专利名称：射频识别系统中读写器与标签的通信方法
技术领域：
本发明属于射频通信技术领域，特别是一种射频识别系统中读写器与标签的通信方法。
背景技术：
射频识别系统由至少一个读写器和一个标签组成，读写器和标签之间通过无线的方式进行通信。读写器可以向标签发送命令并从标签获取相关信息。标签分为有源标签和无源标签两类，有源标签内部有电源，可以主动与读写器通信；无源标签内部无电源，从读写器发给的电磁波中获取能量，并以反向散射的方式，将相关信息发送给读写器，完成标签到读写器的通信。超高频射频识别系统采用无源工作的方式。 目前，超高频射频识别空中接口的标准主要有两个即EPCglobal GEN2和IS018000-6。EPCglobal GEN2是全球产品电子代码管理中心制定的第二代超高频空中接口标准。在EPCglobal GEN2中，定义了两种类型的操作，即盘存和访问，每种操作都由若干个命令组成。标签的状态有7个，分别是准备、仲裁、应答、确认、开放、安全和销毁。EPCglobalGEN2的设计是围绕EPC码的读取，对于标签承载的其它类型的信息考虑不够。读写器的两种类型的操作简单易实现，但相对来说，在功能机制上不够严密，比如没有充分考虑安全机制。此外，读写器的操作过程与标签状态的对应关系也不够明晰。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种用于读写器和标签之间的高效、安全的通信方法，使读写器与标签之间的通信机制更完善，使标签的状态转移更灵活，使读写器的操作过程和标签状态之间的对应关系更明确。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种射频识别系统中读写器与标签之间的通信方法，该方法为第一步，标签上电。未被销毁的标签上电后，初始化自身信息，然后进入准备状态，开始等待接收读写器的命令。第二步，读写器发送分类命令。标签根据分类命令的参数将自身的匹配标志设置为匹配或者不匹配。第三步，读写器发送启动查询命令。启动查询命令包含匹配参数，可以根据匹配标志选择特定的标签参与盘点循环。第四步，当有多个标签同时响应时，读写器通过动态分散收缩二叉树防碰撞机制，
将标签单一化。第五步，读写器与标签之间进行认证。当读写器与标签之间不需要认证时，可直接由第四步进入第六步。
第六步，读写器通过访问命令获得相应的权限，获得权限后标签进入安全状态。第七步，读写器可以根据开放的权限对处于安全状态的标签进行读、写、擦除、锁定或者销毁等操作。进一步地，上述第三步中，启动查询命令将启动一个盘点循环，盘点循环是指从读写器发送启动查询命令到读写器完成对标签的操作的整个过程。进一步地，上述第三步中，启动查询命令也可以用于判断读写器的作用范围内是否存在符合条件的标签。进一步地，上述第五步中，读写器与标签之间的认证有三种，一是读写器对标签的单向认证，二是标签对读写器的单向认证，三是读写器与标签之间的双向认证。进一步地，上述第六步中，读写器可以通过发送访问命令获得多个不同的权限。
进一步地，上述第七步中，读写器可以对标签的存储区进行锁定，已经锁定为不可写的存储区在解锁之前不能进行写操作或擦除操作，已经锁定为不可读的存储区在解锁之前不能进行读操作。进一步地，上述第七步中，对标签的销毁操作只能执行一次，销毁的标签此后不会响应读写器的任何命令。本发明充分考虑了安全机制，使读写器与标签之间的通信机制更加完善，使标签的状态转移更加灵活，使读写器的操作过程和标签状态之间的对应关系更加明确。
图I是本发明中读写器的操作流程图；图2是本发明中标签的状态转移图；图3是本发明中读写器与标签的交互流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作详细说明。如图3所示，本发明提供的阅读器与标签的通信方法的具体过程包括如下步骤第一步，未销毁的标签上电时，进入准备状态。读写器开始进行盘点前，先持续发射射频载波为标签提供能量。未被销毁的标签上电后，初始化自身信息，然后进行准备状态，等待接收读写器的命令；已被销毁的标签上电后直接进入销毁状态，不响应读写器的任何命令。第二步，读写器发送分类命令，标签根据分类命令中的参数改变各自的匹配标志。分类命令用于从标签群中选择符合特定规则的标签参与盘点循环。读写器可以连续发送多个分类命令，从而按照复杂规则选择标签。分类标志不影响标签的状态跳转，标签接收到分类命令后也不向读写器发送响应数据包。第三步，读写器发送启动查询命令开始对标签进行盘点。