專利名稱：面向海量數(shù)據(jù)的rfid標(biāo)簽讀取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子信息技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種面向海量數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽讀取方法。
背景技術(shù)：
無(wú)線射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification, RFID)技術(shù)是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)的空間耦合傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的自動(dòng)識(shí)另O。通常，工作在同一 RFID系統(tǒng)中所有的電子標(biāo)簽具有相同的工作頻段。當(dāng)讀寫(xiě)器作用范圍內(nèi)存在多個(gè)電子標(biāo)簽，且在同一時(shí)刻有多個(gè)電子標(biāo)簽發(fā)送信息到達(dá)讀寫(xiě)器，就會(huì)出現(xiàn)信息的互相干擾，使得讀寫(xiě)器不能正確識(shí)別電子標(biāo)簽的信息，于是就產(chǎn)生RFID電子標(biāo)簽沖突。防沖突算法所研究的關(guān)鍵問(wèn)題是解決如何快速、準(zhǔn)確地從多個(gè)電子標(biāo)簽中識(shí)別出一個(gè)標(biāo)簽并與讀寫(xiě)器進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交互，而此次未被選中的電子標(biāo)簽在后續(xù)防沖突算法的循環(huán)過(guò)程中陸續(xù)被識(shí)別選出并讀寫(xiě)器進(jìn)行信息交互。目前，RFID系統(tǒng)防沖突算法主要有ALOHA算法和二進(jìn)制搜索算法兩類?；贏LOHA防沖突算法主要是通過(guò)為讀寫(xiě)器作用范圍內(nèi)的標(biāo)簽分配隨機(jī)的反饋時(shí)隙，以減小不同標(biāo)簽發(fā)生沖突的可能性，從而達(dá)到防沖突的目的。這類算法優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，應(yīng)用性強(qiáng)，但缺點(diǎn)是隨機(jī)性大、吞吐量低，隨著標(biāo)簽數(shù)目的不斷增大其算法性能將急劇惡化，甚至有“標(biāo)簽餓死問(wèn)題”[5]的出現(xiàn)?；诙M(jìn)制搜索防沖突算法是通過(guò)曼切斯特編碼來(lái)識(shí)別發(fā)生沖突的具體位置，從而將讀寫(xiě)器作用范圍內(nèi)的標(biāo)簽劃分為更小的集合來(lái)解決防沖突問(wèn)題。這類算法因其識(shí)別效率較高，吞吐量大而被廣泛應(yīng)用于RFID系統(tǒng)中。在基于二進(jìn)制搜索法算法中，F(xiàn)ikenzeller K提出了二進(jìn)制搜索算法，其優(yōu)點(diǎn)在于算法思想簡(jiǎn)明，但存在讀寫(xiě)器請(qǐng)求次數(shù)較多，且標(biāo)簽回傳數(shù)據(jù)量較大的缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上提出了返回式二進(jìn)制搜索算法，該算法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行有序讀取，從而減少讀寫(xiě)器的請(qǐng)求次數(shù)，但缺點(diǎn)是標(biāo)簽的回傳數(shù)據(jù)量依然較大。動(dòng)態(tài)二進(jìn)制搜索算法是對(duì)前兩種算法的改進(jìn)，有效降低了請(qǐng)求的次數(shù)但標(biāo)簽回傳位數(shù)過(guò)多的問(wèn)題依然存在。鑒于此，提出的基于堆棧的動(dòng)態(tài)減位防沖突算法以及改進(jìn)的RFID標(biāo)簽識(shí)別防沖突算法在降低標(biāo)簽回傳數(shù)據(jù)量上有所改進(jìn)，但對(duì)讀寫(xiě)器的請(qǐng)求次數(shù)沒(méi)有很大的改進(jìn)。