一種具有雙向通訊功能的多義性路徑識別方法技術

本發明專利技術提供一種具有雙向通訊功能的多義性路徑識別方法，該系統在閱讀器信息幀中添加時間參數，有源電子標簽接收到閱讀器的信息幀后就可以根據接收的參數以及當前的運行狀態有效估算閱讀器的信道空閑時間段；有源電子標簽再通過基于隨機數生成的時隙判決方法，可以將標簽信息在合適的時隙內發送給閱讀器；最終實現有源電子標簽與閱讀器之間的信息交互；該方法兼容固有的硬件系統，不會加劇有源電子標簽對電池電量的消耗。這種信道空閑檢測與時隙判決方法既穩定可靠又簡單實用。

【技術實現步驟摘要】
一種具有雙向通訊功能的多義性路徑識別方法
本專利技術涉及通信領域，尤其是一種利用RFID系統中的信道空閑檢測與時隙判決方法實現雙向通信的多義性路徑識別方法。
技術介紹
目前，以RFID為核心的應用系統逐漸在高速公路等智能交通領域得到應用。以高速公路的路徑識別系統為例，RFID系統由路側基站(路上專用閱讀器)，讀卡器和電子標簽三部分組成。在高速公路入口，電子標簽通過車道讀卡器完成標簽的初始信息設置；在高速公路上，電子標簽完成與路側基站的信息交互工作，保存必要的路徑信息；在高速公路出口，電子標簽通過讀卡器將已經存儲的路徑信息進行上報，由車道軟件完成上報數據的處理。在目前的路徑識別系統中，路側基站與電子標簽之間的通信是單向的，即路側基站只負責發送路徑信息，而電子標簽只負責接收路徑信息。但是，隨著市場需求的不斷變化和RFID技術的不斷改進，路側基站與電子標簽之間的雙向通信將成為發展的必然趨勢。在現有硬件系統保持不變的情況下，需要采用時分技術完成電子標簽和路側基站之間的雙向通信。在這種基于時分的通信系統中，需要尋找一種方法使得電子標簽能夠準確估算出路側基站在當前清點周期內的空閑時間段，并且選擇合適的時隙將電子標簽自身的信息發送給路側基站。傳統的信道空閑檢測方法會基于RSSI檢測，即電子標簽不停地檢測載波信號的強度，直至發現接收的RSSI低于設定的閾值。但是，這種方法并不適用于有源電子標簽。首先，RSSI的檢測要求電子標簽的射頻電路始終處于射頻接收狀態，這樣電子標簽對電池電量的消耗會明顯加大。其次，RSSI的檢測可能會受到外界環境的干擾，導致RSSI檢測不準確，進而導致無謂的電量消耗，同時會降低閱讀器和電子標簽之間通信的穩定性。此外，由于受到硬件成本和軟件復雜度等因素的制約，電子標簽不可能實現過于復雜的通信協議、信道檢測以及時隙判決的算法。為了解決上述問題，需要尋找一種更合適的方法完成電子標簽的信道空閑檢測并且采用簡單實用的時隙判決方法，以此保證電子標簽能夠在合理的時隙完成與路側基站的信息交互。
技術實現思路
本專利技術要解決的問題是提供一種利用RFID系統中的信道空閑檢測與時隙判決方法實現雙向通信的多義性路徑識別方法。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：一種具有雙向通訊功能的多義性路徑識別方法，包括以下步驟：(2)設置路側標識單元，使路側標識單元處于接收發送定時交替模式；(2)路側標識單元開啟射頻發送鏈路；(3)路側標識單元在廣播幀中添加時間參數并將添加時間參數后的廣播幀通過天線發送；(4)電子標簽進入路側標識單元廣播覆蓋區域后接收廣播幀，判斷廣播幀中廣播信息的有效性和是否重復，若不重復且有效則將廣播信息記錄在存儲空間中，并根據時間參數以及當前的運行狀態有效估算路側標識單元的信道空閑時間段；(5)路側標識單元發送廣播幀一段時間后，配置關閉射頻發送鏈路，配置開啟射頻接收鏈路，開始進行標簽信息接收，即路側標識單元的信道處于空閑時間段內；(6)電子標簽通過基于隨機數生成的時隙判決方法，使得標簽信息在路側標識單元的信道空閑時間段內選擇一隨機時隙發送給路側標識單元；(7)路測標識單元接收標簽信息，并對該標簽信息進行有效性判斷：判斷正確后發送結束交互指令，電子標簽接收該路側標識單元的結束交互指令，不再處理該標識站發送的廣播信息；判斷不正確則不發送結束交互指令，電子標簽繼續處理后續廣播數據；(8)路側標識單元接收標簽信息一段時間后，配置關閉射頻接收鏈路，配置開啟射頻發送鏈路；(9)循環執行步驟(3)至步驟(8)。