一種動態(tài)高效的rfid標(biāo)簽識別機(jī)制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及射頻識別（RFID)系統(tǒng)中的標(biāo)簽識別機(jī)制，特別涉及一種基于動態(tài)分 組變時(shí)隙算法的高效標(biāo)簽識別機(jī)制。
【背景技術(shù)】
[0002] 射頻識別技術(shù)（RFID，RadioFrequencyIdentification)是一種利用無線信道實(shí) 現(xiàn)雙向通信的自動識別技術(shù)，由標(biāo)簽、閱讀器、后臺數(shù)據(jù)庫三部分組成。RFID系統(tǒng)最大的難 題在于多標(biāo)簽識別過程中的碰撞問題是不可避免的，因此如何解決多標(biāo)簽識別的碰撞問題 便成為一個(gè)研宄熱點(diǎn)。
[0003] 目前，國際上流行的ISO/IEC18000-6TypeA標(biāo)準(zhǔn)和EPCClass-1Gen-2標(biāo)準(zhǔn)在 解決標(biāo)簽碰撞問題時(shí)大多采用Aloha算法。同時(shí)，ISO/IEC18000-6TypeC標(biāo)準(zhǔn)也是基于 該算法而衍生出來的。在常用Aloha的防碰撞算法中，標(biāo)簽隨機(jī)選擇一個(gè)時(shí)隙傳送其識別 碼，以減少標(biāo)簽碰撞的概率。但是，由于無源標(biāo)簽?zāi)芰坑邢?，時(shí)隙長度也是受限的，隨著標(biāo)簽 數(shù)量的增加，識別所有標(biāo)簽所需的時(shí)隙數(shù)將呈指數(shù)上升，最終導(dǎo)致系統(tǒng)的性能急劇下降。除 此之外，該類算法還存在一個(gè)嚴(yán)重的缺陷一一 "標(biāo)簽饑餓"，即可能存在一個(gè)標(biāo)簽在很長一 段時(shí)間內(nèi)都不能被識別。在本算法中，閱讀器對標(biāo)簽進(jìn)行動態(tài)分組操作，將等待識別的標(biāo)簽 數(shù)目控制在對應(yīng)較高識別效率的區(qū)間內(nèi)，使得標(biāo)簽識別過程更加快速和高效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的問題在于，針對現(xiàn)有算法未能將Aloha動態(tài)調(diào)整算法和最優(yōu)控制 反饋標(biāo)簽數(shù)目算法有效結(jié)合，提出一種動態(tài)高效的RFID標(biāo)簽識別機(jī)制。
[0005] 本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的方案是：一種動態(tài)高效的RFID標(biāo)簽識別機(jī)制， 包括如下步驟：
[0006] (1)根據(jù)系統(tǒng)效率公式，在考慮時(shí)隙和請求命令消耗時(shí)間的情況下，建立分組和變 時(shí)隙方案。假設(shè)標(biāo)簽數(shù)目為n，標(biāo)簽被分為G組，閱讀器使用時(shí)隙長度為N的幀識別標(biāo)簽， tsl(rt為一個(gè)時(shí)隙消耗的時(shí)間，TraiS請求指令消耗的時(shí)間。因此，系統(tǒng)識別效率S表示如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種動態(tài)高效的RFID標(biāo)簽識別機(jī)制，其特征在于，包括如下步驟： (1) 根據(jù)系統(tǒng)效率公式，在考慮時(shí)隙和請求命令消耗時(shí)間的情況下，建立分組和變時(shí)隙 方案，通過極值運(yùn)算，分別得到最優(yōu)分組和最優(yōu)變時(shí)隙對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)目節(jié)點(diǎn)； (2) 整合所述最優(yōu)分組和最優(yōu)變時(shí)隙對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)目節(jié)點(diǎn)，將各標(biāo)簽數(shù)目范圍所對應(yīng) 的最優(yōu)分組數(shù)和最優(yōu)時(shí)隙長度繪制于圖表中，并將所述圖表作為閱讀器實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)整的標(biāo) 準(zhǔn)； (3) 閱讀器發(fā)送識別指令，對全部標(biāo)簽數(shù)目進(jìn)行預(yù)估計(jì)，并根據(jù)所述動態(tài)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)將未 識別標(biāo)簽分為G組，計(jì)算出每組標(biāo)簽的理論個(gè)數(shù)％，設(shè)置分組計(jì)數(shù)器counter初值為G-I ; (4) 閱讀器選定一組標(biāo)簽進(jìn)行一輪識別，將等待識別的標(biāo)簽數(shù)目控制在所述動態(tài)調(diào)整 標(biāo)準(zhǔn)中系統(tǒng)效率較高的區(qū)間內(nèi)； (5) 判斷所述分組計(jì)數(shù)器是否為0,若counter辛0,轉(zhuǎn)入步驟（4)，開始選定分組下一 輪標(biāo)簽識別過程；若counter = 0,利用動態(tài)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)識別剩余的未識別標(biāo)簽； 