CN101042725A - 一种在rfid阅读器上实现标签数据处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于射频识别技术的阅读器技术领域，特指一种在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法；通过在阅读器上设置数据过滤模块和数据整合模块，进行数据过滤和整合操作；即由数据过滤模块对识别到的标签ID进行过滤操作，滤除掉冗余ID信息以确保标签ID的唯一有效性；由数据整合模块对识别到的标签信息进行追加、分析与统计等操作，以备应用层或其它阅读器检索时传输；从而实现阅读器对读取的标签数据进行处理；有效地减轻了系统传输与存储信息的负荷；可广泛应用于各种RFID阅读器中。
Description
技术领域
本发明涉及基于射频识别技术的阅读器技术领域，特指一种在RFID阅读器上实现对标签数据处理的方法。
背景技术
RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，它是一种利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触式信息传递，并通过所传递的信息达到自动识别目的的技术。由于该技术具有非可视传输、传输速度快、穿透性较强、较强的抗恶劣环境能力以及可重复使用等优点而倍受众多的行业与专业人士关注。纵观国内外RFID系统，其基本构成为射频识别标签、射频识别阅读器与应用层软件；其中射频识别阅读器的功能在于接收应用层的命令信息，启动其中的射频模块以控制天线工作，完成与射频标签的通信，同时将识别到的标签信息由通信接口传输到应用层供用户分析与处理。
由此不难发现，RFID阅读器的主要功能是采集标签信息并将该信息传递给后台应用系统处理，为了减轻应用系统对冗余数据储存和无序信息处理的负担，提高应用系统数据处理的能力和时效，在标签信息进入应用系统之前，需对标签信息进行处理。传统的RFID系统，数据过滤、分类、储存及查询等功能都是由应用层的软件来完成，阅读器仅对标签信息进行捕捉与传输。中间件技术的成熟，使从阅读器所提供的标签信息到用户所得到有效信息一系列数据的处理过程，都由相应的中间件完成。目前RFID中间件功能模块几乎都是介于应用层与阅读器之间的独立模块，阅读器只负责标签信息的读取与传输，这样无形中增加了阅读器与后台系统的数据传输负荷及存储负荷。
发明内容
本发明解决的技术问题之一在于提供一种可以克服前述技术问题，可以由FRID阅读器实现部分中间件功能，对标签信息进行过滤与整合后，再传输给应用层的在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：主要包括有
阅读器启动步骤，通过启动阅读器模块将阅读器启动；
读标签步骤，通过读标签模块获取RF模块接收的标签信息；
其特征在于：还包括
数据过滤步骤，由数据过滤模块对识别到的标签ID进行过滤操作，滤除掉冗余ID信息以确保标签ID的唯一有效性；
数据整合步骤，由数据整合模块对识别到的标签信息进行分析与统计等操作，以备应用层或其它阅读器检索时传输。
所述的数据过滤步骤是对标签ID信息进行全方位扫描，根据过滤规则，将符合过滤规则的标签判定为垃圾标签，并根据系统管理员设定的对垃圾标签的不同处理方法进行处理。
所述的过滤规则为标签ID是否相同、设定时间段是否相同、是否超出设定识别次数等，满足过滤规则的标签数据将从标签信息列表中滤除，不满足过滤规则的标签数据仍被保留在标签信息列表中。过滤规则可根据实际应用情况由管理人员或用户选择设定。
所述的滤除过程，可分为拒绝、丢弃、通过及标记四个动作，动作是指拒绝满足过滤规则的标签通过，并做记录；丢弃动作是指丢弃满足过滤规则的标签，不做记录；通过动作是指允许满足过滤规则的标签通过，并做记录；标记动作是指在标签中加入特殊标记后，由用户做选择性过滤，防止误过滤。
数据过滤步骤中，程序调用贝叶斯算法，在没有管理人员设定过滤规则的情况下，自动完成垃圾标签的过滤；并且，可通过对标签特征的概率统计，对标签信息进行过滤。
所述的数据整合步骤中，信息统计的方法有ID信息分类统计、ID信息分组统计、单位时间识别有效ID平均值统计、识别ID量的峰值时段统计等方法。
