CN101697194A - 改善rfid应用可靠性的数据处理系统和处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种改善RFID应用可靠性的数据处理系统，能清除和修复重读、多读、漏读产生的异常数据，为上层应用系统提供精简的、完整的应用数据，从而改善RFID应用的可靠性，设置于RFID读取设备与后端应用系统之间，包括简单事件处理模块和复杂事件处理模块；所述简单事件处理模块从RFID读取设备获取原始阅读事件数据，过滤掉其中标签及其标识物理对象重复的阅读事件数据，形成精简的逻辑阅读事件数据；所述复杂事件处理模块接收简单事件处理模块输出的逻辑阅读事件数据，过滤掉多读产生的重复数据，修复漏读产生的异常数据后供后端应用系统调用；本发明还公开了一种改善RFID应用可靠性的数据处理方法。

Description

改善RFID应用可靠性的数据处理系统和处理方法

技术领域

本发明涉及RFID(Radio Frequency Identification)射频识别技术领域，具体涉及一种改善RFID应用可靠性的数据处理系统和处理方法。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，且无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，RFID技术已在供应链、邮件/快运包裹处理、身份标识、道路自动收费等领域表现出广泛的应用前景，被认为是21世纪十大重要技术之一。

在RFID应用中，标签通常附着在或者内嵌于被识别或跟踪的对象中，当标签处于RFID读取设备，如阅读器的识别范围内时，阅读器执行简单的链路层协议来获取标签中的标识符，以识别其标识物理对象。由于射频识别自身不可靠无线通信的特点及复杂应用环境的影响(如金属或液体等干扰)，其识别过程普遍存在重读、多读、漏读等不可靠现象，导致RFID原始数据流中存在大量冗余的、不完整的异常数据，给后台应用系统造成困难，制约了RFID技术的广泛应用。

解决上述应用不可靠问题，一般从以下两个层面着手；首先是改进RFID标签与物理阅读器硬件设备识别的可靠性，提高标签识别的成功率；其次从RFID系统实施方案上改进，一方面尽量减少环境的影响，另一方面是采用多个标签标识同一物理对象、在一个逻辑管控点(如：仓库出口、制造系统的工位等)设置多个物理阅读器的应用方法，这可以有效提高标签标识物理对象的识别成功率，以上两种方法可有效提高标签及其标识物理对象识别率，但无法从根本上解决RFID不可靠阅读问题，重读、多读、漏读依然存在。因此，从对RFID系统产生的原始数据处理的角度出发，亟待有一种能改善RFID应用可靠性的数据处理系统和处理方法。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出了一种改善RFID应用可靠性的数据处理系统，能清除和修复重读、多读、漏读产生的异常数据，为后端应用系统提供精简的、完整的应用数据，从而改善RFID应用的可靠性。

本发明的目的是这样实现的：改善RFID应用可靠性的数据处理系统，设置于RFID读取设备与后端应用系统之间，包括简单事件处理模块和复杂事件处理模块；

所述简单事件处理模块从RFID读取设备获取原始阅读事件数据，过滤掉其中标签、物理对象重复的阅读事件数据，形成精简的逻辑阅读事件数据；

所述复杂事件处理模块接收简单事件处理模块输出的逻辑阅读事件数据，过滤掉多读产生的重复数据，修复漏读产生的异常数据后供后端应用系统调用。

进一步，所述简单事件处理模块包括

阅读器适配器，从RFID读取设备获取原始阅读事件数据；

标签事件过滤器，根据RFID标签号不重复的约束规则，过滤掉原始阅读事件数据中冗余的原始阅读事件；

逻辑映射引擎，存储标签标识的物理对象与标签之间的映射关系；以及

逻辑阅读事件过滤器，根据逻辑映射引擎中存储的标签标识的物理对象与标签之间的映射关系，根据一个逻辑管控点内物理对象不重复的约束规则，对标签事件过滤器输出的数据进行过滤，并将过滤后的原始阅读事件转换为逻辑阅读事件并上传至复杂事件处理模块。

进一步，所述简单事件处理模块还包括

原始阅读事件队列，用于存储标签事件过滤器过滤后的原始阅读事件数据；以及

逻辑阅读事件队列，用于存储逻辑阅读事件过滤器过滤所得的逻辑阅读事件。

进一步，所述复杂事件处理模块包括

完整性约束规则库，存放预先设定的完整性约束规则和约束条件；

对象信息库，存放物理对象在逻辑管控点的识别记录；

事件分类引擎，接收简单事件处理模块输出的逻辑阅读事件数据，根据完整性约束规则和对象识别记录，判断所接收的逻辑阅读事件数据是否正常，若异常，再判断是由多读还是漏读产生的异常数据，并根据判断结果，将逻辑阅读事件数据分别输出到正常事件处理器、多读处理器或漏读处理器；