所述步驟（3)進(jìn)一步包括如下內(nèi)容： (31) 閱讀器使用初始時(shí)隙長度256對全部標(biāo)簽進(jìn)行一輪識別，并估計(jì)剩余標(biāo)簽的數(shù)目 為n1; (32) 根據(jù)所述動態(tài)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)可知，最優(yōu)分組標(biāo)簽數(shù)目節(jié)點(diǎn)為354 ; (33) 所述閱讀器根據(jù)步驟（31)所述剩余標(biāo)簽數(shù)目n#lj斷剩余標(biāo)簽是否應(yīng)該分組識 另IJ，若所述剩余標(biāo)簽數(shù)目大于354,剩余標(biāo)簽將根據(jù)所述動態(tài)標(biāo)準(zhǔn)被分組識別；若所述剩余 標(biāo)簽數(shù)目小于354,剩余標(biāo)簽將采取單組識別方式； (34) 若所述剩余標(biāo)簽數(shù)目Ii1大于354,所述閱讀器對標(biāo)簽采用平均分組方式，每一個(gè) 分組的標(biāo)簽數(shù)目Ii tl可以通過總標(biāo)簽數(shù)目除以分組數(shù)G得到。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種動態(tài)高效的RFID標(biāo)簽識別機(jī)制，其特征在于，所述步驟 (4) 進(jìn)一步包括如下步驟： (41) 根據(jù)所述動態(tài)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)可知，所述較高系統(tǒng)效率對應(yīng)的標(biāo)簽數(shù)目范圍為[79， 354]； (42) 在每一輪標(biāo)簽識別過程中，閱讀器根據(jù)所述動態(tài)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)，選取最優(yōu)時(shí)隙長度對 選定分組標(biāo)簽進(jìn)行的識別； (43) 在每一輪標(biāo)簽識別過程結(jié)束之后，閱讀器估計(jì)所述選定分組未識別標(biāo)簽數(shù)目n2， 通過判斷η〇+η2是否在區(qū)間[79,354]內(nèi)，來控制所述剩余標(biāo)簽是否與所述未讀分組中的一 組標(biāo)簽合并為一個(gè)新的分組，并更新分組計(jì)數(shù)器的值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種動態(tài)高效的RFID標(biāo)簽識別機(jī)制，其特征在于，所述步驟 (5) 進(jìn)一步包括如下步驟： (51) 所述閱讀器發(fā)送清點(diǎn)指令，等待標(biāo)簽回復(fù)； (52) 所述閱讀器根據(jù)標(biāo)簽在某一幀長度內(nèi)的回復(fù)信息判斷選定分組標(biāo)簽是否讀完， 若有回復(fù)信息，則表明所述分組標(biāo)簽未讀完；若沒有回復(fù)信息，則表明所述分組標(biāo)簽已經(jīng)讀 完。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種動態(tài)高效的RFID標(biāo)簽識別機(jī)制，其特征在于，在考慮時(shí)隙 和請求命令消耗時(shí)間的情況下，利用二項(xiàng)分布原理可以得到系統(tǒng)識別效率公式；通過對系 統(tǒng)效率求極值運(yùn)算，可以得到閱讀器動態(tài)識別標(biāo)簽的評估標(biāo)準(zhǔn)；系統(tǒng)識別效率公式如下： 其中，S為系統(tǒng)效率，η為標(biāo)簽數(shù)目，N為閱讀器與標(biāo)簽通信選擇的時(shí)隙長度，G為分組 數(shù)，tsl()t為一個(gè)時(shí)隙消耗的時(shí)間，Trai為請求指令消耗的時(shí)間。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種動態(tài)高效的RFID標(biāo)簽識別機(jī)制，步驟如下：(1)建立分組和變時(shí)隙方案，根據(jù)所述方案分別得到最優(yōu)分組和最優(yōu)變時(shí)隙對應(yīng)的標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)數(shù)目；(2)整合所述方案最優(yōu)標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)數(shù)目，繪制圖表，并將所述圖表作為所述閱讀器實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)；(3)閱讀器根據(jù)動態(tài)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)發(fā)送識別指令，將每輪等待識別的標(biāo)簽數(shù)目控制在具有較高系統(tǒng)識別效率的區(qū)間內(nèi)。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)射頻識別系統(tǒng)標(biāo)簽的快速讀取。
【IPC分類】G06K7-00
【公開號】CN104680104
【申請?zhí)枴緾N201410777323
【發(fā)明人】李建雄, 馮鑫, 張奇龍, 史偉光, 邢炳雷
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月15日