專利名稱：射頻識別系統(tǒng)中讀寫器與標簽的通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于射頻通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種射頻識別系統(tǒng)中讀寫器與標簽的通信方法。
背景技術(shù)：
射頻識別系統(tǒng)由至少一個讀寫器和一個標簽組成，讀寫器和標簽之間通過無線的方式進行通信。讀寫器可以向標簽發(fā)送命令并從標簽獲取相關(guān)信息。標簽分為有源標簽和無源標簽兩類，有源標簽內(nèi)部有電源，可以主動與讀寫器通信；無源標簽內(nèi)部無電源，從讀寫器發(fā)給的電磁波中獲取能量，并以反向散射的方式，將相關(guān)信息發(fā)送給讀寫器，完成標簽到讀寫器的通信。超高頻射頻識別系統(tǒng)采用無源工作的方式。 目前，超高頻射頻識別空中接口的標準主要有兩個即EPCglobal GEN2和IS018000-6。EPCglobal GEN2是全球產(chǎn)品電子代碼管理中心制定的第二代超高頻空中接口標準。在EPCglobal GEN2中，定義了兩種類型的操作，即盤存和訪問，每種操作都由若干個命令組成。標簽的狀態(tài)有7個，分別是準備、仲裁、應(yīng)答、確認、開放、安全和銷毀。EPCglobalGEN2的設(shè)計是圍繞EPC碼的讀取，對于標簽承載的其它類型的信息考慮不夠。讀寫器的兩種類型的操作簡單易實現(xiàn)，但相對來說，在功能機制上不夠嚴密，比如沒有充分考慮安全機制。此外，讀寫器的操作過程與標簽狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系也不夠明晰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種用于讀寫器和標簽之間的高效、安全的通信方法，使讀寫器與標簽之間的通信機制更完善，使標簽的狀態(tài)轉(zhuǎn)移更靈活，使讀寫器的操作過程和標簽狀態(tài)之間的對應(yīng)關(guān)系更明確。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種射頻識別系統(tǒng)中讀寫器與標簽之間的通信方法，該方法為第一步，標簽上電。未被銷毀的標簽上電后，初始化自身信息，然后進入準備狀態(tài)，開始等待接收讀寫器的命令。第二步，讀寫器發(fā)送分類命令。標簽根據(jù)分類命令的參數(shù)將自身的匹配標志設(shè)置為匹配或者不匹配。第三步，讀寫器發(fā)送啟動查詢命令。啟動查詢命令包含匹配參數(shù)，可以根據(jù)匹配標志選擇特定的標簽參與盤點循環(huán)。第四步，當有多個標簽同時響應(yīng)時，讀寫器通過動態(tài)分散收縮二叉樹防碰撞機制，
將標簽單一化。第五步，讀寫器與標簽之間進行認證。當讀寫器與標簽之間不需要認證時，可直接由第四步進入第六步。
第六步，讀寫器通過訪問命令獲得相應(yīng)的權(quán)限，獲得權(quán)限后標簽進入安全狀態(tài)。第七步，讀寫器可以根據(jù)開放的權(quán)限對處于安全狀態(tài)的標簽進行讀、寫、擦除、鎖定或者銷毀等操作。進一步地，上述第三步中，啟動查詢命令將啟動一個盤點循環(huán)，盤點循環(huán)是指從讀寫器發(fā)送啟動查詢命令到讀寫器完成對標簽的操作的整個過程。進一步地，上述第三步中，啟動查詢命令也可以用于判斷讀寫器的作用范圍內(nèi)是否存在符合條件的標簽。進一步地，上述第五步中，讀寫器與標簽之間的認證有三種，一是讀寫器對標簽的單向認證，二是標簽對讀寫器的單向認證，三是讀寫器與標簽之間的雙向認證。進一步地，上述第六步中，讀寫器可以通過發(fā)送訪問命令獲得多個不同的權(quán)限。

