息。

在所述步驟106之後，還包括：

步驟111：如果與所述閱讀器的距離小於預設閾值的閱讀器中存在準備對標籤進行識別的閱讀器，所述閱讀器更新為靜默狀態；所述靜默狀態為所述閱讀器未成功識別標籤，在識別結束前不再接收任何閱讀器的信息的狀態。

現有技術中的閱讀器防碰撞方法，只在當前時隙下判斷處於當前時隙下的閱讀器是否滿足識別條件，然而本發明的方法及系統增加了對上一時隙閱讀器是否滿足識別條件的判斷，增加了同一時隙可以完成識別過程的閱讀器的數量，提高了系統的工作效率。

所述步驟106具體包括：

判斷是否接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息或正在識別信息，得到第二判斷結果；

當所述第二判斷結果表示接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息或正在識別信息，則確定所述鄰居閱讀器中存在準備對標籤進行識別的閱讀器；

當所述第二判斷結果表示既沒有接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息，也沒有接收到所述鄰居閱讀器發送的所述正在識別信息時，則確定所述鄰居閱讀器中不存在準備對標籤進行識別的閱讀器。

所述步驟107具體包括：

所述閱讀器更新為激活狀態；

在所述當前時隙結束時，所述閱讀器更新為成功識別狀態。

圖2為本發明一種RFID閱讀器防碰撞方式實施例二的各個閱讀器布置結構圖。

參見圖2，在該實施例中，所述伺服器發送的幀長信息中所包含的時隙序數為3個，分別為第1個時隙序數、第2個時隙序數和第3個時隙序數。

每個閱讀器從上述3個時隙序數中隨機選擇一個選定時隙序數。從圖中可以看出，選定第1個時隙序數、第2個時隙序數和第3個時隙序數的閱讀器的數量均為3個。為區別上述各個閱讀器，對各個閱讀器進行編號，用i-j表示閱讀器的編號，其中i表示選定時隙序數，j表示在選定第i個時隙序數的閱讀器中，該閱讀器所處的編號。比如，2-3表示選定時隙序數第2個時隙序數的第3個閱讀器。

首先，伺服器發送信息，從第1個時隙序數開始，表示進入第1時隙。

這時，各個閱讀器比對選定時隙序數與第1個時隙序數。閱讀器1-1、1-2和1-3的選定時隙序數為第1個時隙序數，則閱讀器1-1、1-2和1-3發送Beacon信息，該Beacon信息用於判斷附近是否有選定時隙序數同樣為當前時隙序數的鄰居閱讀器。從圖中可知，閱讀器1-2會接收到閱讀器1-1發送的Beacon信息，閱讀器1-1會接收到閱讀器1-2發送的Beacon信息，那麼閱讀器1-1和1-2確定附近有選定時隙序數同樣為當前時隙序數的鄰居閱讀器，更新為可能識別狀態，所述可能識別狀態為需要對所述閱讀器是否識別標籤進行進一步判斷的狀態。處於可能識別狀態的閱讀器在當前時隙下不進行下一步判斷時，不會對標籤進行識別，也不會確定不對標籤進行識別。閱讀器1-3發送出Beacon信息後，由於距離發送Beacon信息的閱讀器1-1和1-2距離較遠，不會接收到Beacon信息，因此閱讀器1-3可以確定在當前時隙下未與任何閱讀器發生碰撞，則閱讀器1-3對標籤進行識別，並在最後一個時隙結束前，不再接收任何閱讀器的信息，也不再識別標籤。經閱讀器識別過的標籤默認已經被識別該標籤的閱讀器進行標記，不再接收其他閱讀器的識別信息。閱讀器1-3在識別標籤的過程中，還會向周圍發送OF信息，所述OF信息表示所述閱讀器向鄰居閱讀器發送的正在識別標籤的信息。閱讀器2-1、2-3、3-1、3-2和3-3接收到該OF信息，得知其鄰居閱讀器1-3正在識別標籤。

其次，伺服器發送第2個時隙序數，表示進入第2時隙。

在第2時隙下，同理，閱讀器2-1、2-2和2-3的選定時隙序數與當前時隙序數相同，則閱讀器2-1、2-2和2-3發送Beacon信息。閱讀器2-2和2-3彼此都接收到對方發送的Beacon信息，則閱讀器2-2和2-3發生碰撞，更新為可能識別狀態。閱讀器2-1沒有接收到Beacon信息，則閱讀器2-1確定不與同一時隙下的任何閱讀器發生碰撞，則開始識別標籤。同時閱讀器2-1向鄰居閱讀器1-2、3-1和3-3發送OF信息，告知鄰居閱讀器其正在識別標籤。

在第2時隙下，閱讀器1-1和1-2的選定時隙序數比當前時隙序數小1，閱讀器1-1和1-2在上一時隙中沒有識別標籤，在這一時隙下，閱讀器1-1和1-2需要判斷是否滿足識別標籤的條件。閱讀器1-2為閱讀器2-1的鄰居閱讀器，會接收到處於當前時隙下的閱讀器2-1發送的Beacon信息，那麼在當前時隙下，閱讀器1-2會與處於當前時隙下的閱讀器發生碰撞，則閱讀器1-2更新為靜默狀態，在最後一個時隙結束前，不會再識別標籤。然而閱讀器1-1與處於當前時隙下的任何閱讀器都不是鄰居閱讀器，閱讀器1-1不會接收到處於當前時隙下的閱讀器發送的Beacon信息和OF信息，那麼閱讀器1-1確定沒有與當前時隙下的閱讀器發生碰撞，則閱讀器1-1在第2時隙下識別標籤。

