專利名稱：一種有源電子標簽的哈希變形時分多路識別算法的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種計算機識別算法技術(shù)，用于溯源或追蹤的有源電子標簽的識別算法，特別是一種基于哈希函數(shù)的變形時分多路的識別算法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)要求建立產(chǎn)品生產(chǎn)的整個過程中對產(chǎn)品的各種相關(guān)信息進行記錄、查詢、監(jiān)督的質(zhì)量保障體系。其目的是在出現(xiàn)產(chǎn)品安全問題時，能夠快速有效地查詢到出問題的原料或加工環(huán)節(jié)，必要時進行產(chǎn)品召回，實施有針對性的懲罰措施，以此來提高物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)產(chǎn)品的安全和質(zhì)量。物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的產(chǎn)品，為了便于信息的讀取，應選取可自動識別的標識技術(shù)。條形碼技術(shù)使用廣泛，有著較好應用基礎，成本低廉，但標簽的內(nèi)容無法修改，條碼標簽必須清潔無磨損，閱讀器讀條碼時應保持適當角度，閱讀器和條形碼之間必須可視。電子標簽可以重復使用，讀取的準確率超過98%以上。無源電子標簽成本一般，標簽工作所需要的全部電源都依靠轉(zhuǎn)換接收到的閱讀器發(fā)送的電磁波而獲得，識別距離只有幾厘米，且數(shù)據(jù)存儲空間僅有幾十個字節(jié)。有源電子標簽成本較高，但可存儲數(shù)千個字節(jié)以上的數(shù)據(jù)，并有數(shù)十米的有效讀寫距離。經(jīng)濟價值高的產(chǎn)品考慮到識別范圍和信息存儲等因素可選用有源電子標簽，有源電子標簽可循環(huán)使用；勿需與數(shù)據(jù)庫服務器通訊，即可將有源電子標簽攜帶的數(shù)據(jù)提供其他檢驗環(huán)節(jié)使用。有源電子標簽系統(tǒng)主要由閱讀器和有源電子標簽組成。閱讀器通過天線發(fā)送能量并接收返回數(shù)據(jù)，將接收到的數(shù)據(jù)傳送給主機進行處理。當閱讀器的作用范圍內(nèi)存在多個有源電子標簽，并有兩個或者以上的有源電子標簽同時響應閱讀器時，有源電子標簽間的應答信號就會相互干擾形成所謂的數(shù)據(jù)沖突，從而造成閱讀器和有源電子標簽之間的通信失敗，無法識別有源電子標簽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種有源電子標簽的哈希變形時分多路識別算法，針對以上情況，解決閱讀器與有源電子標簽可靠通信問題成為一種迫切需要，以達到盡可能的消除沖突并快速準確的識別多個有源電子標簽的目的。解決了沖突并正確的識讀有源電子標簽的算法稱為識別算法。通過把整個可供使用的通訊通路容量按可靠的特殊時隙形成方式分配給多個標簽進行通訊，并針對可能出現(xiàn)的多標簽沖突進行彈性調(diào)整。識別算法中使用哈希(Hash)函數(shù)，哈希函數(shù)又叫散列函數(shù)，它是一種能把關(guān)鍵字映射成記錄進行存貯的函數(shù)。1.構(gòu)造哈希函數(shù)
在有源電子標簽中因處理器數(shù)據(jù)處理速度有限，為了快速實現(xiàn)散列地址的計算，故使用模運算(%)方法。設給出的關(guān)鍵字值為Key，有源電子標簽數(shù)為N，則用Key去除N，得到的余數(shù)為h(key)，即h(key) = Key%N, h(key)就取為哈希函數(shù)值(散列地址)；在實際應用中，無論如何構(gòu)造哈希函數(shù)，均容易出現(xiàn)哈希函數(shù)值相同的情況，即出現(xiàn)沖突，該現(xiàn)象是無法完全避免的。2.彈性檢測方法處理沖突
