CN109104420A - 一种基于epc通信协议的数据快速传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种基于EPC通信协议的数据快速传输方法，属于基于EPC通信协议的数据快速传输方法技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种基于EPC通信协议的数据快速传输方法；解决该技术问题采用的技术方案为：包括如下步骤：步骤一：确定标签数量为m，阅读器以POW波为载波广播Query命令，给所述标签分配Q值；步骤二：标签接收到Query命令后，执行QueryRep和QueryAdjust命令调整时隙的数值，阅读器将可回复时隙值从0开始依次增加，使每个时隙都可以进行通信；步骤三：最先达到通信要求的标签回复自身RN16=n，将n与m的值进行比较，当n＜m时，则命令该标签进行突发式传输，当n＞m时，标签保持缄默，再次等待获取标签RN16的n值；本发明应用于EPC通信协议。

Description

一种基于EPC通信协议的数据快速传输方法
技术领域
本发明一种基于EPC通信协议的数据快速传输方法，属于基于EPC通信协议的数据快速传输方法技术领域。
背景技术
随着物联网的发展，射频识别技术(RFID,Radio Frequency andIdentification)应用领域更加广泛，但是由于传统无源感知标签功能单一，只能对物体进行简单的标识，感知能力差，目前利用无源感知与识别平台(WISP,WirelessIdentification and Sensing Platform)来弥补这些不足。
由于WISP平台遵循EPC C1G2通信协议，并不适合大量数据同时传输数据，在多标签与阅读器之间的通信过程中，存在着大量并行数据之间的传输冲突；WISP平台集成了控制器和传感器，因其具有无源、感知、计算与通信的优势而日益成为未来射频识别技术的发展趋势，但是在通信过程中阅读器与多标签通信时造成冲突可能导致信号传输效率不高、能量利用率低，因此需要对数据并行传输方法和机制进行优化。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于EPC通信协议的数据快速传输方法；为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于 EPC通信协议的数据快速传输方法，包括如下步骤：
步骤一：确定标签数量为m，阅读器以POW波为载波广播Query命令，给所述标签分配Q 值；
步骤二：标签接收到Query命令后，执行QueryRep和QueryAdjust命令调整时隙的数值，阅读器将可回复时隙值从0开始依次增加，使每个时隙都可以进行通信；
步骤三：最先达到通信要求的标签回复自身RN16＝n，将n与m的值进行比较，当n＜m 时，则命令该标签进行突发式传输，当n＞m时，标签保持缄默，再次等待获取标签RN16的n值。
本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明为了解决无源感知***中信号并行传输时通信效率不高导致吞吐量过低、能量利用率不高的问题，提出针对并行传输时数据冲突的优化方案；应用目标在于当标签与阅读器进行通信时，若产生突发冲突，将会影响整个无源感知***的通信质量，因此，防止突发冲突是提高无源感知***吞吐量的关键，本发明通过执行相应命令来缩短信号时隙的长度，通过标签回复自身RN16判断是否执行突发传输，可以有效应用传输能量，保持较高的信号传输效率。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种基于EPC通信协议的数据快速传输方法，包括如下步骤：
步骤一：确定标签数量为m，阅读器以POW波为载波广播Query命令，给所述标签分配Q 值；
步骤二：标签接收到Query命令后，执行QueryRep和QueryAdjust命令调整时隙的数值，阅读器将可回复时隙值从0开始依次增加，使每个时隙都可以进行通信；
步骤三：最先达到通信要求的标签回复自身RN16＝n，将n与m的值进行比较，当n＜m 时，则命令该标签进行突发式传输，当n＞m时，标签保持缄默，再次等待获取标签RN16的n值。
本发明实质为在现有的EPC协议基础上进行改进；现有的EPC协议中，为了防止多标签数据传输过程中产生冲突，在Query命令中Q值至关重要，它定义一轮中时隙数为2Q-1，其中0≤Q≤15；标签在Q值指定的范围内生成一个非负的随机时隙计数器，阅读器选择Q值，使得标签回复阅读器的效率更高，可以更好提升能量利用率。
当标签执行Query命令完成后，执行QueryRep和QueryAdjust命令，QueryRep命令可以使时隙数值-1，并可触发标签进行响应，QueryAdjust通过+1或-1来调整当前的Q值，当时隙值减为0时，标签开始回复ACK信号给阅读器。
控制EPC协议效率的关键参数是Q值，其消耗能量由下式计算为：
Eround＝Equery+(2Q+A-1)·Erep+n·Eadjust；
其中A表示调整的数值，n表示调整的轮数；
可以看出随着Q值增加，在一轮通信中所消耗的能量主要由Reps和Adjusts造成。
由于EPC协议在传输过程中，有效数据量为12字节，实际吞吐量由下式计算为：
该式考虑了三种命令Query、QueryRep、QueryAdjust的执行时长；
根据上式计算可知，由于EPC协议中Q值选择不当，会导致空时隙过多造成通信效率低下，因此需要对当前的EPC协议进行改进，并提出一种新的防冲突方案。
本发明通过调整标签的相应方式，提升整个无源感知***的通信效率，当标签接收到 Query命令后，不必将时隙调整为0时才可与阅读器进行通信，每个时隙都可进行响应；在标签端，利用改进的协议使得标签可以被Query，QueryRep或QueryAdjust响应。
具体操作时，设定每个时隙都可以使CRFID传感器与阅读器进行通信，并进行顺序响应，顺序响应就是在现有EPC协议基础上，将从0时隙开始依次增加，使得每个时隙都可以进行通信，这样做可以减少标签接收QueryRep命令的轮数，很好解决了并行传输过程中造成的冲突问题，并且可以降低能量消耗。
当标签与阅读器进行通信时，若产生突发冲突，将影响整个无源感知***的通信质量，避免突发冲突的产生，需要将RN16划分为n份，所取标签数量的m值取值范围为0<m<216， m值是具体部署的CRFID传感器的数量，在编译时选择一个固定的值；标签随机产生一个RN16 划分n值，将n值与m的值相比较，若n＜m，则传感器进行突发式传输，否则，保持缄默避免数据的并行传输产生冲突。
当阅读器没有与标签通信时，采用以POW(power optimized waveforms)功率优化波形为载波广播信号给所有标签发送信号，一旦有一个标签与之进行通信，则阅读器将发送以CW (continues wave)为载波的信号与标签进行通信；当阅读器与一个标签完成通信之后，将继续以POW波为载波，进行信号传输。
当已有一个标签与阅读器进行通信时，若另一个标签接收到ACK命令在突发脉冲RN16范围内，并且检测到接收到的载波为CW波，那么这个标签将被认为是处于突发传输中，就要保持缄默状态避免产生冲突；如果该时隙包含此范围之外的RN16，则它可以在当前时隙之后开始突发传输信息；当标签处于静默状态之后，相当于没有完成与阅读器之间的通信，需重新开始接收Query命令。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (1)

1.一种基于EPC通信协议的数据快速传输方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：确定标签数量为m，阅读器以POW波为载波广播Query命令，给所述标签分配Q值；
步骤二：标签接收到Query命令后，执行QueryRep和QueryAdjust命令调整时隙的数值，阅读器将可回复时隙值从0开始依次增加，使每个时隙都可以进行通信；
步骤三：最先达到通信要求的标签回复自身RN16=n，将n与m的值进行比较，当n＜m时，则命令该标签进行突发式传输，当n＞m时，标签保持缄默，再次等待获取标签RN16的n值。
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