專利名稱：主計(jì)算機(jī)識別單體以反沖突的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及其中可同時(shí)由一個(gè)主計(jì)算機(jī)或者一個(gè)等效的用來識別單體的設(shè)備識別數(shù)個(gè)單體從而造成數(shù)個(gè)單體之間的沖突的系統(tǒng)，尤其涉及用于被主計(jì)算機(jī)識別的單體的反沖突方法。
背景技術(shù)：
存在著許多利用主計(jì)算機(jī)或等效設(shè)備識別單體的系統(tǒng)，其中每個(gè)單體具有一個(gè)識別號并具有和該主計(jì)算機(jī)的某種關(guān)系。例如當(dāng)單體是屬于同一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)(“屬于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)”關(guān)系)的終端時(shí)并且當(dāng)單體是由閱讀器識別后可訪問受控訪問區(qū)(“靠近閱讀器”關(guān)系)的不接觸式對象時(shí)，為這種情況。
這些系統(tǒng)中可能發(fā)生的一個(gè)值得注意的問題出于數(shù)個(gè)單體可能同時(shí)回答來自主計(jì)算機(jī)或等效設(shè)備的查詢這一事實(shí)。例如當(dāng)一閱讀器的前方同時(shí)存在數(shù)個(gè)不接觸式智能卡時(shí)為這種情況。這說成是在數(shù)個(gè)單體之間出現(xiàn)沖突。閱讀器必須解決這種問題，它必須能識別沖突中所涉及到的每個(gè)單體。
在相對于閱讀器多個(gè)不接觸式智能卡位于一給定區(qū)域的情況下，已知的反沖突方法實(shí)現(xiàn)樹形結(jié)構(gòu)迭代算法，在其中按照樹形結(jié)構(gòu)表示所有的卡識別號。在該樹結(jié)構(gòu)中，樹的“根”分成二個(gè)“分支”，每個(gè)分支以一個(gè)和識別號的第一個(gè)位，例如最高有效位的邏輯值1或0對應(yīng)的“結(jié)點(diǎn)”結(jié)束。這二個(gè)結(jié)點(diǎn)分成二個(gè)新的分支，這二個(gè)新分支以一個(gè)和識別號的另一個(gè)位的值1或0的結(jié)點(diǎn)對應(yīng)，依次類推直到識別號的最后一位，從而該樹的世代數(shù)和編碼卡的識別號的位數(shù)相同。
基于樹形結(jié)構(gòu)迭代算法的反沖突方法具有速度慢的缺點(diǎn)，因?yàn)榫幋a識別號所使用的位數(shù)越多，考察代表卡的整個(gè)樹的時(shí)間越長。按這種方式，在某些例如公共交通網(wǎng)應(yīng)用中，盡管多數(shù)情況下閱讀器所覆蓋的區(qū)域同時(shí)只存在數(shù)量很少的卡，為了對識別號編碼必須設(shè)置大的位數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
從而，本發(fā)明的目的是產(chǎn)生一種不基于識別號的逐位比較的從而不必識別造成沖突的位的反沖突方法，而該反沖突方法是利用每個(gè)識別號相對于一個(gè)識別嘗試數(shù)字值的定位的，其中該識別嘗試數(shù)字值是由采用一種能快速解決沖突的算法的主計(jì)算機(jī)發(fā)送的。