基本思想是以有源電子標簽數(shù)N作為散列表的元素總數(shù)，建立正常時隙散列表 Tn
。N個時隙后，進入沖突處理，有源電子標簽的沖突時隙處理空間為 TC
(M=M+C，M初始值為4丄為彈性計數(shù)值，(初始值為0)，有源電子標簽隨機使用時隙處理空間中任一個時隙Tc[i] (i=rncK2M-l)，rnd表示隨機數(shù)處理過程)，在該時隙周期內(nèi)與主機進行通訊建立。若建立，彈性計數(shù)C值清零；反之，彈性計數(shù)C值根據(jù)時隙空間處理標識位(閱讀器命令下發(fā))進行計數(shù)，對時隙處理空間進行發(fā)散處理C=C+1或?qū)r隙處理空間進行收斂處理則C=C-I。以下四種情況將進入沖突處理
(1)有源電子標簽與閱讀器通訊異常中斷，則表示通訊失敗，有源電子標簽將等待正常時隙結(jié)束后進入沖突時隙處理；
(2)—個以上的多個有源電子標簽在同一時隙中與閱讀器進行通訊，將產(chǎn)生沖突，閱讀器無法識別正確通訊數(shù)據(jù)，則表示通訊失敗，多個有源電子標簽都將等待正常時隙結(jié)束后進入沖突時隙處理；
(3)有源電子標簽錯過通訊時隙，則表示通訊失敗，有源電子標簽將等待正常時隙結(jié)束后進入沖突時隙處理；
(4)閱讀器發(fā)強制沖突處理指令，有源電子標簽接受指令后，進入沖突時隙處理。用彈性檢測方法處理沖突方法簡單，易于實現(xiàn)；可針對不同的沖突大小，彈性調(diào)整沖突時隙處理空間，可高效的利用時隙。3.時分多路變形設計
讀寫器發(fā)射攜帶N值(N值為標簽數(shù)量)的命令，有源電子標簽監(jiān)聽到命令，收到N值，用哈希函數(shù)處理，得哈希函數(shù)值(散列地址)。有源電子標簽根據(jù)哈希函數(shù)值(散列地址)，響應讀寫器，若無沖突，與讀寫器建立通訊會話，并請求和獲取讀寫器指令，指令執(zhí)行完畢后， 有源電子標簽發(fā)結(jié)束信號返回給讀寫器；如遇沖突，則用彈性檢測方法處理沖突，沖突結(jié)束后，有源電子標簽響應讀寫器，并與讀寫器建立通訊會話，重新請求和獲取讀寫器指令，指令執(zhí)行完畢后，有源電子標簽發(fā)結(jié)束信號返回給讀寫器。讀寫器確認后有源電子標操作結(jié)束信號，終結(jié)通訊會話，對有源電子標簽群發(fā)出下一條操作指令。4.算法步驟
(1)閱讀器發(fā)命令；
(2)有源電子標簽收到閱讀器命令，按哈希算法各自計算散列地址；
(3)有源電子標簽響應讀寫器，與閱讀器建立通訊對話，接收并執(zhí)行閱讀器指令，執(zhí)行指令完畢后，有源電子標簽發(fā)結(jié)束信號返回給讀寫器；若沒有建立通訊機制，轉(zhuǎn)彈性檢測方法處理沖突；
(4)有源電子標簽利用彈性檢測方法開辟沖突時隙處理空間，有源電子標簽隨機使用時隙處理空間中任一個時隙，在該時隙周期內(nèi)與主機進行通訊建立；
(5)有源電子標簽響應讀寫器，并與讀寫器建立通訊會話，重新請求和獲取讀寫器指令，指令執(zhí)行完畢后，有源電子標簽發(fā)結(jié)束信號返回給讀寫器；
(6 )讀寫器確認后有源電子標操作結(jié)束信號，終結(jié)通訊會話，對有源電子標簽群發(fā)出下一條操作指令。
具體實施例方式1、一種有源電子標簽的哈希變形時分多路識別算法的彈性檢測要點是
(1)以標簽數(shù)N作為散列表的元素總數(shù)，建立正常時隙散列表TJ0，1，*··，Ν-1]；
(2)N個時隙后，進入沖突處理，有源電子標簽的沖突時隙處理空間為 Tc
(M=M+C, M初始值為4，C為彈性計數(shù)值，C初始值為0)；
(3)有源電子標簽隨機使用時隙處理空間中任一個時隙Tc[i](i=rncK2M-l)，rnd表示隨機數(shù)處理過程)，在該時隙周期內(nèi)與主機進行通訊建立；
(4)若建立，彈性計數(shù)C值(C初始值為0)清零；