所述的数据整合步骤中对识别到的有效ID信息进行分析与统计等操作主要包括对识别到的标签进行分组和分类两个步骤。
在启动阅读器之后，读标签步骤之前；还可包括标签识别设置步骤，由识别设置模块对读取的标签信息进行分类与分组，以备用户根据该条件进行快速数据过滤等操作。
本发明在RFID阅读器上设置有数据过滤模块和数据整合模块，通过该两模块，在RFID阅读器上进行对识别到的标签信息进行过滤操作，滤除掉冗余ID信息以确保标签ID的唯一有效性；并且，对所识别到的有效ID信息进行分析与统计等操作，以备应用层或其它阅读器检索时传输；从而实现部分中间件的功能；有效地减轻了系统传输与存储信息的负荷。本发明的阅读器数据处理使用了模块化设计，每个模块完成特定的任务。当出现新的需求时，可用新的模块代替老的模块，免去了更新整个软件系统的繁琐操作。阅读器软硬件一体化的模块化设计，为数据处理的模块化编程奠定了基础。
附图说明
附图1是本发明阅读器结构框图；
附图2是本发明阅读器程序主要功能模块图；
附图3是本发明软件主流程图。
附图图号说明：
电源 11 通信接口 12
CPU 13 RF模块 14
天线 15 存储器 16
心跳线 17
启动阅读器模块 21 识别设置模块 22
读标签模块 23 数据过滤模块 24
数据整合模块 25 信息传输模块 26
检测标签类型 30 设置识别类型 31
设置识别ID范围 32 读标签 33
数据过滤 34 数据整合 35
设置标签ID 36 写标签 37
具体实施方式
见附图1，是本发明可对数据进行处理的RFID阅读器结构的示例；该RFID阅读器主要包括有电源11、通信接口12、CPU13、RF模块14(射频识别模块)、天线15及存储器16；电源11给RF模块14与CPU13提供电源；天线15与标签进行能量与信息的传递，并将标签信息及时地通过RF模块14传输到CPU13进行分析处理及存储器16进行存储；所述的通信接口12采用了多种接口备用的形式，主要包括以太网接口、CF接口、USB接口及RS-232等多种接口。前述通信接口12中的以太网接口使得该阅读器可方便地与应用层相连，并可与应用层或其它阅读器进行组网，以实现网络型射频识别与阅读器间的协同工作功能；而CF接口主要应用于与PDA、智能手机及移动电脑进行通信操作，USB与RS-232接口主要实现与PC机进行通信功能。由于超高频段射频识别速度很快，信息量较多，为实现系统各级协调，该阅读器CPU13可采用高速控制器，如ARM、PowerPC或龙芯系列高速微处理器；射频识别模块14采用集成微控制器与射频收发电路于一体，与外围天线15进行通信，从而实现超高频段射频标签地识别，其中包括调制、编码与解码等单元电路。而存储器16分为非记忆性存储与记忆性存储两个模块，前者主要是用来存储射频识别模块所识别到的标签ID信息，而经过数据处理与整合的信息存放于记忆性模块。
见附图2，是本发明由RFID阅读器实现数据处理的控制程序主要功能模块图；其目的是为了减轻后台应用系统对冗余数据储存和无序数据处理的负担，提高应用系统数据处理的能力和时效；在标签信息进入应用系统之前，通过数据过滤、数据整理合，对标签信息进行处理。其主要功能模块有启动阅读器模块21、识别设置模块22、读标签模块23、数据过滤模块24、数据整合模块25、信息传输模块26；启动阅读器模块21将阅读器启动后，识别设置模块22对将识别的标签进行分类与分组设置，以备数据的分析与处理；其中分类设置主要包括ISO18000与EPC两大类型，可细分为ISO18000-6A、ISO18000-6B、EPCClass0、EPC Class 0+、EPC Class1、EPC Class1 Gen2六种类型，而分组设置是指对某种类型的标签进行ID信息分组，以备用户根据该条件进行快速数据过滤等操作。读标签模块23是将标签传递给射频天线的电信息转化为后续模块能分析与处理的数字信息。