本發(fā)明涉及一種主計(jì)算機(jī)的反沖突方法，其中單體和該主計(jì)算機(jī)具有給定關(guān)系以使該主計(jì)算機(jī)識別各單體，每個(gè)單體具有一個(gè)在0和最大值(MAX)之間的識別號。該方法包括以下步驟a)該主計(jì)算機(jī)發(fā)出一條能由任何和該給定的與該主計(jì)算機(jī)的關(guān)系匹配的單體接收并識別的查詢指令，b)當(dāng)至少一個(gè)的單體和該給定的與該主計(jì)算機(jī)的關(guān)系匹配時(shí)，該主計(jì)算機(jī)發(fā)送一條包含一個(gè)識別嘗試數(shù)字值的反沖突指令，c)任何和該給定的與該主計(jì)算機(jī)的關(guān)系匹配的并且其識別號小于或等于該識別嘗試數(shù)字值的單體對此響應(yīng)，以及d)當(dāng)該主計(jì)算機(jī)接收數(shù)個(gè)響應(yīng)時(shí)檢測數(shù)個(gè)單體之間的沖突，并且在此情況下發(fā)送一條由一個(gè)根據(jù)一給定算法定義的識別嘗試數(shù)字值組成的反沖突指令，或者，當(dāng)只存在一個(gè)響應(yīng)時(shí)用它的識別號選擇該單體。
依據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，這些單體是不接觸式智能卡例如對受控進(jìn)入?yún)^(qū)的進(jìn)入卡，這些卡是借助使卡通過充當(dāng)該主計(jì)算機(jī)的閱讀器的前方的特定區(qū)域來被識別的。


從下面的連帶著各附圖的說明本發(fā)明的用途、目的和特征會(huì)變得更清楚，附圖中圖1是依據(jù)本發(fā)明的進(jìn)程的框圖，其是在每個(gè)單體中即在不接觸式智能卡的芯片中當(dāng)在閱讀器的前方提供卡時(shí)實(shí)現(xiàn)的，以及圖2是依據(jù)本發(fā)明的進(jìn)程的框圖，該進(jìn)程是在主計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)的并且即識別不接觸式智能卡。
具體實(shí)施例方式
可以在任何其中數(shù)個(gè)單體和主計(jì)算機(jī)有給定關(guān)系的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的進(jìn)程。但是，在下面的說明中，在其中這些單體是不接觸式智能卡的優(yōu)選實(shí)施例里說明該進(jìn)程，當(dāng)卡位于相對于閱讀器定義的某空間中的卡和該閱讀器通信。
參照圖1，任何位于該相對于閱讀器定義的空間內(nèi)的卡期待接收來自該閱讀器的查詢，該查詢是由所述閱讀器以循環(huán)方式發(fā)送的(例如，每5毫秒)。接著，每個(gè)卡檢查它是否接收查詢(步驟10)，在接收到查詢之前該步驟連續(xù)重復(fù)。
當(dāng)卡的芯片接收到該查詢時(shí)，該芯片等待來自該閱讀器的“反沖突”指令(步驟12)并且環(huán)回(loop back)直到接收該指令。當(dāng)接收該反沖突指令時(shí)，該芯片檢查自己的識別號是否小于或等于該指令中含有的識別嘗試數(shù)字值(步驟14)。若不是，該進(jìn)程環(huán)回以等待反沖突指令。應(yīng)注意，所有接收到查詢的卡參與該反沖突進(jìn)程并且這次查詢發(fā)出之后連接的卡不參與以便防止新卡的干擾。
如果該卡的識別號小于或等于該指令中包含的該數(shù)字值，該卡的芯片通過發(fā)送它的識別號響應(yīng)該閱讀器(步驟16)。
接著，該芯片等待一條新指令；該指令可以是一條選擇指令或者是一條新的反沖突指令(步驟18)。如果該接收到的指令是一條新的反沖突指令，該進(jìn)程環(huán)回到步驟14，以便檢查該卡的識別號是否小于該新指令中所含有的識別嘗試數(shù)字值。應(yīng)注意，上述步驟14和16的再循環(huán)進(jìn)程可能重復(fù)數(shù)次，如下面參照圖2說明那樣。
盡管在參照圖1和2說明的該實(shí)施例中，本發(fā)明的基本原則是檢查卡的識別號是否小于或等于識別嘗試值；也可以檢查卡的識別號是否大于或等于識別嘗試值，這不偏離本發(fā)明的范圍。
如果該卡接收一條選擇指令，這意味著已識別該卡。該芯片再次向該閱讀器發(fā)送它的識別號(步驟20)并且不再參與該反沖突進(jìn)程。
