CN105718834B - 一种消除识别盲区的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种消除识别盲区的方法，其包括：将待识别的目的区域合理布置参考标签并进行编号；由阅读器选择若干个参考标签组成一个集合，通过对这个集合中标签的识别，确定先后要启动的天线次序；从已知参考标签集合中每个标签的位置和阅读器天线集合中每个天线的位置，选择一根天线作为将启用的天线；使用所选择的天线先对标签集合中的每个参考标签依次进行识别，并记录识别的标签集合及未识别的标签集合，选择标签集合不为空的天线对待识别的标签进行识别；进行下一轮识别，直至所有的参考标签都被识别完毕。本发明构思合理，步骤简单，具有较强的抗干扰能力和金属环境适应性，识别效率较高。

Description

一种消除识别盲区的方法
技术领域
本发明涉及射频识别技术领域，尤其涉及一种消除识别盲区的方法。
背景技术
射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)是通过射频方式进行非接触双向数据通信，对标签加以识别并获取相关数据的系统。它对网络、生活、经济、文化、军事等诸多方面产生了深远影响，成为继Internet和无线移动通信之后又一个重要技术。
由于高频RFID技术具有识别距离远，标签识别能力强的特点，因而在工业生产自动化及控制领域受到了广泛的关注，RFID技术在汽车生产线中的应用是目前此较热门的应用之一。很多汽车制造商将RFID技术应用于汽车生产线上，对整车及零部件的生产进行质量监控和流程管理，以改善提高生产线上的生产效率、改进生产方式、节约生产成本，并取得了较好的应用效果。但是，一方面，由于汽车生产现场的电气设备(如电机、电焊机等)，会产生大量的电磁辐射，形成较强的电磁干扰；另一方面，因为汽车生产现场的金属件多且分布复杂，会形成对信号的吸收和散射。由此，使得RFID工作的电磁环境极其恶劣，严重影响了RFID系统工作的可靠性，出现了某个电子标签甚至于多个电子标签无法被正确识别的现象。因此，如何提高RFID系统在汽车生产线中识别可靠性是一个非常重要的研究课题。
目前，RFID阅读器大多使用单个天线，如果工作在超高频频段，由于盲区以及干扰的影响比较大，就难以保证多标签识别的可靠性。为此Chaves等人引入了参考标签的概念，提出了在阅读区域合理部署多个参考标签，并根据这些参考标签的识别情况来估计识别的可靠性的方法。如果不是所有的参考标签被识别，则表明识别过程中出现了不可靠性因素，整个识别结果不可靠，需重新进行识别，即以重复识别的方式来提高RFID系统的可靠性。
而仲元昌等在《多天线UHF RFID标签阅读器的多标签识别优化算法》提出了一种通过增加天线个数，以增强覆盖效果、减少识别盲区、增强多标签识别可靠性的RFID多天线识别模式。标签阅读器具有多个天线，分别对电子标签进行识别，每个标签能否被识别是相互独立的。
Chaves所述方法，当参考标签没有被完全识别时，采用对所有标签都重新识别的方法，识别效率底下。由于是单天线，存在反复识别多次，甚至无法完成识别过程的问题。
仲元昌文章所述方法有了较大进步，但各天线的识别是相互独立的，标签存在被多个天线分别识别多次的情况，造成时间和能耗的大量浪费；另一方面，为了实现系统识别的高可靠性，参考标签的数目不能太少，而参考标签与实际标签放在一起识别，大大增加碰撞几率，使得识别效率变得很低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供丁一种构思合理，采用多天线标签识别模式，具有较强的抗干扰能力和金属环境适应性，能提高RFID阅读器的识别率以及系统识别可靠性，消除了冗余的识别过程，使得识别效率大大提高的消除识别盲区的方法。
本发明的技术方案如下：
上述的消除识别盲区的方法，具体包括以下步骤：(1)将待识别的目的区域合理布置参考标签并进行编号；(2)由阅读器选择若干个参考标签组成一个集合，通过对这个集合中标签的识别，确定先后要启动的天线次序；(3)从已知参考标签集合中每个标签的位置和阅读器天线集合中每个天线的位置，选择一根天线作为将启用的天线；(4)使用所选择的天线先对标签集合中的每个参考标签依次进行识别，并记录识别的标签集合及未识别的标签集合，选择标签集合不为空的天线对待识别的标签进行识别；(5)转至步骤(3)进行下一轮识别，直至所有的参考标签都被识别完毕。
所述消除识别盲区的方法，其中：所述步骤(1)是使用多天线阅读器，将多天线阅读器的天线也设置在区域的不同地点，并进行编号。
所述消除识别盲区的方法，其中：所述步骤(3)是选择一根天线，使得它到标签集合中所有参考标签的距离和最小，作为将启用的天线。
所述消除识别盲区的方法，其中：所述步骤(3)中参考标签在指定区域均匀分布，相当于一个参考标签代表一个小的区域，如果阅读器的某个天线可以识别该参考标签，就认为该小区域内的所有可能的标签都可以被这根天线识别；如果依次选择若干根天线，就可将这些参考节点都识别出来。
所述消除识别盲区的方法，其中：所述步骤(4)对所述参考标签的识别是直接根据所述参考标签的编号进行查询，所述参考标签接收信号后，自己的编号应答一下，不需继续获取完整的EPC码，以快速的检测哪些参考标签可以被识别。
所述消除识别盲区的方法，其中：所述步骤(4)中是使用同一根天线对当前待识别的标签集合进行识别。
有益效果：
本发明消除识别盲区的方法构思合理，流程简单，通过增加标签天线个数，并对参考标签进行合理部署，通过依次启动多根天线完成对实际标签的识别；其中通过将参考标签与实际标签分别识别，对参考标签针对其编号直接识别，对于实际标签则采用标准协议进行识别，消除了参考标签对实际识别的干扰；每一根新启用的天线只针对当前待识别的参考标签和实际标签，消除了冗余的识别过程，使得识别效率大大提高。同时，多天线标签识别模式，具有较强的抗干扰能力和金属环境适应性，能提高RFID阅读器的识别率以及系统识别的可靠性，为RFID系统的可靠性应用开辟了新途径。
具体实施方式
本发明消除识别盲区的方法，具体包括以下步骤：
S010、将待识别的目的区域合理布置参考标签，并对这些标签进行编号(RefT1，RefT2，…，RefTn)；使用多天线阅读器，将其天线(At1，At2，…，Atm)也设置在区域的不同地点，并进行编号。
这些参考标签在指定区域均匀分布，相当于一个参考标签代表一个小的区域，如果阅读器的某个天线(Ati)可以识别该参考标签，就认为该小区域内的所有可能的标签都可以被这根天线识别。如果依次选择若干根天线{At1’，At2’，…，Ats’}，就可以将这些参考节点都识别出来，这就是识别标签先后启动的天线次序。本发明设法得到所用的天线数量最少的序列，这样可以使得识别效率最好，同时也最节省能量消耗。
S020、进一步阅读器选择若干个参考标签组成一个集合T，通过对这个集合中标签的识别，确定先后要启动的天线次序。
在实际应用中，根据不同的场景和情况，不一定每次都要使用所有的参考标签，如果当前环境干扰较少，就可以只选择一部分参考标签。
例如在如下矩形区域内设置参考标签：
根据实际情况要求，可以选择如下参考标签作为待识别的集合。
下面通过对这个待识别参考标签集合中标签的识别，确定要启动的天线次序。
S030、参考标签集合T中每个标签的位置都是已知的，阅读器天线集合A中每个天线的位置也是已知的，从中选择一根天线(Ak)，使得它到T中所有参考标签的距离和最小，作为将启用的天线。
设这s个参考标签的位置为TPos1，TPos2，…，TPoss，t个天线的位置为APos1，APos2，…，APost。选择一根天线，使得：
S040、使用所选择的天线先对集合T中的每个参考标签依次进行识别，并记录识别的标签(集合T1)及未识别的标签(集合T2)；如果T1集合不为空，则使用这跟天线对待识别的标签(这里指实际标签)进行识别。
上述步骤(4)对参考标签采用特殊的识别方法，即直接根据参考标签的编号进行查询，标签接收信号后，自己的编号应答一下，而不需要继续获取完整的EPC码。这样就可以快速的检测哪些参考标签可以被识别。使用同一根天线(Ak)对当前未识别的实际标签集合Tr进行识别，这里一般采用标准的EPC Global Q参数方法。并记录识别出的标签集合为Tr1，未识别出的集合为Tr2。
S050、令当前未识别的参考标签为T(即T＝T2)，当前未启用的天线集合为A(即A＝A-Ak)，当前未识别的实际标签集合为Tr(即Tr＝Tr2)，转至步骤3进行下一轮识别，直至所有的参考标签都被识别完毕。
每个参考标签对应一块区域，即可认为该参考标签被识别，意味着这块小区域的所有实际标签也可以被识别出来；依次启动若干根天线将所有参考标签识别完毕，则所有实际标签也被识别出来。
本发明构思合理，采用多天线标签识别模式，具有较强的抗干扰能力和金属环境适应性，能提高RFID阅读器的识别率以及系统识别可靠性，消除了冗余的识别过程，使得识别效率大大提高。

