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CN112949334B - 一种基于分组复用的可靠射频识别方法 - Google Patents

一种基于分组复用的可靠射频识别方法 Download PDF

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CN112949334B CN202110237940.2A CN202110237940A CN112949334B CN 112949334 B CN112949334 B CN 112949334B CN 202110237940 A CN202110237940 A CN 202110237940A CN 112949334 B CN112949334 B CN 112949334B
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    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10019—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves resolving collision on the communication channels between simultaneously or concurrently interrogated record carriers.
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Abstract

本发明提供一种基于分组复用的可靠射频识别方法，将物品清单列表中的物品对应的识别顺序码按从小到大的顺序逐步构建识别分组，进行识别；以识别分组为基础，优先选择包含标签数目较少的分组里的所有已识别标签为沉默标签，其它已经识别的标签为复用标签，对当前轮次需要沉默的标签发送标签沉默命令；剩余的标签重新构造识别分组，记录期待回复信息，读写器发送要求回复命令；剩余标签在给定的组号时隙中进行回复；计算标签丢失概率和存在标签未识别的概率估计值，在预设范围内结束迭代。本发明能够在概率性信道错误的情况下可靠识别标签，提高识别精度；使用独特的标签沉默策略，有效减少时隙消耗。

Description

一种基于分组复用的可靠射频识别方法
技术领域
本发明属于物品盘点技术领域，具体涉及一种基于分组复用的可靠射频识别方法。
背景技术
在身份识别、生产线自动化、物料管理等众多领域中，实现目标的位置追踪和范围识别是很有必要的。比如获取生产线上产品所处的位置和查询货架上的商品。射频识别技术(RFID,Radio Frequency Identification)对这种问题给出了解决方案。完整的RFID系统由读写器(Reader)、电子标签(Tag)和数据管理系统三部分组成，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，在实时更新资料、存储信息量、使用寿命、工作效率、安全性等方面都具有优势。
但在现实应用领域，生产和生活环境中充斥的来自其他设备的无线电干扰以及人员和物品移动带来的信道阻塞使得RFID系统的实际识别效果远远达不到理想情况，甚至会出现不少标签被错误识别的问题。传统的标签盘点方法未对真实信道环境中存在的信号干扰进行考虑，无法确保实现所需精度的识别效果，进而无法有效完成标签识别任务。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种基于分组复用的可靠射频识别方法，提高识别精度。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种基于分组复用的可靠射频识别方法，其特征在于：本方法包括以下步骤：
S1、盘点识别预处理
将物品清单列表中的物品对应的识别顺序码按从小到大的顺序逐步构建识别分组，构造的原则是任一分组中的标签可以同时回复而可以良好区分；所述的识别顺序码按以下方式获取，在物品入库时采用基础盘点方法对所有标签进行识别，根据识别的顺序赋予标签相应的识别顺序码；
进行第一轮次的识别，形成第一轮次的识别标签列表和未识别标签列表，第一轮次的识别且沉默标签列表为空；
S2、标签复用设置与盘点命令发送
设置标签复用比例，根据总识别标签数目计算需要沉默的标签总数，减去上一轮次的识别且沉默标签列表包含的标签数目，得到当前轮次需要沉默的标签数目；
读写器将当前轮次的识别分组根据所包含的标签数目按从小到大进行排列，对所有识别分组进行遍历，将识别分组中包含在当前轮次识别标签列表中的标签数目累积计数，直到大于本轮沉默标签数，这些被计数的标签作为沉默标签，其它已经识别的标签为复用标签。更新得到当前轮次的识别且沉默标签列表和识别且复用标签列表；
读写器对当前轮次需要沉默的标签发送标签沉默命令；
