一種抗捕獲RFID多標(biāo)簽識別方法與流程

本發(fā)明屬于射頻識別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗捕獲RFID多標(biāo)簽識別方法。

背景技術(shù)：

射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)技術(shù)，是一種具有實(shí)時(shí)、快速、準(zhǔn)確采集等特點(diǎn)的自動(dòng)識別技術(shù)。RFID系統(tǒng)采用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞，并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目標(biāo)對象的目的。在RFID系統(tǒng)中，由于響應(yīng)標(biāo)簽?zāi)芰坎町?、天線方向、距離遠(yuǎn)近等原因，閱讀器收到標(biāo)簽響應(yīng)信號的強(qiáng)弱存在差距，較強(qiáng)的信號可能掩蓋較弱的信號，即強(qiáng)信號捕獲弱信號。因而，閱讀器只能接收到較強(qiáng)標(biāo)簽信號，完成較強(qiáng)信號標(biāo)簽的識別，而信號較弱的標(biāo)簽無法得到成功識別。所以需要在RFID多標(biāo)簽識別過程中，采取抗捕獲方法解決捕獲問題，確保所有標(biāo)簽的完全識別。通常方法是在現(xiàn)有RFID多標(biāo)簽識別方法基礎(chǔ)上，引入抗捕獲機(jī)制，形成抗捕獲RFID多標(biāo)簽識別方法。目前，解決捕獲問題的RFID多標(biāo)簽識別方法主要有兩種：一是基于查詢樹算法(QT)的抗捕獲算法(GQT)，另一種是基于二進(jìn)制樹算法(BT)的抗捕獲算法(GBT)。QT算法：采用的是諸位前綴擴(kuò)充搜索識別方式。閱讀器以二進(jìn)制前綴作為參數(shù)發(fā)送查詢命令。收到命令的待識別標(biāo)簽，將前綴與自己編號的前面部分進(jìn)行匹配。如果匹配一致，則發(fā)送自己的標(biāo)簽編號響應(yīng)閱讀器的請求。如果匹配不一致，則不做任何操作。閱讀器收到標(biāo)簽的響應(yīng)中如果沒有發(fā)生碰撞，則識別到一個(gè)標(biāo)簽，并取新前綴，繼續(xù)查詢。如果發(fā)生碰撞，則在當(dāng)前前綴后面分別附加0和1，形成兩個(gè)新前綴，等待后續(xù)查詢。BT算法：采用的是計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)分類搜索識別方法。每個(gè)標(biāo)簽配有計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器初始值為均0.在標(biāo)簽識別過程中，計(jì)時(shí)器為0的標(biāo)簽響應(yīng)閱讀器的請求。如果發(fā)生碰撞，則本次響應(yīng)的標(biāo)簽隨機(jī)生成0或1，并加到各自的計(jì)數(shù)器上。其它未參與本次響應(yīng)的未識別標(biāo)簽的計(jì)時(shí)器均加1.如果沒有發(fā)生碰撞，則閱讀器識別到一個(gè)標(biāo)簽，并發(fā)信號通知其休眠。其余未被識別的標(biāo)簽的計(jì)時(shí)器均減1。GQT算法：在閱讀器成功識別到標(biāo)簽后，繼續(xù)進(jìn)行前綴的0和1擴(kuò)充(記為GQT-1)或者再次廣播當(dāng)前前綴(記為GQT-2)以確認(rèn)是否有被捕獲標(biāo)簽，如果有標(biāo)簽響應(yīng)，則對被捕獲標(biāo)簽進(jìn)行識別。GQT算法的其余識別過程與QT算法一致。GBT算法：在閱讀器端設(shè)置延時(shí)標(biāo)志和計(jì)數(shù)器，在識別到標(biāo)簽后，如果發(fā)生捕獲，則將閱讀器計(jì)數(shù)器的值賦給被捕獲標(biāo)簽，也就是保持被捕獲標(biāo)簽計(jì)數(shù)器的值不變，使其能夠繼續(xù)參加后續(xù)響應(yīng)。GBT算法的其余識別過程與BT算法一致。由于在RFID多標(biāo)簽識別過程中，閱讀器并無法感知捕獲效應(yīng)的發(fā)生，因此，上述抗捕獲處理方法(GQT和GBT)中，閱讀器必須在完成每一個(gè)標(biāo)簽識別的時(shí)候都進(jìn)行捕獲的處理，以確保標(biāo)簽的完全識別。但是，在RFID標(biāo)簽識別中，捕獲效應(yīng)發(fā)生的概率較低，發(fā)生的次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)簽的數(shù)量。因此上述抗捕獲方法的識別效率較低，系統(tǒng)的時(shí)間開銷、通信開銷都較大，系統(tǒng)復(fù)雜度也較高。

