[發(fā)明專利]一種符合道路交通實際的智能交通電子標簽防碰撞方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610749219.0
• 申請日: 2016-08-24
• 公開（公告）號: CN107220573A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧建龍
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇藍深遠望科技股份有限公司
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于互聯(lián)網(wǎng)+的符合道路交通實際的汽車電子標識數(shù)據(jù)采集過程中的標簽防碰撞技術(shù)。屬于射頻識別技術(shù)領(lǐng)域中的多標簽讀取技術(shù)，涉及多標簽防碰撞的方法。

背景技術(shù)

一個典型的射頻識別(RFID)系統(tǒng)通常由一個或多個讀寫器以及眾多標簽組成，每個標簽都有一個唯一標識符或者產(chǎn)品電子代碼。為了便于描述，后面統(tǒng)稱電子標簽。讀寫器通過無線方式讀取標簽，這樣系統(tǒng)就可以獲得與標簽相連的物體的信息。RFID系統(tǒng)分為被動式，主動式以及半被動式混合式，主要區(qū)別在于標簽的供電方式。主動式RFID系統(tǒng)中，標簽自帶電源，利用自身電源的能量來發(fā)送數(shù)據(jù)，優(yōu)點是發(fā)送范圍廣，缺點是壽命短。被動式RFID系統(tǒng)中，標簽的供電來源于讀寫器發(fā)送的射頻載波。當標簽接受到讀寫器的查詢命令后會立即響應(yīng)，發(fā)送自己的ID或者數(shù)據(jù)信息。射頻識別技術(shù)的一個主要優(yōu)點就是多目標識別。在系統(tǒng)工作的時候，閱讀器周圍可能會有多個標簽同時存在，當多個標簽同時向閱讀器傳送數(shù)據(jù)的時候就產(chǎn)生了沖突問題。

當前的電子標簽的防碰撞算法主要有ALOHA-based和TREE-based兩類。其中基于樹搜索的算法也稱為確定性算法，它能夠識別讀出讀寫器有效通信范圍內(nèi)所有標簽，但是該類算法比較復(fù)雜，延時較長。當配有電子標簽的車速較快時，該類算法不能較好處理標簽碰撞問題。因此，本發(fā)明提出一種符合道路交通實際的智能交通電子標簽防碰撞方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明意在設(shè)計出一種符合實際道路應(yīng)用情況的基于動態(tài)幀時隙Aloha的電子標簽防碰撞技術(shù)，有效提高電子車牌讀卡器在對道路中行駛的擁有電子標簽的車輛信息的效率。本發(fā)明為了解決射頻識別系統(tǒng)中的多電子標簽碰撞問題，提出一種結(jié)合時隙信息序列和自適應(yīng)時隙分配的動態(tài)幀時隙的Aloha算法，該算法可以有效提高系統(tǒng)的吞吐率。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種基于時隙信息序列和自適應(yīng)時隙分配的動態(tài)幀時隙的Aloha算法。在每一輪的識別中，標簽在收到閱讀器命令后，將自己選擇時隙放在時隙信息序列中，然后將時隙信息序列發(fā)送給閱讀器。閱讀器基于時隙信息序列做出操作。

實際道路情況中，一個讀寫器范圍內(nèi)車輛不會超過256輛，所以一般來說不需要分組，而且一條道路讀寫器較多，及時某個讀卡器有漏讀現(xiàn)象，下個讀寫器也會讀出。因此，綜合考慮道路實際情況，不需要進行分組處理。

1、基本概念

1.1空閑率：設(shè)定一幀內(nèi)的時隙數(shù)，即幀長為N；閱讀器范圍內(nèi)待讀標簽數(shù)量為n，每個標簽在幀內(nèi)的時隙內(nèi)隨機選擇一個時隙進行發(fā)送自己的識別碼信息。則r個標簽出現(xiàn)在某特定的時隙的概率服從二項分布，則有：

若該時刻標簽r＝0，即一個時隙里沒有請求識別標簽，則該時隙稱為空閑時隙，其概率稱為空閑率P₀，為：

當r＝1，即一個時隙里只有一個標簽請求識別標簽，該時隙稱為成功時隙，其概率稱為成功率P_s為：

當r≥2時，即一個時隙里有兩個及以上的標簽請求識別標簽，該時隙稱為碰撞時隙，其概率稱為碰撞率P_k為：

P_k＝P(X≥2)＝1-P(X＝0)-P(X＝1)(4)

則在一幀的識別周期內(nèi)，僅有一個標簽的時隙期望為：

沒有標簽的時隙數(shù)的期望值為：

產(chǎn)生碰撞的時隙數(shù)的期望值為：

E(X≥2)＝N-E(X＝0)-E(X＝1)(7)

1.2吞吐率：RFID系統(tǒng)的吞吐率S是指閱讀器在一個識別幀長的時間內(nèi)成功傳輸信息的標簽數(shù)目所占的比例，即

2、時隙信息序列

由于當閱讀器通信范圍內(nèi)電子標簽數(shù)量過多時，容易出現(xiàn)“漏讀”現(xiàn)象，我們引入一個時隙信息序列來解決這種問題。通過時隙信息序列，閱讀器可以通過較小的代價來預(yù)先獲取各個標簽所選擇的時隙，以此提高算法的效率。

時隙信息序列A的長度為可選時隙的個數(shù)N，假設(shè)某一標簽在[1，…N]中隨機選擇一個時隙m，則A的第m位被設(shè)置成1，而其余位被設(shè)置為0。如當N＝15，m＝8時，對應(yīng)的時隙信息序列A＝0000000 10000000。當有多個標簽同時發(fā)送各自產(chǎn)生的時隙信息序列，假設(shè)N＝15，現(xiàn)有四個標簽TAG1、TAG2、TAG3、TAG4，且各個標簽所對應(yīng)的m依次為1，5，9，12，那么其碰撞情況如圖1所示