CN104408392B

CN104408392B - 一种基于类别的标签丢失率检测方法

Info

Publication number: CN104408392B
Application number: CN201410692934.6A
Authority: CN
Inventors: 李纳; 毛续飞; 李向阳; 刘云浩
Original assignee: WUXI RUIAN TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: Ruan Internet Of Things Technology Group Co ltd; Run Technology Co ltd
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2034-11-26
Also published as: CN104408392A

Abstract

本发明公开一种基于类别的标签丢失率检测方法，该方法首先基于类别，根据类别ID，对阅读器扫描范围内的所有标签进行分类；其次，侧重于丢失率，从宏观上把握每一类的丢失情况，而不仅仅局限于零散的数量；最后，不依据每轮每帧每个时隙的成功回复来统计，而是用小部分成功时隙的回复来估算整体情况，直到结果落在设定的置信区间内，不仅保证了精度，大幅度节省了时间，提高了效率，而且具有实际意义，可操作性强。

Description

一种基于类别的标签丢失率检测方法

技术领域

本发明涉及射频识别技术领域，尤其涉及一种基于类别的标签丢失率检测方法。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术是一种无线通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。许多行业都运用了射频识别技术：例如将标签附着在一辆正在生产的汽车上，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度；将标签附着在仓库的药品上，便可随时查询药品的剩余量，追踪药品的所在位置；将标签附着在牲畜与宠物上，便可对牲畜与宠物进行积极识别；同理，在库存管理中可以方便地检测物品丢失的情况。在库存管理、物流追踪、零售业管理等具体应用中，检测、识别丢失标签是一类重要问题。

标签丢失率问题，人们都是间接检测丢失，以一个阅读器及其范围内标签为例，阅读器检测到现存的标签并一一和理论上应存在的对比，空缺的即丢失的。针对标签识别检测问题，传统处理方法如下：阅读器扫描自己范围内的所有标签，对它们发出询问请求，标签收到请求后回复自己的身份识别号(ID)，以便确认自身的存在。若多个标签在同一时间回复则会发生冲突，此时阅读器便无法识别，按此方法，实验证明，标签平均发送2.72次ID，才能发送成功，得以确认。假设一个阅读器范围内有N个标签，则确认需要的总时间为2.72N(t_tag+t_s)，t_tag＝2.4ms,t_s＝0.4ms，其中t_s为标签反应时间。为节省时间提高效率，应避免标签回复自己的ID。因此提出新的协议TPP，它避免每个标签都回复自己的ID，而把回复的时间划分为一个个时隙，同时加入随机码哈希技术，让每个标签随机哈希一个数值，以便在这个数值的时隙回复。此哈希过程，阅读器会自身哈希一遍，所以它预知结果，当标签回复时，便可一一对比：某时隙应回复一个，实际回复一个，即此标签没有丢失，反之，丢失；某时隙应回复两个，却没有收到回复，则两个全丢失；某时隙应回复一个，却有两个及两个以上的标签回复，则发生冲突等。而标签只需回复一比特信息，阅读器便可确认其存在与否，而对于哈希值相同即回复冲突的标签，再去回复自己的ID，所以阅读器确认自己范围内所有标签所需时间为(t_tag+t_s)*N₁+f*t_s，其中N₁为发生冲突的标签数，f为帧长即时隙数。相对传统所有标签都要回复ID的方法，此类方法只针对冲突标签需回复ID，其余只发送一比特确认信息，故一定程度上节约了时间，提高了效率。

但若一个时隙只有两个标签发生冲突，就需要都回复自己ID，仍然很耗时，TPP/TR解决了这一问题。TPP/TR协议重点解决单一时隙两个标签同时回复问题，它移走一个标签，让其回复自己的ID，剩余的一个则回复一比特信息，因此，它在一定程度上，又间接减少了冲突标签的数目。同理，针对三个标签同时回复问题，TPP/CSTR协议给以解决，它使其中一个标签回复自己的ID，剩余两个标签给出长回复，即t_l＝0.8ms，在某种程度上也间接减少了冲突的数量。但是，回复ID，即所需时间t_tag＝2.4ms，耗时多，效率低，IIP协议彻底摒弃ID的回复，引入布隆过滤器(Bloom Filter)，所有标签都只发送一比特确认信息，加入多轮检测、概率性选择回复等方法，很大程度提高了效率，大幅度节省了时间。

