[發明專利]一種基于弦截迭代的射頻識別標簽防碰撞方法

有效

• 申請號: 201611208480.6
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106599751B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 王祖良
• 申請（專利權）人: 西京學院
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10
• 代理公司: 61202 西安西達專利代理有限責任公司
• 代理人: 高亦哲<國際申請>=<國際公布>=<進入

一種基于弦截迭代的射頻識別標簽防碰撞方法，采用基于弦截迭代法估計剩余標簽數，在此基礎上，根據待識別標簽數與幀長度相等的原則，自適應動態調整后續幀長度，以實現最優識別效率。針對弦截迭代法估計剩余標簽數產生的偽解，通過廣播兩個試探幀并統計試探識別效率確定偽解并加以剔除。實例結果表明本發明所提出的方法剩余標簽數估計精度達到97%以上，能滿足標簽防碰撞估計精度要求。全局吞吐量性能顯著優于當前國際標準所采用的Q算法，接近理想系統。

技術領域

本發明屬于無線射頻識別技術領域，具體涉及一種基于弦截迭代的射頻識別標簽防碰撞方法。

背景技術

射頻識別技術(RFID)在食品追溯、血液管理等領域得到了越來越廣泛的應用。射頻識別系統由閱讀器、電子標簽(簡稱標簽)和后端處理系統組成。標簽通常附著在被識別物體上，后端處理系統通過閱讀器與標簽之間的無線信道實現數據交換，進而實現對所附著物體的識別、定位和智能控制。

實際應用中由于被識別物體規模往往較大，要求對眾多標簽進行批量快速識別。受成本限制，標簽一般采用無源方式工作，不具備對信道的感知能力，也不能與其它標簽通信，因此批量識別中不可避免會產生標簽碰撞問題。標簽碰撞必然會降低識別效率，導致延遲增大，進而增加移動環境下標簽漏讀概率。因此，如何減少標簽碰撞對RFID系統識別效率的影響，成為眾多研究者追求的目標。

標簽防碰撞方法分為基于二進制搜索的確定性方法和基于Aloha的隨機退避方法。基于Aloha的隨機退避方法由于實現簡單得到了廣泛的應用。

ISO18000和EPCglobal是RFID技術領域最有影響的兩個國際標準組織。ISO18000-6C和EPCglobal C1 G2標準均采用基于動態幀時隙(DFSA)的標簽防碰撞方法，并采用Q算法動態調整幀長度。閱讀器發送一個帶Q參數的命令，收到命令后每個標簽隨機選擇一個時隙響應閱讀器。這種方法相對于固定幀長度的幀時隙方法識別效率有了明顯提高。

但是，Q算法只給出了調整步進參數C的范圍為0.1到0.5，并沒有給出具體取值規則。實際應用中，如果C取值過高，幀長度調整過于頻繁，導致系統穩定性下降。另一方面，如果C取值過低，會導致調整遲緩，不能正確跟蹤剩余標簽數的變化，同樣會降低系統識別效率。

為了解決這個問題，近年來該領域出現了大量改進方法。這些改進方法主要關注單幀的識別效率,相比于Q算法，單幀識別效率均有較大幅度提高。然而，在實際應用中，如何在最短的時間內準確地完成閱讀器覆蓋范圍內全部標簽的識別，是評價一個RFID系統綜合性能的根本指標。單幀識別效率最高并不能保證全局吞吐量性能達到最高。全局吞吐量性能定義為在完成給定標簽的識別的前提下，閱讀器和標簽交換有用信息所用的時間與所消耗的全部時間之比，可以用于評價RFID的綜合性能。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種基于弦截迭代的射頻識別標簽防碰撞方法，以全局吞吐量性能最優為目標，提供一種自適應動態調整幀長度的幀時隙Aloha標簽防碰撞方法，僅在第一幀識別完成后根據有效識別標簽數估計初始待識別標簽數，根據估計結果及第一幀有效識別標簽數設置后續識別幀的幀長度，以實現最優識別。標簽估計算法采用弦截迭代法。傳統DFSA采用的Q算法的經典方法相比，全局吞吐量性能提高了1.4倍，具有優越的性能。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于弦截迭代的射頻識別標簽防碰撞方法，包括以下步驟：

假設閱讀器覆蓋范圍內有n個標簽，識別過程由閱讀器控制，首先由閱讀器發起查詢命令Query(Q)，該命令攜帶幀時隙參數Q，即本識別幀包含Q個時隙，收到命令后每個標簽隨機產生一個不大于Q的整數S_i(i＝1,2…n)，表示期望在第S_i時隙響應閱讀器；