專(zhuān)利名稱(chēng)：具自動(dòng)糾錯(cuò)的大編碼容量聲表面波射頻標(biāo)簽及其糾錯(cuò)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射頻識(shí)別領(lǐng)域的裝置及方法，尤其是涉及ー種具自動(dòng)糾錯(cuò)的大編碼容量聲表面波射頻標(biāo)簽及其糾錯(cuò)方法。
背景技術(shù)：
射頻標(biāo)簽(RFID, Radio Frequency Identification)技術(shù)是一種應(yīng)用非接觸式標(biāo)簽的技木，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。它是適應(yīng)信息技術(shù)和信息社會(huì)發(fā)展的ー項(xiàng)重要實(shí)用技術(shù)，在高速公路自動(dòng)收費(fèi)、物流管理、郵政航空的自動(dòng)包裹分揀、倉(cāng)儲(chǔ)圖書(shū)管理、畜牧業(yè)監(jiān)控管理、車(chē)輛防盜等諸多領(lǐng)域的智能管理方面具有重大應(yīng)用前景。為實(shí)現(xiàn)全球任意項(xiàng)目有單ー標(biāo)簽號(hào)碼，標(biāo)簽需要實(shí)現(xiàn)64位、96位甚至128位編碼。
采用聲表面波(SAW, Surface Acoustic Wave)技術(shù)的射頻標(biāo)簽是ー種不使用集成電路芯片的射頻識(shí)別方法?；赟AW技術(shù)的RFID系統(tǒng)由讀寫(xiě)器和SAW標(biāo)簽組成。SAW標(biāo)簽由天線、叉指換能器以及反射柵組成。SAW-RFID系統(tǒng)的工作原理與雷達(dá)系統(tǒng)相似當(dāng)標(biāo)簽上的叉指換能器(IDT, Interdigital Transducer)接收到讀寫(xiě)器發(fā)送的無(wú)線脈沖查詢(xún)信號(hào)后，根據(jù)壓電材料的逆壓電效應(yīng)，在壓電襯底材料上轉(zhuǎn)換為聲表面波，該表面波便在壓電晶向方向傳播。經(jīng)過(guò)一段延遲時(shí)間后到達(dá)反射柵，一部分能量被反射回IDT，另一部份能量透射繼續(xù)向前傳播。根據(jù)正壓電效應(yīng)，被反射回IDT的聲表面波脈沖再次被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)而由標(biāo)簽天線發(fā)送回讀寫(xiě)器。利用反射回波脈沖的時(shí)延、幅值、相位或頻率可實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽編碼。由于SAW-RFID與IC-RFID在原理上的本質(zhì)區(qū)別，它們具有各自不同的特點(diǎn)。SAff-RFID具有以下優(yōu)點(diǎn)I) SAff標(biāo)簽是純無(wú)源的，只是被動(dòng)地反射查詢(xún)信號(hào)。只要SAW-RFID回波信號(hào)能量超過(guò)接收機(jī)等效熱噪聲功率即可；IC標(biāo)簽則需要射頻信號(hào)供能，只有供能信號(hào)的能量超過(guò)半導(dǎo)體整流電壓閾值后才能開(kāi)始工作。因此，SAW-RFID比IC標(biāo)簽讀取范圍大，信號(hào)穿透能力強(qiáng)，更適用于貼在金屬或內(nèi)含液體的物體表面上。此外，IC標(biāo)簽必須在背面加貼鐵氧體等導(dǎo)磁物體，因此增加了標(biāo)簽成本。2)由于聲表面波標(biāo)簽利用的是壓電材料，不牽涉半導(dǎo)體材料中電子的遷移過(guò)程，因此可在高、低溫(-200 500°C )等惡劣環(huán)境下使用，可以承受強(qiáng)射線輻照。3)讀取速度快，能用于識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體。Siemens公司的SOFIS聲表面波系統(tǒng)已成功用于挪威奧斯陸汽車(chē)過(guò)橋自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)以及德國(guó)慕尼黑火車(chē)進(jìn)站定位系統(tǒng)，能識(shí)別速度達(dá)300千米/小時(shí)的高速運(yùn)動(dòng)物體。4) SAff標(biāo)簽可與聲表面波傳感技術(shù)結(jié)合，在完成識(shí)別任務(wù)的同吋，還可對(duì)溫度、壓力、加速度、濕度和氣體濃度等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量并可通過(guò)多閱讀器實(shí)現(xiàn)物體定位。