一種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源rfid通信方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法，該方法具體包括：讀寫器初始化后發(fā)送廣播幀，并等待回復；車載移動有源RFID標簽初始化后進入偵聽狀態(tài)，在接收到廣播幀時，判斷相互是否具有通信需求，若是則進行回復；若讀寫器接收到回復的廣播幀，則與該標簽進入點對點P2P通信模式，并向該標簽發(fā)送P2P數(shù)據(jù)幀；車載移動有源RFID標簽接收讀寫器發(fā)送的P2P數(shù)據(jù)幀，并回復對應的P2P數(shù)據(jù)幀，直到與該讀寫器的通信完成。該方法通過廣播幀建立通信關系，和P2P數(shù)據(jù)幀建立數(shù)據(jù)傳輸關系，在車載移動有源RFID標簽的位置發(fā)生變更時，仍能保持與讀寫器之間的有效通信，應用的范圍廣、實用性強。
【專利說明】—種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于無線通信【技術領域】，具體涉及一種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法的設計。
【背景技術】
[0002]RFID是一種無線通信系統(tǒng)，由兩個基本器件組成，讀寫器和很多應答器，同時輔以天線、外圍網(wǎng)絡、中間件、管理系統(tǒng)，從而形成完整的RFID應用系統(tǒng)。有源RFID，又稱為主動式RFID (Active tag)，依據(jù)電子標簽供電方式的不同進行劃分的電子標簽一種類型，有源RFID標簽內(nèi)裝有電池。
[0003]RFID標簽只要被置于讀取設備形成的電磁場內(nèi)就可以準確讀到，更加適合與各種自動化的處理設備配合使用，同時減少甚至排除因人工干預數(shù)據(jù)采集而帶來的人力資源、效率降低和產(chǎn)生差錯以及糾錯的成本；RFID每秒鐘可進行上千次的讀取，能同時處理許多標簽，高效且高度準確，從而使企業(yè)能夠在既不降低作業(yè)效率，又不增加管理成本的前提下，大幅度提高管理精細度，讓整個作業(yè)過程實時透明，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。RFID標簽的識讀，不需要以目視可見為前提，因為它不依賴于可見光，因而可以在那些條碼技術無法適應的惡劣環(huán)境下使用，如高粉塵污染、野外等，這樣能進一步擴大自動識別技術的應用范圍。
[0004]無線網(wǎng)絡中一個區(qū)域范圍內(nèi)的標簽與其對應區(qū)域內(nèi)的讀寫器進行交互:標簽進入磁場后返回某一頻率的信號，讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理。通信過程中讀寫器可以對標簽進行信息收集，并進行相應的控制，如傳輸所需的信息或進入睡眠狀態(tài)等。二者之間通過通信協(xié)議進行交互，協(xié)議約定中包括對數(shù)據(jù)格式，同步方式，傳送速度，傳送步驟，檢糾錯方式以及控制字符定義等問題做出了統(tǒng)一規(guī)定，通信雙方必須共同遵守。但現(xiàn)有的協(xié)議如IS0/IEC18000-4、IS0/IEC18000-7等均未專門針對有源移動標簽的幀格式進行詳細定義，使得RFID標簽一旦位置發(fā)生了改變，將無法與讀寫器進行良好的通信，更無法很好地利用移動中的有源標簽，極大地限制了有源電子標簽的使用范圍。這意味著很多標簽在投入使用后，只能原地進行信息收集直到電池耗盡，或移動出讀寫器檢測范圍后失去通信聯(lián)絡，造成資源浪費，也使得可投入使用的應用范圍非常有限，無法用于如移動車輛定位等應用場合。車聯(lián)網(wǎng)作為一種新型自組織網(wǎng)絡，是各種功能、技術和信息的集成，相關的通信體制和方法研究尚處于起步階段，將有源RFID通信方法應用于車聯(lián)網(wǎng)通信領域中，將是未來研究的重要方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中有源RFID通信系統(tǒng)不能適應車聯(lián)網(wǎng)應用需求的問題而提出一種能夠應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法。
[0006]本發(fā)明的技術方案是:一種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法，具體包括:
[0007]S1、讀寫器初始化后向其覆蓋范圍周期性的發(fā)送廣播幀，并等待車載移動有源RFID標簽的回復；
[0008]S2、車載移動有源RFID標簽初始化后進入偵聽狀態(tài)，在接收到讀寫器發(fā)送的廣播幀時，分析廣播幀的內(nèi)容判斷相互是否具有通信需求，若是則對發(fā)送該廣播幀的讀寫器進行回復，否則重新返回偵聽狀態(tài)；
[0009]S3、若讀寫器接收到車載移動有源RFID標簽回復的廣播幀，則與該車載移動有源RFID標簽進入點對點P2P通信模式，并向該車載移動有源RFID標簽發(fā)送P2P數(shù)據(jù)幀，否則繼續(xù)周期性發(fā)送廣播幀；
[0010]S4、車載移動有源RFID標簽接收讀寫器發(fā)送的P2P數(shù)據(jù)幀，并回復對應的P2P數(shù)據(jù)幀，直到與該讀寫器的通信完成。
[0011]進一步的，所述步驟SI中讀寫器發(fā)送的廣播巾貞包括:協(xié)議號Protocol ID、識別碼Recognition、讀寫器狀態(tài)Reader status、包長度Packet length、固定讀寫器出廠號 Reader manufacture ID、固定讀寫器序列號 Reader Serial number、命令碼 Commandcode、命令參數(shù) Command arguments、校驗碼 CRC。
[0012]進一步的，所述步驟S2中車載移動有源RFID標簽回復的廣播幀包括:協(xié)議號Protocol ID、識別碼 Recognition、標簽狀態(tài) Tag status、包長度 Packet length、固定讀寫器出廠號Reader manufacture ID、固定讀寫器序列號Reader Serial number、移動標簽出廠號Moving tag manufacture ID、移動標簽序列號Moving tag Serial number、命令碼Command code、響應數(shù)據(jù) Response data、校驗碼 CRC。
[0013]進一步的，所述步驟S3中讀寫器發(fā)送的P2P數(shù)據(jù)幀包括:協(xié)議號Protocol ID、識別碼Recognition、讀寫器狀態(tài)Reader status、包長度Packet length、移動標簽出廠號Moving tag manufacture ID、移動標簽序列號 Moving tag Serial number、固定讀寫器出廠號 Reader manufacture ID、固定讀寫器序列號 Reader Serial number、命令碼 Commandcode、命令參數(shù) Command arguments、校驗碼 CRC。
[0014]進一步的，所述步驟S4中車載移動有源RFID標簽回復的P2P數(shù)據(jù)幀包括:協(xié)議號Protocol ID、識別碼 Recognition、標簽狀態(tài) Tag status、包長度 Packet length、固定讀寫器出廠號Reader manufacture ID、固定讀寫器序列號Reader Serial number、移動標簽出廠號Moving tag manufacture ID、移動標簽序列號Moving tag Serial number、命令碼Command code、響應數(shù)據(jù) Response data、校驗碼 CRC。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法，讀寫器和車載移動有源RFID標簽通過廣播幀建立通信關系，和P2P數(shù)據(jù)幀建立數(shù)據(jù)傳輸關系，并且對讀寫器發(fā)送的廣播幀、P2P數(shù)據(jù)幀和移動有源RFID標簽回復的廣播幀、P2P數(shù)據(jù)幀的格式進行了定義，在車載移動有源RFID標簽的位置發(fā)生變更時，仍能保持與讀寫器之間的有效通信，解決了現(xiàn)有技術中移動標簽位置發(fā)生變化造成無法通信的問題，并且應用的范圍廣、實用性強。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實施例一種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法的流程框圖；
[0017]圖2為本發(fā)明實施例一種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法中應用環(huán)境的示意圖；[0018]圖3為本發(fā)明實施例一種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法中讀寫器在數(shù)據(jù)交互過程中的流程圖；
[0019]圖4為本發(fā)明實施例一種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法中移動有源RFID標簽在數(shù)據(jù)交互過程中的流程圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和具體的實施例對本發(fā)明作進一步的闡述。
[0021]如圖1所示為本發(fā)明實施例一種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法的流程框圖，其具體包括:
[0022]S1、讀寫器初始化后向其覆蓋范圍周期性的發(fā)送廣播幀，并等待車載移動有源RFID標簽的回復；
[0023]S2、車載移動有源RFID標簽初始化后進入偵聽狀態(tài)，在接收到讀寫器發(fā)送的廣播幀時，分析廣播幀的內(nèi)容判斷相互是否具有通信需求，若是則對發(fā)送該廣播幀的讀寫器進行回復，否則重新返回偵聽狀態(tài)；
[0024]S3、若讀寫器接收到車載移動有源RFID標簽回復的廣播幀，則與該車載移動有源RFID標簽進入點對點P2P通信模式，并向該車載移動有源RFID標簽發(fā)送P2P數(shù)據(jù)幀，否則繼續(xù)周期性發(fā)送廣播幀；
[0025]S4、車載移動有源RFID標簽接收讀寫器發(fā)送的P2P數(shù)據(jù)幀，并回復對應的P2P數(shù)據(jù)幀，直到與該讀寫器的通信完成。
[0026]本發(fā)明一種應用于車`聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法，涉及的領域是有源RFID標簽在車聯(lián)網(wǎng)中的應用，讀寫器固定安裝在車輛行駛的路邊，而有源RFID標簽固定安裝在在道路上行駛的車輛上，可以隨車輛移動而移動；當車輛經(jīng)過安裝了固定讀寫器的道路時，可以與讀寫器發(fā)生數(shù)據(jù)通信。該車聯(lián)網(wǎng)應用示意圖如圖2所示，圖中車輛從道路經(jīng)過時，如果進入路邊安裝的讀寫器通信范圍，則可以與讀寫器進行數(shù)據(jù)交互，例如，某輛行駛到某一路段的攜帶有源RFID標簽的車輛需要了解當前道路信息時，偵聽該道路是否存在固定有源RFID廣播，若存在，則回復攜帶需要了解當前道路信息命令的回復幀，并進入點對點P2P通信模式，獲取該信息，最后完成數(shù)據(jù)通信。
[0027]其中，如表1所示為所述步驟SI中讀寫器發(fā)送的廣播幀的格式，具體包括:協(xié)議號Protocol ID、識別碼 Recognition、讀寫器狀態(tài) Reader status、包長度 Packet length、固定讀寫器出廠號Reader manufacture ID、固定讀寫器序列號Reader Serial number、命令碼 Command code、命令參數(shù) Command arguments、校驗碼 CRC。
[0028]表1-廣播幀的格式
[0029]
Protocol Recognition Reader Packct Reader Reader Conimand Command CRCID siaim length manufaciurc Serial codc arguments_____[D__number
I—I——B——I—I——B..............................................................r........2——B—I—I——B—:.........2................................................B.....................................................丨.........6——B—|.........2——B..............................................丨—N——B——丨.........2........B’
[0030]其中，IB表示一個字節(jié)，當然，在實際的應用情況中，每個字段的字節(jié)長度都可以作相應的調(diào)整以滿足通信需求。為了進一步識別發(fā)送廣播幀的讀寫器的身份和接收廣播幀的車載移動有源RFID標簽，在本發(fā)明中讀寫器與車載移動有源RFID標簽之間的交互幀的格式中設置了識別碼Recognition，因為在實際的有源RFID通信系統(tǒng)中，除了存在有源RFID標簽與移動有源RFID標簽的數(shù)據(jù)交互外，還包括讀寫器與讀寫器、標簽與標簽、讀寫器與移動有源RFID標簽之間的數(shù)據(jù)交互，所以在某些情況下，當一個標簽收到一個幀時，它會產(chǎn)生無法判斷出是來自讀寫器或者標簽，如果標簽無法區(qū)分收到的幀來自哪個對象，將無法按字節(jié)解讀幀內(nèi)容。根據(jù)這種情況，在本發(fā)明方案中設計在協(xié)議字段后增加一個8比特的字段識別碼Recognition，用于識別發(fā)送者和接收者身份，格式如下:
[0031]
【權利要求】
1.一種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法，其特征在于，具體包括: 51、讀寫器初始化后向其覆蓋范圍周期性的發(fā)送廣播幀，并等待車載移動有源RFID標簽的回復； 52、車載移動有源RFID標簽初始化后進入偵聽狀態(tài)，在接收到讀寫器發(fā)送的廣播幀時，分析廣播幀的內(nèi)容判斷相互是否具有通信需求，若是則對發(fā)送該廣播幀的讀寫器進行回復，否則重新返回偵聽狀態(tài)； 53、若讀寫器接收到車載移動有源RFID標簽回復的廣播幀，則與該車載移動有源RFID標簽進入點對點P2P通信模式，并向該車載移動有源RFID標簽發(fā)送P2P數(shù)據(jù)幀，否則繼續(xù)周期性發(fā)送廣播幀； 54、車載移動有源RFID標簽接收讀寫器發(fā)送的P2P數(shù)據(jù)幀，并回復對應的P2P數(shù)據(jù)幀，直到與該讀寫器的通信完成。
2.如權利要求1所述的一種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法，其特征在于，所述步驟SI中讀寫器發(fā)送的廣播巾貞包括:協(xié)議號Protocol ID、識別碼Recognition、讀寫器狀態(tài) Reader status、包長度 Packet length、固定讀寫器出廠號 Reader manufactureID、固定讀寫器序列號Reader Serial number、命令碼Command code、命令參數(shù)Commandargument S、校驗碼 CRC。
3.如權利要求1所述的一種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法，其特征在于，所述步驟S2中車載移動有源RFID標簽回復的廣播幀包括:協(xié)議號Protocol ID、識別碼Recognition、標簽狀態(tài)Tag status、包長度Packet length、固定讀寫器出廠號Readermanufacture ID、固定讀寫器序列號Reader Serial number、移動標簽出廠號Moving tagmanufacture ID、移動標簽序列號Moving tag Serial number、命令碼Command code、響應數(shù)據(jù) Response data、校驗碼 CRC。
4.如權利要求1所述的一種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法，其特征在于，所述步驟S3中讀寫器發(fā)送的P2P數(shù)據(jù)巾貞包括:協(xié)議號Protocol ID、識別碼Recognition、讀寫器狀態(tài) Reader status、包長度 Packet length、移動標簽出廠號 Moving tag manufactureID、移動標簽序列號Moving tag Serial number、固定讀寫器出廠號Reader manufactureID、固定讀寫器序列號Reader Serial number、命令碼Command code、命令參數(shù)Commandarguments、校驗碼 CRC。
5.如權利要求1所述的一種應用于車聯(lián)網(wǎng)中的有源RFID通信方法，其特征在于，所述步驟S4中車載移動有源RFID標簽回復的P2P數(shù)據(jù)幀包括:協(xié)議號Protocol ID、識別碼Recognition、標簽狀態(tài)Tag status、包長度Packet length、固定讀寫器出廠號Readermanufacture ID、固定讀寫器序列號Reader Serial number、移動標簽出廠號Moving tagmanufacture ID、移動標簽序列號Moving tag Serial number、命令碼Command code、響應數(shù)據(jù) Response data、校驗碼 CRC。
【文檔編號】G06K17/00GK103761547SQ201310750857
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】張可, 李慧, 田忠, 徐展 申請人:電子科技大學