[發明專利]模擬冰壺運動的RFID網絡規劃方法

有效

• 申請號: 201610247877.X
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN105956504B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 劉靜;焦李成;張濤
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 程曉霞,王品華

技術領域

本發明屬于工程優化領域技術領域，特別涉及RFID網絡優化，具體是一種模擬冰壺運動的快速有效的RFID網絡規劃方法，用于RFID網絡的優化。

背景技術

無線射頻識別(RFID)技術是一項重要的自動識別技術。無限射頻識別技術有著許多應用，例如在供應鏈問題中，在產品生產之前，對每一個部件加裝RFID標簽，當產品出問題時，通過讀取RFID標簽中的數據能夠快速準確追蹤問題部件的來源和獲得問題部件的信息。在庫存管理中，對倉庫中每一個物品添加RFID標簽，倉庫中的閱讀器讀取RFID標簽中的數據并傳輸給中央計算機，中央計算機整合閱讀器發送的信息，能夠快速準確的統計庫存數量和獲得庫存中物品的信息。由于閱讀器的檢測范圍有限而且標簽的數量較多，無限射頻識別系統通常包含多個閱讀器。如何去設定閱讀器的數量和布局這些閱讀器的位置是一個十分重要的技術問題。閱讀器的數量過少，會使得網絡中標簽的覆蓋率過低，閱讀器數量過多，則會造成資源的浪費。當不同閱讀器同時檢測一個標簽時，閱讀器之間會造成干擾，使得數據傳輸不可靠。越來越多的學者設計了各種方法來優化RFID網絡，確定所需閱讀器的個數并布局閱讀器的位置。因此，設計一種合理有效的RFID網絡規劃方法仍是研究的重要方向，不僅能夠節省成本支出，還能增強RFID網絡的穩定性。

方案一，Botero等發表的“RFID network topology design based on genetic algorithms”(《IEEE International Conference on RFID-technologies and Applications》，文章編號：300-305(2011))，該文章的核心是使用遺傳算法編碼對解空間進行搜索，具體的做法是用種群中的個體串來對閱讀器的位置和功率進行編碼，將標簽覆蓋率，干擾率等指標作為適應度函數，每一次搜索稱為一代，在每一代中保留種群中適應度函數最大的個體，直至滿足一定的終止條件。

方案二，Y.Gong等發表的“Optimizing RFID network planning by using a particle swarm optimization algorithm with redundant reader elimination”(《IEEE Transactions on Industrial Informatics》,文章編號：900-912(2012))，該文章的核心是使用粒子群算法對解空間進行搜索，具體的做法是用種群中的粒子來對問題的閱讀器的位置和功率進行編碼，將標簽覆蓋率，干擾率，負載平衡和經濟效率作為評價粒子優劣的函數，用粒子個體最優解和粒子當前種群全局最優解優化群體中的每個粒子，同時結合多余閱讀器消除策略更改粒子中閱讀器的個數，不斷更新種群中粒子的信息并保留函數值大的粒子，直到滿足一定的終止條件。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

方案一的搜索空間占用較大，并且搜索之前需先定義閱讀器的具體個數，閱讀器的個數是否合理很大程度上決定了RFID網絡規劃的結果，而在實際工程應用中，估計合理的閱讀器個數往往是一個比較困難的問題；而在方案二中雖然可以在搜索過程中自適應確定閱讀器的個數，但是計算量較大，很難應用到大規模問題中。工程中隨著數據處理量的不斷增加，海量數據處理問題變得越來越重要，即使技術方案能實現優良效果，但海量的數據處理會造成實際工程的無法實現。

發明內容

為了解決現有技術中遺傳算法和粒子群算法存在計算量大，不能自適應確定閱讀器個數的技術問題，本發明提供了一種快速有效的自適應確定閱讀器個數以及合理性的模擬冰壺運動的RFID網絡規劃方法。

本發明是一種模擬冰壺運動的RFID網絡規劃方法，其特征在于，所述模擬冰壺運動的RFID網絡規劃方法，包括有如下步驟：

步驟一，模擬冰壺運動構建閱讀器模型，模擬冰壺運動設計閱讀器的移動操作與碰撞操作；

1.1構建閱讀器模型，將要優化的RFID網絡工作區域定義為冰壺運動場，工作區域光滑平坦有邊界，工程中待被覆蓋的標簽散布在工作區域之中，閱讀器在工作區域中通過移動進行搜索；

1.2設計閱讀器的移動操作，閱讀器移動操作具有如下特征，有標簽的區域表面摩擦系數較大，沒標簽的區域表面摩擦系數為零，閱讀器在工作區域中移動遇到標簽時會受到摩擦力的作用，閱讀器之間彼此無作用；