数据过滤模块24针对RF模块14识别到的标签ID进行过滤操作，滤除掉冗余ID信息以确保标签ID的唯一有效性；当智能阅读器读取到新的ID数据，首先将其添加到标签信息列表中，根据设定的过滤规则：标签ID是否相同、设定时间段是否相同、是否超出设定识别次数等，满足过滤规则的标签数据将从标签信息列表中滤除，不满足过滤规则的标签数据仍被保留在标签信息列表中。其中滤除过程，又可分为拒绝、丢弃、通过及标记四种动作，拒绝动作是指拒绝满足过滤规则的标签通过，并做记录；丢弃动作是指丢弃满足过滤规则的标签，不做记录；通过动作是指允许满足过滤规则的标签通过，并做记录；标记动作是指在标签中加入特殊标记后，由用户做选择性过滤，防止误过滤。在实际使用时，过滤规则可根据管理人员的需要随时增减或变更。例如，对于同一标签ID信息，可能被阅读器多次识别，经过数据过滤模块24后，将这些相同信息滤除，保留唯一ID信息。为了增强过滤功能的智能化，数据过滤过程中程序调用贝叶斯算法，在没有管理人员设定过滤规则的情况下，自动完成垃圾标签的过滤。便于同规则过滤区别，我们称之为智能过滤。智能过滤是指系统能自动学习RFID标签的特征，通过对标签特征的概率统计，可有效过滤大概率垃圾标签。智能过滤具有很强的自适应性，能过滤各种自动改变的垃圾标签，减少系统的维护工作，降低误过滤率。
数据整合模块25对所识别到的标签信息进行追加、分析与统计等操作，其中分析统计的方法有：ID信息分类统计、ID信息分组统计、单位时间识别有效ID平均值统计、识别ID量的峰值时段统计等。主要包括对识别到的标签进行分组和分类两个步骤。标签分组是在ID信息基本结构相同的情况下，对其进行分组分析与处理的操作，本发明的标签分类方法可将标签分为ISO18000-6(21)与EPC(22)两大类型组。ISO18000-6是860-960MHz下空中接口通信参数协议，根据编码方式不同又可为ISO18000-6A(211)、ISO18000-6B(212)、ISO18000-6C(213)三类。ISO18000-6A采用的是脉冲间隔编码(PIE)，而ISO18000-6B采用的是双相曼切斯特编码。EPC标签中存储的唯一信息是64/96/256位的产品电子代码，根据功能级别的不同目前可分为EPCClass0(221)、EPC Class 0+(222)、EPC Class1 Gen1(223)和EPC Class1 Gen2(224)四类，其中EPC Class1 Gen2空中接口协议与ISO18000-6C相同。
此后，可以通过信息传输模块26对经过处理与整合后的ID信息向应用层或阅读器传输。
数据传输的内容根据用户需求的不同，可以是标签ID号、ID分段信息、识别起始时间、识别持续时间、识别次数、识别标签的天线、天线类型、天线ID号、天线增益等，也可以是某商品的生产日期、产地、原料来源、主要成分、使用方法、保存方法等等。
如图3所示，阅读器对标签的操作主要分为标签识别与写标签两种，当启动阅读器时，首先需要选择是进行标签识别操作还是写操作，如果是进行标签识别操作：则首先进行检测标签类型30；然后，需要根据用户需求设置标签识别条件，即分类与分组条件，也就是设置识别类型31、设置识别ID范围32；然后进行读标签33，对标签进行读取操作，由于RF模块14的读取速度很快，阅读器所接收到的标签ID信息很多，为减轻系统负荷需要对所识别到的ID信息进行过滤与整合操作，传输与保存唯一有效的标签ID信息后再上传，即数据过滤34、数据整合35；如果当前操作不是标签识别操作，则阅读器默认为标签写操作，根据当前标签类型及需要写的标签ID信息，一次完成标签的写操作；基本流程是先设置标签ID36，然后再进行写标签ID37的操作。
Claims (14)
1、一种在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法，主要包括有：
阅读器启动步骤，通过启动阅读器模块(21)将阅读器启动；
读标签步骤，通过读标签模块(23)获取RF模块(14)接收的标签信息；
其特征在于：还包括
数据过滤步骤，由数据过滤模块(24)对识别到的标签ID进行过滤操作，滤除掉冗余ID信息以确保标签ID的唯一有效性；
数据整合步骤，由数据整合模块(25)对识别到的标签信息进行追加、分析与统计等操作，以备应用层或其它阅读器检索时传输。
2、根据权利要求1所述的在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法，其特征在于：所述的数据过滤步骤是对标签ID信息进行全方位扫描，根据过滤规则，将符合过滤规则的标签判定为垃圾标签，并根据系统管理员设定的对垃圾标签的不同处理方法进行处理。