以上二進(jìn)制搜索算法對(duì)于海量數(shù)據(jù)的讀取存在著讀寫(xiě)器請(qǐng)求次數(shù)過(guò)多以及標(biāo)簽回傳數(shù)據(jù)量過(guò)大等問(wèn)題。具體的，在基本二進(jìn)制搜索防沖突算法中，電子標(biāo)簽的ID號(hào)必須采用曼徹斯特編碼。曼切斯特碼可以在多個(gè)射頻卡同時(shí)響應(yīng)時(shí)，譯出錯(cuò)誤位，從而找到發(fā)生沖突的位置如圖1所示。在編碼中，邏輯‘0’用‘01’表示，邏輯‘I’用‘10’表示，每個(gè)數(shù)據(jù)位之間發(fā)生一次跳變，如果接收到的數(shù)據(jù)沒(méi)有發(fā)生跳變，則認(rèn)為是發(fā)生了沖突。圖1中，兩個(gè)標(biāo)簽Tagl (01010)和Tag2 (01111)，利用曼切斯特編碼來(lái)識(shí)別器沖突位，用‘X’來(lái)表示沖突位的發(fā)生。二進(jìn)制搜索算法的主要思想是通過(guò)讀寫(xiě)器發(fā)送命令給所有標(biāo)簽，符合要求的標(biāo)簽都返回給讀寫(xiě)器一定的信息，讀寫(xiě)器根據(jù)所獲得的信息判斷標(biāo)簽是否有沖突，如果有沖突就繼續(xù)發(fā)送識(shí)別命令，如果沒(méi)有沖突就識(shí)別出某個(gè)確定的標(biāo)簽，直至將所有標(biāo)簽識(shí)別出來(lái)。二進(jìn)制搜索算法的具體步驟是對(duì)每次識(shí)別的沖突位進(jìn)行分類，分成O、I兩部分，從而形成一顆二叉樹(shù)。其正確識(shí)別出來(lái)的標(biāo)簽均位于二叉樹(shù)的葉子結(jié)點(diǎn)。如果標(biāo)簽的總數(shù)目為M，則根據(jù)二叉樹(shù)性質(zhì)可知二叉樹(shù)的非葉子結(jié)點(diǎn)為M-1如圖2所示而這些非葉子結(jié)點(diǎn)正是二進(jìn)制搜索算法識(shí)別標(biāo)簽時(shí)發(fā)出的無(wú)效指令，因而M-1即為二進(jìn)制搜索算法中讀寫(xiě)器識(shí)別標(biāo)簽所發(fā)出的無(wú)效指令次數(shù)。從以上二進(jìn)制防沖突算法的基本過(guò)程可以看出，RFID系統(tǒng)防沖突算法是通過(guò)讀寫(xiě)器與電子標(biāo)簽之間的通信來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，當(dāng)下需要迫切解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題就是如何能夠創(chuàng)新的提出一種有效的措施，以滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種面向海量數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽讀取方法，針對(duì)管理系統(tǒng)中海量標(biāo)簽的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，在二進(jìn)制搜索算法的基礎(chǔ)上，提出了適合于海量數(shù)據(jù)的RFID多叉樹(shù)防沖突算法，該算法對(duì)于標(biāo)簽海量數(shù)據(jù)的讀取有請(qǐng)求次數(shù)少，識(shí)別標(biāo)簽速度快等優(yōu)點(diǎn)。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種面向海量數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽讀取方法，包括一種面向海量數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽讀取方法，其特征在于，包括讀寫(xiě)器向所有標(biāo)簽發(fā)送指令，當(dāng)標(biāo)簽有I位發(fā)生沖突，讀寫(xiě)器將21個(gè)指令I(lǐng)和O發(fā)出識(shí)別標(biāo)簽；當(dāng)標(biāo)簽有2位發(fā)生沖突，讀寫(xiě)器將4 (22)個(gè)指令00、01、10、11發(fā)出識(shí)別標(biāo)簽；當(dāng)標(biāo)簽中有N位發(fā)生沖突，讀寫(xiě)器將標(biāo)簽發(fā)生沖突位的全部2N個(gè)指令發(fā)出，依次來(lái)識(shí)別標(biāo)簽。