CN108921238A - 一种尾码长度可调的单阅读器识别rfid标签的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种尾码长度可调的单阅读器识别RFID标签的方法，本发明采用尾码长度调整算法，根据短时间内尾码出现的次数进行调整，若短时间内尾码出现两次，表明当前信号区内至少有两个标签的尾码相同，容易造成RFID标签的漏读，尾码长度在原长度基础上加1；若短时间内没有标签尾码相同的情况发生，则尾码长度在原长度基础上减1，将尾码调整后的新尾码存储在阅读器的程序寄存器中，节约了时间，本发明方法特别适用于中小型仓库中标签的识别，该方法解决了中小型仓库RFID标签识别存在的RFID系统使用成本较高、标签漏读现象严重、尾码通信时间开销过大的问题、RFID阅读器需要增加识别完所有RFID标签的时间的技术问题，本发明适用于中小型仓库中，应用前景广。
Description
技术领域
本发明涉及一种尾码长度可调的单阅读器识别RFID标签的方法，属于射频身份识别技术（RFID）领域。
背景技术
目前对于中小型仓库环境下的RFID标签的识别都是采用多阅读器联合识别（多阅读器系统）的方式，通过多阅读器系统，仓库管理者可以对库存进行快速的货物盘点。然而，多阅读器RFID系统的特点是需要部署很多的阅读器，这是为了避免识别区域内出现信号盲区，这对于中小型仓储企业和商店来说是笔很大的开支，如果能实现使用单个移动的RFID阅读器识别标签，这将有效的减小RFID系统使用者的系统使用成本，因此，实现中小型仓库环境下单阅读器移动识别RFID标签的方法是很有意义的。
通过对现有专利及相关技术的检索发现，已有的中小型仓库环境下单阅读器移动识别RFID标签的方法不能调整尾码（RFID标签ID号的尾码）的长度，当信号区内标签数量很大时，短尾码容易导致RFID标签漏读现象的加剧；而信号区内标签数量不是很大，长尾码则会浪费很多读新标签的时间，这些情况都会导致标签丢失率的增加等价于RFID阅读器识别完所有RFID标签的时间会增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种尾码长度可调的单阅读器识别RFID标签的方法，该方法解决了中小型仓库RFID标签识别存在的四个技术问题：1）RFID系统使用成本较高；2）标签漏读现象严重；3）尾码通信时间开销过大的问题；4）RFID阅读器需要增加识别完所有RFID标签的时间，本发明方法解决了上述技术问题，节约了时间和成本，本发明方法特别适用于中小型仓库中标签的识别。
本发明的技术方案如下：一种尾码长度可调的单阅读器识别RFID标签的方法，具体步骤如下：
（1）RFID系统的使用者手持RFID阅读器在RFID标签待识别区域内移动，RFID阅读器发布帧开始命令，信号区内的标签收到该命令后随机选择一个时隙数作为发送数据的时间；
（2）时隙轮询环节：标签在它选择的时隙内发送其ID号的初始尾码给阅读器，阅读器在该时隙内有以下三种应答方式：
①无应答，即RFID信号区内所有标签都没有选择当前时隙与阅读器通信，则RFID阅读器继续轮询下一个时隙；
②多尾码应答，即RFID信号区内多个标签选择当前时隙与阅读器通信，则阅读器不能读到任何有用的信息，则RFID阅读器继续轮询下一个时隙；
③单尾码应答，即RFID信号区内只有唯一的标签选择当前时隙与阅读器通信，此时阅读器有以下两种应答情况：
i）若RFID阅读器读取到的尾码没有出现在尾码表中，则RFID阅读器发布读该标签剩余码的命令，标签将剩余码发送至RFID阅读器中，然后RFID阅读器继续轮询下一个时隙；
ii）若RFID阅读器读取到的尾码已经出现在尾码表中，则该尾码称为重复尾码，则RFID阅读器发布读取该重复尾码的命令或不读取该重复尾码的命令，且若该重复尾码出现的时隙在全时隙段的前1/3时隙内时，则RFID阅读器发布读该标签剩余码的命令，若该重复尾码出现的时隙在全时隙段的后2/3时隙内时，则RFID阅读器发布不读该标签剩余码的命令，解决漏读标签的问题，然后RFID阅读器执行以下尾码长度调整算法：
