一種適用于大規模rfid及手持設備的標簽識別方法及系統的制作方法
【專利摘要】一種適用于大規模RFID及手持設備的標簽識別方法，將識別過程中時隙的狀態分為三種：空閑、成功和碰撞，包括以下步驟：1)在第一輪識別開始時，所有工作標簽作為一組進行識別，閱讀器記錄已識別標簽的信息，并通過指令使這些標簽進入休眠，根據碰撞率C2，1進行相應處理；2)第k輪識別：在對所有標簽分組進行識別后，讀卡器記錄此輪中已識別標簽的信息并通過指令使這些標簽進入休眠，然后根據碰撞率C2，k對未識別標簽進行處理；3)識別結束條件：當所有標簽分組都為空時，識別結束。以及提供一種適用于大規模RFID及手持設備的標簽識別系統。本發明有效適用于大規模場合、穩定性良好、計算復雜度較低。
【專利說明】一種適用于大規模RFID及手持設備的標簽識別方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及RFID系統領域，尤其是一種大規模RFID及手持設備的標簽識別方法及系統。
【背景技術】
[0002]一個RFID系統通常由RFID閱讀器和眾多的RFID標簽組成。RFID閱讀器通過射頻無線電和附著在物體上的電子標簽通信來讀取其中的唯一 ID號，進而識別物體。由于所有RFID標簽共享一個無線信道，RFID系統的工作范圍內，經常有兩個或兩個以上的電子標簽同時試圖和同一個閱讀器進行通信，導致碰撞發生。為了避免碰撞的發生，防碰撞算法被提出，并在實際系統中得到廣泛使用。
[0003]當RFID標簽數量較大時，碰撞發生頻繁，會嚴重影響閱讀器的正常工作，大幅度降低閱讀器識別標簽的效率，以致于需要很長的額外時間才能讀完所有標簽。為了提高閱讀器的工作效率，有效縮短標簽識別所用時間，基于標簽數量估計和分組的防碰撞算法被提出，如EDFSA算法，它是在2005年第二屆國際移動和普適系統年會提出的(Su-Ryun Lee,Sung-Don Joo和Chae-Woo Lee,An Enhanced Dynamic Framed Slotted ALOHA Algorithmfor RFID Tag Identification, The Proceeding of the2nd Annual InternationalConference on Mobile and Ubiquitous Systems, 2005，即，“一種用于 RFID標簽識別的增強型動態幀時隙ALOHA算法”，第二屆移動和普適系統國際年會論文集)。
[0004]但是，已有的防碰撞算法中，分組是根據估計到的標簽數量進行的。一方面，標簽數量估計算法比較復雜，計算量較大，特別是對于RFID閱讀器這樣的小型設備。如果RFID閱讀器采用由電池供電的手持設備，會耗費大量的電能標簽數量估計算法就顯得不適用了。另一方面，標簽數量估計算法有它的適用范圍，也就是說，當標簽數量大于4倍的幀時隙總數Fmax的時候，標簽數量估計算法就會完全失效，如圖1所示。
[0005]圖1顯示，當實際標簽總數不大于4Fmax時，基于標簽估計函數的EDFSA基本表現出線性，也就是說，所估計的標簽總數與實際標簽總數差距不大。但是，當實際標簽總數大于4Fmax時，標簽數量估計精度開始下降，其估計值基本保持在4Fmax不再變化。如圖1所示，當采用幀時隙總數為128時，即Fmax = 128，即使實際標簽總數為1000，甚至2000，估計標簽數量都維持在512左右。類似的，當Fmax = 256時，當時實際標簽總數超過1024以后，估計標簽數量保持在1024附近。
[0006]所以，基于標簽數量估計進行分組，在大規模RFID系統中，就無法實現優化分組、減少碰撞的初衷。例如，對于一個米用巾貞時隙總數為128的系統,其實際標簽總數為1600。根據估計，標簽數量為512，可以分為4組，每組128個標簽。但實際結果是，分4組，每組400個標簽。每組中的碰撞依然非常嚴重，以致于系統效率依然很低。
