[發明專利]射頻識別系統中讀取大規模標簽的系統及方法

有效

• 申請號: 201310020224.4
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103049719A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 蔣文超;朱燕民
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06K7/00
• 分類號: G06K7/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明關于一種射頻識別系統中讀取大規模標簽的系統及方法，特別是涉及一種射頻識別系統中以低能耗讀取大規模標簽的系統及方法。

背景技術

射頻識別是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。近幾年，射頻識別已經應用到了生活的諸多領域，如物流，圖書館，以及大型超市，用來跟蹤和識別貨物、圖書、商品等。射頻識別系統一般由兩部分組成，讀寫器(Reader)和電子標簽(Tag)。電子標簽分為兩種，一種是被動的，即憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息，另一種是主動的，即能由標簽主動發送某一頻率的信號。應用在商品上的多為被動的電子標簽。一方面被動的電子標簽需要讀寫器來提供能量，另一方面，現在廣泛使用的讀寫器是手持的以電池供電的，故當需要在大規模的范圍讀取電子標簽時，讀寫器的能耗會成為一個問題。

現在廣泛應用的讀取RFID的協議是EPC?C1G2協議。其流程如圖1所示。

1.讀寫器發送Query命令，并傳送一個Q值。

2.標簽收到Query命令，將一個[0，2^Q-1]之間的隨機數寫入自己的計數器。

3.讀寫器循環2^Q次，每次發送一個QueryResp命令。

4.標簽收到QueryResp則計數器-1，若計數器為0則應答。

5.讀寫器若收到一個唯一的應答則返回ACK。

6.收到ACK的標簽返回自己的ID。

7.若在2^Q-1個時隙中發生了沖突，則會估算Q值并開始下一輪。

通過調研發現，一些研究通過減少產生沖突的時隙數目來減少能耗，如發表于INFOCOM?2010的《Energy?efficient?algorithms?for?the?rfid?estimationproblem》，這種方法需要改變現有的RFID協議，費時費力。另一些傳感器網絡中的研究研究了通過移動匯節點減少能耗的問題，如發表于TPDS?2007的《Sencar：an?energy-efficient?data?gathering?mechanism?for?large-scale?multihopsensor?networks》。但一方面傳感器網絡多是多跳的，通過減少跳數來減少能耗，這在只能一跳的射頻識別系統中不行。另一方面傳感器網絡里需要考慮每個節點的能耗，而射頻識別系統的能耗集中在讀寫器。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明之目的在于提供一種射頻識別系統中讀取大規模標簽的系統及方法，其能夠使讀寫器在一定的移動距離限制下以最小的能耗讀取大規模的RFID標簽。

為達上述及其它目的，本發明提供了一種射頻識別系統中讀取大規模標簽的系統，用于包含讀寫器及多個電子標簽的射頻識別系統中，至少包括：

候選位置獲取模組，根據各電子標簽的位置，為各電子標簽找到最近的讀寫器候選位置，加入到一讀寫器候選位置集合中；

最小功率選取模組，用于遍歷所有候選位置，為該讀寫器選取能讀寫所有標簽的最小功率；

最短路徑獲取模組，在候選位置中尋找一條從出發點開始遍歷所有候選位置到達終點的最短路徑；

路徑判斷模組，判斷該最短路徑是否在該讀寫器的最大行動距離限制之內，若是，則該最短路徑為結果，否則啟動候選位置刪除模組；

候選位置刪除模組，選取一個候選位置刪除；以及

重選模組，為刪除的候選位置對應的電子標簽重新選擇最近的候選位置，并加入到該讀寫器候選位置集合中去。

進一步地，該候選位置刪除模組以貪心的方式選取一個候選位置刪除。

進一步地，刪除的候選位置的選點要使得能量的增量盡可能少，而路徑長度的減少盡可能大。

進一步地，當電子標簽的數目較大時，將讀寫區域按需求等分成小的矩形區域，以小矩形的中心來等效該區域內的所有標簽。

進一步地，該射頻識別系統中的電子標簽都是靜止不動的。

為達到上述及其他目的，本發明還提供一種射頻識別系統中讀取大規模標簽的方法，用于包含讀寫器及多個電子標簽的射頻識別系統中，包括如下步驟：

步驟一，根據各電子標簽的位置，為各電子標簽找到最近的讀寫器候選位置，并加入到一讀寫器候選位置集合中；

步驟二，遍歷所有候選位置，為讀寫器選取能讀寫所有標簽的最小功率；

步驟三，在候選位置中尋找一條從出發點開始遍歷所有候選位置到達終點的最短路徑；