進(jìn)一步地，所述方法還包括對(duì)讀寫(xiě)器發(fā)送指令數(shù)進(jìn)行分析。進(jìn)一步地，當(dāng)有M個(gè)標(biāo)簽且有N個(gè)沖突位時(shí)，在二進(jìn)制搜索算法中，讀寫(xiě)器發(fā)送M-1個(gè)無(wú)效指令，在多叉樹(shù)防沖突算法中，讀寫(xiě)器發(fā)送的無(wú)效指令數(shù)為 2n+1-M。進(jìn)一步地，所述方法還包括對(duì)讀寫(xiě)器識(shí)別標(biāo)簽時(shí)間進(jìn)行分析。進(jìn)一步地，當(dāng)標(biāo)簽數(shù)目為M，沖突數(shù)為N時(shí)，二進(jìn)制搜索算法識(shí)別標(biāo)簽的總時(shí)間為T(mén)1等于2M-1，多叉樹(shù)搜索算法識(shí)別標(biāo)簽的總時(shí)間為T(mén)2等于2n+1。綜上，本發(fā)明提供的面向海量數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽讀取方法，衡量一個(gè)RFID系統(tǒng)防沖突算法的優(yōu)劣往往就是從通信過(guò)程中的識(shí)別效率入手來(lái)考慮。其中，標(biāo)簽的識(shí)別效率最重要的是讀寫(xiě)器發(fā)送多少次指令才能正確識(shí)別出標(biāo)簽，也就是讀寫(xiě)器識(shí)別所有電子標(biāo)簽所需要傳輸指令的次數(shù)。減少讀寫(xiě)器的識(shí)別次數(shù)就能減少讀寫(xiě)器和標(biāo)簽的能耗，從而增加其使用壽命，同時(shí)也減少了識(shí)別時(shí)間。所以通過(guò)減少讀寫(xiě)器識(shí)別標(biāo)簽所發(fā)送指令的次數(shù)可以有效減少識(shí)別時(shí)間，提高識(shí)別效率。通過(guò)對(duì)以上二進(jìn)制搜索算法的分析，可以看到它在海量數(shù)據(jù)讀取中存在著一些不足二進(jìn)制搜索算法的讀寫(xiě)器傳輸次數(shù)過(guò)多從而導(dǎo)致讀寫(xiě)器讀寫(xiě)效率降低。本文正是在分析二進(jìn)制搜索算法的基礎(chǔ)上，根據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中海量數(shù)據(jù)的特性，提出了基于倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)的多叉樹(shù)防沖突算法。


圖1是本發(fā)O中與背景技術(shù)相關(guān)的用曼切斯特編碼識(shí)別標(biāo)簽沖突位相關(guān)的示意圖；圖2是本發(fā)明中與背景技術(shù)相關(guān)的二進(jìn)制搜索算法形成的二叉樹(shù)相關(guān)的示意圖；圖3是本發(fā)明中與標(biāo)簽I位沖突時(shí)讀寫(xiě)器發(fā)送2個(gè)指令相關(guān)的示意圖；圖4是本發(fā)明中與標(biāo)簽2位沖突時(shí)讀寫(xiě)器發(fā)送4個(gè)指令相關(guān)的示意圖；圖5是本發(fā)明中與標(biāo)簽η位沖突時(shí)讀寫(xiě)器發(fā)送2Ν個(gè)指令相關(guān)的示意圖；圖6是本發(fā)明中與EPC標(biāo)簽各字段的沖突情況相關(guān)的示意圖；圖7是本發(fā)明中與為倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)EPC標(biāo)簽發(fā)生沖突的情況相關(guān)的不意圖；圖8是本發(fā)明中與為倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中多叉樹(shù)搜索算法識(shí)別標(biāo)簽發(fā)送指令過(guò)程相關(guān)的示意圖；圖9是本發(fā)明中與多叉樹(shù)搜索算法識(shí)別過(guò)程相關(guān)的示意圖；圖10是本發(fā)明中與多叉樹(shù)防沖突算法流程相關(guān)的示意圖；圖11是本發(fā)明中與與二進(jìn)制搜索算法查詢相關(guān)的示意圖；圖12是本發(fā)明中與與多叉樹(shù)搜索算法的查詢相關(guān)的示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。在RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)中，防沖突技術(shù)是重要的研究?jī)?nèi)容。本文針對(duì)現(xiàn)有二進(jìn)制索搜防沖突算法讀取海量數(shù)據(jù)標(biāo)簽效率不高的現(xiàn)狀，通過(guò)分析現(xiàn)有管理系統(tǒng)(如倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)、圖書(shū)管理系統(tǒng)等)標(biāo)簽數(shù)量為海量數(shù)據(jù)的特征以及標(biāo)簽編碼具有規(guī)律性的特點(diǎn)，提出了一種面向海量數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽讀取方法。該方法基于管理系統(tǒng)中海量數(shù)據(jù)標(biāo)簽的編碼規(guī)律和現(xiàn)有二進(jìn)制搜索算法思想，提出適合于讀取海量數(shù)據(jù)RFID標(biāo)簽的多叉樹(shù)搜索防沖突算法。仿真結(jié)果表明，該算法在標(biāo)簽總數(shù)大于一定數(shù)值時(shí)，其讀取標(biāo)簽效率比其它二進(jìn)制搜索算法較高，故該算法在讀取海量數(shù)據(jù)標(biāo)簽方面較有較大的優(yōu)勢(shì)。一種面向海量數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽讀取方法，包括:讀寫(xiě)器向所有標(biāo)簽發(fā)送指令，當(dāng)標(biāo)簽有I位發(fā)生沖突，讀寫(xiě)器將21個(gè)指令I(lǐng)和O發(fā)出識(shí)別標(biāo)簽；當(dāng)標(biāo)簽有2位發(fā)生沖突，讀寫(xiě)器將4 (22)個(gè)指令00、01、10、11發(fā)出識(shí)別標(biāo)簽；當(dāng)標(biāo)簽中有N位發(fā)生沖突，讀寫(xiě)器將標(biāo)簽發(fā)生沖突位的全部2Ν個(gè)指令發(fā)出，依次來(lái)識(shí)別標(biāo)簽。在具體應(yīng)用中，讀寫(xiě)器向所有標(biāo)簽發(fā)送指令，當(dāng)標(biāo)簽有I位發(fā)生沖突，讀寫(xiě)器將21個(gè)指令I(lǐng)和O發(fā)出識(shí)別標(biāo)簽，如圖3所示；當(dāng)標(biāo)簽有2位發(fā)生沖突，讀寫(xiě)器將4 (22)個(gè)指令00、01、10、11發(fā)出識(shí)別標(biāo)簽，如圖4所示；
......當(dāng)標(biāo)簽中有N位發(fā)生沖突，讀寫(xiě)器將標(biāo)簽發(fā)生沖突位的全部2N個(gè)指令發(fā)出，依次來(lái)識(shí)別標(biāo)簽，如圖5所示。具體應(yīng)用在多叉樹(shù)搜索防沖突算法在倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中的應(yīng)用倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中EPC標(biāo)簽特點(diǎn)在倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中,EPC(Electronic Product Code)標(biāo)簽是一種應(yīng)用特殊產(chǎn)品編碼形式來(lái)編碼的標(biāo)簽，每個(gè)EPC標(biāo)簽唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)產(chǎn)品。EPC標(biāo)簽代碼由“頭字段”、“EPC管理者”、“對(duì)象分類”和“序列號(hào)”四個(gè)域。初始化之前的EPC標(biāo)簽信息可以認(rèn)為是全0，所有標(biāo)簽完全一樣。根據(jù)EPC編碼的具體操作規(guī)定，在向EPC標(biāo)簽中寫(xiě)入EPC代碼的過(guò)程中，“EPC管理者”是在標(biāo)簽芯片生產(chǎn)的后期測(cè)試中，將標(biāo)簽定貨的廠家根據(jù)其在EPC Global機(jī)構(gòu)中的注冊(cè)情況而注入；“對(duì)象分類”信息則是在各生產(chǎn)廠家，根據(jù)注冊(cè)的產(chǎn)品型號(hào)寫(xiě)入EPC標(biāo)簽之中；在各型號(hào)產(chǎn)品的出廠檢驗(yàn)時(shí)，將產(chǎn)品的序列號(hào)寫(xiě)入貼附在產(chǎn)品上的EPC標(biāo)簽中。