Claims (6)

1.一种消除识别盲区的方法，其特征在于，具体包括以下步骤:
(1)将待识别的目的区域合理布置参考标签并进行编号；
(2)由阅读器选择若干个参考标签组成一个集合，通过对这个集合中标签的识别，确定先后要启动的天线次序；
(3)从已知参考标签集合中每个标签的位置和阅读器天线集合中每个天线的位置，选择一根天线作为将启用的天线，使得这根天线到参考标签集合中所有参考标签的距离和最小；
(4)使用所选择的天线先对标签集合中的每个参考标签依次进行识别，并记录识别的标签集合及未识别的标签集合，选择标签集合不为空的天线对待识别的标签进行识别；
(5)转至步骤(3)进行下一轮识别，直至所有的参考标签都被识别完毕。
2.如权利要求1所述的消除识别盲区的方法，其特征在于：所述步骤(1)是使用多天线阅读器，将多天线阅读器的天线也设置在区域的不同地点，并进行编号。
3.如权利要求1所述的消除识别盲区的方法，其特征在于：所述步骤(3)是选择一根天线，使得它到标签集合中所有参考标签的距离和最小，作为将启用的天线。
4.如权利要求1所述的消除识别盲区的方法，其特征在于：所述步骤(3)中参考标签在指定区域均匀分布，相当于一个参考标签代表一个小的区域，如果阅读器的某个天线可以识别该参考标签，就认为该小区域内的所有可能的标签都可以被这根天线识别；如果依次选择若干根天线，就可将这些参考节点都识别出来。
5.如权利要求1所述的消除识别盲区的方法，其特征在于：所述步骤(4)对所述参考标签的识别是直接根据所述参考标签的编号进行查询，所述参考标签接收信号后，自己的编号应答一下，不需继续获取完整的EPC码，以快速的检测哪些参考标签可以被识别。
6.如权利要求1所述的消除识别盲区的方法，其特征在于：所述步骤(4)中是使用同一根天线对当前待识别的标签集合进行识别。
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