CN107239809A - 一种基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法，包括标签读取、时间槽分配、冲突控制、过滤向量，标签验证等。其中，该方法主要分为三个阶段：时间槽分配阶段、过滤向量生成阶段及标签验证阶段。在时间槽分配阶段，使用帧向量和哈希函数计算每一个标签选中的时间槽，组成初始向量A；在过滤向量生成阶段，首先复制初始向量A，将复制的向量A进行冲突过滤和哈夫曼编码，形成过滤向量V；在标签验证阶段，询问标签并依据标签的回复状态判断标签是否存在或丢失。本发明可为大型手持式射频识别标签检测系统提供快速高效的解决策略，提高了标签的检测效率，减少了识别时间。

Description

一种基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法
技术领域
本发明涉及仓储及商场货品管理领域，具体涉及一种基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法。
背景技术
近年来，随着我国电子商务的快速发展，越来越多的人开始选择在网上购买商品，促使了物流行业的繁荣发展。与此同时，在商品购买高峰期，人们购买的大量货物存放在物流公司的仓库中，人工查验货物清单效率十分低下，造成了严重的仓库货品积压、损坏或丢失。同样，在大型超市和商场等领域，商品管理员也需要对商品进行分类，查验其是否存在或丢失等；在图书馆中，大量的书籍需要被标识和分类，并定期检查其丢失情况。如果都使用传统的人工查验管理方式，不仅工作量巨大，而且容易出现工作人员疏忽而导致货品监控结果不准确的情况，造成货品或图书管理资金的浪费。
使用射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)对货物进行盘点是一种新型的货物盘点方法。其原理是将记录有物品标识的射频识别标签附着在物品表面，然后使用射频识别读写器以无线通讯方法读取该物品标识信息。由于射频识别标签造价十分低廉，因此在大型仓储货物管理中使用非常广泛。该方法可以利用静态读写器或手持式读写器进行实现。与使用静态读写器的盘点系统相比，手持式射频识别盘点系统需要的读写器更少，无需考虑读写器的安装位置，无需考虑读写器之间的干扰，因此更容易适用于多种应用。传统的静态射频识别盘点系统假定读取范围内的标签情况是已知的，这在手持式射频识别盘点系统中由于读写器位置的不固定而不再成立。本发明将设计一种新的方法来提高基于手持式射频识别读写器的盘点系统的工作效率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法。
本发明采用手持式射频识别读写器进行信号传输及控制，实时监测射频识别标签回复的信号，对信号进行分析，识别并判断射频识别标签是否存在。
本发明基于的系统包括一个手持式射频识别读写器和一个包含大量射频识别标签的集合(N’)。N’是未知的，但一个包含了N’的集合N是已知的。N的大小远大于N’。标签用于选择时间槽的哈希函数对读写器是已知的。
为解决上述技术问题本发明采用如下的技术方案：
一种基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法，其特征是，包括：将标签盘点过程划分为主要的四个阶段：
时间槽分配步骤：将帧划分为一定数量的时间槽，每一标签通过公式Ht(r)％f计算得到应的时间槽，构成分配向量A；
过滤向量生成步骤：根据时间槽冲突情况，将向量A中元素值大于1的时间槽标记为m；之后对A进行哈夫曼编码，形成过滤向量V，如果A(i)＝0，则V(i)编码为“00”，如果A(i)＝1，则V(i)编码为“01”，如果A(i)＝m，则V(i)编码为“1”。
标签验证步骤：依据标签的所选择的时间槽和过滤向量V进行标签验证，当标签t被分配到第j个时间槽(即j＝Ht(r)％f)，如果V(j)＝1，则标签t的状态变为“静默”。如果V(j)＝m，则标签t不改变其当前的状态。
标签状态判定步骤：读写器接收每一时间槽中的标签回复信息，与分配向量A进行比较，，对于第i个时间槽中收到的回复标签数s，标签状态判断如下：
如果A(i)＝1，s＝1，则第i个时间槽中的唯一标签标识为存在。
如果A(i)＝1，s＝0，则第i个时间槽中的唯一标签标识为丢失。
如果A(i)＝m，s＝0,则第i个时间槽中的所有标签标识为丢失。
如果A(i)＝m，s>0，则没有标签被识别。