正常事件处理器，根据正常的逻辑阅读事件数据，向对象信息库添加对象识别记录；

多读处理器，摒弃判定为多读产生的异常逻辑阅读事件数据；以及

漏读处理器，根据完整性约束规则和对象识别记录，找出物理对象发生漏读现象的逻辑管控点，然后向对象信息库补齐所有漏读逻辑管控点的漏读记录。

本发明还提供改善RFID应用可靠性的数据方法，其特征在于：包括如下步骤

1)从RFID读取设备获取原始阅读事件数据，过滤掉其中重复的标签及其标识物理对象阅读事件数据，产生精简的逻辑阅读事件数据；

2)过滤掉逻辑阅读事件数据中由于多读产生的重复数据，并对逻辑阅读事件数据中由于漏读产生的异常数据进行修复，以供后端应用系统调用。

进一步，所述步骤1)中重复执行以下步骤，以获得逻辑阅读事件数据：

11)从RFID读取设备获取原始阅读事件数据，原始阅读事件用三元组pe＝(pr，t，τ)表示，其中pr为RFID读取设备的标识号，t为标签的标识号，τ为标签被RFID读取设备探测到的时间戳；

12)根据原始阅读事件中标签的标识号t到原始阅读事件队列查询，若有标签号相同的原始阅读事件，则摒弃该原始阅读事件并转到步骤11)；

13)向原始阅读事件队列中插入pe；

14)由原始阅读事件中标签标识号t，根据标签标识的物理对象与标签之间的映射关系查找对应的物理对象号o；若找不到，则摒弃该原始阅读事件并转到步骤11)；

15)根据物理对象号o，到逻辑阅读事件队列查找相同物理对象号的逻辑阅读事件，若有，则摒弃该原始阅读事件并转到步骤11)；

16)根据物理对象号o，将原始阅读事件pe转换为逻辑阅读事件le，逻辑阅读事件用三元组le＝(lp，o，τ)表示，其中lp为逻辑管控点标识号；并将其插入逻辑阅读事件队列，并转到步骤11)；

进一步，所述步骤2)中重复执行以下步骤，对逻辑阅读事件进行处理：

21)接收逻辑管控点上传的逻辑阅读事件le＝(lp，o，τ)；

22)根据物理对象号o、逻辑管控点lp和对象信息库，依从完整性约束规则，判定逻辑阅读事件数据是否是异常数据。若正常，即物理对象被正常识别到，则向对象信息库中添加正常识别记录(o₁，lp₁，‘n’，τ)，摒弃该条逻辑阅读事件数据并转到步骤21)；若异常，且判定为多读产生，则摒弃该条逻辑阅读事件数据并转到步骤21)；若异常，且判定为漏读产生，则转到步骤23)；

23)查找出所有发生漏读的逻辑管控点lp_leak，向对象信息库中添加漏读逻辑管控点的漏读记录(o₁，lp_leak，‘m’，τ)并转到步骤21)。

本发明的改善RFID应用可靠性的数据处理系统和处理方法，能清除和修复重读、多读、漏读产生的异常数据，为后端应用系统提供精简的、完整的应用数据，从而改善RFID应用的可靠性。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述：

图1示出了改善RFID应用可靠性的数据处理系统的结构示意图；

图2示出了简单事件处理模块的结构示意图；

图3示出了复杂事件处理模块的结构示意图。

具体实施方式

以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述。

为提高标签标识物理对象识别的可靠性，在应用方案上一般用一个或多个标签标识同一个物理对象，同时在一个逻辑管控点设置一个或多个物理阅读器，本说明书中，将一个逻辑管控点设置的所有物理阅读器视为一个逻辑阅读器；所述逻辑管控点是指RFID应用系统中需要管理控制的点，如制造系统中的工位、仓库的出入口等，采用本实施例的改善RFID应用可靠性的数据处理系统和处理方法对重读、多读和漏读产生的异常数据进行处理，为后端的应用系统提供精简、可靠的应用数据。

