[發明專利]基于虛擬向量Aloha協議的RFID標簽數量估計系統及估計方法

在審

• 申請號: 202010524684.0
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111741454A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 趙昕;陸海軍;袁冰洋;萬行全;姚愛紅
• 申請（專利權）人: 宜澈電氣(上海)有限公司
• 主分類號: H04W4/80
• 分類號: H04W4/80;H04W24/06;H04W24/08;G06K7/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 時起磊

1.基于虛擬向量Aloha協議的RFID標簽數量估計系統，其特征在于：所述系統包括：

基于Aloha協議的虛擬向量生成模塊、向量分析與概率估計執行模塊、單閱讀器輪詢模塊、結果處理模塊；

所述基于Aloha協議的虛擬向量生成模塊用于生成目標標簽集合的期望向量V_k[·]并收集獲得響應的響應向量V_c[·]；

所述向量分析與概率估計執行模塊用于對期望向量V_k[·]與響應向量V_c[·]進行對比與分析，得到目標標簽的數量估計；

所述單閱讀器輪詢模塊用于將閱讀器在有效范圍內進行移動，并執行基數估計算法實現對目標標簽數量的初步估計；

所述結果處理模塊用于將單閱讀器輪詢模塊得到的目標標簽數量初步估計結果進行去重及匯總，獲得目標標簽集合的數量的精確估計。

2.基于虛擬向量Aloha協議的RFID標簽數量估計方法，其特征在于：所述方法具體過程為：

步驟一、閱讀器生成隨機數r，將幀劃分為N個長度為f_s的子幀，結合當前的幀序號f_c及子幀的幀長f_s，形成消息{f_c,f_s,r}并廣播；

其中，f_c∈[0,N-1]，f_s＝512為幀長度，f_c由當前的幀計數器保存；

步驟二、閱讀器根據已知的目標標簽集合T_k的信息，使用均勻分布的哈希函數H(TID,f_c,f_s)進行映射，填充并生成期望向量V_k[·]；

步驟三、閱讀器有效范圍內的標簽接收閱讀器發送的信息，根據標簽自身的TID，計算該標簽所屬幀序號若與閱讀器發送來的消息{f_c,f_s,r}中的f_c相符，則向閱讀器發送{f_c′,f_s′}，否則該標簽保持靜默；

式中，f_s′＝512為幀長度；f_c′為標簽所屬幀序號；

步驟四、閱讀器對所有在其有效范圍內的標簽，使用步驟二相同的哈希函數進行映射，填充響應向量V_c[·]；

步驟五、閱讀器根據接收到的{f_c′,f_s′}，更新響應向量V_c[·]；

步驟六、閱讀器根據期望向量V_k[·]和響應向量V_c[·]的值，計算幀間隙的數量K_1,0、K_1,1，得到在線目標標簽數量的初步估計值；

步驟七、判斷是否還有閱讀器未覆蓋的區域，若有，閱讀器在空間中移動，執行步驟一至步驟七；若沒有，執行步驟八；

步驟八、通過步驟四生成的響應向量V_c[·]，查詢步驟二記錄的期望向量V_k[·]，得到標簽的標識符TID，與步驟七得到的結果集取交集得到所有在線目標標簽集合，該集合元素數即為對在線的目標標簽數量的估計值。

3.根據權利要求2所述基于虛擬向量Aloha協議的RFID標簽數量估計方法，其特征在于：所述步驟二中閱讀器根據已知的目標標簽集合T_k的信息，使用均勻分布的哈希函數H(TID,f_c,f_s)進行映射，填充并生成期望向量V_k[·]；具體過程為：

定義哈希函數H(TID,f_c,f_s)為：

其余V_k[·]＝0；

其中，TID表示標簽ID，r表示閱讀器生成的隨機數；V_k[·]為期望向量；％為“取余”運算，為“異或”運算；

其中N×f_c決定了期望向量的大小，f_s＝512為幀長度；

根據H(TID,f_c,f_s)函數填充期望向量V_k[·]。