這對(duì)于“智能輪胎”或者食品、醫(yī)藥、血液等物流運(yùn)輸過(guò)程中需要同時(shí)記錄保管的條件的那些應(yīng)用非常適合。為保證射頻標(biāo)簽的正確解碼率，可以借鑒無(wú)線通訊或者IC-RFID采用校驗(yàn)碼以檢查無(wú)線傳輸過(guò)程中噪聲干擾導(dǎo)致的誤碼。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)對(duì)比，專(zhuān)利CN1615490A提出了對(duì)聲表面波標(biāo)簽號(hào)碼進(jìn)行奇偶校驗(yàn)、循環(huán)冗余校驗(yàn)檢錯(cuò)的方法。但僅采用上述檢錯(cuò)編碼并不能明確確定哪ー個(gè)位置上的回波識(shí)別有錯(cuò)誤，只能在對(duì)比收到的結(jié)果不符合校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)重新查詢(xún)標(biāo)簽編碼。實(shí)際在低信噪比情況下，毎次解碼時(shí)所有回波均被識(shí)別錯(cuò)誤的概率很低，但1-2個(gè)反射柵位置被錯(cuò)誤確定的概率則較高，反復(fù)重新查詢(xún)標(biāo)簽的方法大大降低了標(biāo)簽查詢(xún)效率。更加糟糕的是，無(wú)論采用校驗(yàn)碼和糾錯(cuò)碼都會(huì)極大地占據(jù)標(biāo)簽編碼容量，使得本來(lái)編碼容量就不夠的聲表面波射頻標(biāo)簽變得無(wú)法實(shí)用。因?yàn)槁暠砻娌≧FID并非像IC那樣存儲(chǔ)編碼，而是利用叉指換能器與數(shù)根到數(shù)十根反射柵之間的不同距離形成不同延遲的反射信號(hào)串，從而表示232乃至296種信息。常規(guī)的開(kāi)關(guān)鍵控編碼(00K，On-Off Keying)、脈沖位置(PPM, Pulse Position Modulation)或相位編碼(PSK, Phase Shift Keying)等編碼方式的編碼容量都比較小。尤其在允許使用的無(wú)線查詢(xún)信號(hào)帶寬有限的情況下，即使采用專(zhuān)利CN1615490A提出的大容量編碼方法，也很難利用十幾根反射柵設(shè)計(jì)出編碼容量在百萬(wàn)以上，可糾錯(cuò)個(gè)數(shù)在2個(gè)以上的聲表面波射頻標(biāo)簽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供ー種具有自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)糾錯(cuò)功能、可靠性高的大編碼容量聲表面波射頻標(biāo)簽及其糾錯(cuò)方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)ー種具有自動(dòng)糾錯(cuò)功能的大編碼容量聲表面波射頻標(biāo)簽，所述的標(biāo)簽與標(biāo)簽閱讀器組成聲表面波射頻標(biāo)簽系統(tǒng)，所述的標(biāo)簽包括壓電基片、叉指換能器和若干反射柵，所述的叉指換能器及參考反射柵設(shè)在壓電基片一端，所述的壓電基片的長(zhǎng)度被虛擬地劃分為多個(gè)等距槽位，所述的反射柵放置在槽位中，根據(jù)用途分別屬于數(shù)據(jù)區(qū)和糾錯(cuò)校驗(yàn)區(qū)，所述的參考反射柵和若干反射柵依次排列，所述數(shù)據(jù)區(qū)的標(biāo)簽攜帶的每位信息與兩個(gè)相鄰反射柵之間的相對(duì)距離信息一一對(duì)應(yīng)，所述糾錯(cuò)校驗(yàn)區(qū)的標(biāo)簽根據(jù)數(shù)據(jù)區(qū)標(biāo)簽的位置及一定規(guī)則放置。所述的數(shù)據(jù)區(qū)的反射柵的個(gè)數(shù)為k，所述的糾錯(cuò)校驗(yàn)區(qū)的反射柵的個(gè)數(shù)為η-k，可糾錯(cuò)數(shù)t= (n-k)/2，所述的反射柵的總數(shù)η滿足關(guān)系η彡2m-l，其中，m為正整數(shù)且m彡3，標(biāo)簽根據(jù)數(shù)據(jù)區(qū)和糾錯(cuò)校驗(yàn)區(qū)的反射柵放置位置和設(shè)定規(guī)則自動(dòng)檢測(cè)錯(cuò)誤、判斷錯(cuò)誤數(shù)量是否超過(guò)糾錯(cuò)上限以及糾正錯(cuò)誤。所述聲表面波射頻標(biāo)簽無(wú)組間死區(qū)，反射柵以最小間距和最大間距為原則放置，即ー個(gè)反射柵與參考反射柵間的間距大于等于Nmin且小于等于(2m-l) △，其余相鄰反射柵的最大間距Nmax = Nmin+(2m-l) Λ，其中Λ為相鄰槽位間的間距，Nmin為相鄰反射柵的最小間距。所述的標(biāo)簽的信息序列為c = Cl(V"Ck，所述的數(shù)據(jù)區(qū)和糾錯(cuò)檢驗(yàn)區(qū)的反射柵的位置確定步驟如下11)接收信息序列c = C1C2…ck,其中cl滿足C1彡2m_l,其余的Ci彡2m, i = 2,3, ···, k ；12)數(shù)據(jù)區(qū)中反射柵的相對(duì)距離信息どどi = Ci+Nmin，即數(shù)據(jù)區(qū)中的反射柵的間距為どi個(gè)槽位；