綜上所述，在RFID標(biāo)簽識別中的抗捕獲方法的識別效率較低，系統(tǒng)的時(shí)間開銷、通信開銷都較大，系統(tǒng)復(fù)雜度也較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種抗捕獲RFID多標(biāo)簽識別方法，旨在解決在RFID標(biāo)簽識別中的抗捕獲方法的識別效率較低，系統(tǒng)的時(shí)間開銷、通信開銷都較大，系統(tǒng)復(fù)雜度也較高的問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種抗捕獲RFID多標(biāo)簽識別方法，所述抗捕獲RFID多標(biāo)簽識別方法根據(jù)標(biāo)簽數(shù)量和捕獲發(fā)生的概率，計(jì)算捕獲發(fā)生的情況，然后再對標(biāo)簽進(jìn)行識別；只在標(biāo)簽識別的初始階段和完成標(biāo)簽識別時(shí)進(jìn)行抗捕獲處理。

進(jìn)一步，所述抗捕獲RFID多標(biāo)簽識別方法閱讀器對標(biāo)簽集合T＝{t1、t2、t3、t4、……、tn}中的標(biāo)簽進(jìn)行識別，其中n為集合中的標(biāo)簽數(shù)量，p為識別過程中發(fā)生捕獲的概率，完成標(biāo)簽進(jìn)行識別的過程如下：

(1)counter＝0；計(jì)算發(fā)生捕獲的被捕獲標(biāo)簽集合數(shù)量，初始為0；

(2)m＝n；初始識別域或被捕獲標(biāo)簽集合中標(biāo)簽數(shù)量，初始為標(biāo)簽數(shù)量n；

(3)m＝m*p；計(jì)算捕獲標(biāo)簽集合中的標(biāo)簽數(shù)量；

(4)counter＝counter+1；捕獲標(biāo)簽集合數(shù)量加1；

(5)如果m大于1，則轉(zhuǎn)(3)執(zhí)行；否則轉(zhuǎn)(6)執(zhí)行；

(6)將counter個(gè)空串壓入堆棧，然后按照CT算法開始標(biāo)簽識別。

(7)閱讀器按照CT算法發(fā)送查詢命令及前綴，對識別域中的標(biāo)簽進(jìn)行查詢；

(8)待識別標(biāo)簽按照CT算法進(jìn)行響應(yīng)，收到命令的待識別標(biāo)簽將前綴與自己的編號進(jìn)行匹配；如果一致，則發(fā)送編號匹配后剩余部分，以響應(yīng)閱讀器的查詢；如果不匹配，則不做任何響應(yīng)；

(9)閱讀器接收標(biāo)簽的響應(yīng)，如果檢測到發(fā)生碰撞，則識別失敗，閱讀器根據(jù)CT算法更新前綴；如果沒有檢測到發(fā)生碰撞，閱讀器正確識別到一個(gè)標(biāo)簽。如果在識別過程中，發(fā)生捕獲，閱讀器不對捕獲標(biāo)簽進(jìn)行任何處理；被捕獲標(biāo)簽自動(dòng)進(jìn)入被捕獲標(biāo)簽集合；

