[發(fā)明專利]基于虛擬向量Aloha協(xié)議的RFID標(biāo)簽數(shù)量估計(jì)系統(tǒng)及估計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010524684.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111741454A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙昕;陸海軍;袁冰洋;萬(wàn)行全;姚愛(ài)紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宜澈電氣(上海)有限公司
• 主分類號(hào): H04W4/80
• 分類號(hào): H04W4/80;H04W24/06;H04W24/08;G06K7/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 時(shí)起磊

基于虛擬向量Aloha協(xié)議的RFID標(biāo)簽數(shù)量估計(jì)系統(tǒng)及估計(jì)方法，本發(fā)明涉及RFID標(biāo)簽數(shù)量估計(jì)系統(tǒng)及估計(jì)方法。本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的RFID基數(shù)估計(jì)協(xié)議資源需求高、查詢速度慢、計(jì)算資源開(kāi)銷大、時(shí)間復(fù)雜度高，導(dǎo)致對(duì)RFID系統(tǒng)中目標(biāo)標(biāo)簽數(shù)量估計(jì)準(zhǔn)確率低的問(wèn)題。基于虛擬向量Aloha協(xié)議的RFID標(biāo)簽數(shù)量估計(jì)系統(tǒng)包括：基于Aloha協(xié)議的虛擬向量生成模塊、向量分析與概率估計(jì)執(zhí)行模塊、單閱讀器輪詢模塊、結(jié)果處理模塊；所述基于Aloha協(xié)議的虛擬向量生成模塊用于生成目標(biāo)標(biāo)簽集合的期望向量并收集獲得響應(yīng)的響應(yīng)向量。本發(fā)明用于RFID標(biāo)簽數(shù)量估計(jì)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及RFID標(biāo)簽數(shù)量估計(jì)系統(tǒng)及估計(jì)方法。

背景技術(shù)

在基于RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理、智能物流以及供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)中，常需要對(duì)特定種類的標(biāo)簽或標(biāo)簽集合進(jìn)行數(shù)量估計(jì)。其基本搜索過(guò)程如圖1所示：閱讀器(Reader)用目標(biāo)標(biāo)簽ID詢問(wèn)所有標(biāo)簽，各標(biāo)簽將自身ID與查詢ID進(jìn)行對(duì)比，相符的標(biāo)簽向閱讀器發(fā)送響應(yīng)表明查詢成功。由于目標(biāo)物體攜帶的RFID標(biāo)簽與閱讀器能夠進(jìn)行無(wú)線識(shí)別與自動(dòng)交互，因此其交互效率比傳統(tǒng)條形碼或二維碼等被動(dòng)光學(xué)識(shí)別技術(shù)更高效。

基數(shù)估計(jì)問(wèn)題是在給定的RFID系統(tǒng)中，對(duì)于已知的目標(biāo)標(biāo)簽集合，求出當(dāng)前在線的目標(biāo)標(biāo)簽數(shù)量。在閱讀器有效通信范圍內(nèi)存在多種類型的標(biāo)簽，每一種標(biāo)簽根據(jù)是否在當(dāng)前系統(tǒng)中又分為在線與離線狀態(tài)。基數(shù)估計(jì)需要解決的問(wèn)題就是估計(jì)在當(dāng)前RFID系統(tǒng)中某種標(biāo)簽(在線)的數(shù)量。

此外，在庫(kù)存管理、清單歸類等應(yīng)用中，存在大量低成本標(biāo)簽(即無(wú)源UHF標(biāo)簽，這類標(biāo)簽的資源按照EPC-C1-G2標(biāo)準(zhǔn)包含2K-5K個(gè)門級(jí)電路)，只有輕量級(jí)搜索協(xié)議能夠在資源如此有限的標(biāo)簽上進(jìn)行部署。基于Bloom過(guò)濾器的基數(shù)估計(jì)協(xié)議通過(guò)設(shè)置Bloom過(guò)濾器的哈希函數(shù)數(shù)量及映射向量長(zhǎng)度，可以估計(jì)系統(tǒng)中目標(biāo)標(biāo)簽的數(shù)量。但該方法存在大量哈希函數(shù)的選擇問(wèn)題，計(jì)算資源開(kāi)銷大、時(shí)間復(fù)雜度高，不適合上述應(yīng)用場(chǎng)景。RFID MAC層通信采用類似包交換網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包(幀)的傳遞方式，EPC-G1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了RFID系統(tǒng)中標(biāo)簽與閱讀器的信息傳輸速率與時(shí)隙幀格式，標(biāo)簽與閱讀器之間的數(shù)據(jù)交換以幀為單位進(jìn)行，幀與幀之間有一定的時(shí)間間隔，每一幀由多個(gè)幀間隙組成(包括開(kāi)始與結(jié)束標(biāo)志)。通過(guò)建立標(biāo)簽與幀間隙的映射關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)快速大規(guī)模RFID標(biāo)簽的搜索。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的RFID基數(shù)估計(jì)協(xié)議資源需求高、查詢速度慢、計(jì)算資源開(kāi)銷大、時(shí)間復(fù)雜度高，導(dǎo)致對(duì)RFID系統(tǒng)中目標(biāo)標(biāo)簽數(shù)量估計(jì)準(zhǔn)確率低的問(wèn)題，而提出基于虛擬向量Aloha協(xié)議的RFID標(biāo)簽數(shù)量估計(jì)系統(tǒng)及估計(jì)方法。

基于虛擬向量Aloha協(xié)議的RFID標(biāo)簽數(shù)量估計(jì)系統(tǒng)包括：

基于Aloha協(xié)議的虛擬向量生成模塊、向量分析與概率估計(jì)執(zhí)行模塊、單閱讀器輪詢模塊、結(jié)果處理模塊；

所述基于Aloha協(xié)議的虛擬向量生成模塊用于生成目標(biāo)標(biāo)簽集合的期望向量V_k[·]并收集獲得響應(yīng)的響應(yīng)向量V_c[·]；

所述向量分析與概率估計(jì)執(zhí)行模塊用于對(duì)期望向量V_k[·]與響應(yīng)向量V_c[·]進(jìn)行對(duì)比與分析，得到目標(biāo)標(biāo)簽的數(shù)量估計(jì)；

所述單閱讀器輪詢模塊用于將閱讀器在有效范圍內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)，并執(zhí)行基數(shù)估計(jì)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)標(biāo)簽數(shù)量的初步估計(jì)；

所述結(jié)果處理模塊用于將單閱讀器輪詢模塊得到的目標(biāo)標(biāo)簽數(shù)量初步估計(jì)結(jié)果進(jìn)行去重及匯總，獲得目標(biāo)標(biāo)簽集合的數(shù)量的精確估計(jì)。

基于虛擬向量Aloha協(xié)議的RFID標(biāo)簽數(shù)量估計(jì)方法具體過(guò)程為：