本發(fā)明涉及智能電表識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自適應(yīng)的二進(jìn)制電子標(biāo)簽碰撞處理算法。

背景技術(shù)：

隨著電子標(biāo)簽技術(shù)的發(fā)展，電子標(biāo)簽越來越多的應(yīng)用到智能電表領(lǐng)域，智能電表通過設(shè)置電子標(biāo)簽，可以極大的方便智能電表在制造、安裝及使用過程中對(duì)智能電表信息的讀寫。但對(duì)電子標(biāo)簽的讀取，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用的為二進(jìn)制樹搜索方法。這種方法采用曼徹斯特(Manchester)編碼，它能按位識(shí)別出碰撞，如圖1所示，由兩個(gè)(或多個(gè))標(biāo)簽同時(shí)發(fā)送的數(shù)位有不同之值，則接收的上升邊和下降邊互相抵消，以致在整個(gè)位窗的持續(xù)時(shí)間內(nèi)接收器接收到的是不間斷的載波信號(hào)。這種方法本身是確定的，不存在電子標(biāo)簽在長時(shí)間內(nèi)得不到響應(yīng)的情況，但這種方法比較復(fù)雜，且識(shí)別時(shí)間較長。在實(shí)際的應(yīng)用場景中，智能電表通常采用相對(duì)集中的安裝方式，即根據(jù)供電區(qū)域的劃分，同一區(qū)域中各用戶的智能電表集中安裝，集中安裝的智能電表少則幾塊、十幾塊，多則幾十、上百塊，在抄表時(shí)需要通過智能抄表設(shè)備對(duì)每個(gè)安裝點(diǎn)的智能電表進(jìn)行抄表，因此，如何縮短智能電表電子標(biāo)簽的識(shí)別時(shí)間，提高識(shí)別效率，可以大大提高智能電表的抄表效率，具有現(xiàn)實(shí)的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可有效解決電子標(biāo)簽識(shí)別過程中的碰撞問題，識(shí)別率高，識(shí)別速度快的自適應(yīng)的二進(jìn)制電子標(biāo)簽碰撞處理算法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種自適應(yīng)的二進(jìn)制電子標(biāo)簽碰撞處理算法，包括如下步驟：

S1.初始化查詢堆棧；

S2.讀取所述查詢堆棧中的查詢碼，發(fā)送查詢指令；

S3.接收電子標(biāo)簽的應(yīng)答信號(hào)，分析所述應(yīng)答信號(hào)，當(dāng)發(fā)生碰撞時(shí)跳轉(zhuǎn)至步驟S4，當(dāng)應(yīng)答信號(hào)不為空且未發(fā)生碰撞時(shí)，跳轉(zhuǎn)至步驟S5，當(dāng)應(yīng)答信號(hào)為空時(shí)跳轉(zhuǎn)至步驟S6；

S4.計(jì)算碰撞因子，當(dāng)所述碰撞因子大于等于預(yù)設(shè)的碰撞因子門檻值時(shí)，根據(jù)所述查詢碼的應(yīng)答情況生成H條新查詢碼，并將所述H條新查詢碼寫入所述查詢堆棧，否則生成K條新查詢碼，并將所述K條新查詢碼寫入所述查詢堆棧；跳轉(zhuǎn)至步驟S2；所述H大于K；