(10)閱讀器沒有收到標(biāo)簽響應(yīng)，則counter＝counter-1；

(11)如果counter小于0，則結(jié)束標(biāo)簽識別；否則轉(zhuǎn)(7)執(zhí)行。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用所述抗捕獲RFID多標(biāo)簽識別方法的RFID標(biāo)簽識別系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的抗捕獲RFID多標(biāo)簽識別方法，基于碰撞樹算法(CT)進(jìn)行RFID多標(biāo)簽識別的防碰撞處理。CT算法采用的是動(dòng)態(tài)前綴擴(kuò)充搜索識別方式。閱讀器以二進(jìn)制前綴作為參數(shù)發(fā)送查詢命令。收到命令的待識別標(biāo)簽，將前綴與自己編號的前面部分進(jìn)行匹配。如果匹配一致，則發(fā)送自己標(biāo)簽編號匹配后的剩余部分，以響應(yīng)閱讀器的請求。如果匹配不一致，則不做任何操作。閱讀器收到標(biāo)簽的響應(yīng)中如果沒有發(fā)生碰撞，則識別到一個(gè)標(biāo)簽，并取新前綴，繼續(xù)查詢。如果發(fā)生碰撞，則根據(jù)碰撞發(fā)生的位置，形成兩個(gè)新前綴，等待后續(xù)查詢。本發(fā)明基于CT算法，稱之為GCT算法；放棄了GQT和GBT方法中對捕獲效應(yīng)即時(shí)處理的方式，采用一種新的處理方法，以提高RFID多標(biāo)簽識別的效率。閱讀器首先根據(jù)標(biāo)簽數(shù)量和捕獲發(fā)生的概率，計(jì)算捕獲發(fā)生的情況，然后再對標(biāo)簽進(jìn)行識別。本發(fā)明只是在標(biāo)簽識別的初始階段和完成標(biāo)簽識別時(shí)進(jìn)行抗捕獲處理。標(biāo)簽識別的工作主體上仍然按照CT算法進(jìn)行，閱讀器和標(biāo)簽在其一般工作過程中不需要進(jìn)行抗捕獲處理。在RFID多標(biāo)簽識別過程中引入抗捕獲方法，以達(dá)到標(biāo)簽的完全識別。本發(fā)明針對RFID系統(tǒng)多標(biāo)簽識別基本過程和捕獲原理，給出了一種簡單高效的抗捕獲RFID多標(biāo)簽識別方法，在不影響RFID多標(biāo)簽識別效率的情況下，解決了RFID多標(biāo)簽識別過程中發(fā)生的捕獲問題。本發(fā)明提出了新的處理標(biāo)簽捕獲的方法，即延遲處理方法；對原算法識別性能沒有造成損失，識別效率達(dá)到50％以上；實(shí)施簡單，對原算法識別過程和應(yīng)用實(shí)施，沒有明顯影響。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的抗捕獲RFID多標(biāo)簽識別方法流程圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的時(shí)間復(fù)雜度優(yōu)勢示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的識別效率優(yōu)勢示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明放棄了GQT和GBT方法中對捕獲效應(yīng)即時(shí)處理的方式，采用一種新的處理方法，以提高RFID多標(biāo)簽識別的效率。閱讀器首先根據(jù)標(biāo)簽數(shù)量和捕獲發(fā)生的概率，計(jì)算捕獲發(fā)生的情況，然后再對標(biāo)簽進(jìn)行識別。本發(fā)明只是在標(biāo)簽識別的初始階段和完成標(biāo)簽識別時(shí)進(jìn)行抗捕獲處理。標(biāo)簽識別的工作主體上仍然按照CT算法進(jìn)行，閱讀器和標(biāo)簽在其一般工作過程中不需要進(jìn)行抗捕獲處理。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的抗捕獲RFID多標(biāo)簽識別方法包括以下步驟：

S101：計(jì)算發(fā)生捕獲的被捕獲標(biāo)簽集合數(shù)量，初始為0；

S102：m＝n；初始識別域或被捕獲標(biāo)簽集合中標(biāo)簽數(shù)量，初始為標(biāo)簽數(shù)量n；

S103：m＝m*p；計(jì)算捕獲標(biāo)簽集合中的標(biāo)簽數(shù)量；

S104：counter＝counter+1；捕獲標(biāo)簽集合數(shù)量加1；

S105：如果m大于1，則轉(zhuǎn)S103執(zhí)行；否則轉(zhuǎn)S106執(zhí)行；

S106：將counter個(gè)空串壓入堆棧，然后按照CT算法開始標(biāo)簽識別；

S107：閱讀器按照CT算法發(fā)送查詢命令及前綴，對識別域中的標(biāo)簽進(jìn)行查詢；

S108：待識別標(biāo)簽按照CT算法進(jìn)行響應(yīng)。收到命令的待識別標(biāo)簽將前綴與自己的編號進(jìn)行匹配。如果一致，則發(fā)送編號匹配后剩余部分，以響應(yīng)閱讀器的查詢。如果不匹配，則不做任何響應(yīng)；

S109：閱讀器接收標(biāo)簽的響應(yīng)，如果檢測到發(fā)生碰撞，則識別失敗，閱讀器根據(jù)CT算法更新前綴。如果沒有檢測到發(fā)生碰撞，閱讀器正確識別到一個(gè)標(biāo)簽。如果在識別過程中，發(fā)生捕獲，閱讀器不對捕獲標(biāo)簽進(jìn)行任何處理。被捕獲標(biāo)簽自動(dòng)進(jìn)入被捕獲標(biāo)簽集合。

S110：閱讀器沒有收到標(biāo)簽響應(yīng)，則counter＝counter-1；

S111：如果counter小于0，則結(jié)束標(biāo)簽識別；否則轉(zhuǎn)S107執(zhí)行。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步的描述

