[發明專利]基于動態附加布隆過濾器的RFID數據冗余處理方法

有效

• 申請號: 202011456582.6
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112528685B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 段雯;周良
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06K7/00
• 分類號: G06K7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

本發明涉及一種基于動態附加布隆濾波器的冗余數據處理方法，該方法可用于過濾RFID動態數據流中的冗余數據。在進行RFID冗余數據判斷時，首先利用標簽號、時間和閱讀器因素的影響設計了基礎布隆過濾器(TRBF)，然后根據定時間區間內數據量變化動態決定是否附加額外的TRBF或者調節已有的附加TRBF，通過附加TRBF擴充位數組將誤判率控制在閾值內，最后結合兩個過濾器對數據進行綜合判斷并更新相應的布隆過濾器單元，丟棄冗余數據，保存非冗余數據。實驗結果表明該算法能夠長時間過濾RFID動態數據流中的冗余數據，提高數據質量。它的先進性主要體現能夠在數據量持續上升時保持平穩的低誤判率。

技術領域

本發明屬于數據預處理技術領域，尤其是一種基于RFID采集的實時數據的冗余過濾方法。

背景技術

隨著物聯網技術與制造業的深度結合，基于物聯網的實時數據采集技術正在改變著智能裝備、智能車間等各制造企業的生產模式。RFID技術作為下一代制造系統中關鍵的先進制造技術，被認為是提高可視性和提高效率最有前景的技術創新之一，它作為一種非接觸式采集處理信息的自動識別技術，能夠有效感知制造車間動態信息，如監測車間生產加工狀態、優化物流倉儲控制以及智能定位跟蹤貨物等。同時RFID信息采集技術具有實時性和快速性，滿足車間可視化監控、實時調度、產品歷史信息追溯等需求。隨著物聯網技術的發展，在離散制造過程中應用RFID技術成為制造業發展的必然趨勢。

傳感器和RFID采集的數據通常是關于車間生產環境監控、產品加工數據、運行設備狀態、車間產品物流監測等相關的信息，這些數據通常有嚴格的實時性要求。為了保證采集的準確，傳感器和RFID的采集頻率非常高，且為了防止標簽移動太快造成數據丟失，會在同一區域部署多個閱讀器，這就導致的采集數據量規模巨大且質量低下。同時，由于RFID的工作方式，同一個標簽長時間停留在某一固定讀寫器的范圍內,會被多次讀取，所以產生了大量的重復、無效的數據。

這些數據被采集后需要進行實時傳輸、存儲并送到上層應用進行計算分析，如此，大量的冗余數據會造成存儲空間的浪費，影響上層程序的分析和判斷，給企業的決策造成無法預計的后果，如何對這些冗余的數據進行過濾成為了一個迫切需要研究的問題。面對這樣的挑戰，布隆過濾器提供了很好的解決方法，利用布隆過濾器可以快速判別數據是否曾經被采集過。然而由于傳統布隆過濾器在數據量過大時誤判率很高，如何改進布隆過濾器使其能夠無法長時間處理RFID數據流，在數據量上升時仍保持較低的誤判率是目前迫切需要解決的問題。

發明內容

發明目的：針對RFID在讀取數據時產生大量的冗余重復數據和現有的處理技術隨著數據量的上升誤判率也會上升的問題，提出一種設計合理、快速準確且效率高的基于動態附加布隆過濾器的RFID數據冗余處理方法。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種基于動態附加布隆過濾器的RFID數據冗余處理方法，如圖2所示，包括如下步驟：

步驟一：接收新數據x；

步驟二：判斷是否存在附加TRBF，若存在則轉步驟三，若不存在則轉步驟五；

步驟三：將x的標簽編號x.tagid經過哈希函數分別映射到附加TRBF的l個數組單元；

步驟四：附加TRBF判斷x是否冗余，若是則轉步驟八，若不是則轉步驟五；

步驟五：將x.tagid經過哈希函數分別映射到TRBF的k個數組單元；

步驟六：TRBF判斷x是否冗余，若是則轉入步驟八，若不是則將x遞交上層應用并轉入步驟七；

步驟七：將x.tagid、x的讀取時間x.time和x的閱讀器編號x.readerid分別更新到TRBF的k個單元和附加TRBF的l個單元；

步驟八：丟棄x；