進一步，所述步驟(1)中還包括設置電子標簽，使得電子標簽在激活模式下處于定時喚醒接收模式。進一步，所述電子標簽為復合電子標簽。進一步，所述電子標簽有多個，并一一對應固定在多輛汽車上，該電子標簽相對于路側標識單元發生移動，即不同時刻在路側標識單元廣播覆蓋區域內的電子標簽是不同的。進一步，所述路側標識單元有多個，均勻分布在道路的一側。進一步，所述步驟(3)中的時間參數為路側標識單元當前幀距開啟射頻接收鏈路的時間。進一步，所述步驟(4)中的電子標簽先處于休眠狀態，進入路側標識單元廣播覆蓋區域后，被定時喚醒接收時接收帶時間參數的廣播幀。進一步，所述步驟(6)中還包括空閑信道檢測，電子標簽選擇隨機時隙后先進行空閑信道檢測，檢測成功后將標簽信息在該隨機時隙內發送給路側標識單元。進一步，所述標簽信息內包含標簽地址和基站地址，用以保證電子標簽和路側標識單元之間的一對一通信。進一步，所述步驟(7)中路側標識單元結束交互指令內包含基站地址和標簽地址，用以保證電子標簽和路側標識單元之間的一對一通信。本專利技術具有的優點和積極效果是：采用上述技術方案，實現了電子標簽與路側標識單元之間順暢的雙向通信；且時間參數的設定有利于電子標簽判斷向路側標識單元發送標簽的時間；隨機時隙的設定避免了多個電子標簽接收同一路側標識單元時，路側標識單元接收多個電子標簽發生信息覆蓋的問題。附圖說明圖1是電子標簽、路側標識單元及天線系統框圖；圖2是具有雙向通訊功能的多義性路徑識別方法工作流程圖；圖3是路側標識單元的工作狀態圖；圖4是電子標簽105在廣播覆蓋區域外的工作狀態圖；圖5是路側標識單元101的基站廣播幀格式圖；圖6是路側標識單元結束交互幀格式圖；圖7是標簽信息幀的格式圖；圖8是路側標識單元101交互的電子標簽105的工作狀態圖。圖中：101、路側標識單元102、射頻發送、接收單元103、PSAM加密模塊104、天線105、電子標簽具體實施方式以下根據附圖及具體實施例對本專利技術作出詳細說明。如圖2所示，本專利技術包括以下步驟：(1)設置路側標識單元101及電子標簽105，使路側標識單元101處于接收發送定時交替模式，電子標簽105在激活模式下處于定時喚醒接收模式，且路側標識單元的工作狀態及電子標簽105在廣播覆蓋區域外的工作狀態如圖3和圖4。如圖1所示，該路側標識單元101內設有射頻發送、接收單元102和PSAM加密模塊103，電子標簽105內包含433MHz發送、接收單元及13.56MHz發送、接收單元，且433MHz發送、接收單元和與路側標識單元101連接的天線104工作頻率相匹配，13.56MHz發送、接收單元和閱讀器工作頻率相匹配。(2)路側標識單元101開啟射頻發送鏈路。(3)路側標識單元101在廣播幀中添加時間參數并將添加時間參數后的廣播幀通過天線104發送，天線104的工作頻率為433MHz，時間參數為路側標識單元101當前幀距開啟射頻接收鏈路的時間，故時間參數是遞減的，路側標識單元101的基站廣播幀格式如圖5。(4)電子標簽105進入路側標識單元101廣播覆蓋區域后被定時喚醒接收時接收帶時間參數的廣播幀，判斷廣播幀中廣播信息的有效性和是否重復，若不重復且有效則將廣播信息記錄在存儲空間中，并根據時間參數以及當前的運行狀態有效估算路側標識單元101的信道空閑時間段。