由此可知，EPC標(biāo)簽代碼中“頭字段”、“EPC管理者”以及“對(duì)象分類”這樣的字段在倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)基本不變或變化較小，從而這些字段沖突的可能性小，而主要的沖突發(fā)生在產(chǎn)品的“序列號(hào)”這個(gè)字段上。由于倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)EPC標(biāo)簽代碼每一字段都有具體的含義且沖突情況不同，根據(jù)EPC標(biāo)簽這一特點(diǎn)，將倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)的沖突情況如圖6的形式表示。多叉樹(shù)防沖突算法在倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中的應(yīng)用分析倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中EPC標(biāo)簽的沖突位往往不是發(fā)生在整個(gè)標(biāo)簽位，而是在標(biāo)簽中間斷式的發(fā)生沖突，沖突情況如下圖7所示。通常在倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中，海量的標(biāo)簽數(shù)目意味著M的值會(huì)很大，這樣將二進(jìn)制搜索算法應(yīng)用在倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中讀寫(xiě)器識(shí)別標(biāo)簽所發(fā)送無(wú)效指令數(shù)目M-1也將會(huì)很大。所以，二進(jìn)制搜索算法不適合應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中海量數(shù)據(jù)的讀取。而多叉樹(shù)搜索算法比較適合倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的海量標(biāo)簽的情況。下面將多叉樹(shù)搜索防沖突算法應(yīng)用在倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中進(jìn)行分析，讀寫(xiě)器發(fā)送指令的情況如下圖8所示。下面一第一層al的沖突處理為例來(lái)具體說(shuō)明多叉樹(shù)算法操作的具體過(guò)程，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)定義標(biāo)簽的ID位數(shù)為4位，共10個(gè)標(biāo)簽，分別是1001，0110，0101，1101，0011，0100，0001,0010,1000,1010。其識(shí)別過(guò)程如圖9所示。I)首先讀寫(xiě)器發(fā)送命令Q(l)，ID小于1111的電子標(biāo)簽返回其ID號(hào)，讀寫(xiě)器接收到的結(jié)果是XXXX。2)判斷讀寫(xiě)器接受到標(biāo)簽響應(yīng)，并且標(biāo)簽有沖突位，沖突的位數(shù)為4，讀寫(xiě)器繼續(xù)發(fā)送16 (即 24)個(gè)指令 0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111。3) 10 個(gè)標(biāo)簽 1001,0110,0101,1101，0011，0100，0001，0010，1000，1010 分別響應(yīng)參數(shù)相同的讀寫(xiě)器指令SEL(ID)，即讀寫(xiě)器選中與其參數(shù)一致的標(biāo)簽。4)閱讀器讀寫(xiě)已選中的標(biāo)簽READ (ID)。5)讀寫(xiě)器將已讀寫(xiě)的標(biāo)簽置為靜默狀態(tài)UN(ID)。
