一种物联网的多标签防冲突方法
【专利摘要】本发明提供一种物联网的多标签防冲突方法，包括：读写器广播信息，区域内标签根据自身ID响应；根据区域内标签数量和标签自身ID长度信息，读写器获得相应的当前冲突比特的请求长度；启动查询过程，获得当前冲突比特的请求前缀，并将请求前缀压入栈；当读写器执行请求时候，从所述栈中获取当前的请求前缀并广播，判断是否有冲突发生，若有，读写器重新进入查询过程，若没有，则对相应标签作出区分，重复进行判断直至栈为空。本发明对同一时刻识别的标签数未设限制，读写器信号覆盖范围内的标签，都能识别具备可扩展性较好；此外，读写器在读写和识别标签过程中，占用系统资源有限，在没有明显增加系统负荷的情况下，提高了读写器的识别效率。
【专利说明】一种物联网的多标签防冲突方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通讯【技术领域】，特别涉及一种物联网的多标签防冲突方法。
【背景技术】
[0002]现有的各种防冲突协议可以分为两类:随机性协议(Aloha类协议)和确定性协议(基于树的协议)。所述随机性协议发生冲突时标签延迟一个随机时间后响应阅读器，目前形成了以Aloha为基础的随机性协议簇,如纯Aloha、时隙Aloha、巾贞时隙Aloha。所述确定性协议中，阅读器不断发送要查询的标签ID的前缀，与前缀匹配的标签响应阅读器，阅读器根据检测到冲突信息，将待识别的标签进行分组，在组内重复进行上述查询过程(识别修正下次发送的查询前缀)，直至识别出一个标签。对每一组内所有标签进行识别，阅读器范围内的所有标签都被识别。
[0003]所述确定性协议按照识别过程中标签是否需要内存储器可以分为内存协议和无内存协议，目前形成了以二进制树搜索协议为基础的系列协议，如位仲裁搜索(BA)、查询树搜索(Q-tree )、基本二进制搜索(BS )、动态二进制搜索(DBS )、自适应二进制搜索(ABS )、具有后退索引的二进制搜索(BDBS)及其他改进协议。
[0004]基于树的协议又可进一步划分为基于二进制实现，基于查询树实现，以及二进制逐位搜索实现三种。基于树的多标签防冲突协议中，跳跃式动态搜索算法(Jumping and
Dynamic Searching Algorithm-JDS)和前缀随机查询树协议(Prefix-Randomized
Query-Tree Protocol-PRQT)是当前效率较高和较新的两个。针对不同的标签数目，通
过查询树，PRQT能够得到理想长度的标签前缀。该协议区分一个标签预估需要2.35次迭代。基于二进制搜索的JDS通过重复利用被请求前缀来区分冲突标签，其请求前缀由发生冲突最初的比特位决定。这种情况下，JDS区分一个标签所需迭代次数大概为2.00。
[0005]Aloha类协议(随机性协议)在RFID系统中得到了广泛的应用，目前13.56MHzISM Band ClassU IS018000-6A和C、以及EPC ClGen2协议采用的都是Aloha类协议。在RFID的许多应用中，阅读器需要对一些物品进行重复的识别。例如，在供应链管理中，托盘或传送带上的物品在入库、盘库和出库等多个环节都需要被重复读取。在这种情况下，如果阅读器能够利用上次识别标签的信息，那么在下次识别同样的标签时有些冲突是可以避免的。Myung等人提出过两种自适应的防冲突协议:ABS和AQS，它们在识别重复标签时取得了较好的性能，然而这两种协议均基于树类协议。目前，报道基于Aloha类的协议在识别重复标签时可以减少冲突的文献较少。
[0006]在RFID系统IS0/IEC的标准中，有三种确定性标签防冲突算法:在IS014443标准中，TYPE A使用的是二进制树搜索算法；在IS018000-3标准中，M0DE2使用的是FTDMA(Frequency Time Division Multiple Access)算法；在 IS018000-6 标准中，TYPE B 使用的是二进制搜索算法。确定性标签防冲突算法在系统中标签数目较多时仍能够正确的识别标签，但其也有自身不可避免的缺点，如在标签数目较多及标签与阅读器之间通信数据量较大时，读取标签延时较长。[0007]相比确定性协议，随机性协议识别速度快，但存在不稳定工作区间，理论吞吐量被限制在Ι/e以内，会导致“标签饥饿问题”，即特定的标签可能会在很长一段时间内都无法被正确识别。确定性协议能提供100%的识别成功率，因而得到了广泛的应用。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于克服传统物联网多标签读取防冲突方法设计上的不足，通过基于二进制，经若干次迭代，快速搜索冲突标签；能从众多标签中获取所需的标签前缀；本发明在具备跳跃式动态搜索算法和前缀随机查询树协议优势的同时进一步提高了搜索速度，从而在没有明显增加资源负荷的基础上极大的提高搜索效率。
