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专利号: 2017110351031
申请人: 徐州工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-03-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种井下即时定位标签防连续碰撞方法,其特征在于,

标签和读卡器工作在同一个无线信道下,设读卡器的读卡周期为Tr,标签发射识别码占用信道时间为ts,有任意两个标签A、B长时间处于某个读卡器的读卡范围内,发射周期分别为Tta、Ttb,两个标签同时处于识别区域的第一次发射存在一个时间差Δt,满足Δt≤max(Tta,Ttb);

若两个标签的发射的时间重叠时造成碰撞,可知必存在整数m、n,使得不等式|mTtb-nTta-Δt|<ts                (1)成立;若两个标签会发生连续碰撞,则相当于在第一碰撞后的连续k个周期内也满足碰撞的条件,即:|mTtb-nTta+k(Ttb-Tta)-Δt|<ts         (2);

由(1)式和(2)可得两个标签连续碰撞可达到k+1次的条件是

当 或 时会出现标识码漏读;

由(3)式可知,当任意两个标签的发射周期之差的绝对值小于发射时间的两倍时,会出现连续碰撞的情况;任意两个标签之间的任意接入间隔差的绝对值大于等于2ts,相互碰撞的标签在下一次发射时不会再次碰撞;

设标签发射的平均间隔为 标签每次发射需要消耗能量为Et,主动式标签携带电池的电量为E,要求标签的最小工作时长为T,得当标签经过一个读卡器的读卡范围时,设最大的通过速度为v,读卡器识别区域的半径为d,则标签通过识别区域的时间为 标签应在通过时间内至少发射nt次信号以确保读卡器能收到识别码,若采用可变间隔发射方法,标签连续两次的发射间隔最大可达平均间隔的两倍,可知由以上分析可知平均间隔 的取值范围为 为了能取到合适的平均间隔,应保证取值范围中下限小于上限,即

由(6)式可知给标签配备的电池电量必须满足

已知平均间隔长度内支持的不发生连续碰撞的时间间隔总数为 令

(7)式中N用于识别码的取余运算,q将根据识别区域允许出现的最大标签数量进行调整,标签的第r次接入间隔TBI计算方法如下:(8)式中r′=r%2q,ID为标签的识别码,该方法使每个标签在2q个不同的发射间隔中轮流取值;

设处于同一读卡器识别范围内任意两个标签A、B的ID对N取余后为ida、idb且ida≠idb,则根据方法计算出的A、B标签发射间隔可能取值的差为|TBIa-TBIb|=|ida±idb|×2ts+hN×2ts       (9);

(9)式中h为一随机非负整数,与A、B标签的发射次数和q的取值有关,在h可以取值的范围内,由于ida≠idb,得|TBIa-TBIb|≥2ts,可知若某次两个标签发射的信号发生了碰撞,下一次发射时不会再次碰撞,若ID取余后相等,即ida=idb,当标签出现在同一识别区域碰撞发生时,只有当下一次发射间隔取值相同时会再次碰撞,即可得连续碰撞的条件概率为 为了防止这种情况出现,可以在设置识别码时使用连续数进行编码,同时扩大N的取值,任意一个标签在2q个发射间隔之间轮流取值,将2q个发射间隔相加可得,即每个标签的平均发射时间间隔均为