實(shí)施例1：

如閱讀器對標(biāo)簽集合T＝{t1、t2、t3、t4、……、tn}中的標(biāo)簽進(jìn)行識別，其中n為集合中的標(biāo)簽數(shù)量，p為識別過程中發(fā)生捕獲的概率，則本發(fā)明方法完成標(biāo)簽進(jìn)行識別的主要過程如下：

(1)counter＝0；計(jì)算發(fā)生捕獲的被捕獲標(biāo)簽集合數(shù)量，初始為0；

(2)m＝n；初始識別域或被捕獲標(biāo)簽集合中標(biāo)簽數(shù)量，初始為標(biāo)簽數(shù)量n；

(3)m＝m*p；計(jì)算捕獲標(biāo)簽集合中的標(biāo)簽數(shù)量；

(4)counter＝counter+1；捕獲標(biāo)簽集合數(shù)量加1；

(5)如果m大于1，則轉(zhuǎn)(3)執(zhí)行；否則轉(zhuǎn)(6)執(zhí)行；

(6)將counter個(gè)空串壓入堆棧，然后按照CT算法開始標(biāo)簽識別。

(7)閱讀器按照CT算法發(fā)送查詢命令及前綴，對識別域中的標(biāo)簽進(jìn)行查詢；

(8)待識別標(biāo)簽按照CT算法進(jìn)行響應(yīng)。收到命令的待識別標(biāo)簽將前綴與自己的編號進(jìn)行匹配。如果一致，則發(fā)送編號匹配后剩余部分，以響應(yīng)閱讀器的查詢。如果不匹配，則不做任何響應(yīng)。

(9)閱讀器接收標(biāo)簽的響應(yīng)。如果檢測到發(fā)生碰撞，則識別失敗，閱讀器根據(jù)CT算法更新前綴。如果沒有檢測到發(fā)生碰撞，閱讀器正確識別到一個(gè)標(biāo)簽。如果在識別過程中，發(fā)生捕獲，閱讀器不對捕獲標(biāo)簽進(jìn)行任何處理。被捕獲標(biāo)簽自動(dòng)進(jìn)入被捕獲標(biāo)簽集合。

(10)閱讀器沒有收到標(biāo)簽響應(yīng)，則counter＝counter-1；

(11)如果counter小于0，則結(jié)束標(biāo)簽識別；否則轉(zhuǎn)(7)執(zhí)行。

下面結(jié)合性能分析對本發(fā)明的應(yīng)用效果作詳細(xì)的描述。

為了保證標(biāo)簽的完全識別，不出現(xiàn)漏讀的現(xiàn)象。GQT算法和GBT算法都采用了重復(fù)查詢的方式，對捕獲進(jìn)行即時(shí)處理。這樣，無論捕獲發(fā)生與否，以及發(fā)生的數(shù)量。閱讀器都會(huì)進(jìn)行n次查詢，以確保沒有捕獲標(biāo)簽丟失。所以，GQT算法和GBT算法的識別效率較低，對QT算法和BT算法的識別過程和識別性能影響較大。而本發(fā)明，即GCT算法，針對CT算法的識別過程和特征，采用了一種新的處理方法，不會(huì)影響CT算法的基本過程。同時(shí)，無論是對初始識別域中標(biāo)簽還是對發(fā)生捕獲的被捕獲域中的標(biāo)簽進(jìn)行識別，其識別處理都遵循了CT算法的基本過程。所以，本發(fā)明方法對CT算法本身識別性能幾乎沒有影響，識別效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于GQT算法和GBT算法。

圖2給出了本發(fā)明方法在RFID多標(biāo)簽識別過程中的時(shí)間復(fù)雜度優(yōu)勢。本發(fā)明方法中，閱讀器平均2次查詢就能正確識別到一個(gè)標(biāo)簽，同時(shí)保證了標(biāo)簽的完全識別。而其它幾種方法需要更多的查詢次數(shù)，才能完成標(biāo)簽的識別，確保沒有標(biāo)簽因捕獲而漏讀。

圖3給出了本發(fā)明方法在RFID多標(biāo)簽識別過程中的識別效率優(yōu)勢。本發(fā)明方法的標(biāo)簽識別效率始終處于50％以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其它幾種抗捕獲算法。

本發(fā)明提出的抗捕獲RFID多標(biāo)簽識別方法，識別性能遠(yuǎn)優(yōu)于同類算法；識別效率高，性能穩(wěn)定，保持了原識別算法的識別性能優(yōu)勢和特征；實(shí)施控制簡單，實(shí)用性強(qiáng)，對源算法主體識別過程和應(yīng)用實(shí)施沒有影響。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。