上述方法共同之处在于避免冲突，对冲突时隙给予不同的解决办法；近年来也有一些方法利用冲突，基于压缩感知等技术，旨在提高效率。但是各类方法都没有考虑标签类别，都是试图利用每一个时隙变为成功的单一时隙后进行识别检测，没有宏观把握，且不实际，很难处理现实中的问题，只停留在理论阶段。例如库存中，想知道A类物品的丢失率，想让某些类丢失率超过5％再报警以便采取措施，小于5％的忽略，上述方法都难以解决这些实际问题。

发明内容

本发明的目的在于通过一种基于类别的标签丢失率检测方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于类别的标签丢失率检测方法，其包括如下步骤：

A、根据类别ID，对阅读器自身扫描范围内的所有标签进行分组；

B、基于分组和类别，利用局部估算整体的方法检测每组标签的丢失数目、丢失率，将检测出的每组标签的丢失数目与预设门限值进行比较，若小于预设门限值，则该组休眠，不参与以后每轮的回复，若大于预设门限值，则进入下一轮检测，直至检测出的标签丢失率的精度落入预设置信区间。

特别地，所述步骤A具体包括：阅读器对自身扫描范围内的所有标签发出请求命令，该请求命令携带的参数包括哈希种子r和预设分组数W，等待标签回复；标签根据自己的类别ID、哈希种子r、预设分组数W进行哈希，哈希到不同的组，而后进行回复确认。

特别地，所述预设分组数W为根据标签总数、标签类别数在内的相关参数实验后计算得出。

特别地，所述步骤A中类别ID相同的标签哈希后在同一分组，且至少存在一个分组包含至少两种类别的标签。

特别地，所述步骤A之前还包括：后台服务器或阅读器根据哈希种子r和类别ID对阅读器自身扫描范围内的所有标签的分类回复情况进行统计，即可参考该统计数据预知应有的回复情况。

特别地，所述步骤B中基于分组和类别，利用局部估算整体的方法检测每组标签的丢失数目、丢失率，具体包括：以待检测分组中包括C2、C3两类标签为例，令n_s,2表示C2类标签回复的单一时隙数目，n_s为C2和C3两类标签回复的单一时隙总数目，n₂表示C2类标签的总数目，n表示C2和C3两类标签的总数，哈希后，得到C2、C3两类标签回复的成功单一时隙，即获得n_s,2，n_s的值，而n是阅读器已知的理论值，则由公式获得n₂的值，将n₂的值与C2类标签的原始数目进行比较，得出的差值即为C2类标签的丢失数目，进而计算两者比例，即为C2类标签的丢失率。

本发明提出的基于类别的标签丢失率检测方法首先基于类别，根据类别ID，对阅读器扫描范围内的所有标签进行分类；其次，侧重于丢失率，从宏观上把握每一类的丢失情况，而不仅仅局限于零散的数量；最后，不依据每轮每帧每个时隙的成功回复来统计，而是用小部分成功时隙的回复来估算整体情况，直到结果落在设定的置信区间内，不仅保证了精度，大幅度节省了时间，提高了效率，而且具有实际意义，可操作性强。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于类别的标签丢失率检测方法流程图；

图2为本发明实施例提供的阅读器扫描范围内的标签的分组情况示意图；

图3为本发明实施例提供的三个分组中标签丢失数目的条形示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的基于类别的标签丢失率检测方法流程图。

本实施例中基于类别的标签丢失率检测方法具体包括如下步骤：

S101、根据类别ID，对阅读器自身扫描范围内的所有标签进行分组。

阅读器对自身扫描范围内的所有标签发出请求命令，该请求命令携带的参数包括哈希种子r和预设分组数W，等待标签回复；标签根据自己的类别ID、哈希种子r、预设分组数W进行哈希，哈希到不同的组，而后进行回复确认。同一类别的标签，类别ID相同，会哈希到同一分组；因为类别数大于分组数，所以至少存在一个分组包含至少两种类别的标签。其中，所述预设分组数W为根据标签总数、标签类别数在内的相关参数实验后计算得出，它的值保证了时间最优。需要说明的是，为了预知应有的回复情况，后台服务器或阅读器已经预先根据哈希种子r和类别ID对阅读器自身扫描范围内的所有标签的分类回复情况进行统计，可参考该统计数据预知应有的回复情况。如图2所示，阅读器的自身扫描范围内存在C1至C7七类标签，七类标签根据自己的类别ID哈希到三个组。在Group1即第一组中包含了C5、C6、C7三类标签，在Group2即第二组中包含了C2、C3两类标签，在Group3即第三组中包含了C1、C4两类标签。其中，预设分组数W为3是根据实际情况进行实验后得出的；第一组中的类别数3是标签根据哈希种子r、类别ID、预设分组数W共同作用并回复后得出。

