专利名称：大容量rfid标签快速收发无冲突设计结构的制作方法
技术领域：
大容量RFID标签快速收发无冲突设计结构技术领域[0001]本实用新型涉及一种RFID标签的管理技术，尤其是针对大容量RFID标签的快速收发无冲突设计，属于RFID技术领域。
背景技术：
[0002]RFID无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签，操作快捷方便。RFID标签接收解读器发出的射频信号，主动发送某一频率的信号，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。对于RFID标签的管理，从通信机制上可以分成异步和同步两种方式，同步方式适合于大量RFID标签的管理，如ANT超低功耗无线网络协议的共享通道模式，理论上可以支持超过65000个标签共享一个ANT通道，但是ANT协议支持的最小通道周期为5ms，即每秒最多只能扫描200个标签，当面对大容量标签的管理时，其漫长扫描周期将难以接受。中国专利文献公开了一种“多功能电子导游系统”专利，其授权公告号为CN 201601683 U，授权公告日为2010年10月6日，发明内容是包括中心服务器、中继器、信标机、导游器、门口机共5类设备，其中，信标机、中继器、中心服务器和门口机构成ZigBee无线网络，并由中心服务器作为网络协调器，导游器和信标机构成有源RFID系统，且分别作为RFID标签和读写器；游客携带导游器进入某景点有效区域时，导游器可根据游客所选语种，以语音、文字两种形式自动进行景点介绍和周边景点行走路线提示，导游器还可作为求助呼叫器、普通MP3 播放器或FM收音机使用；中心服务器可利用由信标机采集上传的导游器编码进行流量统计和目标定位，可通过信标机向导游器发送归队提示信息，还可通过动态设置导游器受触发的最低信号阈值，达到调节景点游客流量的效果。上面提到的“多功能电子导游系统”专利方案解决的是对景点游客进行管理的问题，所处理的标签数量也因景点人数的控制而受到制约，对于在人员众多且密集的区域，比如学校、医院等地对学生或病人进行管理时，需要按人员集中情况划分成若干小区，架构合适的管理系统。发明内容[0003]本实用新型是用于解决大容量RFID标签的管理问题，采用同步模式，做到快速响应处理大量标签的能力，同时RFID标签又实现了低耗能。[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案大容量RFID标签快速收发无冲突设计结构，包括信标发射机，接收器，RFID标签，所述的信标发射机与至少一个接收器构成一个蜂窝小区系统，所述接收器和信标发射机采用频分复用方式工作于不同频道， 所述信标发射机采用纯发射工作模式，所述接收器采用纯接收工作模式，所述的RFID标签为有源RFID标签，所述RFID标签内设有常开状态的定时器，所述RFID标签采用同步工作模式，所述RFID标签与若干蜂窝小区组成蜂窝式结构的RFID标签移动组网系统。信标`发射机工作于纯发射模式，不断发送信标广播包；RFID标签是主接收设备，接收信标，并在适当的时机，更换频道，发送信息；接收器工作于纯接收模式，接收由RFID标签发出的信息，接收器和信标发射机采用频分复用方式，工作于不同频道；由信标发射机、接收器，和有源RFID标签构成的RFID标签管理系统，结合了频分复用和高效率时分复用技术，实现了大容量RFID标签的信息快速采集能力(可以做到I秒钟扫描4096个标签)，同时RFID标签也实现了低功耗(平均工作电流控制在20uA) ；RFID标签同步工作的原理就是RFID标签通过调整自己的休眠时间，使自己醒来后收到的第一个信标的信标编号正好与RFID标签自身编号匹配，紧跟着，RFID标签就可以安全的发送信息了 ；RFID标签同步的方法是利用每次收到信标的时机和信标编号，与拟收到信标的时机(预定义)和RFID标签自身编号，得出的偏移量，来调整定时设置中的唤醒时间，使下次醒来就可以正确命中匹配的信标，获得发送权利，RFID标签中的定时器要始终保持在启动状态，无论是捕获还是设置比较值，对定时器计数都是无扰动的；由于RFID标签在每次收到信标时，都会重建一次同步，所以这种同步机制是没有累积误差的；每个蜂窝小区由一个信标发射机和一到多个接收器构成，RFID标签扫描信道(根据预置频道表搜索信标)，以选择接入的小区，扫描的频点数量由蜂窝网的频率复用系数决定，RFID标签自动选定小区后，就可以和小区内的其他RFID标签一起，无冲突的向接收器发送信息，同时，RFID标签根据接收到的信标情况实时评估信道质量，当信标丢失率达到预定门限时，重启信道扫描，扫描的结果将决定RFID标签是否继续留在当前小区，或者进入一个信道质量更好的小区，这种标签自动选择接入小区的方法，实现了 RFID标签的移动组网能力，扩展了 RFID标签的活动范围，也为定位系统提供了位置信息。