参见图1，本实施例的改善RFID应用可靠性的数据处理系统，设置于RFID读取设备1与后端应用系统2之间，包括简单事件处理模块3和复杂事件处理模块4，在每个逻辑管控点设置多个物理阅读器作为RFID读取设备，以及一个简单事件处理模块3对该逻辑管控点所有物理阅读器获取的数据进行处理，而在整个应用环境中设置一个复杂事件处理模块4，对所有简单事件处理模块3输出的数据进行综合处理。

所述简单事件处理模块3从RFID读取设备1获取原始阅读事件数据，过滤掉其中标签及其标识物理对象重复的阅读事件数据，形成精简的逻辑阅读事件数据，参见图2，简单事件处理模块3具体包括：

阅读器适配器31，从RFID读取设备1获取原始阅读事件数据，所述原始阅读事件是指物理阅读器在某时刻识别到标签的过程，原始阅读事件用三元组pe＝(pr，t，τ)表示，其中pr为RFID读取设备的标识号，t为标签的标识号，τ为标签被RFID读取设备探测到的时间戳；

标签事件过滤器32，根据RFID标签号不重复的约束规则，过滤掉原始阅读事件数据中冗余的原始阅读事件，即过滤掉标签重读产生的冗余数据；

逻辑映射引擎33，存储标签标识的物理对象与标签之间的映射关系；

逻辑阅读事件过滤器34，根据逻辑映射引擎33中存储的标签标识物理对象与标签之间的映射关系，依从一个逻辑管控点内物理对象不重复的约束规则，对标签事件过滤器输出的数据进行过滤，过滤掉逻辑管控点内标识同一物理对象的多个标签所产生的物理对象重复的原始阅读事件数据，并将过滤后的原始阅读事件转换为逻辑阅读事件后，上传至复杂事件处理模块4；逻辑阅读事件是指逻辑阅读器在某时刻识别到标签标识物理对象的过程，因一个逻辑管控点只对应一个逻辑阅读器，因此逻辑阅读事件用le＝(lp，o，τ)表示，其中lp、o分别是逻辑管控点、物理对象的标识号；

原始阅读事件队列35，用于存储标签事件过滤器32过滤后的原始阅读事件数据；

逻辑阅读事件队列36，用于存储逻辑阅读事件过滤器34过滤所得的逻辑阅读事件。

所述复杂事件处理模块4接收简单事件处理模块3输出的逻辑阅读事件数据，过滤掉多读产生的重复数据，修复漏读产生的异常数据后供RFID应用系统2调用，参见图3，复杂事件处理模块4具体包括：

完整性约束规则库41，存放预先设定的完整性约束规则和约束条件；完整性约束可以基于不同的约束条件，如标签标识物理对象的重量、位置和运动路径等，也可以基于不同对象之间相互关系，如包含和排斥等；

对象信息库42，存放物理对象在逻辑管控点的识别记录，识别记录的数据结构为(o，lp，s，τ)，其中s是物理对象在逻辑管控点的识别方式，有“n”和“m”两个取值，若正常识别到则为“n”，若漏读后被补齐的记录，则为“m”；

事件分类引擎43，接收简单事件处理模块3输出的逻辑阅读事件数据，根据完整性约束规则和对象识别记录，判断所接收的逻辑阅读事件数据是否正常，若异常，再判断是由多读还是漏读产生的异常数据，并根据判断结果，逻辑阅读事件数据分别输出到正常事件处理器44、多读处理器45或漏读处理器46；

正常事件处理器44，根据正常的逻辑阅读事件数据，向对象信息库添加对象识别记录；

多读处理器45，摒弃判定为多读产生的异常逻辑阅读事件数据；

漏读处理器46，根据完整性约束规则和对象识别记录，找出物理对象发生漏读现象的逻辑管控点，然后向对象信息库补齐所有漏读逻辑管控点的漏读记录；

应用查询接口47，为后端的应用系统提供数据查询反馈接口，实现本系统与后端应用系统的数据集成。

本实施例的改善RFID应用可靠性的数据方法，包括如下步骤：

1)从RFID读取设备获取原始阅读事件数据，过滤掉其中重复的标签、物理对象阅读事件数据，形成精简的逻辑阅读事件数据；具体包括如下步骤：

11)从RFID读取设备获取原始阅读事件数据，原始阅读事件用三元组pe＝(pr，t，  τ)表示，其中pr为RFID读取设备的标识号，t为标签的标识号，τ为标签被RFID读取设备探测到的时间戳；