在上述的一种基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法，时间槽分配步骤中，具体的操作方法是：读写器首先生成随机数r和帧长f。然后读写器对每一个标签t∈N，计算其选择的时间槽。计算公式为：Ht(r)％f，其中Ht(*)是标签t用于计算时间槽所用的哈希函数。综合所有时间槽的标签选择情况，读写器得到长度为f的分配向量A。A(i)为向量A中的第i个元素，表示被分配到当前帧的第i个时间槽的标签数目。我们使用列表L来存储具体的标签的选择情况，L(i)表示被分配到第i个时间槽的所有标签标识。
在上述的一种基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法，标签验证步骤中，具体的操作方法是：读写器将随机数r，帧长f以及向量V广播给读写器通讯区域中的标签。每一个实际存在的标签t通过公式s＝Ht(r)％f计算所分配的时间槽，并将向量V按照哈夫曼进行解码。具体的解码是将“00”解码为0，“01”解码为1，“1”解码为m。标签t通过计算在向量V的第s个时间槽之前的非0的时间槽的数目，将该数目作为其回复的时间槽。如图1所示，标签t0在第一个时间槽进行回复，因为在其分配的时间槽前面没有任何非0的时间槽；t4、t5及t6将在第三个时间槽回复，因为在其分配的时间槽前面有一个预期的值为1的时间槽和一个值为m的时间槽。每一个标签使用一个短消息而不是标签ID进行回复。
在上述的一种基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法，标签验证步骤中，在消息回复之后，对标签的操作依赖于它们在向量V中的值。假设标签t被分配到第j个时间槽(即j＝Ht(r)％f)，如果V(j)＝1，则标签t将它的状态变为“静默”，并且它将不参与之后所有的识别过程。如果V(j)＝m，则标签t不改变其现在的状态，并且其仍然将参与之后的识别过程。
在上述的一种基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法，只有预期的值为1的时间槽和值为m的时间槽才存在于快速盘点方法中，并且来自预期的标签集N中的所有标签都会被标识为存在或丢失，整个方法步骤重复执行直到集合N中的标签被全部识别为止。
附图说明
图1是本方法中的向量构造图。
具体实施方式
本发明所描述基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法在具体实施的过程中，主要包括以下四个步骤：
步骤1：时间槽分配
如图1a)所示，在时间槽分配阶段中，读写器首先生成随机数r和帧长f。然后读写器对每一个标签t∈N，计算其选择的时间槽。计算公式为：Ht(r)％f，其中Ht(*)是标签t用于计算时间槽所用的哈希函数。综合所有时间槽的标签选择情况，读写器得到长度为f的分配向量A。A(i)为向量A中的第i个元素，表示被分配到当前帧的第i个时间槽的标签数目。我们使用列表L来存储具体的标签的选择情况，L(i)表示被分配到第i个时间槽的所有标签标识。
步骤2：生成过滤向量
如图1b)所示，在过滤向量生成阶段，我们将向量A中所有元素大于1的值赋值为m，我们可以从图1b)中看到相关的变化。在此之后，我们构造一个过滤向量V，过滤向量V首先通过向量A进行初始化，之后改变为哈夫曼编码格式。如图1c)所示，m被编码为“1”，0被编码为“00”，1被编码为“01”。
步骤3：标签验证
在标签验证阶段，读写器将随机数r，帧长f以及向量V广播给读写器通讯区域中的标签。每一个实际存在的标签t通过公式s＝Ht(r)％f计算所分配的时间槽，并将向量V按照哈夫曼进行解码。具体的解码是将“00”解码为0，“01”解码为1，“1”解码为m。标签t通过计算在向量V的第s个时间槽之前的非0的时间槽的数目，将该数目作为其回复的时间槽。如图1所示，标签t0在第一个时间槽进行回复，因为在其分配的时间槽前面没有任何非0的时间槽；t4、t5及t6将在第三个时间槽回复，因为在其分配的时间槽前面有一个预期的值为1的时间槽和一个值为m的时间槽。每一个标签使用一个短消息而不是标签ID进行回复。
在消息回复之后，对标签的操作依赖于它们在向量V中的值。假设标签t被分配到第j个时间槽(即j＝Ht(r)％f)，如果V(j)＝1，则标签t将它的状态变为“静默”，并且它将不参与之后所有的识别过程。如果V(j)＝m，则标签t不改变其现在的状态，并且其仍然将参与之后的识别过程。
步骤4：标签状态判定