S5.該查詢指令查詢成功，完成對(duì)該查詢碼的識(shí)別，跳轉(zhuǎn)到步驟S6；

S6.判斷所述查詢堆棧是否為空，是則結(jié)束，否則跳轉(zhuǎn)至步驟S2。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述碰撞因子為碰撞時(shí)隙內(nèi)碰撞比特占電子標(biāo)簽響應(yīng)比特位的比值；所述碰撞因子門檻值為0.75。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述H的取值為4。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述K的取值為2。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4中根據(jù)所述查詢碼生成4條新查詢碼的具體步驟包括：根據(jù)所述查詢碼的應(yīng)答情況，將發(fā)生碰撞的最高2個(gè)碰撞位的查詢碼分別設(shè)置為11、10、01、00，生成4條新的查詢碼，將其余碰撞位的查詢碼設(shè)置為1。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4中根據(jù)所述查詢碼生成K條新查詢碼的具體步驟包括：根據(jù)所述查詢碼的應(yīng)答情況，將發(fā)生碰撞的最高1個(gè)碰撞位的查詢碼分別設(shè)置為1和0，生成2條新的查詢碼，將其余碰撞位的查詢碼設(shè)置為1。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明可有效解決電子標(biāo)簽識(shí)別過程中的碰撞問題，識(shí)別率高，識(shí)別速度快，提高智能電表抄表的速度與效率。

附圖說明

圖1為Manchester編碼的碰撞情況原理示意圖。

圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說明書附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖2所示，本實(shí)施例的自適應(yīng)的二進(jìn)制電子標(biāo)簽碰撞處理算法，包括如下步驟：S1.初始化查詢堆棧；S2.讀取所述查詢堆棧中的查詢碼，發(fā)送查詢指令；S3.接收電子標(biāo)簽的應(yīng)答信號(hào)，分析所述應(yīng)答信號(hào)，當(dāng)發(fā)生碰撞時(shí)跳轉(zhuǎn)至步驟S4，當(dāng)應(yīng)答信號(hào)不為空且未發(fā)生碰撞時(shí)，跳轉(zhuǎn)至步驟S5，當(dāng)應(yīng)答信號(hào)為空時(shí)跳轉(zhuǎn)至步驟S6；S4.計(jì)算碰撞因子，當(dāng)所述碰撞因子大于等于預(yù)設(shè)的碰撞因子門檻值時(shí)，根據(jù)所述查詢碼的應(yīng)答情況生成H條新查詢碼，并將所述H條新查詢碼寫入所述查詢堆棧，否則生成K條新查詢碼，并將所述K條新查詢碼寫入所述查詢堆棧；跳轉(zhuǎn)至步驟S2；所述H大于K；S5.該查詢指令查詢成功，完成對(duì)該查詢碼的識(shí)別，跳轉(zhuǎn)到步驟S6；S6.判斷所述查詢堆棧是否為空，是則結(jié)束，否則跳轉(zhuǎn)至步驟S2。

在本實(shí)施例中，所述碰撞因子為碰撞時(shí)隙內(nèi)碰撞比特占電子標(biāo)簽響應(yīng)比特位的比值；所述碰撞因子門檻值為0.75。所述H的取值為4。所述K的取值為2。

在本實(shí)施例中，所述步驟S4中根據(jù)所述查詢碼生成4條新查詢碼的具體步驟包括：根據(jù)所述查詢碼的應(yīng)答情況，將發(fā)生碰撞的最高2個(gè)碰撞位的查詢碼分別設(shè)置為11、10、01、00，生成4條新的查詢碼，將其余碰撞位的查詢碼設(shè)置為1。

在本實(shí)施例中，所述步驟S4中根據(jù)所述查詢碼生成K條新查詢碼的具體步驟包括：根據(jù)所述查詢碼的應(yīng)答情況，將發(fā)生碰撞的最高1個(gè)碰撞位的查詢碼分別設(shè)置為1和0，生成2條新的查詢碼，將其余碰撞位的查詢碼設(shè)置為1。在本實(shí)施例中，假設(shè)系統(tǒng)內(nèi)的標(biāo)簽數(shù)量為N，系統(tǒng)分配的分支數(shù)為M，系統(tǒng)在搜索深度為1的時(shí)候，識(shí)別概率p(1)為：

當(dāng)搜索深度為d時(shí)，系統(tǒng)識(shí)別的概率p(d)為：

p(d)＝[1-p(1)]^d-1

則系統(tǒng)在一次完整的識(shí)別過程中，對(duì)N個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行搜索所需深度的平均值E(d)為：