3、根据权利要求2所述的在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法，其特征在于：所述的过滤规则为标签ID是否相同、设定时间段是否相同、是否超出设定识别次数等，满足过滤规则的标签数据将从标签信息列表中滤除，不满足过滤规则的标签数据仍被保留在标签信息列表中；过滤规则可根据实际应用情况由管理人员或用户选择设定。
4、根据权利要求3所述的在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法，其特征在于：所述的滤除过程，可分为拒绝、丢弃、通过及标记四种操作，拒绝动作是指拒绝满足过滤规则的标签通过，并做记录；丢弃动作是指丢弃满足过滤规则的标签，不做记录；通过动作是指允许满足过滤规则的标签通过，并做记录；标记动作是指在标签中加入特殊标记后，由用户做选择性过滤，防止误过滤。
5、根据权利要求1至4任一项所述的在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法，其特征在于：数据过滤步骤中，程序调用贝叶斯算法，在没有管理人员设定过滤规则的情况下，自动完成垃圾标签的过滤；并且，可通过对标签特征的概率统计，对标签信息进行过滤。
6、根据权利要求1至4任一项所述的在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法，其特征在于：所述的数据整合步骤中，信息统计的方法有ID信息分类统计、ID信息分组统计、单位时间识别有效ID平均值统计、识别ID量的峰值时段统计等方法。
7、根据权利要求1至4任一项所述的在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法，其特征在于：所述的数据整合步骤中对识别到的标签信息进行追加、分析与统计等操作主要包括对阅读到的标签进行有效信息的追加、分组与分类及各种统计三个步骤。
8、根据权利要求1至4任一项所述的在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法，其特征在于：在启动阅读器之后，读标签步骤之前；还可包括标签识别设置步骤，由识别设置模块(22)对读取的标签信息进行分类与分组，以备用户根据该条件进行快速数据过滤等操作。
9、根据权利要求5所述的在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法，其特征在于：所述的数据整合步骤中，信息统计的方法有ID信息分类统计、ID信息分组统计、单位时间识别有效ID平均值统计、识别ID量的峰值时段统计等方法。
10、根据权利要求5所述的在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法，其特征在于：所述的数据整合步骤中对识别到的有效ID信息进行分析与统计等操作主要包括对识别到的标签进行分组和分类两个步骤。
11、根据权利要求5所述的在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法，其特征在于：在启动阅读器之后，读标签步骤之前；还可包括标签识别设置步骤，由识别设置模块(22)对读取的标签信息进行分类与分组，以备用户根据该条件进行快速数据过滤等操作。
12、根据权利要求6所述的在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法，其特征在于：所述的数据整合步骤中对识别到的有效ID信息进行分析与统计等操作主要包括对识别到的标签进行分组和分类两个步骤。
13、根据权利要求6所述的在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法，其特征在于：在启动阅读器之后，读标签步骤之前；还可包括标签识别设置步骤，由识别设置模块(22)对读取的标签信息进行分类与分组，以备用户根据该条件进行快速数据过滤等操作。
14、根据权利要求7所述的在RFID阅读器上实现标签数据处理的方法，其特征在于：在启动阅读器之后，读标签步骤之前；还可包括标签识别设置步骤，由识别设置模块(22)对读取的标签信息进行分类与分组，以备用户根据该条件进行快速数据过滤等操作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |