一種應(yīng)用于超高頻閱讀器中高效識(shí)別標(biāo)簽的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于超高頻閱讀器中高效識(shí)別標(biāo)簽的方法。該方法首先將系統(tǒng)Q初值設(shè)為2，結(jié)合了最大似然估計(jì)方法計(jì)算出系統(tǒng)吞吐率。然后利用吞吐率函數(shù)關(guān)于標(biāo)簽數(shù)大于時(shí)隙數(shù)時(shí)的單調(diào)性，以依據(jù)系統(tǒng)吞吐率分組的方式采用不同的步長(zhǎng)快速調(diào)整Q值，使系統(tǒng)始終處于最優(yōu)Q值識(shí)別狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別。該方法使得系統(tǒng)吞吐率穩(wěn)定在33.0%以上，而且當(dāng)Q初值小于標(biāo)簽數(shù)時(shí)，Q初值的設(shè)置對(duì)系統(tǒng)吞吐率幾乎沒有影響，大大降低了系統(tǒng)對(duì)Q初值設(shè)置的依賴性，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)用性。
【專利說明】—種應(yīng)用于超高頻閱讀器中高效識(shí)別標(biāo)簽的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于RFID (Radio Frequency Identification,射頻識(shí)別)領(lǐng)域，具體涉及應(yīng)用于超高頻閱讀器中高效識(shí)別標(biāo)簽的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識(shí)別RFID技術(shù)是一項(xiàng)非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過無線射頻方式獲取物體存儲(chǔ)在標(biāo)簽內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)物體加以識(shí)別，也可修改相關(guān)數(shù)據(jù)。它具有可讀寫、識(shí)別距離遠(yuǎn)、安全性好、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、物流、防偽、軍事等領(lǐng)域，成為當(dāng)前物流網(wǎng)技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。
[0003]超高頻RFID系統(tǒng)是指工作在860?960MHz的射頻識(shí)別系統(tǒng)，由閱讀器和標(biāo)簽組成。當(dāng)閱讀器向標(biāo)簽發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，它會(huì)提供能量給無源標(biāo)簽。但是由于標(biāo)簽的響應(yīng)區(qū)比閱讀器的識(shí)別區(qū)要小很多，在處于多張標(biāo)簽響應(yīng)的情況下，多張標(biāo)簽反射回來的信號(hào)會(huì)產(chǎn)生碰撞導(dǎo)致閱讀器不能正確的接收到標(biāo)簽的響應(yīng)信息，從而降低系統(tǒng)識(shí)別效率。標(biāo)簽防碰撞算法可以降低系統(tǒng)標(biāo)簽之間產(chǎn)生碰撞的概率，提高系統(tǒng)識(shí)別效率，為此RFID系統(tǒng)中防碰撞算法的優(yōu)劣很大程度上決定了系統(tǒng)的性能。EPC Global標(biāo)準(zhǔn)是全球物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中的主流標(biāo)準(zhǔn)之一。EPC Gen-2協(xié)議因其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的特性在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。
[0004]EPC Gen-2協(xié)議中采用的防碰撞算法機(jī)制是一種幀時(shí)隙ALOHA算法，采用調(diào)整Q值的方式調(diào)整系統(tǒng)時(shí)隙值，該方式采用了四個(gè)步驟對(duì)Q值進(jìn)行調(diào)整:步驟一設(shè)置Q初值；步驟二發(fā)送Query命令；步驟三判斷識(shí)別到標(biāo)簽數(shù)，若未識(shí)別到標(biāo)簽，則Q值減I，若識(shí)別到多張標(biāo)簽，則將Q加1，否則Q值不調(diào)整。
[0005]其中步驟3，系統(tǒng)每次都是依賴上一幀標(biāo)簽識(shí)別完的情況再進(jìn)行一次QueryAdjust命令，如果Q值設(shè)置不合理(Q=4)，而標(biāo)簽數(shù)有32000張時(shí)，系統(tǒng)需要調(diào)整11次Q值才能到達(dá)理想的Q，所消耗的總時(shí)隙數(shù)相當(dāng)?shù)拇螅到y(tǒng)吞吐率低，大大加大了系統(tǒng)對(duì)于Q初值設(shè)置的依賴性。如果系統(tǒng)能夠系統(tǒng)能始終處于理想的Q值狀態(tài)下進(jìn)行工作，就可減少總時(shí)隙數(shù)的消耗，提高系統(tǒng)吞吐率，提升整個(gè)系統(tǒng)的工作效率，優(yōu)化系統(tǒng)資源。
[0006]目前對(duì)針動(dòng)于態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法的防碰撞問題以提高RFID系統(tǒng)標(biāo)簽識(shí)別效率的研究(包括最小值估算法，泊松分布估計(jì)算法，空間點(diǎn)逼近估算法等標(biāo)簽估計(jì)算法)都是根據(jù)上一幀中的碰撞時(shí)隙數(shù)、成功時(shí)隙數(shù)和空時(shí)隙數(shù)來估計(jì)未被識(shí)別的電子標(biāo)簽數(shù)，然后據(jù)此選擇最優(yōu)的下一幀的長(zhǎng)度(時(shí)隙的個(gè)數(shù))，以提高系統(tǒng)吞吐率。但是這些算法也同樣存在對(duì)Q的初始值依賴性大；其次在實(shí)際的超高頻系統(tǒng)測(cè)試中，數(shù)據(jù)通道受環(huán)境和系統(tǒng)本身性能的影響對(duì)于未成功識(shí)別的時(shí)隙無法分辨出是空閑時(shí)隙還是碰撞時(shí)隙，故而碰撞次數(shù)和空閑次數(shù)是很難計(jì)算的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了解決防碰撞算法中初值設(shè)置不合理時(shí)，Q收斂速度慢、系統(tǒng)吞吐率對(duì)Q初值的依賴性高和提高系統(tǒng)吞吐率的問題，提供一種應(yīng)用于超高頻閱讀器中高效識(shí)別標(biāo)簽的方法。
[0008]本發(fā)明方法的具體步驟是:
[0009]步驟(1).在一個(gè)盤存周期的開始，設(shè)置Q=2，發(fā)送Query命令。
[0010]步驟⑵.標(biāo)簽接收到Query指令，所有未識(shí)別標(biāo)簽在(0，2°-1)范圍內(nèi)隨機(jī)選擇一個(gè)時(shí)隙，并將其存入時(shí)隙計(jì)數(shù)器。如果收到的指令是QueryRep，所有未識(shí)別標(biāo)簽的時(shí)隙計(jì)數(shù)器減I。當(dāng)計(jì)數(shù)器為O的標(biāo)簽產(chǎn)生一個(gè)16位的隨機(jī)數(shù)RN16，將隨機(jī)數(shù)RN16發(fā)送給閱讀器。
[0011]步驟(3).若只有一個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)，閱讀器成功接收到隨機(jī)數(shù)RN16并向標(biāo)簽發(fā)送ACK指令，此時(shí)標(biāo)簽將EPC傳遞給閱讀器，標(biāo)簽識(shí)別成功，計(jì)數(shù)成功時(shí)隙數(shù)。
[0012]步驟(4).一幀結(jié)束,發(fā)送QueryAdjust命令給標(biāo)簽來調(diào)整Q值,重新查詢標(biāo)簽,重復(fù)上述工作，直到所有標(biāo)簽識(shí)別為止。
[0013]步驟(5).標(biāo)簽識(shí)別完，結(jié)束本輪識(shí)別。
[0014]其中步驟(4)的具體實(shí)現(xiàn)方法如下:
[0015]4.1計(jì)數(shù)上一幀成功時(shí)隙數(shù)，采用最大釋然估計(jì)法估算出系統(tǒng)吞吐率。其中，吞吐率計(jì)算公式的采用如下計(jì)算過程獲得:
[0016]A)令同一個(gè)時(shí)隙內(nèi)識(shí)別的標(biāo)簽數(shù)R，服從標(biāo)簽總數(shù)是n，概率為1/L的二項(xiàng)分布，也即R~(n，l/L)，L為初始幀長(zhǎng)度，將同一時(shí)隙中識(shí)別到的標(biāo)簽數(shù)情況分為成功識(shí)別標(biāo)簽和未成功識(shí)別兩種情況進(jìn)行討論，則
[0017]成功識(shí)別標(biāo)簽的概率:
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于超高頻閱讀器中高效識(shí)別標(biāo)簽的方法，其特征在于該方法包括如下步驟: 步驟(1).在一個(gè)盤存周期的開始，設(shè)置Q=2，發(fā)送Query命令；步驟(2).標(biāo)簽接收到Query指令，所有未識(shí)別標(biāo)簽在(0，2Q_1)范圍內(nèi)隨機(jī)選擇一個(gè)時(shí)隙，并將其存入時(shí)隙計(jì)數(shù)器；如果收到的指令是QueryRep，所有未識(shí)別標(biāo)簽的時(shí)隙計(jì)數(shù)器減I ;當(dāng)計(jì)數(shù)器為O的標(biāo)簽產(chǎn)生一個(gè)16位的隨機(jī)數(shù)RN16，將隨機(jī)數(shù)RN16發(fā)送給閱讀器；步驟(3).若只有一個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)，閱讀器成功接收到隨機(jī)數(shù)RN16并向標(biāo)簽發(fā)送ACK指令，此時(shí)標(biāo)簽將EPC傳遞給閱讀器，標(biāo)簽識(shí)別成功，計(jì)數(shù)成功時(shí)隙數(shù)； 步驟(4).一幀結(jié)束,發(fā)送QueryAdjust命令給標(biāo)簽來調(diào)整Q值,重新查詢標(biāo)簽,重復(fù)上述工作，直到所有標(biāo)簽識(shí)別為止； 步驟(5).標(biāo)簽識(shí)別完，結(jié)束本輪識(shí)別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于超高頻閱讀器中高效識(shí)別標(biāo)簽的方法，其特征在于:步驟(4)具體實(shí)現(xiàn)方法如下: ，4.1計(jì)數(shù)上一幀成功時(shí)隙數(shù)，采用最大釋然估計(jì)法估算出系統(tǒng)吞吐率；其中，吞吐率計(jì)算公式的采用如下計(jì)算過程獲得: A)令同一個(gè)時(shí)隙內(nèi)識(shí)別的標(biāo)簽數(shù)R，服從標(biāo)簽總數(shù)是n，概率為1/L的二項(xiàng)分布，也即R~(n，l/L)，L為初始幀長(zhǎng)度，將同一時(shí)隙中識(shí)別到的標(biāo)簽數(shù)情況分為成功識(shí)別標(biāo)簽和未成功識(shí)別兩種情況進(jìn)行討論，則 成功識(shí)別標(biāo)簽的概率:Ps( 1) 未成功識(shí)別標(biāo)簽的概率
【文檔編號(hào)】G06K19/077GK103778461SQ201410029632
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】陳科明, 徐春艷, 嚴(yán)迪科, 孫智勇, 莊偉武, 楊伊利 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)