S102、基于分组和类别，利用局部估算整体的方法检测每组标签的丢失数目、丢失率，将检测出的每组标签的丢失数目与预设门限值进行比较，若小于预设门限值，则该组休眠，不参与以后每轮的回复，若大于预设门限值，则进入下一轮检测，直至检测出的标签丢失率的精度落入预设置信区间。

如图3所示，301为第一组中标签的丢失数目条形图，302为第二组中标签的丢失数目条形图，303为第三组中标签的丢失数目条形图，λ为预设门限值，M为标签的丢失数。第一组中标签的丢失数目小于预设门限值，该组休眠，不参与以后每轮的回复。第二组和第三组中标签的丢失数目大于预设门限值，重点检测。利用局部估算整体的方法检测每组标签的丢失数目、丢失率，具体包括：以第二组为例，令n_s,2表示C2类标签回复的单一时隙数目，n_s为C2和C3两类标签回复的单一时隙总数目，n₂表示C2类标签的总数目，n表示C2和C3两类标签的总数，哈希后，得到C2、C3两类标签回复的成功单一时隙，即获得n_s,2，n_s的值，而n是阅读器已知的理论值，则由公式获得n₂的值，将n₂的值与C2类标签的原始数目进行比较，得出的差值即为C2类标签的丢失数目，进而计算两者比例，即为C2类标签的丢失率。对于每轮的检测结果，其精度应落入预设置信区间，若不满足精度要求，则进入下一轮检测，直至检测出的标签丢失率的精度落入预设置信区间。对于最终的结果，还可以打乱分组情况，去除已休眠的分组，重新检测。

本发明的技术方案首次运用到标签丢失问题中，避开了传统方法中识别检测每个时隙的复杂过程。本发明忽略了冲突时隙，设计简单，由此引发的误差通过设置置信区间给予解决。实验证明，本发明能有效检测各类物品的丢失率，效率高，且实际意义重大。与传统标签丢失率检测方法相比，本发明优点如下：一、解决的问题为实际生活中的问题，不局限于理论上的构建问题。二、基于分组和类别，着重丢失率的检测，从宏观上考虑丢失情况，而不局限于检测某一个标签的丢失。三、采用局部估算整体，取成功单一时隙数目进行估算，避开传统的冲突问题，引入置信区间保证了精度。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种基于类别的标签丢失率检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于类别的标签丢失率检测方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：阅读器对自身扫描范围内的所有标签发出请求命令，该请求命令携带的参数包括哈希种子r和预设分组数W，等待标签回复；标签根据自己的类别ID、哈希种子r、预设分组数W进行哈希，哈希到不同的组，而后进行回复确认。

3.根据权利要求2所述的基于类别的标签丢失率检测方法，其特征在于，所述步骤A中类别ID相同的标签哈希后在同一分组，且至少存在一个分组包含至少两种类别的标签。

4.根据权利要求1所述的基于类别的标签丢失率检测方法，其特征在于，所述步骤A之前还包括：后台服务器或阅读器根据哈希种子r和类别ID对阅读器自身扫描范围内的所有标签的分类回复情况进行统计，即可参考该统计数据预知应有的回复情况。

5.根据权利要求1所述的基于类别的标签丢失率检测方法，其特征在于，所述步骤B中基于分组和类别，利用局部估算整体的方法检测每组标签的丢失数目、丢失率，具体包括：以待检测分组中包括C2、C3两类标签为例，令n_s,2表示C2类标签回复的单一时隙数目，n_s为C2和C3两类标签回复的单一时隙总数目，n₂表示C2类标签的总数目，n表示C2和C3两类标签的总数，哈希后，得到C2、C3两类标签回复的成功单一时隙，即获得n_s,2，n_s的值，而n是阅读器已知的理论值，则由公式获得n₂的值，将n₂的值与C2类标签的原始数目进行比较，得出的差值即为C2类标签的丢失数目，进而计算两者比例，即为C2类标签的丢失率。