12)根据原始阅读事件中标签的标识号t到原始阅读事件队列查询，若有标签号相同的原始阅读事件，则摒弃该原始阅读事件并转到步骤11)；

13)向原始阅读事件队列中插入pe；

14)由原始阅读事件中标签标识号t，根据标签标识物理对象与标签之间的映射关系查找对应的物理对象号o；若找不到，则摒弃该原始阅读事件并转到步骤11)；

15)根据物理对象号o，到逻辑阅读事件队列查找相同物理对象号的逻辑阅读事件，若有，则摒弃该原始阅读事件并转到步骤11)；

16)根据物理对象号o，将原始阅读事件pe转换为逻辑阅读事件le，逻辑阅读事件用三元组le＝(lp，o，τ)表示，其中lp为逻辑管控点；并将其插入逻辑阅读事件队列，转到步骤11)；

通过循环执行步骤11-16)，逻辑管控点可获得精简的、唯一的逻辑阅读事件数据。

2)过滤掉逻辑阅读事件数据中由于多读产生的重复数据，并对逻辑阅读事件数据中由于漏读产生的异常数据进行修复，以供后端应用系统调用。由于完整性约束可基于不同的约束条件，本发明以标签标识物理对象路径约束为例，阐述多读、漏读不可靠现象的判定方法。

在RFID应用系统中，某些标签标识物理对象往往会沿着预先指定的路径向目的地移动，如制造系统生产线上的在制品、库房的产品，那么当所获得的实际路径与预设路径不符合时，就可判定物理对象在某些逻辑管控点有多读、漏读不可靠现象发生。基于这个思路，考虑物理对象路径约束R(LP，A)中没有自环，其中逻辑管控点对应于lp∈LP，物理对象在逻辑管控点之间可能的路径对应于边a∈A。物理对象沿着确定的路由<lp₁，...，lp_m>移动，称其为对象的预设路径。为了判断对象路径上逻辑管控点前后顺序关系，定义一个运算符“＜”，对于任意的两个逻辑管控点lp_i、lp_j；若lp_i在lp_j之前，即物理对象先经过lp_i后才经过lp_j，则lp_i＜lp_j。

基于上述的路径约束规则，若当前收到逻辑阅读事件le_k＝(lp_k，o_k，τ)，则判定物理对象多读、漏读现象的方法如下：

①多读判定，多读是指不应该在该阅读器范围内出现的标签而被该阅读器识别到。依据o_k到预设路径中找到物理对象当前应经过的逻辑管控点lp_pre。若lp_pre等于lp_k，物理对象正常识别，若lp_pre＜lp_k，则为多读现象。

②漏读判定，漏读是指物理对象经过某逻辑管控点时，其对应的所有标签均未被阅读器识别到。同样地，先找到lp_pre。若lp_k＜lp_pre，则物理对象在预设路径<lp_i，...，lp_k，...，lp_pre，...，lp_j>中lp_k之后、lp_pre之前的所有逻辑管控点lp_leak(包括lp_k)发生漏读现象，存在关系lp_k＜lp_leak＜lp_pre或lp_k等于lp_leak。

根据上述的约束规则及判定方法，所述步骤2)中重复执行以下步骤，对逻辑阅读事件进行处理：

21)接收逻辑管控点上传的逻辑阅读事件le＝(lp，o，τ)；

22)根据物理对象号o从路径约束规则中获得该物理对象当前应当经过的逻辑管控点lp_pre，若l_k与lp_pre相等，则向对象信息库中添加正常识别记录(o，lp，‘n’，τ)，并转到步骤21)；若lp_pre＜lp，则摒弃该条逻辑阅读事件并转到步骤21)；若lp＜lp_pre，则转到步骤23)，

23)根据o、lp到路径约束规则中查找所有漏读的逻辑管控点lp_leak，向对象信息库中添加漏读记录(o，lp_leak，‘m’，τ)并转到步骤21)。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.改善RFID应用可靠性的数据处理系统，其特征在于：设置于RFID读取设备与后端应用系统之间，包括简单事件处理模块和复杂事件处理模块；

所述简单事件处理模块从RFID读取设备获取原始阅读事件数据，过滤掉其中标签及其标识物理对象重复的阅读事件数据，形成精简的逻辑阅读事件数据；

所述复杂事件处理模块接收简单事件处理模块输出的逻辑阅读事件数据，过滤掉多读产生的重复数据，修复漏读产生的异常数据后供后端应用系统调用。

2.如权利要求1所述的改善RFID应用可靠性的数据处理系统，其特征在于：所述简单事件处理模块包括

阅读器适配器，从RFID读取设备获取原始阅读事件数据；

标签事件过滤器，根据RFID标签号不重复的约束规则，过滤掉原始阅读事件数据中冗余的原始阅读事件；

逻辑映射引擎，存储标签标识的物理对象与标签之间的映射关系；以及

逻辑阅读事件过滤器，根据逻辑映射引擎中存储的标签标识的物理对象与标签之间的映射关系，根据一个逻辑管控点内物理对象不重复的约束规则，对标签事件过滤器输出的数据进行过滤，并将过滤后的原始阅读事件转换为逻辑阅读事件并上传至复杂事件处理模块。

