一种兼容EPCGen2的微波直驱通信终端及方法与流程

本发明涉及通信协议兼容，特别是一种兼容epcgen2的微波直驱通信终端及方法。

背景技术：

1、传统的反向散射技术主要应用于射频识别(rfid,radio frequencyidentification)系统中。典型的射频识别系统由一个阅读器和多个标签组成，利用反向散射技术进行通信。然而，在传统的反向散射通信中，反向散射信号接收器和射频激励源位于同一设备即阅读器中，且激励源信号与节点反射信号在同一个频点上，因而多易导致接收和发射天线之间的自干扰，从而降低通信性能。现有的解决方案通常是在原有的通信系统中额外引入自干扰消除模块，该模块通过对干扰源信号的衰减移相等操作得到与干扰信号幅度相等、相位相差180°的对消信号，对消信号与干扰信号相加最终抵消干扰，这一定制硬件的方案增加了系统复杂度并带来了额外的硬件开发成本，可移植性较差。因此，研究一种基于软件操作而不需要额外硬件开销的兼容现有射频识别协议的自干扰避免终端对于射频识别通信系统的更广泛应用具有重要意义。

技术实现思路

1、鉴于现有的兼容epcgen2的微波直驱通信终端及方法中存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明所要解决的问题在于：系统复杂度带来了额外的硬件开发成本，可移植性较差。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明实施例提供了一种兼容epcgen2的微波直驱通信终端，其包括，

5、通信协议兼容方案；通过在反向散射过程中使用rn16-epc数据包实现与rfid协议兼容的过程；

6、自干扰避免方案；在反向散射过程中，通过控制终端反射功率，避免使用读写器自身的激励信号，达到避免由读写器产生的自干扰；

7、逻辑控制算法；在微波直驱终端中需要逻辑控制算法保证终端能够与读写器组成的rfid协议可靠通信，该过程根据rfid协议规定，实现读写器与终端之间正常的询问-应答过程，并通过在终端内部产生的伪随机数以及循环冗余校验，保证数据的完整性。

8、第二方面，本发明实施例提供了一种兼容epcgen2的微波直驱通信方法，包括以下步骤，

9、在查询过程中，rfid协议要求阅读器发送查询命令query，在反向散射过程中终端回应应答，包含数据包标识符、源目的设备地址数据；

10、阅读器接收到应答并识别到rn16后，通过发送ack向标签通知已正确接收ack；

11、终端接收到ack后，将其中的源设备地址编码到epc信息中向阅读器发送；

12、阅读器接收到epc码信息后进行解码，获取epc信息。

13、作为本发明所述兼容epcgen2的微波直驱通信方法的一种优选方案，其中：所述自干扰避免方案包括以下步骤，

14、终端发出反射信号功率低于读写器激励信号功率，无法与激励信号直接相加；

15、通过与读写器激励信号不同的频点发散射信号达到与激励信号不产生相加问题，但此时终端反射信号功率大于激励信号功率，即不利用读写器激励信号。

16、作为本发明所述兼容epcgen2的微波直驱通信方法的一种优选方案，其中：所述逻辑控制算法包括以下步骤，

17、终端初始化，使终端保持初始化的运行逻辑状态；

18、终端接收到读写器激励信号，且解码出16位随机数，向读写器发送标识终端身份的rn16和epc；

19、终端接收读写器激励信号，解码接收到的rn16，并确定该rn16是否有效，若有效，接收读写器针对epc信息发出的信息，并发送与读写器激励信号相异的反馈信号；

20、终端接收阅读器激励信号，解码接收到的rn16，并确定该rn16是否有效，若有效，接收读写器针对epc信息发出的信息后，根据该信息，终端进行状态修改，将终端初始化。

21、作为本发明所述兼容epcgen2的微波直驱通信方法的一种优选方案，其中：所述通信协议兼容方案的实现过程包括如下步骤，

22、终端在接收到读写器激励信号之后，接收读写器发出的query命令，终端解码出该query命令中含有的rn16，并将该数值编码在epc数据包中，以向读写器表示对激励信号的回应；

23、读写器接收到终端的回应，发送ack命令，该ack命令包含query命令中携带的rn16，终端确认该rn16有效后发送含有rn16和epc数据包的应答数据包给读写器，读写器接收后解码出epc数据包；

24、读写器通过epc数据包校验，确认接收到的epc数据包来自合法设备，并发送含有该rn16的query rn命令向终端请求终端身份认证handle，终端收到该命令后，进行身份认证，并编码rn16、handle和长度值，回送至读写器；

25、读写器接收终端发送的返回数据包，并使用接收到的rn16进行确认，同时接收到的handle值用于对终端的寻址，以及后续的命令发送；

26、读写器根据查询需求向终端发送所需的access命令，终端接收后解码出rn16，根据确认rn16的有效性及发送的数据包是否与期待的数据包匹配，向读写器发送ack命令。

27、作为本发明所述兼容epcgen2的微波直驱通信方法的一种优选方案，其中：所述自干扰避免方案的实现过程包括如下步骤，

28、终端直接反射信号，与读写器自身的激励信号在射频域为信号相加，且信号相加为宽带，导致阅读器读取终端信息失败；

29、通过调节终端反射信号频点方式，搬移与读写器激励信号不同频点，实现终端反射信号与阅读器激励信号相异，达到消除自干扰的目的。

30、作为本发明所述兼容epcgen2的微波直驱通信方法的一种优选方案，其中：所述逻辑控制算法包括下列步骤，

31、终端在接收和反射读写器激励信号过程中，利用解调器对读写器激励信号进行解码，以获取rn16和终端相关数据；

32、解调器解码出rn16并进行相应状态跳转后，解调器向逻辑控制芯片输出控制信号；

33、逻辑控制芯片接收到命令之后，判断是接收状态，逻辑控制芯片输出控制信，以启动反射命令，并编码应答数据包，经调制后，在反向散射过程中，由终端反射出去，反之，若为反方向，则不执行应答数据包编码操作；

34、其中，逻辑控制芯片判断终端进入接收状态，当需要修改终端状态时，逻辑控制芯片输出控制指令并完成相关反射状态相关数据包编码；

35、当逻辑控制芯片判断为接收，且逻辑控制芯片判断终端的当前状态有改变需求时，输出控制指令，完成当前状态修改，并编码应答数据包，经调制后，由终端反射出去；

36、当逻辑控制芯片判断为接收，且逻辑控制芯片判断终端的当前状态无改变需求时，则仅编码应答数据包，经调制后，由终端反射出去；

37、当逻辑控制芯片判断为反射，且逻辑控制芯片判断终端的当前状态有改变需求时，逻辑控制芯片输出控制指令，完成当前状态修改，并编码应答数据包，经调制后，由终端反射出去；

38、当逻辑控制芯片判断为反射，且逻辑控制芯片判断终端的当前状态无改变需求时，仅编码应答数据包，经调制后，由终端反射出去。

39、作为本发明所述兼容epcgen2的微波直驱通信方法的一种优选方案，其中：其包括所述逻辑控制算法通过在终端内部设置状态跳转，实现对终端反射状态的控制。

40、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的兼容epcgen2的微波直驱通信方法的任一步骤。

41、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现上述的兼容epcgen2的微波直驱通信方法的任一步骤。

42、本发明有益效果为：本发明基于epc gen2协议框架进行设计，总体功能兼容该协议，且由于为纯软件设计，可移植性较好，整体适配现有的射频识别系统。此外，本发明实现了良好的自干扰避免效果，进一步提升了终端与阅读器之间反向散射通信质量。