读写器接收来自每一个时间槽中的标签所发送的回复信息，并与分配向量A进行比较。在第i个时间槽中，我们将收到标签回复的数目表示为s，存在以下情况：
如果A(i)＝1，s＝1，则第i个时间槽中的唯一标签标识为存在。
如果A(i)＝1，s＝0，则第i个时间槽中的唯一标签标识为丢失。
如果A(i)＝m，s＝0,则第i个时间槽中的所有标签标识为丢失。
如果A(i)＝m，s>0，则表示没有标签被识别。
可以看到只有预期的值为1的时间槽和值为m的时间槽才存在于该快速盘点方法中。
来自预期的标签集N中的所有标签都会被标识为存在或丢失，这个过程一直重复直到集合N中的标签被全部识别为止。所有的标签都将标识为丢失或者存在，那些存在的标签都是需要我们使用手持式射频识别读写器在询问域中进行识别的。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法，其特征是，包括：将标签盘点过程划分为主要的四个阶段：
时间槽分配步骤：将帧划分为一定数量的时间槽，每一标签通过公式Ht(r)％f计算得到应的时间槽，构成分配向量A；
过滤向量生成步骤：根据时间槽冲突情况，将向量A中元素值大于1的时间槽标记为m；之后对A进行哈夫曼编码，形成过滤向量V，如果A(i)＝0，则V(i)编码为“00”，如果A(i)＝1，则V(i)编码为“01”，如果A(i)＝m，则V(i)编码为“1”；
标签验证步骤：依据标签的所选择的时间槽和过滤向量V进行标签验证，当标签t被分配到第j个时间槽(即j＝Ht(r)％f)，如果V(j)＝1，则标签t的状态变为“静默”；如果V(j)＝m，则标签t不改变其当前的状态；
标签状态判定步骤：读写器接收每一时间槽中的标签回复信息，与分配向量A进行比较，，对于第i个时间槽中收到的回复标签数s，标签状态判断如下：
如果A(i)＝1，s＝1，则第i个时间槽中的唯一标签标识为存在；
如果A(i)＝1，s＝0，则第i个时间槽中的唯一标签标识为丢失；
如果A(i)＝m，s＝0,则第i个时间槽中的所有标签标识为丢失；
如果A(i)＝m，s>0，则没有标签被识别。
2.根据权利要求1所述的一种基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法，其特征是：时间槽分配步骤中，具体的操作方法是：读写器首先生成随机数r和帧长f；然后读写器对每一个标签t∈N，计算其选择的时间槽；计算公式为：Ht(r)％f，其中Ht(*)是标签t用于计算时间槽所用的哈希函数；综合所有时间槽的标签选择情况，读写器得到长度为f的分配向量A；A(i)为向量A中的第i个元素，表示被分配到当前帧的第i个时间槽的标签数目；我们使用列表L来存储具体的标签的选择情况，L(i)表示被分配到第i个时间槽的所有标签标识。
3.根据权利要求1所述的一种基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法，其特征是：标签验证步骤中，具体的操作方法是：读写器将随机数r，帧长f以及向量V广播给读写器通讯区域中的标签；每一个实际存在的标签t通过公式s＝Ht(r)％f计算所分配的时间槽，并将向量V按照哈夫曼进行解码；具体的解码是将“00”解码为0，“01”解码为1，“1”解码为m；标签t通过计算在向量V的第s个时间槽之前的非0的时间槽的数目，将该数目作为其回复的时间槽；如图1所示，标签t0在第一个时间槽进行回复，因为在其分配的时间槽前面没有任何非0的时间槽；t4、t5及t6将在第三个时间槽回复，因为在其分配的时间槽前面有一个预期的值为1的时间槽和一个值为m的时间槽；每一个标签使用一个短消息而不是标签ID进行回复。
4.根据权利要求1所述的一种基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法，其特征是：标签验证步骤中，在消息回复之后，对标签的操作依赖于它们在向量V中的值；假设标签t被分配到第j个时间槽(即j＝Ht(r)％f)，如果V(j)＝1，则标签t将它的状态变为“静默”，并且它将不参与之后所有的识别过程；如果V(j)＝m，则标签t不改变其现在的状态，并且其仍然将参与之后的识别过程。
5.根据权利要求1所述的一种基于手持式射频识别读写器的快速盘点方法，其特征是：只有预期的值为1的时间槽和值为m的时间槽才存在于快速盘点方法中，并且来自预期的标签集N中的所有标签都会被标识为存在或丢失，整个方法步骤重复执行直到集合N中的标签被全部识别为止。
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