一種基于時隙調(diào)度技術(shù)的改進移動射頻識別標(biāo)簽防碰撞方法

本發(fā)明涉及射頻識別(radiofrequencyidentification,rfid)，尤其涉及一種基于時隙調(diào)度技術(shù)的改進移動射頻識別標(biāo)簽防碰撞方法。

背景技術(shù)：

1、射頻識別(radiofrequencyidentification,rfid)技術(shù)在目前物聯(lián)網(wǎng)時代應(yīng)用廣泛,相比于傳統(tǒng)的條形碼技術(shù),射頻識別在便捷性、穩(wěn)定性、安全性等方面都有明顯的優(yōu)勢,因而該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于交通、醫(yī)療、工業(yè)、物流等多個領(lǐng)域。

2、在rfid系統(tǒng)中，閱讀器和標(biāo)簽之間的通信是通過無線信號傳輸來實現(xiàn)的，標(biāo)簽進入閱讀器的工作范圍后將自身的數(shù)據(jù)編碼發(fā)送給閱讀器。但當(dāng)閱讀器識別范圍內(nèi)存在多個標(biāo)簽時，這些標(biāo)簽會同時響應(yīng)閱讀器，使得閱讀器不能正確接收標(biāo)簽的有效信息，從而造成rfid系統(tǒng)的通信效率大幅降低，這個現(xiàn)象稱為標(biāo)簽發(fā)生碰撞，隨著rfid技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，對移動rfid系統(tǒng)的研究也變得十分重要。

3、在移動rfid場景中，互環(huán)境中不斷有新的標(biāo)簽進入和離開，標(biāo)簽只在閱讀器工作范圍內(nèi)停留一定的時間?；赼loha的傳統(tǒng)移動幀時隙算法沒有考慮到標(biāo)簽的進入離開且?guī)L的預(yù)估算法較為復(fù)雜多變，而基于樹形結(jié)構(gòu)的確定性算法，標(biāo)簽的進入會破壞其樹形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致算法復(fù)雜度大幅增加且效率不高。因此，需要開發(fā)一種新的移動射頻識別標(biāo)簽防碰撞方法，該方法能夠有效降低移動rfid系統(tǒng)的標(biāo)簽丟失率，提升系統(tǒng)的吞吐率和識別效率，同時，使用kan網(wǎng)絡(luò)能夠泛化幀長的預(yù)估函數(shù)，提升幀長預(yù)測的準(zhǔn)確性，從而適應(yīng)更廣泛的場景需求，提升系統(tǒng)的性能和可靠度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有標(biāo)簽識別方法在處理標(biāo)簽移動環(huán)境下效率低下的問題，并提供一種基于時隙調(diào)度技術(shù)的改進移動射頻識別標(biāo)簽防碰撞方法，能夠有效處理單閱讀器多移動標(biāo)簽場景下的標(biāo)簽丟失和識別率低的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種一種基于時隙調(diào)度技術(shù)的改進移動射頻識別標(biāo)簽防碰撞方法。首先，引入先到先服務(wù)的思想，定義了優(yōu)先級標(biāo)簽覆蓋率(ptcr)的概念，對標(biāo)簽進行分類，對優(yōu)先識別的標(biāo)簽采用碰撞樹算法充分識別，對普通標(biāo)簽采用移動幀時隙aloha協(xié)議，最后使用kan網(wǎng)絡(luò)對幀長的計算預(yù)測過程進行優(yōu)化。

3、本發(fā)明提出的技術(shù)方案包括以下部分：

4、1時隙分配：

5、1.1根據(jù)移動rfid系統(tǒng)急需降低標(biāo)簽丟失率的特點，本發(fā)明定義了優(yōu)先級標(biāo)簽和優(yōu)先級標(biāo)簽覆蓋率的概念，保證即將離開閱讀器工作范圍的標(biāo)簽?zāi)軌虮粌?yōu)先識別，以減少系統(tǒng)標(biāo)簽丟失的現(xiàn)象。

6、1.2本發(fā)明遵循先到先服務(wù)的思想，確定標(biāo)簽的優(yōu)先級，先到先服務(wù)是一種常見的服務(wù)分配原則，廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域，如排隊系統(tǒng)、任務(wù)調(diào)度等。在這種原則下，首先到達的請求或任務(wù)會被首先處理，隨后到達的請求則按到達的順序依次處理。這種原則簡單明了，易于實現(xiàn)。