启动查询命令用于启动一个盘点循环。标签接收到启动查询命令后，向读写器发送响应数据包。启动查询命令也可以用于判断读写器的作用范围内是否存在符合条件的标签。如果读写器没有接收到标签的响应数据包，盘点结束。第四步，当有多个标签同时响应时，读写器通过动态分散收缩二叉树防碰撞机制，将标签单一化，单一化后标签进入待认证状态。单一化完成时，读写器已经获得标签的唯一识别号。单一化后读写器和标签之间进行是点对点的通信。第五步，当标签单一化后，读写器与标签进行认证，认证通过后，标签进入开放状态。读写器与标签之间的认证有三种，一是读写器对标签的单向认证，二是标签对读写器的单向认证，三是读写器与标签之间的双向认证。当读写器与标签之间不需要认证时，可直接由第四步进入第六步。第六步，标签进入开放状态后，读写器通过访问命令获得相应的权限，获得权限后标签进入安全状态。
读写器可以获得的权限包括读权限、写权限、锁定权限和销毁权限。读写器发送的访问命令中带有不同的参数和口令，这样标签进入安全状态时将开放不同的权限。第七步，读写器可以根据开放的权限对处于安全状态的标签进行读、写、擦除、锁定或者销毁等操作。如果标签开放了读权限，读写器可以对标签的存储区进行读操作；如果开放了写权限，读写器可以对标签的存储区进行写操作或擦除操作；如果开放了锁定权限，读写器可以对标签的存储区进行锁定或者解锁操作；如果开放了销毁权限，读写器可以对标签进行销毁操作。
权利要求
1.一种射频识别系统中读写器与标签的通信方法，其特征在于，该方法为 1)第一歩，标签上电； 2)第二步，读写器发送分类命令； 3)第三步，读写器发送启动查询命令； 4)第四歩，当有多个标签同时响应时，读写器通过动态分散收缩ニ叉树防碰撞机制，将标签単一化； 5)第五步，读写器与标签之间进行认证； 6)第六步，读写器通过访问命令获得相应的权限，获得权限后标签进入安全状态； 7)第七步，读写器根据开放的权限对处于安全状态的标签进行读、写、擦除、锁定或者销毁等操作。
2.根据权利要求I所述的射频识别系统中读写器与标签的通信方法，其特征在于，所述步骤3)中，启动查询命令会启动ー个盘点循环，盘点循环是指从读写器发送启动查询命令到读写器完成对标签的操作的整个过程。
3.根据权利要求2所述的射频识别系统中读写器与标签的通信方法，其特征在于，启动查询命令判断读写器的作用范围内是否存在符合条件的标签。
4.根据权利要求I所述的射频识别系统中读写器与标签的通信方法，其特征在于，所述步骤5)中，读写器与标签之间的认证有三种，一是读写器对标签的单向认证，ニ是标签对读写器的单向认证，三是读写器与标签之间的双向认证。
5.根据权利要求I所述的射频识别系统中读写器与标签的通信方法，其特征在于，所述步骤6)中，读写器通过发送访问命令获得多个不同的权限。
6.根据权利要求I所述的射频识别系统中读写器与标签的通信方法，其特征在于，所述步骤7)中，如果标签开放了读权限，读写器对标签的存储区进行读操作；如果开放了写权限，读写器对标签的存储区进行写操作或擦除操作；如果开放了锁定权限，读写器对标签的存储区进行锁定或者解锁操作；如果开放了销毁权限，读写器对标签进行销毁操作。
7.根据权利要求6所述的射频识别系统中读写器与标签的通信方法，其特征在于，读写器对标签的存储区进行锁定，已经锁定为不可写的存储区在解锁之前不能进行写操作或擦除操作，已经锁定为不可读的存储区在解锁之前不能进行读操作。
8.根据权利要求6或7所述的射频识别系统中读写器与标签的通信方法，其特征在干，对标签的销毁操作只能执行一次，销毁的标签此后不会响应读写器的任何命令。
全文摘要
本发明公开了一种射频识别系统中读写器与标签的通信方法，该方法为标签上电进入准备状态；读写器发送分类命令，选择特定标签参与盘点循环；读写器发送启动查询命令开始对标签进行盘点；读写器根据防碰撞机制发送一系列命令；单一化后进行单向或双向认证；读写器发送访问命令获得相应的权限；读写器对标签进行读、写、擦除、锁定或者销毁等操作，本发明使读写器与标签之间的通信机制更加完善，使标签的状态转移更加灵活，使读写器的操作过程和标签状态之间的对应关系更加明确。
文档编号G06K17/00GK102682313SQ20111015515
公开日2012年9月19日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者李建成, 李聪, 杨青, 王宏义 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学