[發明專利]一種RFID標簽信息采樣方法

有效

• 申請號: 202010631410.1
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111931531B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 王修君;莫磊;趙偉;鄭嘯;吳宣夠
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10;G06K17/00;G06K19/077
• 代理公司: 南京九致知識產權代理事務所(普通合伙) 32307
• 代理人: 嚴巧巧

本發明提供的RFID標簽信息采樣方法，涉及物聯網網絡信息技術領域，通過設計RFID閱讀器與標簽總體集合S中的標簽之間的協議P_S，解決RFID系統中的標簽信息采樣問題；本發明公開的協議P_S包括兩個階段，在兩個階段分別確定標簽的狀態，即P_S?1采用第一隨機種子計算哈希函數實現從標簽總體集合S的N個不同標簽中隨機抽取K個標簽構成標簽信息采樣子集T，標簽總體集合S中任何帶有K個標簽的子集被選中為T的概率相等；P_S?2階段采用第二隨機種子計算哈希函數結合RFID閱讀器的特性在多輪通信回合下確定標簽的狀態變換，實現標簽信息采樣子集T中的任一個標簽都被告知其唯一順序向RFID閱讀器報告其標簽信息。

技術領域

本發明涉及物聯網網絡信息技術領域，具體涉及一種RFID標簽信息采樣方法。

背景技術

在過去的十幾年中，射頻識別(RFID)技術被廣泛應用于跟蹤移動對象，管理供應鏈，以及控制倉庫庫存。從概念上講，這些應用程序中的RFID系統由三個組件組成，包括RFID標簽、RFID閱讀器和后端服務器。

其中，每一個RFID標簽都帶有唯一的96位或128位的ID，存儲在其芯片中，被附加到不同的物理對象，并作為這些對象的唯一標識符。標簽還攜帶標簽信息，標簽信息可以是標簽對象的屬性數據，也可以是傳感器數據(例如環境數據)。在許多應用中，RFID標簽通過添加傳感器，達到監視標簽對象的狀態或周圍的環境條件。每個RFID閱讀器都部署在用戶感興趣的位置，用于感應范圍內的標簽，并從這些標簽收集ID和標簽信息。后端服務器連接到RFID系統中的每個閱讀器，為它們提供所需的信息存儲和計算。

標簽信息采樣是RFID系統中一個基本并且重要的功能，即從大的標簽總體集合S中選擇出K個具有不同標簽的標簽信息采樣子集T，通知T中每個標簽按順序報告標簽信息。更具體地說，標簽信息采樣需要設計一個協議，通過該協議可有效地將S中的所有標簽放入分類集，通過從分類集中隨機抽取一個標簽，連續地確定下一個標簽t，直到選擇了K個標簽，形成一個標簽信息采樣子集T，通知任一個標簽信息采樣子集T中的K個標簽排列順序。顯然，在實現此功能之后，閱讀器可以在標簽信息采樣子集T中按照順序收集標簽攜帶的標簽信息，完成采樣任務。

標簽信息采樣在許多標簽管理問題中有廣泛的應用，例如監視和收集標簽的信息。當一個標簽被附加到一個物理對象時，與這個對象相關的類別信息會被預先加載到這個標簽的芯片內存中，以便進行實時查詢。但是，當用戶需要分析一個數據量大的總體集合S的狀態或特征時，從總體集合S中的每個標簽對收集標簽信息是耗時的且不必要的。

例如對于物理對象，其上標簽的書面分類信息可以是鞋子的品牌，衣服的制造商等。在該場景中，由于屬于一個類別中的所有標簽都加載了相同的信息，因此不需要要求每個標簽報告，相反，隨機選擇少量的數字標簽就足以對類別信息進行健壯的采樣，也能達到防止傳輸錯誤、標簽丟失或故障的效果。又如，用傳感器增強的RFID標簽類型，例如WISP標簽。這種標簽可以反饋其id以及與被標簽對象狀態或周圍環境條件相關的實時傳感器數據。在這種情況下，由于環境數據的冗余性，必須進行智能管理和及時分析，例如當需要定期從大量標簽群體中收集傳感器數據時，可以一次隨機選擇少量標簽并收集其傳感器數據，以達到節省傳感器電池的目的。

為了設計一個通信成本低、并有效解決標簽信息采樣問題的協議，存在兩個技術問題；首先，為了獲得交底的通信成本，需要分析必須在閱讀器和標簽之間傳輸的基本信息，以便解決標簽信息采樣問題，該過程非常復雜，需要將標簽信息采樣問題的協議轉換為表示標簽總體的任何標簽信息采樣子集的編碼過程。現有技術中，不存在可以直接依賴應用的通信成本下界。其次，我們需要設計一個協議，并能證明協議的有效性，該過程也很難實現，因為不能讓用戶預先設置具有K個標簽的標簽信息采樣子集，還需要保證來自標簽總體集合S的具有K個標簽的每個標簽信息采樣子集都有相等的被選中的概率。同時，必須以{1,2,...,K}中的唯一順序快速告知標簽信息采樣子集T中的每個標簽，這一點更加困難。

發明內容