[0007]綜上所述，如果根據標簽數量估計算法進行分組，甚至防止碰撞，是不能適用于大規模RFID系統中的，也就是說，不能適用于標簽數量大于4Fmax的情況下。這就大大限制了已有的、基于標簽數量估計和分組的防碰撞算法在大規模RFID系統，或者需要使用手持閱讀器的系統中的應用。
【發明內容】
[0008]為了克服已有的RFID系統的標簽識別技術的不能適用于大規模場合、穩定性較差、計算復雜度較高的不足，本發明提供了一種有效適用于大規模場合、穩定性良好、計算復雜度較低的適用于大規模RFID及手持設備的標簽識別方法及系統。
[0009]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0010]—種適用于大規模RFID及手持設備的標簽識別方法，大規模RFID系統由一個RFID閱讀器和Nall個RFID標簽組成，在某一時刻，N個標簽同時出現在RFID閱讀器的射頻覆蓋范圍或工作范圍內，N ( Nall, RFID閱讀器將所用幀分為F個時隙，N >> F，其特征在于:將識別過程中時隙的狀態分為三種:空閑、成功和碰撞，所述空閑狀態是指該時隙中沒有標簽處于發送信息的狀態；所述成功狀態:該時隙中只有一個標簽發送信息，閱讀器能夠成功識別該標簽的狀態；所述碰撞狀態是指該時隙中有兩個或兩個以上的標簽同時發送信息，閱讀器不能成功識別任何一個標簽；其特征在于:令N0,k, N1,,, N2,k分別為第k輪某一分組中，空閑時隙數、成功時隙數和碰撞時隙數；令Cci,,，Cul^C2,,分別為相應的空閑率、成功率和碰撞率，Fk為第k輪幀時隙數，Nestjk為第k輪時估算得到的待識別標簽數，N為工作范圍內的標簽總數，Nrjk為第k輪中已識別標簽數；
[0011 ]
【權利要求】
1.一種適用于大規模RFID及手持設備的標簽識別方法,大規模RFID系統由一個RFID閱讀器和Nall個RFID標簽組成，在某一時刻，N個標簽同時出現在RFID閱讀器的射頻覆蓋范圍或工作范圍內，NS Nall，RFID閱讀器將所用幀分為F個時隙，N >> F，其特征在于:將識別過程中時隙的狀態分為三種:空閑、成功和碰撞，所述空閑狀態是指該時隙中沒有標簽處于發送信息的狀態；所述成功狀態:該時隙中只有一個標簽發送信息，閱讀器能夠成功識別該標簽的狀態；所述碰撞狀態是指該時隙中有兩個或兩個以上的標簽同時發送信息，閱讀器不能成功識別任何一個標簽；其特征在于:令Nchk, N1,,, N2, k分別為第k輪某一分組中，空閑時隙數、成功時隙數和碰撞時隙數；令Cci,,，Cul^C2,,分別為相應的空閑率、成功率和碰撞率，Fk為第k輪幀時隙數，Nestjk為第k輪時估算得到的待識別標簽數，N為工作范圍內的標簽總數，Nrjk為第k輪中已識別標簽數；
2.如權利要求1所述的適用于大規模RFID及手持設備的標簽識別方法，其特征在于:對標簽進行分組過程如下:所有待分組標簽產生一個平均分布的隨機數；其中，所有隨機數為奇數的標簽分為一組，偶數標簽分為另一組。
3.一種適用于大規模RFID及手持設備的標簽識別系統，其特征在于:所述標簽識別系統包括: 標簽識別模塊，用于當閱讀器發出指令，對未識別標簽進行識別； 碰撞率分析模塊，用于根據碰撞率的不同，將處理分解為:(I)如果碰撞率大于0.5,發給分組模塊，對仍未識別的標簽進行分組；(2)如果碰撞率小于0.25，發給動態幀處理模塊，對幀時隙總數做相應調整；(3)否則，不做處理，繼續識別； 分組模塊，用于對未識別的標簽進行平均分組，然后繼續識別； 動態幀處理模塊，用于減少幀時隙總數，然后繼續識別。
4.如權利要求3所述的適用于大規模RFID及手持設備的標簽識別系統，其特征在于:所述分組模塊中，所有待分組標簽產生一個平均分布的隨機數；其中，所有隨機數為奇數的標簽分為一組，偶數 標簽分為另一組。
【文檔編號】G06K7/00GK103679098SQ201310687045
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】麻銳, 王輝, 吳越 申請人:浙江銀江研究院有限公司