對(duì)上式進(jìn)行化簡，整理，并根據(jù)等比數(shù)列求和公式可以得到：

上式中，M為等比數(shù)列的公比，也就是系統(tǒng)所分配的分支數(shù)。這樣我們就可以求得系統(tǒng)搜索過程中所需的平均時(shí)隙數(shù)T為：

當(dāng)搜索算法有兩個(gè)分支時(shí)，所需的平均時(shí)隙數(shù)為T₂＝2/(1-1/2)^N-1。當(dāng)搜索算法有四個(gè)分支時(shí)，所需的平均時(shí)隙數(shù)為T₄＝4/(1-1/4)^N-1。比較上述兩式可知，當(dāng)N>3時(shí),四分支搜索算法所用到的平均時(shí)隙較少，系統(tǒng)性能優(yōu)于二分支搜索算法；當(dāng)N≤3時(shí),二分支搜索算法所用到的平均時(shí)隙較少，系統(tǒng)性能優(yōu)于四分支搜索算法。

在本實(shí)施例中，假設(shè)四個(gè)電子標(biāo)簽的序列號(hào)分別為，標(biāo)簽1：10110010；標(biāo)簽2：10100011；標(biāo)簽3：10110011；標(biāo)簽4：11100011。在初始狀態(tài)下，生成查詢碼為11111111，存儲(chǔ)查詢堆棧。讀取查詢堆棧中的查詢碼，向標(biāo)簽發(fā)送查詢指令。此時(shí)，全部標(biāo)簽均響應(yīng)該查詢指令，發(fā)送自身ID。根據(jù)對(duì)查詢碼的響應(yīng)情況，檢查到第0，4，6位發(fā)生碰撞，即1x1x001x，計(jì)算碰撞因子為：3/8＝0.375。小于預(yù)設(shè)的碰撞因子門檻值，K取2，即生成2條新的查詢碼。將發(fā)生碰撞的最高位的查詢碼分別設(shè)置成1和0，生成2條新的查詢碼，分別為：11110011和10110011，并將該兩條查詢碼加入到查詢堆棧。然后，再從查詢堆棧的棧頂中取出查詢碼10110011，重復(fù)上述查詢過程，根據(jù)對(duì)查詢碼的響應(yīng)情況，檢查到第0和4位發(fā)生碰撞，即101x001x，通過計(jì)算碰撞因子小于預(yù)設(shè)的碰撞因子門檻值，生成2條新查詢碼，10110011和10100011，加入堆棧。再從棧頂取出查詢碼10100011，進(jìn)行查詢，可以無碰撞的讀到標(biāo)簽2，令標(biāo)簽2進(jìn)入無響應(yīng)狀態(tài)。再從棧頂取出查詢碼10110011進(jìn)行查詢，此時(shí)，只有標(biāo)簽1和標(biāo)簽3響應(yīng)，第0位發(fā)生碰撞，則生成10110011和10110010共2條新查詢碼加入堆棧，再讀取棧頂?shù)牟樵兇a10110010進(jìn)行查詢，可以無碰撞的查詢到標(biāo)簽1，令標(biāo)簽1進(jìn)入無響應(yīng)狀態(tài)。再從棧頂讀取查詢碼10110011，可以無碰撞的查詢到標(biāo)簽3，令標(biāo)簽3進(jìn)入無響應(yīng)狀態(tài)。再從查詢堆棧中讀取查詢碼11110011，可以無碰撞的查詢到標(biāo)簽4，完成對(duì)整個(gè)標(biāo)簽的查詢。

在本實(shí)施例中，假設(shè)通過初始查詢碼11111111進(jìn)行查詢時(shí)，檢查到0至6位均發(fā)生碰撞，即1xxxxxxx，計(jì)算碰撞因子7/8＝0.875，大于等于預(yù)設(shè)的碰撞因子門檻值，則生成4條新的查詢碼，分別為11111111、11011111、10111111、10011111，依次加入查詢堆棧，然后，再從棧頂讀取查詢碼10011111進(jìn)行查詢。依此方法，完成對(duì)全部標(biāo)簽的查詢。

上述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。