[0009]为解决上述技术问题，本发明提供一种物联网的多标签防冲突方法，包括:
[0010]读写器广播信息，区域内标签根据自身ID响应；
[0011]根据区域内标签数量和标签自身ID长度信息，读写器获得相应的当前冲突比特的请求长度；
[0012]启动查询过程，获得当前冲突比特的请求前缀，并将所述请求前缀压入栈；
[0013]当读写器执行请求时候，从所述栈中获取当前的请求前缀并广播，判断是否有冲突发生，若有，读写器重新进入查询过程，若没有，则对相应标签作出区分，重复进行判断直至所述栈为空。
[0014]进一步的，在所述的物联网的多标签防冲突方法中，还包括步骤:读写器初始化并激活区域内所有标签。
[0015]进一步的，在所述的物联网的多标签防冲突方法中，所述当前冲突比特的请求长度小于读写器收到信息发生冲突的总比特数。
[0016]进一步的，在所述的物联网的多标签防冲突方法中，所述读写器在搜索标签的过程中，区域内标签数量不变。
[0017]进一步的，在所述的物联网的多标签防冲突方法中，在查询过程初始状态时，所述当前冲突比特的请求长度为预设的长度。
[0018]进一步的，在所述的物联网的多标签防冲突方法中，在查询过程初始状态以后的状态时，所述当前冲突比特的请求长度为I=1g2L ;其中，I表示当前冲突比特的请求长度，L表示标签自身ID长度。
[0019]本发明提供的物联网的多标签防冲突方法及系统，具有以下有益效果:本发明对同一时刻识别的标签数未设限制，读写器信号覆盖范围内的标签，都能识别具备可扩展性较好；此外，读写器在读写和识别标签过程中，占用系统资源有限，在没有明显增加系统负荷的情况下，提高了读写器的识别效率；进一步，读写器和标签间传送的信息比特数目极低，从而导致读写器所需通信带宽没有特殊要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明优选实施例的物联网的多标签防冲突方法示意图；
[0021]图2是本发明实施例1的物联网的多标签防冲突方法示意图。
【具体实施方式】[0022]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的物联网的多标签防冲突方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0023]请参考图1，其是本发明优选实施例的物联网的多标签防冲突方法示意图。如图1所示，本发明提供一种物联网的多标签防冲突方法，包括以下步骤:
[0024]步骤一:读写器初始化并激活区域内所有标签，特别的，所述读写器在搜索标签的过程中，区域内标签数量不变。
[0025]步骤二:读写器广播信息，区域内标签根据自身ID响应；
[0026]步骤三:根据区域内标签数量和标签自身ID长度信息，读写器获得相应的当前冲突比特的请求长度；
[0027]步骤四:启动查询过程，获得当前冲突比特的请求前缀，并将所述请求前缀压入栈；
[0028]在查询过程初始状态时，所述当前冲突比特的请求长度为预设的长度，如表1所示；在查询过程初始状态以后的状态时，所述当前冲突比特的请求长度为I=1g2L ;其中，I表示当前冲突比特的请求长度，L表示标签自身ID长度。且所述当前冲突比特的请求长度要小于读写器收到信息发生冲突的总比特数，否则取冲突比特总长度。
[0029]
【权利要求】
1.一种物联网的多标签防冲突方法，其特征在于，包括: 读写器广播信息，区域内标签根据自身ID响应； 根据区域内标签数量和标签自身ID长度信息，读写器获得相应的当前冲突比特的请求长度； 启动查询过程，获得当前冲突比特的请求前缀，并将所述请求前缀压入栈； 当读写器执行请求时候，从所述栈中获取当前的请求前缀并广播，判断是否有冲突发生，若有，读写器重新进入查询过程，若没有，则对相应标签作出区分，重复进行判断直至所述栈为空。
2.如权利要求1所述的物联网的多标签防冲突方法，其特征在于，还包括步骤:读写器初始化并激活区域内所有标签。
3.如权利要求1所述的物联网的多标签防冲突方法，其特征在于，所述当前冲突比特的请求长度小于读写器收到信息发生冲突的总比特数。
4.如权利要求1所述的物联网的多标签防冲突方法，其特征在于，所述读写器在搜索标签的过程中，区域内标签数量不变。
5.如权利要求1 所述的物联网的多标签防冲突方法，其特征在于，在查询过程初始状态时，所述当前冲突比特的请求长度为预设的长度。
6.如权利要求1所述的物联网的多标签防冲突方法，其特征在于，在查询过程初始状态以后的状态时，所述当前冲突比特的请求长度为I=1g2L ;其中，I表示当前冲突比特的请求长度，L表示标签自身ID长度。
【文档编号】G06K7/00GK103902944SQ201410127165
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】熊鹏 申请人:上海电机学院