13)根據(jù)相對(duì)距離信息c'得到反射柵的絕對(duì)距離信息
[
權(quán)利要求
1.一種具有自動(dòng)糾錯(cuò)功能的大編碼容量聲表面波射頻標(biāo)簽，所述的標(biāo)簽與標(biāo)簽閱讀器組成聲表面波射頻標(biāo)簽系統(tǒng)，所述的標(biāo)簽包括壓電基片、叉指換能器和若干反射柵，所述的叉指換能器及參考反射柵設(shè)在壓電基片一端，所述的壓電基片的長(zhǎng)度被虛擬地劃分為多個(gè)等距槽位，所述的反射柵放置在槽位中，根據(jù)用途分別屬于數(shù)據(jù)區(qū)和糾錯(cuò)校驗(yàn)區(qū)，所述的參考反射柵和若干反射柵依次排列，所述數(shù)據(jù)區(qū)的標(biāo)簽攜帶的每位信息與兩個(gè)相鄰反射柵之間的相對(duì)距離信息一一對(duì)應(yīng)，所述糾錯(cuò)校驗(yàn)區(qū)的標(biāo)簽根據(jù)數(shù)據(jù)區(qū)標(biāo)簽的位置及一定規(guī)則放置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有自動(dòng)糾錯(cuò)功能的大編碼容量聲表面波射頻標(biāo)簽，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)區(qū)的反射柵的個(gè)數(shù)為k，所述的糾錯(cuò)校驗(yàn)區(qū)的反射柵的個(gè)數(shù)為n-k，可糾錯(cuò)數(shù)t = (n-k)/2，所述的反射柵的總數(shù)n滿足關(guān)系n ( 2m_l，其中，m為正整數(shù)且m ^ 3，標(biāo)簽根據(jù)數(shù)據(jù)區(qū)和糾錯(cuò)校驗(yàn)區(qū)的反射柵放置位置和設(shè)定規(guī)則自動(dòng)檢測(cè)錯(cuò)誤、判斷錯(cuò)誤數(shù)量是否超過(guò)糾錯(cuò)上限以及糾正錯(cuò)誤。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有自動(dòng)糾錯(cuò)功能的大編碼容量聲表面波射頻標(biāo)簽，其特征在于，所述聲表面波射頻標(biāo)簽無(wú)組間死區(qū)，反射柵以最小間距和最大間距為原則放置，即一個(gè)反射柵與參考反射柵間的間距大于等于Nmin且小于等于(2m-l) △，其余相鄰反射柵的最大間距Nmax = Nmin+(2m_l) A，其中A為相鄰槽位間的間距成^為相鄰反射柵的最小間距。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有自動(dòng)糾錯(cuò)功能的大編碼容量聲表面波射頻標(biāo)簽，其特征在于，所述的標(biāo)簽的信息序列為C = C1CfCk,所述的數(shù)據(jù)區(qū)和糾錯(cuò)檢驗(yàn)區(qū)的反射柵的位置確定步驟如下 11)接收信息序列C= C1C2…Ck,其中C1滿足C1 ( 2m-l,其余的Ci彡2m, i = 2,3,…，k ； 12)數(shù)據(jù)區(qū)中反射柵的相對(duì)距離信息c':c' i = Ci+Nmin，即數(shù)據(jù)區(qū)中的反射柵的間距為c' i個(gè)槽位； 13)根據(jù)相對(duì)距離信息c'得到反射柵的絕對(duì)距離信息Insg1 = C' !msg2 = msgj+c' 2msgk = msgH+c, k 14)對(duì)絕對(duì)距離信息逐位取余,得到需編碼的信息msg'i = msgi (mod (2m))； 15)根據(jù)Reed-Solomon碼編碼規(guī)則，由msg'生成信息多項(xiàng)式M(X)M(x) =Iiisg' lxk_1+msg/ 2xk_2+*** +msg/ k_1x+msg/ k,其中 x 為多項(xiàng)式變量， Reed-Solomon碼的生成多項(xiàng)式G0)=f]=_1(;c-A+i)，其中Ktl為偏移量，a為 伽羅華域的本原元，通過(guò)公式R(x) = M (X) Xlrt (mod (G(x))) = !T1Xn+1+…得到糾錯(cuò)碼信息r = Aivivk ；(這個(gè)不能刪除，刪除了就公開(kāi)不充分了) 16)將糾錯(cuò)碼信息轉(zhuǎn)化為糾錯(cuò)檢驗(yàn)區(qū)中反射柵的相對(duì)距離信息
5.一種根據(jù)上述權(quán)利要求4所述的具有自動(dòng)糾錯(cuò)功能的大編碼容量聲表面波射頻標(biāo)簽的糾錯(cuò)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 1)將反射柵間的相對(duì)距離信息rmsg轉(zhuǎn)化為絕對(duì)距離信息rms； 2)由接收到的絕對(duì)距離信息rms= rmsirmsfrmsj^rmsn逐位對(duì)2m取余得到可解碼信息 ms mSi = rmsj (mod(2m)), i = 1,2,，n,得到接收矢量多項(xiàng)式MS(x) = Ins1X1^kms2Xlri+...+mSj^x+mSn，分另Ij手巴 X = a, x = a2, ...，x = a2t = an-k 代人接收矢量，得到校正子Si = MS(Bi)^l ^ i ( 2t，然后得到伴隨多項(xiàng)式S(X) = SJS2X+… +S2tx ； 3)定義錯(cuò)位多項(xiàng)式
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有自動(dòng)糾錯(cuò)功能的大編碼容量聲表面波射頻標(biāo)簽的糾錯(cuò)方法，其特征在于，所述的糾錯(cuò)步驟均在伽羅華域中進(jìn)行，所述的絕對(duì)距離信息為反射柵與參考反射柵間的間距，所述的相對(duì)距離信息為兩個(gè)相鄰反射柵間的間距。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有自動(dòng)糾錯(cuò)功能的大編碼容量聲表面波射頻標(biāo)簽的糾錯(cuò)方法，其特征在于，所述的步驟I)的轉(zhuǎn)化公式為T(mén)ms1 = c, 1rms2 = rmsj+c' 2rmsk = rmsH+c' k。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有自動(dòng)糾錯(cuò)功能的大編碼容量聲表面波射頻標(biāo)簽的糾錯(cuò)方法，其特征在于，所述的步驟4)的迭代方法如下 41)初始值A(chǔ) H) (X) = I, L1 = 0, (L1 = I, A (°) (X) =1,1。= 0, d。= S1,其中 A ⑴為滿足系數(shù)為i的牛頓恒等式的錯(cuò)位多項(xiàng)式，Ii為用來(lái)判斷迭代完成的過(guò)程變量，Cli為判斷迭代過(guò)程中錯(cuò)位多項(xiàng)式是否更新的過(guò)程變量； 42)根據(jù)公式《=SW+SA丨0+...+ SK.+1<)計(jì)算 Cli a)若Cli = 0，則 A(i+1)w = A(i)(x), li+1 = Ii,并計(jì)算 di+1 進(jìn)行下一次迭代； b)若d1≠0,則尋找i之前的某u次迭代,使得U-Iu最大且li+1= max (Ii, lu+i_u)，
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具自動(dòng)糾錯(cuò)的大編碼容量聲表面波射頻標(biāo)簽及其糾錯(cuò)方法，所述的標(biāo)簽與標(biāo)簽閱讀器組成聲表面波射頻標(biāo)簽系統(tǒng)，所述的標(biāo)簽包括壓電基片、叉指換能器和若干反射柵，所述的叉指換能器及參考反射柵設(shè)在壓電基片一端，所述的壓電基片的長(zhǎng)度被虛擬地劃分為多個(gè)等距槽位，所述的反射柵放置在槽位中，根據(jù)用途分別屬于數(shù)據(jù)區(qū)和糾錯(cuò)校驗(yàn)區(qū)，所述的參考反射柵和若干反射柵依次排列，所述數(shù)據(jù)區(qū)的標(biāo)簽攜帶的每位信息與兩個(gè)相鄰反射柵之間的相對(duì)距離信息一一對(duì)應(yīng)，所述糾錯(cuò)校驗(yàn)區(qū)的標(biāo)簽根據(jù)數(shù)據(jù)區(qū)標(biāo)簽的位置及一定規(guī)則放置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在擁有自動(dòng)檢錯(cuò)自動(dòng)糾錯(cuò)功能的基礎(chǔ)上仍然具有極大的編碼容量，可靠性高。
文檔編號(hào)G06K7/00GK102663467SQ20121010368
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者康阿龍, 張晨睿, 董浩然, 韓韜 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)