作为优选，所述的 信标发射机周期性发射带顺序编号的信标广播包。信标发射机密集发送(短周期)带顺序编号的信标广播包，信标的发射是严格周期性的，编号周而复始，信标作为所有时序信息的根部。作为优选，所述的RFID标签在每个扫描周期内激活一次，所述的扫描周期不长于2秒。RFID标签大部分时间处于休眠状态，RFID标签只有在收到与自身编号匹配的信标时，才发送信息；由于扫描周期设计的很短(2秒以内)，对于晶体精度的要求也就大大降低，普通40ppm精度的晶体即可满足要求。因此，本实用新型具有如下有益效果(1)能满足并快速响应处理大量标签管理要求；(2)实现RFID标签低耗能。
图1是本实用新型的一种系统结构示意图。图2是本实用新型的一种工作原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的描述。如图1、图2所示的实施例中，大容量RFID标签快速收发无冲突设计结构，包括信标发射机，接收器，RFID标签，信标发射机与至少一个接收器构成一个蜂窝小区系统，接收器和信标发射机采用频分复用方式工作于不同频道，信标发射机采用纯发射工作模式，信标发射机周期性发射带顺序编号的信标广播包，接收器采用纯接收工作模式，RFID标签为有源RFID标签，RFID标签内设有常开状态的定时器，RFID标签在每个扫描周期内激活一次，扫描周期I秒，RFID标签采用同步工作模式，RFID标签与若干蜂窝小区组成蜂窝式结构的RFID标签移动组网系统。[0012]具体实施过程是，信标发射机工作于纯发射模式，周期性密集发送(短周期)带顺序编号的信标广播包，编号周而复始，信标编号扫描一轮的时间即扫描周期为I秒，在每个扫描周期内，RFID标签激活一次并接收信标，RFID标签扫描信道(根据预置频道表搜索信标)，以选择接入的小区，利用每次收到信标的时机和信标编号，与拟收到信标的时机(预定义)和RFID标签自身编号，得出的偏移量，来调整定时设置中的唤醒时间，使RFID标签下次醒来就可以正确命中匹配的信标，获得发送权利，当RFID标签醒来后收到的第一个信标的信标编号正好与RFID标签自身编号匹配，RFID标签自动选定小区后，就可以和小区内的其他标签一起，无冲突的向接收器发送信息，接收器工作于纯接收模式，接收由标签发出的信息；同时，RFID标签根据接收到的信标情况实时评估信道质量，当信标丢失率达到预定门限时，重启信道扫描， 扫描的结果将决定RFID标签是否继续留在当前小区，或者进入一个信道质量更好的小区。
权利要求1.ー种大容量RFID标签快速收发无冲突设计结构，包括信标发射机，接收器，RFID标签，其特征在于，所述的信标发射机与至少ー个接收器构成一个蜂窝小区系统，所述接收器和信标发射机采用频分复用方式工作于不同频道，所述信标发射机采用纯发射工作模式，所述接收器采用纯接收工作模式，所述的RFID标签为有源RFID标签，所述RFID标签内设有常开状态的定时器，所述RFID标签采用同步工作模式，所述RFID标签与若干蜂窝小区系统组成蜂窝式结构的RFID标签移动组网系统。
2.根据权利要求1所述的大容量RFID标签快速收发无冲突设计结构，其特征是，所述的信标发射机周期性发射带顺序编号的信标广播包。
3.根据权利要求1所述的大容量RFID标签快速收发无冲突设计结构，其特征是，所述的RFID标签在每个扫描周期内激活一次，所述的扫描周期不长于2秒。
专利摘要本实用新型公开了一种大容量RFID标签快速收发无冲突设计结构，包括信标发射机，接收器，RFID标签，信标发射机与至少一个接收器构成一个蜂窝小区系统，接收器和信标发射机采用频分复用方式工作于不同频道，信标发射机周期性发射带顺序编号的信标广播包，RFID标签为有源RFID标签，RFID标签内设有常开状态的定时器，RFID标签在每个扫描周期内激活一次，扫描周期2秒，RFID标签与若干蜂窝小区系统组成蜂窝式结构的RFID标签移动组网系统。本实用新型对定位区域进行小区化管理，结合同步模式的优点，使定位系统既能满足并快速响应处理大量标签管理要求，又可实现低耗能。
文档编号H04W48/10GK202889647SQ20122040359
公开日2013年4月17日 申请日期2012年8月15日 优先权日2012年8月15日
发明者杨丰 申请人:杭州檀木科技有限公司