专利名称：射频识别数据通信中数据帧结尾的检测方法
技术领域：
本发明属于RFID (Radio Frequency Identification,射频识别)领 域，涉及一种支持EPC-C1G2协议的射频识别数据通信中T-R (Tag-to-Interrogator:标签到读写器)数据帧结尾检测的方法。
技术背景UHF (Ultra High Frequency,超高频)射频标签识别技术是指工作在 860 960MHz的射频识别技术，该技术具有可读距离长、阅读速度快、防 碰撞能力强与作用范围广的特点，可广泛应用于物流管理、门禁、交通管 理等领域。相关技术标准参考EPC Radio-Frequency Identity Protocols, Class-1 Generation-2， UHF RFID Protocol for Communications at 860 MHz - 960 MHz， Version 1.0,9禾卩IS0/IEC 18000—6C: Information technology _ Radio frequency identification for item management -Part 6: Parameters for air interface communications at 860 MHz to 960 MHz。根据协议，T-R数据帧具有如下一些特点(1) 数据可以选择采用FMO编码或MILLER编码；(2) 每一帧数据都以dummy 1结尾；(3) 并不是所有数据帧的长度可以预先计算，数据长度不一定是整数 字节；(4) 有的数据帧最后附有有效的CRC校验码，有的则没有。根据T-R数据是否具有固定长度和是否带有有效的CRC16校验码，可 以将所有命令的T-R反馈数据分为以下四类(1) Select和NAK命令没有反馈数据；(2) QueryR印、QueryAdjust和Query命令的反馈数据都是固定16bits， 没有CRC16校验码；(3) Access、 Req—RN、 Write、 Kill、 Lock、 BlockWrite、 BlockErase、 Read和ACK (非Truncated EPC)的反馈数据都有有效的CRC16校验码；(4) 当ACK反馈数据是Truncated EPC时，后面带的CRC并不是对 Truncated EPC重新计算后得到的(即没有有效的CRC16校验码)，同时也 不能预先确定反馈数据的长度。MILLER编码数据的帧结尾如图1所示，当数据采用这种编码方式时， 便可以直接采用帧结尾序列检测的方法进行帧结尾判断。FM0编码数据的帧结尾如图2所示，现有的帧结尾检测方法一般是采 用帧结尾序列比较检测的方法或者预计算帧长度并对接收数据进行计数的 方法。帧结尾序列检测的方法就是直接将接收数据序列与序列"00000000" 比较，若相等则判断为帧结尾，这样可能会多接收1比特数据，也就是说 有1比特解码模糊；同时，由于不能对所有接收到数据帧的长度进行预先 计算，所以预计算帧长度并对接收数据进行计数的方法在这里也不能对所 有情况适用。总之，釆用单一的帧结尾检测方法难以实现对所有情况下的T-R数据 的帧结尾检测。 发明内容本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种EPC-C1G2协议中 T-R数据帧结尾检测方法。本发明中的数据为EPC-C1G2协议中的T-R数据，其编码方式包括 MILLER编码方式和FM0编码方式，该编码方式由读写器根据需要自行设定。1、 对于MILLER编码方式的T-R数据，读写器对T-R数据中的所有序 列与特定的帧结尾序列进行比较，如果两者相同，则该序列处为帧结尾；2、 对于FMO编码方式的T-R数据，读写器根据自己发送的命令判断接 收的T-R数据的类型；(l)如果读写器接收的T-R数据具有固定长度，同时没有CRC16校验码， 具体检测方法是a. 首先读写器根据自己发送的命令计算出T-R数据的帧长度；b. 然后在对T-R数据进行解码时对接收比特进行计数；C.计数值与帧长度相等时，该处为帧结尾。(2) 如果读写器接收的T-R数据具有CRC16校验码，同时没有固定长度， 步骤d和步骤e同时进行，具体是d. 首先将CRC16校验器的值置为FFFFh，对解码后的每一比特的T-R数 据进行CRC16计算，如果CRC16校验器的值等于lD0Fh，该处为帧结尾。e. 读写器同时对T-R数据中的所有序列与特定的帧结尾序列进行比 较，如果两者相同，同时在步骤d中还未出现帧结尾，则该序列处为帧结 尾。(3) 如果读写器接收的T-R数据既没有CRC16校验码，也没有固定长度， 编码方式转换为MILLER编码方式进行数据传输，同时所有T-R数据采用帧 结尾序列检测的方法进行帧结尾检测。本发明采用了 CRC校验的方法对T-R数据进行帧结尾检测，是一种帧结 尾检测的新方法。本发明方法能够根据T-R数据的编码方式、是否具有固 定帧长度以及是否带有CRC16校验码，联合采用不同的帧结尾检测方法对 T-R数据进行无差错帧结尾检测，解决了采用单一的帧结尾检测方法难以 实现对符合EPC-C1G2协议的射频识别数据通信中所有情况下的T-R数据的 帧结尾检测的难题。
