一种计算机可读存储介质和应用该介质的射频识别阅读器的制作方法

本发明涉及射频标签识别领域，特别涉及一种计算机可读存储介质和应用该介质的射频识别阅读器，该介质内存有计算机程序，该计算机程序可被射频识别阅读器的处理器执行。

背景技术：

随着物联网飞速发展，射频识别(rfid,radiofrequencyidentification)技术在当今自动识别收集数据领域中被广泛应用。目前采用智能标签的射频识别技术主要应用于较短时间内在射频识别区域内识别一个特定的目标，而在一些复杂的情况下需要在较短时间内识别多个不同的目标，比如超市和仓库的商品自动盘点结算，图书馆和书店的书籍流入流出清点等。假设有m个需要识别的标签出现在阅读器的射频区域内，这些标签在较短时间内响应阅读器并发出信号，由于这些标签相互独立而且共享无线通信信道，它们返回的信号若在同一时刻发出，标签信号之间将发生混叠，造成多标签碰撞(collision)。多标签碰撞将使得当前一次通信完全失败，需要重新开始新一轮的通信，因此标签防碰撞协议对rfid系统的阅读器识别至关重要，在保证识别效率的同时又能准确且不遗漏地识别出所有标签是多标签识别技术中需要关注的问题。

由于iso/iec14443typea标准中的防冲突算法并未涉及到关于多标签的防冲突处理方法，因此在实际标签读取过程中，为避免发生冲突，通常采用时间槽的方式。所谓时间槽的方式即在阅读器发起探寻以识别标签的过程中，把阅读器的每次探寻的读取时间分成n个时间槽单元，各个标签在随机选择的时间槽内发送应答信号给阅读器，这样每个时间槽单元内的标签数量少，标签识别的冲突发生率也就最小。每个标签的唯一标识符uid被匹配成功则该标签进入halt(强制标签睡眠状态)，该标签不再发送应答信号。阅读器发起多次探寻，直到连续多次探寻后阅读器都没有收到应答信号，即认为所有标签都被识别。但是这种判断标签是否都被识别的方法一方面耗时较长，另一方面，可能存在多个标签在连续多次探寻的过程中都发生冲突，也就是说阅读器连续几次探寻都没有收到应答信号从而判断标签识别结束的情况，就会遗漏未被识别标签。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种供阅读器快速且准确的判断出所有标签识别完成的方法和用于实现该方法的阅读器。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种计算机可读存储介质，其存储有基于时间槽技术实现多标签防冲突射频识别的计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

uid获取步骤：其获取待识别的标签的唯一标识符uid从而得到存储有所有待识别标签的唯一标识符uid的uid库，把所有待识别的标签数量记录为m；

时间槽划分步骤：其把探寻的读取时间分成n个时间槽单元；

标签匹配步骤：其按照n个时间槽单元的时间顺序判断在各个时间槽单元的标签是否匹配成功，若匹配成功则发送标签关闭信号给匹配成功的标签，记录已识别的标签数m的值为m+1；

循环匹配步骤：其在n个时间槽单元对比完成后，对比已识别的标签数m和所有待识别的标签数m的大小，若m小于m则跳转到时间槽划分步骤，若m等于m则结束标签识别。

其中，所述标签匹配步骤包括crc校验步骤：其接受所述标签发出的应答信号，对该应答信号进行crc校验，若crc校验结果为成功则该标签匹配成功。

其中，所述标签匹配步骤包括uid验证步骤：其判断当前识别的标签的唯一标识符uid是否在所述uid库中，若判断为是则该标签匹配成功。

其中，所述时间槽单元数n大于等于所述所有待识别的标签数m。

其中，若当前执行的时间槽划分步骤不是首次执行，则时间槽单元数n的值不小于所有待识别的标签数m减去已识别的标签数m的值。

其中，若当前执行的循环匹配步骤不是首次执行，则其在每个时间槽单元对比完成后，对比已识别的标签数m和所有待识别的标签数m的大小，若m小于m则跳转到时间槽划分步骤，若m等于m则结束标签识别。

还提供一种射频识别阅读器，包括处理器和上述计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上的计算机程序可被处理器执行。

本发明的有益效果：通过在标签匹配步骤中记录已识别的标签数m，每识别一个标签m的值就增加1，待已识别的标签数m达到所有待识别的标签数m的值，就表示所有的标签已经被识别，就可以结束标签识别过程，保证不会遗漏未被识别的标签，而且可以缩减标签识别的整体时间。

