一种具有双向通讯功能的多义性路径识别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，尤其是一种利用RFID系统中的信道空闲检测与时隙判决方法实现双向通信的多义性路径识别方法。
【背景技术】
[0002]目前，以RFID为核心的应用系统逐渐在高速公路等智能交通领域得到应用。以高速公路的路径识别系统为例，RFID系统由路侧基站(路上专用阅读器)，读卡器和电子标签三部分组成。在高速公路入口，电子标签通过车道读卡器完成标签的初始信息设置；在高速公路上，电子标签完成与路侧基站的信息交互工作，保存必要的路径信息；在高速公路出口，电子标签通过读卡器将已经存储的路径信息进行上报，由车道软件完成上报数据的处理。
[0003]在目前的路径识别系统中，路侧基站与电子标签之间的通信是单向的，即路侧基站只负责发送路径信息，而电子标签只负责接收路径信息。但是，随着市场需求的不断变化和RFID技术的不断改进，路侧基站与电子标签之间的双向通信将成为发展的必然趋势。在现有硬件系统保持不变的情况下，需要采用时分技术完成电子标签和路侧基站之间的双向通信。在这种基于时分的通信系统中，需要寻找一种方法使得电子标签能够准确估算出路侧基站在当前清点周期内的空闲时间段，并且选择合适的时隙将电子标签自身的信息发送给路侧基站。
[0004]传统的信道空闲检测方法会基于RSSI检测，即电子标签不停地检测载波信号的强度，直至发现接收的RSSI低于设定的阈值。但是，这种方法并不适用于有源电子标签。首先，RSSI的检测要求电子标签的射频电路始终处于射频接收状态，这样电子标签对电池电量的消耗会明显加大。其次，RSSI的检测可能会受到外界环境的干扰，导致RSSI检测不准确，进而导致无谓的电量消耗，同时会降低阅读器和电子标签之间通信的稳定性。此外，由于受到硬件成本和软件复杂度等因素的制约，电子标签不可能实现过于复杂的通信协议、信道检测以及时隙判决的算法。为了解决上述问题，需要寻找一种更合适的方法完成电子标签的信道空闲检测并且采用简单实用的时隙判决方法，以此保证电子标签能够在合理的时隙完成与路侧基站的信息交互。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的问题是提供一种利用RFID系统中的信道空闲检测与时隙判决方法实现双向通信的多义性路径识别方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种具有双向通讯功能的多义性路径识别方法，包括以下步骤:
[0007](2)设置路侧标识单元，使路侧标识单元处于接收发送定时交替模式；
[0008](2)路侧标识单元开启射频发送链路；
[0009](3)路侧标识单元在广播帧中添加时间参数并将添加时间参数后的广播帧通过天线发送；
[0010](4)电子标签进入路侧标识单元广播覆盖区域后接收广播帧，判断广播帧中广播信息的有效性和是否重复，若不重复且有效则将广播信息记录在存储空间中，并根据时间参数以及当前的运行状态有效估算路侧标识单元的信道空闲时间段；
[0011](5)路侧标识单元发送广播帧一段时间后，配置关闭射频发送链路，配置开启射频接收链路，开始进行标签信息接收，即路侧标识单元的信道处于空闲时间段内；
[0012](6)电子标签通过基于随机数生成的时隙判决方法，使得标签信息在路侧标识单元的信道空闲时间段内选择一随机时隙发送给路侧标识单元；
[0013](7)路测标识单元接收标签信息，并对该标签信息进行有效性判断:判断正确后发送结束交互指令，电子标签接收该路侧标识单元的结束交互指令，不再处理该标识站发送的广播信息；判断不正确则不发送结束交互指令，电子标签继续处理后续广播数据；
[0014](8)路侧标识单元接收标签信息一段时间后，配置关闭射频接收链路，配置开启射频发送链路；
[0015](9)循环执行步骤⑶至步骤⑶。
[0016]进一步，所述步骤(I)中还包括设置电子标签，使得电子标签在激活模式下处于定时唤醒接收模式。
[0017]进一步，所述电子标签为复合电子标签。
[0018]进一步，所述电子标签有多个，并一一对应固定在多辆汽车上，该电子标签相对于路侧标识单元发生移动，即不同时刻在路侧标识单元广播覆盖区域内的电子标签是不同的。
[0019]进一步，所述路侧标识单元有多个，均匀分布在道路的一侧。
[0020]进一步，所述步骤(3)中的时间参数为路侧标识单元当前帧距开启射频接收链路的时间。
[0021]进一步，所述步骤(4)中的电子标签先处于休眠状态，进入路侧标识单元广播覆盖区域后，被定时唤醒接收时接收带时间参数的广播帧。
[0022]进一步，所述步骤(6)中还包括空闲信道检测，电子标签选择随机时隙后先进行空闲信道检测，检测成功后将标签信息在该随机时隙内发送给路侧标识单元。
[0023]进一步，所述标签信息内包含标签地址和基站地址，用以保证电子标签和路侧标识单元之间的一对一通信。
[0024]进一步，所述步骤(7)中路侧标识单元结束交互指令内包含基站地址和标签地址，用以保证电子标签和路侧标识单元之间的一对一通信。
[0025]本发明具有的优点和积极效果是:采用上述技术方案，实现了电子标签与路侧标识单元之间顺畅的双向通信；且时间参数的设定有利于电子标签判断向路侧标识单元发送标签的时间；随机时隙的设定避免了多个电子标签接收同一路侧标识单元时，路侧标识单元接收多个电子标签发生信息覆盖的问题。
【附图说明】
[0026]图1是电子标签、路侧标识单元及天线系统框图；
[0027]图2是具有双向通讯功能的多义性路径识别方法工作流程图；
[0028]图3是路侧标识单元的工作状态图；
[0029]图4是电子标签105在广播覆盖区域外的工作状态图；
[0030]图5是路侧标识单元101的基站广播帧格式图；
[0031]图6是路侧标识单元结束交互帧格式图；
[0032]图7是标签信息帧的格式图；
[0033]图8是路侧标识单元101交互的电子标签105的工作状态图。
[0034]图中:101、路侧标识单元102、射频发送、接收单元103、PSAM加密模块104、天线105、电子标签
【具体实施方式】
[0035]以下根据附图及具体实施例对本发明作出详细说明。
[0036]如图2所示，本发明包括以下步骤:
[0037](I)设置路侧标识单元101及电子标签105，使路侧标识单元101处于接收发送定时交替模式，电子标签105在激活模式下处于定时唤醒接收模式，且路侧标识单元的工作状态及电子标签105在广播覆盖区域外的工作状态如图3和图4。
[0038]如图1所示，该路侧标识单元101内设有射频发送、接收单元102和PSAM加密模块103，电子标签105内包含433MHz发送、接收单元及13.56MHz发送、接收单元，且433MHz发送、接收单元和与路侧标识单元101连接的天线104工作频率相匹配，13.56MHz发送、接收单元和阅读器工作频率相匹配。
[0039](2)路侧标识单元101开启射频发送链路。
[0040](3)路侧标识单元101在广播帧中添加时间参数并将添加时间参数后的广播