(5)路側標識單元101發送廣播幀一段時間后，配置關閉射頻發送鏈路，配置開啟射頻接收鏈路，開始進行標簽信息接收，即路側標識單元101的信道處于空閑時間段內。(6)電子標簽105通過基于隨機數生成的時隙判決方法，使得標簽信息在路側標識單元101的信道空閑時間段內選擇一隨機時隙進行空閑信道檢測本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有雙向通訊功能的多義性路徑識別方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)設置路側標識單元，使路側標識單元處于接收發送定時交替模式；(2)路側標識單元開啟射頻發送鏈路；(3)路側標識單元在廣播幀中添加時間參數并將添加時間參數后的廣播幀通過天線發送；(4)電子標簽進入路側標識單元廣播覆蓋區域后接收廣播幀，判斷廣播幀中廣播信息的有效性和是否重復，若不重復且有效則將廣播信息記錄在存儲空間中，并根據時間參數以及當前的運行狀態有效估算路側標識單元的信道空閑時間段；(5)路側標識單元發送廣播幀一段時間后，配置關閉射頻發送鏈路，配置開啟射頻接收鏈路，開始進行標簽信息接收，即路側標識單元的信道處于空閑時間段內；(6)電子標簽通過基于隨機數生成的時隙判決方法，使得標簽信息在路側標識單元的信道空閑時間段內選擇一隨機時隙發送給路側標識單元；(7)路測標識單元接收標簽信息，并對該標簽信息進行有效性判斷：判斷正確后發送結束交互指令，電子標簽接收該路側標識單元的結束交互指令，不再處理該標識站發送的廣播信息；判斷不正確則不發送結束交互指令，電子標簽繼續處理后續廣播數據；(8)路側標識單元接收標簽信息一段時間后，配置關閉射頻接收鏈路，配置開啟射頻發送鏈路；(9)循環執行步驟(3)至步驟(8)。...

【技術特征摘要】
1.一種具有雙向通訊功能的多義性路徑識別方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)設置路側標識單元，使路側標識單元處于接收發送定時交替模式；(2)路側標識單元開啟射頻發送鏈路；(3)路側標識單元在廣播幀中添加時間參數并將添加時間參數后的廣播幀通過天線發送，所述時間參數為路側標識單元當前幀距開啟射頻接收鏈路的時間；(4)電子標簽進入路側標識單元廣播覆蓋區域后接收廣播幀，判斷廣播幀中廣播信息的有效性和是否重復，若不重復且有效則將廣播信息記錄在存儲空間中，并根據時間參數以及當前的運行狀態有效估算路側標識單元的信道空閑時間段；(5)路側標識單元發送廣播幀一段時間后，配置關閉射頻發送鏈路，配置開啟射頻接收鏈路，開始進行標簽信息接收，即路側標識單元的信道處于空閑時間段內；(6)電子標簽通過基于隨機數生成的時隙判決方法，使得標簽信息在路側標識單元的信道空閑時間段內選擇一隨機時隙發送給路側標識單元；(7)路測標識單元接收標簽信息，并對該標簽信息進行有效性判斷：判斷正確后發送結束交互指令，電子標簽接收該路側標識單元的結束交互指令，不再處理該標識站發送的廣播信息；判斷不正確則不發送結束交互指令，電子標簽繼續處理后續廣播數據；(8)路側標識單元接收標簽信息一段時間后，配置關閉射頻接收鏈路，配置開啟射頻發送鏈路；(9)循環執行步驟(3)至步驟(8)。2.根據權利要求1所述的具有雙向通訊功能的多義性路徑識別方法，其特征在于：所述步驟(1)中還包括設...

【專利技術屬性】
技術研發人員：時旭，
申請(專利權)人：天津中興智聯科技有限公司，
類型：發明
國別省市：天津;12