排除沉默标签，剩余的标签重新构造识别分组，构造的原则与S1相同，记录期待回复信息，读写器发送要求回复命令；
S3、识别情况分析
除被沉默的标签外，剩余标签根据收到的读写器的要求回复命令，在给定的组号时隙中进行回复；读写器监听无线通道，汇集所有标签的回复信息，将收集到的回复信息与所述的期待回复信息比对，获得当前轮次识别标签信息；
根据当前轮次的识别且复用标签列表、当前轮次识别标签信息和历史轮次识别标签信息，计算标签丢失概率以及标签集总体数目，进而得到存在标签未识别的概率估计值；如果存在标签未识别的概率估计值小于预设阈值则识别结束，如果丢失标签概率大于给定阈值也识别结束，否则回到步骤S2。
按上述方案，所述的S2中，需要沉默的标签总数根据上一轮次的识别且沉默标签列表和识别且复用标签列表一共包含的标签数目乘以1-v得到，v为所述的标签复用比例。
按上述方案，所述的S2中，剩余的标签重新构造识别分组，具体为：
将未识别标签列表和识别且复用标签列表中的标签求并集，将并集中标签对应的识别顺序码按从小到大的顺序构建物品分组，构造的原则是任一分组中的标签可以同时回复而可以良好区分。
按上述方案，所述的S3具体为：
读写器将识别且复用标签列表与本轮识别标签列表取交集，并除以识别且复用标签列表得到标签丢失概率p；
同时，将识别且复用标签列表和识别且沉默标签列表长度求和得到t，根据当前轮数r，计算标签总数目估计值N＝t/(1-pr)；
借助p和N计算存在标签发生丢失概率的估计值：1-(1-p)N；
读写器将存在标签未识别的概率估计值与预设阈值进行比较，如果小于预设阈值则认为已经达到所需精度，方法结束；如果标签丢失概率P大于给定阈值也识别结束，返回消息建议直接采用物品查询回复方法进行盘点。
按上述方案，所述的S2中，读写器对当前轮次需要沉默的标签发送标签沉默命令，具体通过发送包含识别顺序号列表的沉默命令实现。
按上述方案，所述的S2中，所涉及的沉默标签将不会参与后续的识别过程；所有未沉默标签将参与下一轮识别，其中包括本轮已经识别但未沉默的标签；沉默标签加入识别且沉默标签列表，清空识别且复用标签列表并将当前轮次已经识别但未沉默的标签加入识别且复用标签列表中。
本发明的有益效果为：本发明采用基于分组复用的可靠射频识别方法，通过多次识别来确保标签即使在部分识别种没有被识别到也会在后面被识别到，从而能够在概率性信道错误的情况下实时估计标签识别情况以可靠识别标签，提高识别精度；同时，使用独特的标签沉默策略，在多次运行盘点方法过程中有效减少时隙消耗。
附图说明
图1为本发明一实施例的方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
本发明基于的识别系统包含一个读写器和N个标签，这些标签的识别顺序码分别是0到N-1，且读写器存储了它们的识别顺序码和ID信息。在上述识别系统基础上，本发明提供一种基于分组复用的可靠射频识别方法，如图1所示，本方法包括以下步骤：
S1、盘点识别预处理
将物品清单列表中的物品对应的识别顺序码按从小到大的顺序逐步构建识别分组，构造的原则是任一分组中的标签可以同时回复而可以良好区分；所述的识别顺序码按以下方式获取，在物品入库时采用基础盘点方法对所有标签进行识别，根据识别的顺序赋予标签相应的识别顺序码。
进行第一轮次的识别，形成第一轮次的识别标签列表和未识别标签列表，第一轮次的识别且沉默标签列表为空。
S2、标签复用设置与盘点命令发送
设置标签复用比例v，根据总识别标签数目计算需要沉默的标签总数，减去上一轮次的识别且沉默标签列表包含的标签数目，得到当前轮次需要沉默的标签数目。具体的，需要沉默的标签总数根据上一轮次的识别且沉默标签列表和识别且复用标签列表一共包含的标签数目乘以1-v得到。
以识别分组为基础，选择部分已经识别的标签为沉默标签，其它已经识别的标签为复用标签，更新得到当前轮次的识别且沉默标签列表和识别且复用标签列表。具体的，读写器将当前轮次的识别分组根据所包含的标签数目按从小到大进行排列，对所有识别分组进行遍历，将识别分组中包含在当前轮次识别标签列表中的标签数目累积计数，直到大于本轮沉默标签数，这些被计数的标签作为沉默标签，其它已经识别的标签为复用标签。(复用策略)
读写器对当前轮次需要沉默的标签发送标签沉默命令；具体通过发送包含识别顺序号列表的沉默命令实现。
排除沉默标签，剩余的标签重新构造识别分组，构造的原则与S1相同，记录期待回复信息，读写器发送要求回复命令。剩余的标签重新构造识别分组，具体为：将未识别标签列表和识别且复用标签列表中的标签求并集，将并集中标签对应的识别顺序码按从小到大的顺序构建物品分组，构造的原则是任一分组中的标签可以同时回复而可以良好区分。所涉及的沉默标签将不会参与后续的识别过程；所有未沉默标签将参与下一轮识别，其中包括本轮已经识别但未沉默的标签；沉默标签加入识别且沉默标签列表，清空识别且复用标签列表并将当前轮次已经识别但未沉默的标签加入识别且复用标签列表中。