對(duì)讀寫(xiě)器發(fā)送指令數(shù)進(jìn)行分析當(dāng)有M個(gè)標(biāo)簽且有N個(gè)沖突位時(shí)，在二進(jìn)制搜索算法中，讀寫(xiě)器發(fā)送M-1個(gè)無(wú)效指令，在多叉樹(shù)防沖突算法中，讀寫(xiě)器發(fā)送的無(wú)效指令數(shù)為2n+1-M，當(dāng)M-1=2n+1_M，M=(1/2)2n+1,即當(dāng)二進(jìn)制搜索算法讀寫(xiě)器發(fā)送的無(wú)效指令等于多叉樹(shù)算法讀寫(xiě)器發(fā)送無(wú)效指令時(shí)，也即當(dāng)標(biāo)簽的數(shù)目等于標(biāo)簽沖突數(shù)的一半加一時(shí)，此時(shí)多叉樹(shù)算法識(shí)別標(biāo)簽的效率持平。當(dāng)M-1>2n+1-M，M>(1/2)2n+1,當(dāng)二進(jìn)制搜索算法讀寫(xiě)器發(fā)送的無(wú)效指令大于多叉樹(shù)算法讀寫(xiě)器發(fā)送無(wú)效指令時(shí)，即當(dāng)標(biāo)簽的數(shù)目等于標(biāo)簽沖突數(shù)的一半加一時(shí)，此時(shí)多叉樹(shù)算法識(shí)別標(biāo)簽的效率優(yōu)于二叉樹(shù)算法的效率。以上述 10 個(gè)標(biāo)簽 1001,0110,0101,1101，0011，0100，0001，0010，1000，1010 為例，
其沖突位有4位為XXXX，二進(jìn)制搜索算法的查詢過(guò)程如下圖11所示。從圖上可以看出二進(jìn)制搜索算法識(shí)別所有標(biāo)簽的無(wú)效指令為9 (10-1)個(gè)。10個(gè)標(biāo)簽用多叉樹(shù)搜索算法的搜索過(guò)程如下圖12所示，從圖12中可以看出多叉樹(shù)搜索算法識(shí)別所有標(biāo)簽的無(wú)效指令為7 (24+1-10)個(gè)。對(duì)比兩種算法，當(dāng)沖突位為4，標(biāo)簽數(shù)為10>9 (即(1/2) 24+1)此時(shí)多叉樹(shù)搜索算法識(shí)別所有標(biāo)簽的無(wú)效指令7小于二叉樹(shù)搜索算法識(shí)別所有標(biāo)簽的無(wú)效指令9，故多叉樹(shù)搜索算法識(shí)別效率較高。按照二進(jìn)制搜索算法識(shí)別標(biāo)簽的無(wú)效指令數(shù)目Y=M-1,多叉樹(shù)搜索算法識(shí)別標(biāo)簽的無(wú)效指令數(shù)目Y=2n+1_M?？梢?jiàn)，二進(jìn)制搜索算法中隨著標(biāo)簽數(shù)的增長(zhǎng)，讀寫(xiě)器識(shí)別標(biāo)簽所發(fā)送的無(wú)效指令數(shù)在不斷增大，而多叉樹(shù)搜索算法正相反，隨著標(biāo)簽數(shù)的增長(zhǎng)，讀寫(xiě)器識(shí)別標(biāo)簽所發(fā)送的無(wú)效指令數(shù)不斷減小。而且二進(jìn)制搜索算法只與標(biāo)簽個(gè)數(shù)M有關(guān)，多叉樹(shù)搜索算法與標(biāo)簽個(gè)數(shù)M和沖突位數(shù)N均有關(guān)，沖突數(shù)N為8來(lái)說(shuō)明，當(dāng)沖突數(shù)為8位，識(shí)別標(biāo)簽總數(shù)達(dá)到129個(gè)時(shí)，兩種算法的無(wú)效識(shí)別數(shù)相同都為128，此時(shí)兩種算法的識(shí)別效率一致；當(dāng)沖突位N為8為，識(shí)別標(biāo)簽數(shù)大于129時(shí)，多叉樹(shù)搜索算法的無(wú)效指令數(shù)比二進(jìn)制搜索算法的無(wú)效指令數(shù)少。對(duì)讀寫(xiě)器識(shí)別標(biāo)簽時(shí)間進(jìn)行分析當(dāng)標(biāo)簽數(shù)目為M，沖突數(shù)為N時(shí)，二進(jìn)制搜索算法識(shí)別標(biāo)簽的總時(shí)間為 \=2Μ-1，多叉樹(shù)搜索算法識(shí)別標(biāo)簽的總時(shí)間為Τ2=2ν+ I，當(dāng)T1=T2即Μ=(1/2)2ν+1時(shí)，兩種算法的識(shí)別M個(gè)標(biāo)簽所用的時(shí)間相同，那么，當(dāng)T1XT2即Μ>(1/2)2ν+1時(shí)，二進(jìn)制搜索算法識(shí)別標(biāo)簽的時(shí)間大于多叉樹(shù)搜索算法的識(shí)別時(shí)間，此時(shí)多叉樹(shù)的識(shí)別速度快。同時(shí)，這一規(guī)律與3.1中所述當(dāng)Μ> (1/2) 2ν+1時(shí)，二進(jìn)制搜索算法發(fā)送無(wú)效指令數(shù)大于多叉樹(shù)搜索算法讀寫(xiě)器發(fā)送無(wú)效指令數(shù)的規(guī)律一致，即當(dāng)Μ> (1/2) 2ν+1 時(shí)，多叉樹(shù)搜索算法無(wú)論是在發(fā)送無(wú)效指令數(shù)上還是在識(shí)別速度上都優(yōu)于二進(jìn)制搜索算法。
在倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中，標(biāo)簽數(shù)達(dá)到一定數(shù)量(M> (1/2) 2N+1)時(shí)，多叉樹(shù)搜索算法的識(shí)別效率高于二進(jìn)制搜索算法的識(shí)別效率。當(dāng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中有M個(gè)標(biāo)簽且有al、a2、a3……an段沖突位發(fā)生時(shí)，利用多叉樹(shù)防沖突算法，讀寫(xiě)器發(fā)送指令數(shù)為2al+a2+a3+…+an其中，無(wú)效指令數(shù)為2al+a2+a3+…+an+l-M，比較二進(jìn)制搜索算法讀寫(xiě)器發(fā)送的無(wú)效指令數(shù)為M-1個(gè)，當(dāng)M-l>2al+a2+a3+.“+an+l-M，即M> (1/2) 2al+a2+a3+"'+an+l 時(shí)，此式表明，當(dāng)標(biāo)簽的數(shù)目M大于標(biāo)簽沖突數(shù)2al+a2+a3+…+an的一半加一時(shí)，多叉樹(shù)算法讀寫(xiě)器發(fā)送有效指令次數(shù)將大多于二進(jìn)制搜索算法中讀寫(xiě)器發(fā)送的有效指令數(shù)，此時(shí)多叉樹(shù)算法識(shí)別標(biāo)簽的效率較高。在倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中由于標(biāo)簽具有海量的特點(diǎn)，即標(biāo)簽數(shù)目M的值較大時(shí)，適合應(yīng)用多叉樹(shù)搜索防沖突算法。補(bǔ)充介紹的:算法指令:此算法的指令集如下:I)REQUEST:請(qǐng)求命令(縮寫(xiě)為Q)。命令形式:Q(ID)。其參數(shù)是與標(biāo)簽ID長(zhǎng)度相同的二進(jìn)制數(shù)。讀寫(xiě)器通過(guò)該命令將ID號(hào)作為參數(shù)發(fā)送給標(biāo)簽，標(biāo)簽收到該命令后，如果標(biāo)簽不是出于靜默狀態(tài)，那么標(biāo)簽返回自身的ID號(hào)。 2) SELECT:選擇命令(縮寫(xiě)為SEL)。命令形式:SEL (ID)。其參數(shù)為電子標(biāo)簽的ID號(hào)。此命令是使與該參數(shù)值相同的標(biāo)簽做出響應(yīng)被選中，以此作為執(zhí)行讀取或?qū)懭氲拿铋_(kāi)關(guān)。其他標(biāo)簽對(duì)此不做響應(yīng)。3)READ:讀取命令。命令形式:READ (ID)。其參數(shù)為電子標(biāo)簽的ID號(hào)。讀寫(xiě)器需要讀取數(shù)據(jù)的電子標(biāo)簽首先通過(guò)SELECT命令加以選擇，當(dāng)收到讀寫(xiě)器發(fā)送的READ命令時(shí)，該標(biāo)簽將自身存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)等信息發(fā)送給讀寫(xiě)器。4)UNSELECT:去選擇命令(或縮寫(xiě)為UN)。命令形式:unselect(id)。其參數(shù)為電子標(biāo)簽的id號(hào)。該命令的發(fā)送是在read命令讀取數(shù)據(jù)之后，當(dāng)電子標(biāo)簽收到讀寫(xiě)器發(fā)送的此命令后，即進(jìn)入“休眠”狀態(tài)。休眠狀態(tài)表示此標(biāo)簽是非激活的，本次已經(jīng)識(shí)別完畢，無(wú)需再次識(shí)別，對(duì)讀寫(xiě)器發(fā)送的任何命令不作響應(yīng)。如果還要激活此標(biāo)簽，則需要將它移出讀寫(xiě)器的作用范圍，然后再移入，就重新進(jìn)入到新一輪的防沖突讀取操作。