如下面參照圖2說明發(fā)生在閱讀器中實(shí)現(xiàn)的反沖突進(jìn)程。首先，該閱讀器向所有位于相對該閱讀器定義的空間內(nèi)的卡發(fā)送查詢(步驟30)。該閱讀器等待至少一個(gè)來自卡的響應(yīng)(步驟32)并且只要未收到響應(yīng)一直環(huán)回。當(dāng)接收一響應(yīng)時(shí)，初始化數(shù)個(gè)變量(步驟34)；表示要識別的識別號所位于的區(qū)間的下限的MIN變量初始化為0；代表識別嘗試數(shù)字值的VALID初始化為MAX，其中MAX是分配給卡的識別號所持有的最大值；以及DERCOLL是代表進(jìn)程中上一次使用的VALID值的變量并且也初始化為MAX。
接著，該閱讀器發(fā)送一條含有一個(gè)識別嘗試數(shù)字值的反沖突指令(步驟36)。在此發(fā)送后，該閱讀器等待可能的響應(yīng)(步驟38)。如果接收到響應(yīng)，則意味著在為能和該閱讀器發(fā)生通信而定義的空間中存在至少一個(gè)卡。該閱讀器必須判定是否出現(xiàn)沖突或者只存在單個(gè)響應(yīng)即在該定義的空間內(nèi)只存在單個(gè)卡(步驟40)。
當(dāng)出現(xiàn)沖突時(shí)，在該進(jìn)程環(huán)回到發(fā)送一條新的反沖突指令的步驟36之前，把DERCOLL變量置為等于VALID值(步驟42)即前一條反沖突指令中使用的識別嘗試數(shù)字值，并且按如下方式在考慮稱為下降速度且其大于1的參數(shù)N的情況下修改VALID值VALID＝MIN+(VALID-MIN)/N應(yīng)注意，由于采用該第一算法，VALID的新值必然比以前的值小。這種方式下當(dāng)N＝2和MAX＝1000時(shí)，VALID的值會(huì)成為500。
當(dāng)不出現(xiàn)沖突時(shí)，這意味著只存在一個(gè)響應(yīng)。在此情況下，閱讀器記錄卡的識別號(步驟46)，從而能使它選擇該先前看到的卡。在該進(jìn)程環(huán)回到新反沖突指令發(fā)送步驟之前，修改MIN值以變成等于VALID(步驟48)，使VALID值變成等于DERCOLL值(步驟50)，并且用MAX置換DERCOLL值(步驟52)。應(yīng)注意，該第二算法允許把VALID值增加到MAX值，從而能識別它們的識別號位于MAX附近區(qū)間并且由于和帶有小的識別號的卡的沖突尚未檢測出的卡。
當(dāng)發(fā)送步驟38的反沖突指令后不存在響應(yīng)時(shí)，這不意味著檢測了所有存在的卡的識別號。有可能這些識別號位于MAX附近的區(qū)間里，但不存在小于VALID的識別號。
如果不存在響應(yīng)，首先檢查VALID的值是否到達(dá)MAX(步驟54)。若是，則肯定不存在要識別的卡并終止該進(jìn)程。反之，進(jìn)行驗(yàn)證以判定VALID是否等于DERCOLL(步驟56)。若是，則把DERCOLL的值置為等于MAX(步驟58)。在這二個(gè)例子中，在該進(jìn)程環(huán)回到發(fā)送一條新的反沖突指令的步驟36之前，把MIN的值置為等于VALID的值(步驟60)，并且按如下方式在考慮稱為上升速度的且大于1的參數(shù)M的情況下修改VALID的值(步驟62)VALID＝VALID+(DERCOLL-VALID)/M應(yīng)注意，由于采用該第三算法，VALID的新值必然比以前的值大。
上面說明的反沖突方法非?？欤?yàn)閹状沃噶罹蜋z測出卡的概率相當(dāng)高。按照這種方式，假定沖突處理中涉及三個(gè)識別號分別為A、B、C的卡，如下面的表所示通過數(shù)字值VALID(單條反沖突指令之后)在0-MAX的范圍內(nèi)存在8種可能的分離情況

8種當(dāng)中VALID不能分離3個(gè)識別號有2種可能(0.25)，8種當(dāng)中分離出二個(gè)識別號有3種可能(0.375)并且8種當(dāng)中識別出一個(gè)卡有3種可能(0.375)。為了了解二次指令后的概率，必須對最后一個(gè)位添加混合組合。