最後，伺服器發送第3個時隙序數，表示進入第3時隙。

同樣，閱讀器3-1、3-2和3-3的選定時隙序數與當前時隙序數相同，則閱讀器3-1、3-2和3-3發送Beacon信息。閱讀器3-1、3-2和3-3均接收不到Beacon信息，則閱讀器3-1、3-2和3-3均確定未與當前時隙下的閱讀器發生碰撞，則閱讀器3-1、3-2和3-3均識別標籤。同時閱讀器3-1、3-2和3-3均向鄰居閱讀器發送OF信息。

在第3時隙下，閱讀器2-2和2-3的選定時隙序數比當前時隙序數小1，閱讀器2-2和2-3在第2時隙中沒有識別標籤，在第3時隙下，閱讀器2-2和2-3需要判斷是否滿足識別標籤的條件。閱讀器2-2和2-3均接收到閱讀器3-1發送的Beacon信息，則閱讀器2-2和2-3確定與當前時隙下的閱讀器發生碰撞，則閱讀器2-2和2-3更新為靜默狀態。該輪識別結束。

圖3為本發明一種RFID閱讀器防碰撞系統實施例的系統結構圖。

參見圖3，改RFID閱讀器防碰撞系統，包括：

幀長獲取模塊301，用於獲取伺服器的幀長信息；所述幀長信息用於表示每幀內包含的時隙序數；

時隙選定模塊302，用於從所述時隙序數中內隨機選擇一個選定時隙序數；

時隙獲取模塊303，用於獲取所述伺服器發送的第N個時隙序數，進入第N個時隙；

時隙對比模塊304，用於對比所述選定時隙序數與所述第N個時隙序數，得到對比結果；

上一時隙判斷模塊305，用於當所述對比結果表示所述選定時隙序數為第N-1個時隙序數時，判斷所述閱讀器在第N-1個時隙時是否識別了標籤；

鄰居識別判斷模塊306，用於如果所述閱讀器在第N-1個時隙時沒有識別標籤，再判斷與所述閱讀器的距離小於預設閾值的閱讀器中是否存在準備對標籤進行識別的閱讀器；

跨時隙識別模塊307，用於如果與所述閱讀器的距離小於預設閾值的閱讀器中不存在準備對標籤進行識別的閱讀器，則所述閱讀器在所述第N個時隙進行標籤識別；

同時隙判斷模塊308，用於當所述對比結果表示所述選定時隙序數等於所述第N個時隙序數時，判斷是否接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息，得到第一判斷結果；所述鄰居閱讀器為與所述閱讀器之間的距離小於兩倍閱讀器識別半徑的長度的閱讀器；所述碰撞信息表示所述選定時隙序數為第N個時隙序數的鄰居閱讀器發送的尋找周圍是否有鄰居閱讀器的信息；

碰撞處理模塊309，用於當所述第一判斷結果表示接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息時，所述閱讀器更新為可能識別狀態；所述可能識別狀態為需要對所述閱讀器是否識別標籤進行進一步判斷的狀態；

未碰撞識別模塊310，用於當所述第一判斷結果表示未接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息時，所述閱讀器更新為激活狀態；所述激活狀態為所述閱讀器對標籤進行識別的狀態；所述閱讀器發送正在識別信息；所述正在識別信息表示所述閱讀器向鄰居閱讀器發送的正在識別標籤的信息；在所述當前時隙結束時，所述閱讀器更新為成功識別狀態；所述成功識別狀態為所述閱讀器已經成功識別標籤的狀態；處於所述成功識別狀態的閱讀器在識別結束前不再接收任何閱讀器的信息。

跨時隙禁止識別模塊311，用於如果與所述閱讀器的距離小於預設閾值的閱讀器中存在準備對標籤進行識別的閱讀器，所述閱讀器更新為靜默狀態；所述靜默狀態為所述閱讀器未成功識別標籤，在識別結束前不再接收任何閱讀器的信息的狀態。

可選的，所述鄰居識別判斷模塊306，具體包括：

跨時隙碰撞判斷單元，用於判斷是否接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息或正在識別信息，得到第二判斷結果；

跨時隙碰撞確定單元，用於當所述第二判斷結果表示接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息或正在識別信息，則確定所述鄰居閱讀器中存在準備對標籤進行識別的閱讀器；

跨時隙未碰撞確定單元，用於當所述第二判斷結果表示既沒有接收到所述鄰居閱讀器發送的所述碰撞信息，也沒有接收到所述鄰居閱讀器發送的所述正在識別信息時，則確定所述鄰居閱讀器中不存在準備對標籤進行識別的閱讀器。

可選的，所述跨時隙識別模塊307，具體包括：

跨時隙識別單元，用於將所述閱讀器的狀態更新為激活狀態；

時隙末成功識別單元，用於在所述當前時隙結束時，所述閱讀器更新為成功識別狀態。

本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。