(6)反之，彈性計數(shù)C值根據(jù)時隙空間處理標識位(閱讀器命令下發(fā))進行計數(shù)，對時隙處理空間進行發(fā)散處理C=C+1或?qū)r隙處理空間進行收斂處理則C=C-1。2、識別算法是由時分多路由讀寫器控制，讀寫器發(fā)射攜帶N值(N值為本次操作的標簽數(shù)量)的命令，有源電子標簽監(jiān)聽到命令，收到N值，用哈希函數(shù)處理，得哈希函數(shù)值 (散列地址)，有源電子標簽根據(jù)哈希函數(shù)值(散列地址)響應讀寫器，讀寫器確認有源電子標操作結(jié)束信號后，終結(jié)本次通訊會話，對有源電子標簽群發(fā)出下一條操作指令。3、算法測試
設定有源電子標簽與閱讀器通信一次所需時間為τ，T由閱讀器命令發(fā)送時間、有源電子標簽反應延遲時間、有源電子標簽回響時間構(gòu)成，T與算法無關(guān)，有源電子標簽執(zhí)行指令的效率和通信速率是T的決定因素。實施時將設定時隙值Ttl，Ttl大于T，以確保有源電子標簽在對應的時隙內(nèi)能夠完成和閱讀器之間的一次通信。測試中，時隙值Ttl取為5ms，哈希函數(shù)值重復率特指測試中發(fā)生沖突的有源電子標簽數(shù)量占總樣本有源電子標簽數(shù)量的比率。( 1)固定重復率有源電子標簽測試
權(quán)利要求
1.一種有源電子標簽的哈希變形時分多路識別算法，其特征在于識別算法對沖突標簽需要的時隙處理空間進行彈性(發(fā)散或收斂)處理，要點是(1)以標簽數(shù)N作為散列表的元素總數(shù)，建立正常時隙散列表TJ0，1，*··，Ν-1]；(2)N個時隙后，進入沖突處理，有源電子標簽的沖突時隙處理空間為 Tc
(M=M+C, M初始值為4，C為彈性計數(shù)值，C初始值為0)；(3)有源電子標簽隨機使用時隙處理空間中任一個時隙Tc[i](i=rncK2M-l)，rnd表示隨機數(shù)處理過程)，在該時隙周期內(nèi)與主機進行通訊建立；(4)若建立，彈性計數(shù)C值(C初始值為0)清零；(5)反之，彈性計數(shù)C值根據(jù)時隙空間處理標識位(閱讀器命令下發(fā))進行計數(shù)，對時隙處理空間進行發(fā)散處理C=C+1或?qū)r隙處理空間進行收斂處理則C=C-1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有源電子標簽的哈希變形時分多路識別算法，其特征在于識別算法中的時分多路由讀寫器完全控制，讀寫器發(fā)射攜帶N值(N值為本次操作的標簽數(shù)量)的命令；有源電子標簽監(jiān)聽到命令，收到N值，用哈希函數(shù)處理，得哈希函數(shù)值(散列地址)，有源電子標簽根據(jù)哈希函數(shù)值(散列地址)對讀寫器進行響應；讀寫器確認有源電子標操作結(jié)束信號后，終結(jié)本次通訊會話，對有源電子標簽群發(fā)出下一條操作指令。
全文摘要
本發(fā)明公開一種有源電子標簽的哈希變形時分多路識別算法，為溯源或追蹤系統(tǒng)中的有源電子標簽提供一種新的識別算法，具有易用性、有效性、可靠性；識別算法把整個可供使用的通訊通路容量按特殊的時隙形成方式分配給多個標簽進行通訊，并針對可能出現(xiàn)的多標簽沖突進行彈性調(diào)整。經(jīng)測試，在識別固定或變化數(shù)目的有源電子標簽時，均表現(xiàn)良好，是一種優(yōu)良的有源電子標簽識別算法。
文檔編號G06K7/00GK102214289SQ20111020106
公開日2011年10月12日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者何喬關(guān), 張曦, 曹志勇, 李鵬, 楊秀娟, 陶琳麗 申請人:云南農(nóng)業(yè)大學, 云南神農(nóng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集團有限公司