二次指令下確定一個(gè)識別號的概率從而是P＝0.375+2/8×3/8+3/8×1/2＝0.656按照這種方式可以建立一個(gè)給出X次指令下從Y個(gè)識別號中確定一個(gè)識別號的概率的表，其中X在1和12之中而Y在2和12之中。

從上面的表中，很清楚幾次指令后確定一個(gè)識別號的概率是高的。例如，在高于百分之九十的可能下，1)在4次指令下從2或3個(gè)號中找到一個(gè)識別號，2)在5次指令下從4、5或6個(gè)號中找到一個(gè)識別號，以及3)在6次指令下從7、8、9、10、11或12個(gè)號中找到一個(gè)識別號。
一般地說，最好把上升和下降速度N和M中的一個(gè)選擇為至少大于或等于2。另外，經(jīng)驗(yàn)表明，如果N和M都等于2結(jié)果最優(yōu)。
為了試圖說明本發(fā)明，給出下面的例子，其中按16位分析每個(gè)卡的識別號，這意味著這些識別號在0和65,536之間。還假定M＝N＝2并且每條指令持續(xù)1.5毫秒。如果我們考慮發(fā)送查詢以及它的響應(yīng)的初始時(shí)間，檢測1到12個(gè)識別號所需的最大時(shí)間從而為

例1(4個(gè)卡)MAX＝1,000沖突中涉及到的4個(gè)卡的識別號
ID1＝12 ID2＝356 ID3＝567 ID4＝5681 VALID＝1000 MIN＝0 DERCOLL＝1000沖突2 VALID＝500 MIN＝0 DERCOLL＝1000沖突3 VALID＝250 MIN＝0 DERCOLL＝500一個(gè)響應(yīng)00124 VALID＝500 MIN＝250 DERCOLL＝1000一個(gè)響應(yīng)03565 VALID＝1000 MIN＝500 DERCOLL＝1000沖突6 VALID＝750 MIN＝500 DERCOLL＝1000沖突7 VALID＝625 MIN＝500 DERCOLL＝750沖突8 VALID＝563 MIN＝500 DERCOLL＝625無響應(yīng)9 VALID＝594 MIN＝563 DERCOLL＝625沖突10 VALID＝579 MIN＝563 DERCOLL＝594沖突11 VALID＝571 MIN＝563 DERCOLL＝579沖突12 VALID＝567 MIN＝563 DERCOLL＝571一個(gè)響應(yīng)056713 VALID＝571 MIN＝567 DERCOLL＝1000一個(gè)響應(yīng)056814 VALID＝1000 MIN＝571 DERCOLL＝1000無響應(yīng)檢查4個(gè)識別號需要14個(gè)指令和28.5毫秒。
例2(5個(gè)卡)MAX＝1,000沖突中的5個(gè)卡的識別號ID1＝887 ID2＝997 ID3＝938 ID4＝562 ID5＝2941 VALID＝1000 MIN＝0 DERCOLL＝1000沖突2 VALID＝500 MIN＝0 DERCOLL＝1000一個(gè)響應(yīng)02943 VALID＝1000 MIN＝500 DERCOLL＝1000沖突4 VALID＝750 MIN＝500 DERCOLL＝1000一個(gè)響應(yīng)05625 VALID＝1000 MIN＝750 DERCOLL＝1000沖突6 VALID＝875 MIN＝750 DERCOLL＝1000無響應(yīng)7 VALID＝938 MIN＝875 DERCOLL＝1000沖突8 VALID＝907 MIN＝875 DERCOLL＝938一個(gè)響應(yīng)08879 VALID＝938 MIN＝907 DERCOLL＝1000一個(gè)響應(yīng)093810 VALID＝1000 MIN＝938 DERCOLL＝1000一個(gè)響應(yīng)099711 VALID＝1000 MIN＝1000 DERCOLL＝1000無響應(yīng)為檢測5個(gè)識別號需要11個(gè)指令和25.5毫秒。