图1为MILLER编码数据的帧结尾示意图； 图2为FMO编码数据的帧结尾示意图； 图3为联合检测帧结尾实现框图； 图4为MILLER编码数据的帧结尾检测示意图； 图5为FM0编码数据(固定帧长度)的帧结尾检测示意图； 图6为FMO编码数据(非固定帧长度，CRC校验正确)的帧结尾检测 示意图；图7为FMO编码数据(非固定帧长度，CRC校验错误)的帧结尾检测 示意图。
具体实施方式
这里给出本发明的 一个实施例。如图3所示为联合检测帧结尾的实现框图，FM0_MILLER DECODER负责 对T-R数据进行解码，同时负责采用帧结尾序列比较检测的方法和预计算 帧长度并对接收数据进行计数的方法进行帧结尾检测，i—data为待解码数 据，i—pulse为待解码数据的同步脉冲，i—m指定数据的编码方式，i_length 则为帧长度预计算值，对于能够预计算帧长度的情形，该值即取预计算值 (比如16)，对于不能预计算长度的则取接收缓存的最大值1024，该模块输 出解码数据data、解码数据的同歩脉冲pulse以及解码数据有效标志信号 data—valid,该模块解码后得到的数据有可能会在末尾多一个'1'(即有 l比特解码模糊)。正因为此，还需要结合后面的CRC校验法来进一步检测 帧结尾，该任务是由CRC verifier来完成，CRC verifier在i—crc—en的 使能控制下对解码后数据data进行CRC16运算，运算结束时给出o—crc—end 脉冲信号、crc—stop停止标志信号以及校验结果o_crc_err。 Output controller负责分析前面几种帧结尾检测法的检测结果，主要是根据 crc—stop来控制是否需要对解码后数据进行截取(若采用帧结尾序列检测 法时解码后数据多一个'l')，从而控制输出最终的正确解码结果o—data、 o_data_valid禾口 o—pulse。对于帧结尾序列比较检测的方法，在FMO一MILLER DECODER模块中设有 一个八位移位寄存器data_r寄存基带编码数据(若为MILLER编码，则需 先去掉副载波，去副载波方法该发明不予以讨论)，当寄存器值为指定的帧 结尾序列(若T-R数据编码方式为FMO编码方式，则该帧结尾特定序列为 "00000000";若T-R数据编码方式为MILLER编码，则该帧结尾特定序列为 "01000000"或"10111111")时，则判定为帧结尾，这种方法对采用FM0编码的数据进行解码可能会多接收一个'r。对于预计算帧长度并对接收数据进行计数的方法，则在FM0_MILLER DECODER模块中设有一个计数器cnt，在解码时对解码得到的比特数据进行 计数，当计到帧长度预计算值i—length时，判定为帧结尾。对于CRC校验检测帧结尾的方法，若接收数据含有有效的CRC16校验， 则i—crc_en为'1，， CRC verifier对解码数据进行CRC运算，当运算结 果crcl6为特定的残基(这里是(lDOF)h， CRC16的具体计算方法请参见EPCC1G2协议标准)时，表示已经接收到正确长度的正确数据，输出o_crc_enci 脉冲，并置crC_st(3p有效以阻止后面的无效数据输出。 下面结合图例说明具体实现过程。1、 对于MILLER编码方式的T-R数据读写器将T-R数据序列和特定的帧结尾序列("01000000"或 "10111111")进行比较，如果两者相同，则该序列处为帧结尾。假设接收 数据为33比特，i_length为1024，如图4所示，接收到的T-R数据经过 MILLER解码后逐比特移入八位移位寄存器data—r，在tl时刻，移位寄存 器data—r的值为(40) h (即"01000000")，等于预定的帧结尾序列，所 以这时判定为帧结尾，停止继续对接收数据进行解码。2、 对于FM0编码方式的T-R数据读写器首先根据自己发送的命令判断接收的T-R数据的类型，然后根 据T-R数据的类型采取不同的帧结尾检测方法对T-R数据进行帧结尾检测。(1) 如果读写器接收的T-R数据具有固定长度，但是没有CRC16校验 码，则采用下面的帧结尾检测过程，假设接收数据为16比特，i—length 为16，如图5所示首先，读写器根据自己发送的命令计算出T-R数据的 帧长度为(该例中为16);然后，对T-R数据进行解码时用计数器cnt对接收比特进行计数;在tl时刻，cnt的值等于16，则判定该处为帧结尾，停 止继续解码。