7、2標(biāo)簽分類識別：

8、2.1基于優(yōu)先級標(biāo)簽的定義和移動rfid場景的特點，本發(fā)明對標(biāo)簽進行分類，分為需要優(yōu)先識別的優(yōu)先標(biāo)簽和不需要優(yōu)先識別的普通標(biāo)簽。

9、2.2對與不同類型的標(biāo)簽，本發(fā)明采用不同類型的算法進行分類識別，保證了系統(tǒng)的標(biāo)簽丟失率，同時也提高了系統(tǒng)的吞吐率。

10、3kan網(wǎng)絡(luò)泛化幀長預(yù)測：

11、kolmogorov-arnoldnetworks(簡稱kan)是一種新型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它基于kolmogorov-arnold表示定理構(gòu)建，提供了一種與傳統(tǒng)多層感知器(mlp)不同的深度學(xué)習(xí)模型。kan的核心特點在于它將激活函數(shù)從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點轉(zhuǎn)移到了邊緣，并且使用可學(xué)習(xí)的函數(shù)(如b樣條)來替代固定的激活函數(shù)，從而消除了對線性權(quán)重矩陣的依賴。

12、動態(tài)幀時隙aloha防碰撞算法中，幀長預(yù)估函數(shù)復(fù)雜多樣且準(zhǔn)確率也有較大差別，本發(fā)明引入kan網(wǎng)絡(luò)模型，根據(jù)以往得到的數(shù)據(jù)對幀長的預(yù)測進行優(yōu)化，同時提升了計算過程的泛化能力。

13、本發(fā)明引入先到先服務(wù)的思想，定義了優(yōu)先級標(biāo)簽覆蓋率(ptcr)的概念，對標(biāo)簽進行分類，對優(yōu)先識別的標(biāo)簽采用碰撞樹算法充分識別，對普通標(biāo)簽采用移動幀時隙aloha協(xié)議，能夠有效降低移動rfid系統(tǒng)的標(biāo)簽丟失率，提升系統(tǒng)的吞吐率和識別效率，同時，本發(fā)明使用kan網(wǎng)絡(luò)能夠泛化幀長的預(yù)估函數(shù)，提升幀長預(yù)測的準(zhǔn)確性，從而適應(yīng)更廣泛的場景需求，提升系統(tǒng)的性能和可靠度。

技術(shù)特征：

1.一種基于時隙調(diào)度技術(shù)的改進移動射頻識別標(biāo)簽防碰撞方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所定義優(yōu)先級標(biāo)簽和優(yōu)先級標(biāo)簽覆蓋率的步驟包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對優(yōu)先級標(biāo)簽的識別包含以下情況：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述幀循環(huán)的識別步驟包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述標(biāo)簽數(shù)目預(yù)測和計算優(yōu)先級標(biāo)簽覆蓋率的步驟為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于時隙調(diào)度技術(shù)的改進RFID標(biāo)簽防碰撞方法，屬于移動射頻識別(RFID)標(biāo)簽防碰撞算法領(lǐng)域。此方法通過引入先到先服務(wù)的思想，改進了移動RFID場景中的標(biāo)簽識別算法，能有效降低移動RFID系統(tǒng)的標(biāo)簽丟失率。算法在傳統(tǒng)標(biāo)簽估計算法的基礎(chǔ)上，提出了一種基于KAN網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)簽估計算法，基于動態(tài)幀時隙Aloha算法得到的時間序列數(shù)據(jù)訓(xùn)練預(yù)測模型，實現(xiàn)對標(biāo)簽數(shù)目的估計。同時，該算法引入先到先服務(wù)的思想，定義了優(yōu)先級標(biāo)簽覆蓋率(PTCR)的概念，對標(biāo)簽進行分類，對優(yōu)先識別的標(biāo)簽采用碰撞樹算法充分識別，對普通標(biāo)簽采用移動幀時隙Aloha協(xié)議，仿真結(jié)果表明，該算法可以有效提高RFID系統(tǒng)的吞吐率，同時降低標(biāo)簽的丟失率和系統(tǒng)的通信消耗。

技術(shù)研發(fā)人員：周洪全,賈小林,杜中
受保護的技術(shù)使用者：西南科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30