在該不接觸式智能卡的應(yīng)用中，上面說明的依據(jù)本發(fā)明的處理使用遵循ISO 14443標(biāo)準(zhǔn)的通信裝置。但是，和現(xiàn)有過程不同，不必識別造成沖突的位，因?yàn)闆_突是從錯(cuò)誤“校驗(yàn)和”推斷出來的。它和時(shí)間無關(guān)，從而可以在不會(huì)影響該處理的功能下用PC上的BASIC語言軟件或者用閱讀器中的硬編碼實(shí)現(xiàn)。
不論是在各個(gè)單體例如不接觸式智能卡中還是在主計(jì)算機(jī)或等同品例如不接觸式智能卡閱讀器中，依據(jù)本發(fā)明的處理是通過軟件代碼即計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種主計(jì)算機(jī)的反沖突方法，其中單體和所述主計(jì)算機(jī)具有給定關(guān)系以使所述主計(jì)算機(jī)識別所述單體，每個(gè)所述單體具有一個(gè)在0和最大值(MAX)之間的識別號；所述方法特征在于下述步驟a)所述主計(jì)算機(jī)發(fā)出一條能由任何與所述主計(jì)算機(jī)有給定的關(guān)系的單體接收并識別的查詢指令，b)當(dāng)至少一個(gè)所述單體和所述給定的與所述主計(jì)算機(jī)的關(guān)系匹配時(shí)，所述主計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)包含一個(gè)識別嘗試數(shù)字值的反沖突信號，c)任何和所述給定的與所述主計(jì)算機(jī)的關(guān)系匹配的并且其識別號小于或等于(或者大于或等于)所述數(shù)字識別嘗試值的單體作出響應(yīng)，以及d)當(dāng)所述主計(jì)算機(jī)接收數(shù)個(gè)響應(yīng)時(shí)檢測數(shù)個(gè)單體之間的沖突，并且在此情況下發(fā)送一條由一個(gè)根據(jù)一給定算法定義的識別嘗試數(shù)字值組成的反沖突指令，或者，當(dāng)只存在一個(gè)響應(yīng)時(shí)用它的識別號選擇該單體。
2.一種主計(jì)算機(jī)的反沖突方法，其中單體和所述主計(jì)算機(jī)具有給定的關(guān)系以使所述主計(jì)算機(jī)識別所述單體，每個(gè)所述單體具有一個(gè)在0和最大值(MAX)之間的識別號；所述方法特征在于下述步驟a)所述主計(jì)算機(jī)發(fā)出一條能由任何與所述主計(jì)算機(jī)有給定的關(guān)系的單體接收并識別的查詢指令，b)當(dāng)至少一個(gè)的所述單體和所述給定的與所述主計(jì)算機(jī)的關(guān)系匹配時(shí)，所述主計(jì)算機(jī)發(fā)送一條包含一個(gè)識別嘗試數(shù)字值的反沖突指令，c)如果來自數(shù)個(gè)單體的響應(yīng)中存在沖突所述主計(jì)算機(jī)發(fā)送一條新的包含一個(gè)比先前發(fā)送的識別嘗試數(shù)字值要小的和從第一算法產(chǎn)生的識別嘗試數(shù)字值的反沖突指令，或者，當(dāng)只存在一個(gè)其識別號小于先前所發(fā)送的所述識別嘗試數(shù)字值的單體時(shí)所述主計(jì)算機(jī)記錄該單體的識別號，d)重復(fù)步驟c)，直至發(fā)送一條由一個(gè)識別嘗試數(shù)字值組成的反沖突指令會(huì)導(dǎo)致只識別一個(gè)所述單體，并在該情況下，記錄所述單體的識別號，e)如果來自數(shù)個(gè)單體的響應(yīng)中存在沖突所述主計(jì)算機(jī)發(fā)送一條新的包含一個(gè)比先前發(fā)送的識別嘗試數(shù)字值要大的和從第二算法產(chǎn)生的識別嘗試數(shù)字值的反沖突指令，或者，當(dāng)只存在一個(gè)其識別號小于先前所發(fā)送的所述識別嘗試數(shù)字值的單體時(shí)所述主計(jì)算機(jī)記錄該單體的識別號，f)重復(fù)步驟e)，直至發(fā)送一條其識別嘗試數(shù)字值為所述最大值的反沖突指令，以及g)重復(fù)步驟c)到步驟f)，直至發(fā)送一條其識別嘗試數(shù)字值為所述最大值的反沖突指令不產(chǎn)生來自所述單體的響應(yīng)。