S3、识别情况分析
除被沉默的标签外，剩余标签根据收到的读写器的要求回复命令，在给定的组号时隙中进行回复；读写器监听无线通道，汇集所有标签的回复信息，将收集到的回复信息与所述的期待回复信息比对，获得当前轮次识别标签信息；
根据当前轮次的识别且复用标签列表、当前轮次识别标签信息和历史轮次识别标签信息，计算标签丢失概率以及标签集总体数目，进而得到存在标签未识别的概率估计值；如果存在标签未识别的概率估计值小于预设阈值则识别结束，如果丢失标签概率大于给定阈值也识别结束，否则回到步骤S2。
S3具体为：读写器将识别且复用标签列表与本轮识别标签列表取交集，并除以识别且复用标签列表得到标签丢失概率p；同时，将识别且复用标签列表和识别且沉默标签列表长度求和得到t，根据当前轮数r，计算标签总数目估计值N＝t/(1-pr)；借助p和N计算存在标签发生丢失概率的估计值：1-(1-p)N；读写器将存在标签未识别的概率估计值与预设阈值进行比较，如果小于预设阈值则认为已经达到所需精度，方法结束；如果标签丢失概率P大于给定阈值也识别结束，返回消息建议直接采用物品查询回复方法进行盘点。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于分组复用的可靠射频识别方法，其特征在于：本方法包括以下步骤：
S1、盘点识别预处理
将物品清单列表中的物品对应的识别顺序码按从小到大的顺序逐步构建识别分组，构造的原则是任一分组中的标签可以同时回复而可以良好区分；所述的识别顺序码按以下方式获取，在物品入库时采用基础盘点方法对所有标签进行识别，根据识别的顺序赋予标签相应的识别顺序码；
进行第一轮次的识别，形成第一轮次的识别标签列表和未识别标签列表，第一轮次的识别且沉默标签列表为空；
S2、标签复用设置与盘点命令发送
设置标签复用比例，根据总识别标签数目计算需要沉默的标签总数，减去上一轮次的识别且沉默标签列表包含的标签数目，得到当前轮次需要沉默的标签数目；
读写器将当前轮次的识别分组根据所包含的标签数目按从小到大进行排列，对所有识别分组进行遍历，将识别分组中包含在当前轮次识别标签列表中的标签数目累积计数，直到大于本轮沉默标签数，这些被计数的标签作为沉默标签，其它已经识别的标签为复用标签；更新得到当前轮次的识别且沉默标签列表和识别且复用标签列表；
读写器对当前轮次需要沉默的标签发送标签沉默命令；
排除沉默标签，剩余的标签重新构造识别分组，构造的原则与S1相同，记录期待回复信息，读写器发送要求回复命令；所述的S2中，剩余的标签重新构造识别分组，具体为：
将未识别标签列表和识别且复用标签列表中的标签求并集，将并集中标签对应的识别顺序码按从小到大的顺序构建物品分组，构造的原则是任一分组中的标签可以同时回复而可以良好区分；
S3、识别情况分析
除被沉默的标签外，剩余标签根据收到的读写器的要求回复命令，在给定的组号时隙中进行回复；读写器监听无线通道，汇集所有标签的回复信息，将收集到的回复信息与所述的期待回复信息比对，获得当前轮次识别标签信息；
根据当前轮次的识别且复用标签列表、当前轮次识别标签信息和历史轮次识别标签信息，计算标签丢失概率以及标签总数目估计值，进而得到存在标签未识别的概率估计值；如果存在标签未识别的概率估计值小于预设阈值则识别结束，如果丢失标签概率大于给定阈值也识别结束，否则回到步骤S2。
2.根据权利要求1所述的基于分组复用的可靠射频识别方法，其特征在于：所述的S2中，需要沉默的标签总数根据上一轮次的识别且沉默标签列表和识别且复用标签列表一共包含的标签数目乘以1-v得到，v为所述的标签复用比例。
3.根据权利要求1所述的基于分组复用的可靠射频识别方法，其特征在于：所述的S3具体为：
读写器将识别且复用标签列表与本轮识别标签列表取交集，并除以识别且复用标签列表得到标签丢失概率p；
同时，将识别且复用标签列表和识别且沉默标签列表长度求和得到t，根据当前轮数r，计算标签总数目估计值N=t/(1-pr)；
借助p和N计算存在标签未识别的概率估计值：1-(1-p)N；
读写器将存在标签未识别的概率估计值与预设阈值进行比较，如果小于预设阈值则认为已经达到所需精度，方法结束；如果标签丢失概率P大于给定阈值也识别结束，返回消息建议直接采用物品查询回复方法进行盘点。
4.根据权利要求1所述的基于分组复用的可靠射频识别方法，其特征在于：所述的S2中，读写器对当前轮次需要沉默的标签发送标签沉默命令，具体通过发送包含识别顺序号列表的沉默命令实现。
5.根据权利要求1所述的基于分组复用的可靠射频识别方法，其特征在于：所述的S2中，所涉及的沉默标签将不会参与后续的识别过程；所有未沉默标签将参与下一轮识别，其中包括本轮已经识别但未沉默的标签；沉默标签加入识别且沉默标签列表，清空识别且复用标签列表并将当前轮次已经识别但未沉默的标签加入识别且复用标签列表中。
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