以上對(duì)本發(fā)明所提供的面向海量數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽讀取方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種面向海量數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽讀取方法，其特征在于，包括: 讀寫(xiě)器向所有標(biāo)簽發(fā)送指令，當(dāng)標(biāo)簽有I位發(fā)生沖突，讀寫(xiě)器將21個(gè)指令I(lǐng)和O發(fā)出識(shí)別標(biāo)簽； 當(dāng)標(biāo)簽有2位發(fā)生沖突，讀寫(xiě)器將4個(gè)指令00、01、10、11發(fā)出識(shí)別標(biāo)簽； 當(dāng)標(biāo)簽中有N位發(fā)生沖突，讀寫(xiě)器將標(biāo)簽發(fā)生沖突位的全部2N個(gè)指令發(fā)出，依次來(lái)識(shí)別標(biāo)簽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向海量數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽讀取方法，其特征在于，所述方法還包括:對(duì)讀寫(xiě)器發(fā)送指令數(shù)進(jìn)行分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向海量數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽讀取方法，其特征在于，當(dāng)有M個(gè)標(biāo)簽且有N個(gè)沖突位時(shí)，在二進(jìn)制搜索算法中，讀寫(xiě)器發(fā)送M-1個(gè)無(wú)效指令，在多叉樹(shù)防沖突算法中，讀寫(xiě)器發(fā)送的無(wú)效指令數(shù)為2n+1-M。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向海量數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽讀取方法，其特征在于，所述方法還包括:對(duì)讀寫(xiě)器識(shí)別標(biāo)簽時(shí)間進(jìn)行分析。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面向海量數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽讀取方法，其特征在于，當(dāng)標(biāo)簽數(shù)目為M，沖突數(shù)為N時(shí)，二進(jìn)制搜索算法識(shí)別標(biāo)簽的總時(shí)間為T(mén)1等于2M-1，多叉樹(shù)搜索算法識(shí)別標(biāo)簽的總時(shí)間為T(mén)2等于2n+1。
全文摘要
本發(fā)明的面向海量數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽讀取方法，具體的，讀寫(xiě)器向所有標(biāo)簽發(fā)送指令，當(dāng)標(biāo)簽有1位發(fā)生沖突，讀寫(xiě)器將21個(gè)指令1和0發(fā)出識(shí)別標(biāo)簽；當(dāng)標(biāo)簽有2位發(fā)生沖突，讀寫(xiě)器將4(22)個(gè)指令00、01、10、11發(fā)出識(shí)別標(biāo)簽；當(dāng)標(biāo)簽中有N位發(fā)生沖突，讀寫(xiě)器將標(biāo)簽發(fā)生沖突位的全部2N個(gè)指令發(fā)出，依次來(lái)識(shí)別標(biāo)簽。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種面向海量數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽讀取方法，有效減少請(qǐng)求次數(shù)，提高識(shí)別標(biāo)簽的速度。
文檔編號(hào)G06K17/00GK103077417SQ20131003780
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者何涇沙, 張航, 趙斌, 豆陪陪 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)