附图说明

图1为本发明的针对多标签的防冲突清点过程流程图；

图2为改进后的数字基带控制器标签状态转换图。

具体实施方式

在超市和仓库的商品自动盘点结算、图书馆和书店的书籍流入流出清点等场景下，采用阅读器来读取商品、书籍上的电子标签，从而在短时间内完成商品的盘点结算或书籍清点工作。如图1所示，在待读取的标签目标数量m和所有标签的唯一标识符uid可以从系统获取的情况下，通过如下步骤，基于时间槽技术来实现对短时间内识别多个标签时防冲突的标签识别。

uid获取步骤：阅读器从系统中获取待识别的标签的唯一标识符uid从而得到存储有所有待识别标签的唯一标识符uid的uid库，把所有待识别的标签数量记录为m。

时间槽划分步骤：阅读器根据所有待识别的标签数m，把探寻的读取时间分成n个时间槽单元，其中，时间槽单元数n大于等于所有待识别的标签数m。

标签匹配步骤：阅读器按照时间顺序分别与n个时间槽单元内的标签进行匹配。如图2所示，在标签没有进入阅读器的射频区域内时，标签处于power-off状态下，由于缺少载波，标签不被激活并且不发射副载波。阅读器通过射频电路向目标场区发射13.56mhz的电磁波，形成类型a的请求命令reqa传递给射频区域的标签。当标签进入到阅读器的射频区域后，接收到reqa命令后，标签通过外围的耦合天线吸收能量驱动内部的基带控制器的状态跳转，具体的，标签获取能量后由power-off状态跳转到idle状态(即多标签在各个时间槽防冲突环中保持的闲置状态)。阅读器以每个时间槽为单位选中射频区域的标签，标签被阅读器选中后进入ready状态，同时返回应答信息给阅读器，应答信息中包含该标签的唯一标识符uid。阅读器根据标签返回的应答信号进行解码并进行crc校验(循环冗余校验)来确定接收的数据的有效性，然后把应答信息中的唯一标识符uid与存储在uid库中的唯一标识符uid进行比较，如果匹配到uid库中存在该唯一标识符uid，则生成该标签匹配成功标识，通过串口、网络或无线方式把该标签匹配成功标识发送给服务器进行下一步处理，并返回睡眠命令使该标签进入halt状态(强制标签睡眠状态)，在halt状态下，标签不响应任何指令。每识别出一个标签，阅读器记录的已识别的标签数m就加1。直到n个时间槽单元对比完成，一轮探寻结束。

循环匹配步骤：在一轮探寻结束后，阅读器对比已识别的标签数m和所有待识别的标签数m的大小，若对比的结果是m小于m，说明还有标签没有识别到，阅读器跳转到时间槽划分步骤，开始下一轮探寻，直到m的值达到所有待识别的标签数m的值时，说明所有的标签已经识别到，阅读器就结束标签识别，发送标签识别任务结束的信号给服务器。从第二轮探寻开始，时间槽单元数n的值都取所有待识别的标签数m和上一轮结束时已识别的标签数m的差值a，或者在这个差值a到所有待识别的标签数m的值之间取一个值，时间槽的数量减少，也就减少了阅读器识别标签的时间。而且，从第二轮探寻开始，可以在每个时间槽单元对比完成后(或者标签数m有所改变后)都对比一次已识别的标签数m和所有待识别的标签数m的大小，一旦m的值达到所有待识别的标签数m的值就结束标签识别，在所有标签都识别完成后，阅读器不需要再进行探寻。

上述基于时间槽技术来实现对短时间内识别多个标签时防冲突的标签识别的方法，通过crc校验、uid匹配以及标签数自检这三次判断，很大程度上避免了防冲突清点过程中的误识别无关标签和遗漏相关标签的问题。相比通常的仅采用时间槽的方式，此方案首先通过crc校验验证标签返回指令帧的正确性，防止在空气传播过程中数据丢失从而影响阅读器对标签uid数据的读取；其次再通过比较应答标签的uid验证是否匹配阅读器中的uid库，保证了阅读器在进行标签识别时的准确性；最后在阅读器探寻不到场区内有标签的情况下，再通过阅读器自检，确认是否所有待识别的相关标签都被识别且清点完成，从而有效避免遗漏标签。