3.如权利要求2所述的改善RFID应用可靠性的数据处理系统，其特征在于：所述简单事件处理模块还包括

原始阅读事件队列，用于存储标签事件过滤器过滤后的原始阅读事件数据；以及

逻辑阅读事件队列，用于存储逻辑阅读事件过滤器过滤所得的逻辑阅读事件。

4.如权利要求1至3中任一项所述的改善RFID应用可靠性的数据处理系统，其特征在于：所述复杂事件处理模块包括

完整性约束规则库，存放预先设定的完整性约束规则和约束条件；

对象信息库，存放物理对象在逻辑管控点的识别记录；

事件分类引擎，接收简单事件处理模块输出的逻辑阅读事件数据，根据完整性约束规则和对象识别记录，判断所接收的逻辑阅读事件数据是否正常，若异常，再判断是由多读还是漏读产生的异常数据，并根据判断结果，将逻辑阅读事件数据分别输出到正常事件处理器、多读处理器或漏读处理器；

正常事件处理器，根据正常的逻辑阅读事件数据，向对象信息库添加对象识别记录；

多读处理器，摒弃判定为多读产生的异常逻辑阅读事件数据；以及

漏读处理器，根据完整性约束规则和对象识别记录，找出物理对象发生漏读现象的逻辑管控点，然后向对象信息库补齐所有漏读逻辑管控点的漏读记录。

5.改善RFID应用可靠性的数据方法，其特征在于：包括如下步骤

1)从RFID读取设备获取原始阅读事件数据，过滤掉其中重复的标签及其标识物理对象阅读事件数据，产生精简的逻辑阅读事件数据；

2)过滤掉逻辑阅读事件数据中由于多读产生的重复数据，并对逻辑阅读事件数据中由于漏读产生的异常数据进行修复，以供后端应用系统调用。

6.如权利要求5所述的改善RFID应用可靠性的数据方法，其特征在于：所述步骤1)中重复执行以下步骤，以获得逻辑阅读事件数据：

11)从RFID读取设备获取原始阅读事件数据，原始阅读事件用三元组pe＝(pr，t，τ)表示，其中pr为RFID读取设备的标识号，t为标签的标识号，τ为标签被RFID读取设备探测到的时间戳；

12)根据原始阅读事件中标签的标识号t到原始阅读事件队列查询，若有标签号相同的原始阅读事件，则摒弃该原始阅读事件并转到步骤11)；

13)向原始阅读事件队列中插入pe；

14)由原始阅读事件中标签标识号t，并根据标签标识的物理对象与标签之间的映射关系查找对应的物理对象号o；若找不到，则摒弃该原始阅读事件并转到步骤11)；

15)根据物理对象号o，到逻辑阅读事件队列查找相同物理对象号的逻辑阅读事件，若有，则摒弃该原始阅读事件并转到步骤11)；

16)根据物理对象号o，将原始阅读事件pe转换为逻辑阅读事件le，逻辑阅读事件用三元组le＝(lp，o，τ)表示，其中lp为逻辑管控点标识号；并将其插入逻辑阅读事件队列，转到步骤11)。

7.如权利要求5或6所述的改善RFID应用可靠性的数据方法，其特征在于：所述步骤2)中重复执行以下步骤，对逻辑阅读事件进行处理：

21)接收逻辑管控点上传的逻辑阅读事件le＝(lp，o，τ)；

22)根据物理对象号o、逻辑管控点lp和对象信息库，依从完整性约束规则，判定逻辑阅读事件数据是否是异常数据；若正常，即物理对象被正常识别到，则向对象信息库中添加正常识别记录(o₁，lp₁，‘n’，τ)，摒弃该条逻辑阅读事件数据并转到步骤21)；若异常，且判定为多读产生，则摒弃该条逻辑阅读事件数据并转到步骤21)；若异常，且判定为漏读产生，则转到步骤23)，

23)查找出所有发生漏读的逻辑管控点lp_leak，向对象信息库中添加漏读逻辑管控点的漏读记录(o₁，lp_leak，‘m’，τ)并转到步骤21)。

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