進一步地，上述第七步中，讀寫器可以對標簽的存儲區(qū)進行鎖定，已經(jīng)鎖定為不可寫的存儲區(qū)在解鎖之前不能進行寫操作或擦除操作，已經(jīng)鎖定為不可讀的存儲區(qū)在解鎖之前不能進行讀操作。進一步地，上述第七步中，對標簽的銷毀操作只能執(zhí)行一次，銷毀的標簽此后不會響應(yīng)讀寫器的任何命令。本發(fā)明充分考慮了安全機制，使讀寫器與標簽之間的通信機制更加完善，使標簽的狀態(tài)轉(zhuǎn)移更加靈活，使讀寫器的操作過程和標簽狀態(tài)之間的對應(yīng)關(guān)系更加明確。


圖I是本發(fā)明中讀寫器的操作流程圖；圖2是本發(fā)明中標簽的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；圖3是本發(fā)明中讀寫器與標簽的交互流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細說明。如圖3所示，本發(fā)明提供的閱讀器與標簽的通信方法的具體過程包括如下步驟第一步，未銷毀的標簽上電時，進入準備狀態(tài)。讀寫器開始進行盤點前，先持續(xù)發(fā)射射頻載波為標簽提供能量。未被銷毀的標簽上電后，初始化自身信息，然后進行準備狀態(tài)，等待接收讀寫器的命令；已被銷毀的標簽上電后直接進入銷毀狀態(tài)，不響應(yīng)讀寫器的任何命令。第二步，讀寫器發(fā)送分類命令，標簽根據(jù)分類命令中的參數(shù)改變各自的匹配標志。分類命令用于從標簽群中選擇符合特定規(guī)則的標簽參與盤點循環(huán)。讀寫器可以連續(xù)發(fā)送多個分類命令，從而按照復(fù)雜規(guī)則選擇標簽。分類標志不影響標簽的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)，標簽接收到分類命令后也不向讀寫器發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)包。第三步，讀寫器發(fā)送啟動查詢命令開始對標簽進行盤點。啟動查詢命令用于啟動一個盤點循環(huán)。標簽接收到啟動查詢命令后，向讀寫器發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)包。啟動查詢命令也可以用于判斷讀寫器的作用范圍內(nèi)是否存在符合條件的標簽。如果讀寫器沒有接收到標簽的響應(yīng)數(shù)據(jù)包，盤點結(jié)束。第四步，當有多個標簽同時響應(yīng)時，讀寫器通過動態(tài)分散收縮二叉樹防碰撞機制，將標簽單一化，單一化后標簽進入待認證狀態(tài)。單一化完成時，讀寫器已經(jīng)獲得標簽的唯一識別號。單一化后讀寫器和標簽之間進行是點對點的通信。第五步，當標簽單一化后，讀寫器與標簽進行認證，認證通過后，標簽進入開放狀態(tài)。讀寫器與標簽之間的認證有三種，一是讀寫器對標簽的單向認證，二是標簽對讀寫器的單向認證，三是讀寫器與標簽之間的雙向認證。當讀寫器與標簽之間不需要認證時，可直接由第四步進入第六步。第六步，標簽進入開放狀態(tài)后，讀寫器通過訪問命令獲得相應(yīng)的權(quán)限，獲得權(quán)限后標簽進入安全狀態(tài)。

讀寫器可以獲得的權(quán)限包括讀權(quán)限、寫權(quán)限、鎖定權(quán)限和銷毀權(quán)限。讀寫器發(fā)送的訪問命令中帶有不同的參數(shù)和口令，這樣標簽進入安全狀態(tài)時將開放不同的權(quán)限。第七步，讀寫器可以根據(jù)開放的權(quán)限對處于安全狀態(tài)的標簽進行讀、寫、擦除、鎖定或者銷毀等操作。如果標簽開放了讀權(quán)限，讀寫器可以對標簽的存儲區(qū)進行讀操作；如果開放了寫權(quán)限，讀寫器可以對標簽的存儲區(qū)進行寫操作或擦除操作；如果開放了鎖定權(quán)限，讀寫器可以對標簽的存儲區(qū)進行鎖定或者解鎖操作；如果開放了銷毀權(quán)限，讀寫器可以對標簽進行銷毀操作。
權(quán)利要求
1.一種射頻識別系統(tǒng)中讀寫器與標簽的通信方法，其特征在于，該方法為 1)第一歩，標簽上電； 2)第二步，讀寫器發(fā)送分類命令； 3)第三步，讀寫器發(fā)送啟動查詢命令； 4)第四歩，當有多個標簽同時響應(yīng)時，讀寫器通過動態(tài)分散收縮ニ叉樹防碰撞機制，將標簽単一化； 5)第五步，讀寫器與標簽之間進行認證； 6)第六步，讀寫器通過訪問命令獲得相應(yīng)的權(quán)限，獲得權(quán)限后標簽進入安全狀態(tài)； 7)第七步，讀寫器根據(jù)開放的權(quán)限對處于安全狀態(tài)的標簽進行讀、寫、擦除、鎖定或者銷毀等操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的射頻識別系統(tǒng)中讀寫器與標簽的通信方法，其特征在于，所述步驟3)中，啟動查詢命令會啟動ー個盤點循環(huán)，盤點循環(huán)是指從讀寫器發(fā)送啟動查詢命令到讀寫器完成對標簽的操作的整個過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻識別系統(tǒng)中讀寫器與標簽的通信方法，其特征在于，啟動查詢命令判斷讀寫器的作用范圍內(nèi)是否存在符合條件的標簽。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的射頻識別系統(tǒng)中讀寫器與標簽的通信方法，其特征在于，所述步驟5)中，讀寫器與標簽之間的認證有三種，一是讀寫器對標簽的單向認證，ニ是標簽對讀寫器的單向認證，三是讀寫器與標簽之間的雙向認證。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的射頻識別系統(tǒng)中讀寫器與標簽的通信方法，其特征在于，所述步驟6)中，讀寫器通過發(fā)送訪問命令獲得多個不同的權(quán)限。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的射頻識別系統(tǒng)中讀寫器與標簽的通信方法，其特征在于，所述步驟7)中，如果標簽開放了讀權(quán)限，讀寫器對標簽的存儲區(qū)進行讀操作；如果開放了寫權(quán)限，讀寫器對標簽的存儲區(qū)進行寫操作或擦除操作；如果開放了鎖定權(quán)限，讀寫器對標簽的存儲區(qū)進行鎖定或者解鎖操作；如果開放了銷毀權(quán)限，讀寫器對標簽進行銷毀操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的射頻識別系統(tǒng)中讀寫器與標簽的通信方法，其特征在于，讀寫器對標簽的存儲區(qū)進行鎖定，已經(jīng)鎖定為不可寫的存儲區(qū)在解鎖之前不能進行寫操作或擦除操作，已經(jīng)鎖定為不可讀的存儲區(qū)在解鎖之前不能進行讀操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的射頻識別系統(tǒng)中讀寫器與標簽的通信方法，其特征在干，對標簽的銷毀操作只能執(zhí)行一次，銷毀的標簽此后不會響應(yīng)讀寫器的任何命令。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射頻識別系統(tǒng)中讀寫器與標簽的通信方法，該方法為標簽上電進入準備狀態(tài)；讀寫器發(fā)送分類命令，選擇特定標簽參與盤點循環(huán)；讀寫器發(fā)送啟動查詢命令開始對標簽進行盤點；讀寫器根據(jù)防碰撞機制發(fā)送一系列命令；單一化后進行單向或雙向認證；讀寫器發(fā)送訪問命令獲得相應(yīng)的權(quán)限；讀寫器對標簽進行讀、寫、擦除、鎖定或者銷毀等操作，本發(fā)明使讀寫器與標簽之間的通信機制更加完善，使標簽的狀態(tài)轉(zhuǎn)移更加靈活，使讀寫器的操作過程和標簽狀態(tài)之間的對應(yīng)關(guān)系更加明確。
文檔編號G06K17/00GK102682313SQ20111015515
公開日2012年9月19日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者李建成, 李聰, 楊青, 王宏義 申請人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)