(2) 如果读写器接收的T-R数据具有CRC16校验码，但是没有固定长 度，则采用下面的帧结尾检测过程这时，i—crc_en为高电平，CRC16校 验器CRC verifier开始工作，并CRC在每一帧数据开始时将CRC16校验器 的值置为FFFFh，对解码后的T-R数据逐比特移入CRC16校验器，进行CRC16 计算，如果CRC16校验器的值等于lD0Fh，该处为帧结尾；与此同时，读写 器将经FM0解码后的T-R数据逐比特移入八位移位寄存器data一r，并将 data一r的内容与特定的帧结尾序列("00000000")进行比较，如果两者相 同，同时CRC16校验器还未检测到帧结尾，则判定该处为帧结尾。下面分 传输T-R数据正确与传输T-R数据出错两种情况进行说明。①传输T-R数据正确假设接收数据为33比特，i—length为1024，数据带有CRC校验值并且数据传输无误，如图6所示。在每帧数据开始时将CRC16校验器的值置为FFFFh，随着每一比特数据移入 CRC16校验器，CRC16校验器的值CRC16都会更新，在t2时刻， CRC16=lD0Fh，判断此处为帧结尾，并输出CRC—ST0P为高电平，停 止将后面的数据输出，这样就正确无误地接收到33比特T-R数据。 假如这时CRC16校验器不工作，仅通过比较data_r的内容与特定 的帧结尾序列来检测帧结尾，则由图可以看出，只有到tl时刻 data—r才等于"00000000"，若判定这时为帧结尾，则会多接收一 比特数据，即帧结尾判定错误。 ②传输T-R数据出错假设接收数据为33比特，i—length为1024， 数据带有CRC校验值并且数据传输出现错误，如图7所示。在每帧 数据开始时将CRC16校验器对值置为FFFFh，随着每一比特数据移 入CRC16校验器，CRC16校验器的值CRC16都会更新，但是过了第 34比特，CRC16都没有与1D0Fh相等。同时，读写器将经FM0解码 后的T-R数据逐比特移入八位移位寄存器data—r，并将data—r的 内容与特定的帧结尾序列("00000000")进行比较，在tl时刻， data_r= (00) h (即"00000000")，这时判定为帧结尾。由于数据 传输出错，导致CRC16校验器没有在第33比特处及时检测出帧结 尾，这样在后面的tl时刻检测到帧结尾时就已经多接收了一比特 数据，但这时会输出CRC—ERR报错，表示数据传输错误，从而让接 收方放弃这帧T-R数据。
权利要求
1、射频识别数据通信中数据帧结尾的检测方法，所述的数据为EPC-C1G2协议中的T-R数据，其编码方式包括MILLER编码方式和FMO编码方式，其特征在于(1)对于MILLER编码方式的T-R数据，读写器对T-R数据中的所有序列与特定的帧结尾序列进行比较，如果两者相同，则该序列处为帧结尾；(2)对于FMO编码方式的T-R数据，读写器根据自己发送的命令判断接收的T-R数据的类型；①如果读写器接收的T-R数据具有固定长度，同时没有CRC16校验码，具体检测方法是a.首先读写器根据自己发送的命令计算出T-R数据的帧长度；b.然后在对T-R数据进行解码时对接收比特进行计数；c.计数值与帧长度相等时，则该处为帧结尾；②如果读写器接收的T-R数据具有CRC16校验码，同时没有固定长度，步骤d和步骤e同时进行，具体是d.首先将CRC16校验器的值置为FFFFh，对解码后的每一比特的T-R数据进行CRC16计算，如果CRC16校验器的值等于1DOFh，则该处为帧结尾；e.读写器同时对T-R数据中的所有序列与特定的帧结尾序列进行比较，如果两者相同，同时在步骤d中还未出现帧结尾，则该序列处为帧结尾；③如果读写器接收的T-R数据既没有CRC16校验码，也没有固定长度，编码方式转换为MILLER编码方式进行数据传输，同时所有T-R数据采用步骤(1)的方法进行帧结尾检测。
全文摘要
本发明属于射频识别技术领域，涉及一种支持EPC-C1G2协议的射频识别数据通信中T-R数据帧结尾检测的方法。现有检测方法采用帧结尾序列比较检测的方法或预计算帧长度并对接收数据进行计数的方法，但是采用单一的帧结尾检测方法难以实现对所有情况下的T-R数据的帧结尾检测。本发明采用了CRC校验的方法对T-R数据进行帧结尾检测，并能够根据T-R数据的编码方式、是否具有固定帧长度以及是否带有CRC16校验码，联合采用不同的帧结尾检测方法对T-R数据进行无差错帧结尾检测。本发明解决了采用单一的帧结尾检测方法难以实现对符合EPC-C1G2协议的射频识别数据通信中所有情况下的T-R数据的帧结尾检测的技术难题。
文档编号H04L1/00GK101252411SQ20081006020
公开日2008年8月27日 申请日期2008年3月31日 优先权日2008年3月31日
发明者吕炳赟, 孙玲玲, 潘剑侠, 肖自铧, 琪 马 申请人:杭州电子科技大学