3.依據(jù)權(quán)利要求2的方法，如果對步驟c)和e)的反沖突指令不存在響應(yīng)，則包括以下步驟h)驗(yàn)證所述反沖突指令不把所述最大值作為識別嘗試數(shù)字值，i)所述主計(jì)算機(jī)發(fā)送一條新的包含一個(gè)比先前發(fā)送的識別嘗試值要大的和從第三算法產(chǎn)生的反沖突指令，以及j)重復(fù)步驟c)到g)。
4.依據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述第一算法包括用新值VALID＝MIN+(VALID-MIN)/N代替(44)反沖突指令中含有的識別嘗試數(shù)字值VALID，其中MIN代表區(qū)間的下限，其上限為VALID并且要識別的單體的識別號位于其中，而N代表其值大于1的下降速度參數(shù)。
5.依據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述第二算法包括用該發(fā)送的反沖突指令中含有的識別嘗試數(shù)字值(VALID)代替(48)MIN，并且包括用所述剛發(fā)送的反沖突指令的前一個(gè)反沖突指令中含有的識別嘗試數(shù)字值代替(50)所述識別嘗試數(shù)字值。
6.依據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述第三算法包括用新值VALID＝VALID+(DERCOLL-VALID)/M代替(62)反沖突指令中含有的數(shù)字識別嘗試值VALID，其中DERCOLL是一個(gè)值等于MAX或者等于剛發(fā)送的反沖突指令的前一個(gè)反沖突指令中的識別嘗試數(shù)字值的變量，而M代表其值大于1的上升速度參數(shù)。
7.依據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)的方法，其中變量M和N各等于2。
8.依據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的方法，其中所述單體是不接觸式智能卡并且所述主計(jì)算機(jī)是所述不接觸式靈巧卡的閱讀器。
9.一種包括實(shí)現(xiàn)依據(jù)權(quán)利要求1所述的方法的指令組的計(jì)算機(jī)程序。
10.一種包括實(shí)現(xiàn)依據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的方法的指令組的計(jì)算機(jī)程序。
全文摘要
一種由主計(jì)算機(jī)控制的允許該主計(jì)算機(jī)識別單體的單體反沖突方法，其中每個(gè)單體具有一個(gè)在0和最大值(MAX)之間的識別號，其包括下述步驟a)該主計(jì)算機(jī)發(fā)送一條能由所有單體接收并識別的查詢指令，b)該主計(jì)算機(jī)發(fā)送一條包含一個(gè)識別嘗試數(shù)字值的反沖突指令，c)任何識別號小于或等于該識別嘗試數(shù)字值的單體作出響應(yīng)，以及d)當(dāng)該主計(jì)算機(jī)接收數(shù)個(gè)響應(yīng)時(shí)檢測數(shù)個(gè)單體之間的沖突并且發(fā)送一條新的根據(jù)一給定算法的反沖突指令，或者，當(dāng)只存在一個(gè)響應(yīng)時(shí)用它的識別號選擇該單體。
文檔編號G06K17/00GK1496513SQ03800073
公開日2004年5月12日 申請日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月17日
發(fā)明者尼古拉斯·龐奧德, 尼古拉斯 龐奧德 申請人:Ask股份有限公司