若阅读器在短时间内收到同一尾码的次数为2次以上，则RFID阅读器命令该尾码的长度加1，再次读取加1后的尾码，并将尾码长度加1后的长度值存储在RFID阅读器的程序寄存器tai_len中；
若阅读器在短时间内收到同一尾码的次数为1次且上一次读取该尾码时尾码长度未加1，则此时命令该尾码的长度减1，再次读取减1后的尾码，并将尾码长度值存储在阅读器的程序寄存器tai_len中；
若阅读器在短时间内收到同一尾码的次数为1次且上一次读取该尾码时尾码长度加1，则此时该尾码的长度不修改；
阅读器执行尾码长度调整算法后，再继续处理下一个时隙；
（3）所有时隙轮询完后，RFID阅读器开始一个新的帧，跳转至步骤（1），直至RFID系统的使用者关闭RFID阅读器。
所述步骤（2）中阅读器以帧时隙ALOHA的方式接收标签发送来的尾码。
所述步骤（2）中时隙的范围为0~127，初始尾码长度为16。
所述步骤（2）尾码调整算法中，调整后的最大尾码长度为32，最小尾码长度为16。
所述尾码表存储已识别RFID标签的尾码，包括两列：尾码、短时间内尾码出现次数。
本发明方法的工作原理如下：RFID阅读器以帧时隙ALOHA的方式接收标签发送来的尾码（RFID标签ID号的尾码），当尾码为全新尾码，则阅读器发布读标签剩余码命令，否则，继续下一个时隙。根据尾码在短时间内出现的次数来判断尾码长度是否适合。若短时间内（近似于阅读器没有移动）尾码出现两次，这表明当前信号区内至少有两个标签的尾码相同，证明尾码长度过短，容易造成RFID标签的漏读，尾码长度在原长度基础上加1；若短时间内没有标签尾码相同的情况发生，则认为尾码长度过长，尾码长度在原长度基础上减1。
本发明的有益效果是：
（1）本发明能够大幅度节约RFID系统使用者使用RFID系统的成本，且可以用更少的时间识别完中小型仓库内的RFID标签。
（2）本发明方法解决了RFID系统使用成本较高、标签漏读现象严重、尾码通信时间开销过大的问题。
附图说明
图1为本发明实施例1中单阅读器识别RFID标签的方法的场景示意图；
图2为本发明方法与传统方法的标签识别技术在标签丢失率上的性能对比图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1单阅读器识别RFID标签的方法的场景示意图所示，图中虚线为阅读器的信号区范围，RFID系统使用者手持RFID阅读器在该仓库中对贴有RFID标签的货物进行盘点操作，通过系统使用者在该仓库中的移动，仓库内所有RFID标签有机会进入阅读器信号区内，具体步骤如下：
（1）RFID系统的使用者手持RFID阅读器在RFID标签待识别区域内移动，RFID阅读器发布帧开始命令，信号区内的标签收到该命令后随机选择一个时隙数作为发送数据的时间，其中时隙范围为0~127；
（2）时隙轮询环节：在时隙0~127范围内，标签在它选择的时隙内发送其ID号的初始尾码给阅读器，且初始尾码的长度为16，阅读器在该时隙内有以下三种应答方式：
①无应答，即RFID信号区内所有标签都没有选择当前时隙与阅读器通信，则RFID阅读器继续处理下一个时隙；
②多尾码应答，即RFID信号区内多个标签选择当前时隙与阅读器通信，则阅读器不能读到任何有用的信息，则RFID阅读器继续处理下一个时隙；
③单尾码应答，即RFID信号区内只有唯一的标签选择当前时隙与阅读器通信，此时阅读器有以下两种应答情况：
i）若RFID阅读器读取到的尾码没有出现在尾码表中，则RFID阅读器发布读该标签剩余码的命令，标签将剩余码发送至RFID阅读器中，然后RFID阅读器继续处理下一个时隙；
ii）若RFID阅读器读取到的尾码已经出现在尾码表中，则该尾码称为重复尾码，则RFID阅读器发布读取该重复尾码的命令或不读取该重复尾码的命令，且若该重复尾码出现的时隙在为全时隙段的前1/3时隙内时，则RFID阅读器发布读该标签剩余码的命令，若该重复尾码出现的时隙在为全时隙段的后2/3时隙内时，则RFID阅读器发布不读该标签剩余码的命令，然后RFID阅读器执行以下尾码长度调整算法：
若阅读器在100时隙内收到同一尾码的次数为2次以上，则RFID阅读器命令该尾码的长度加1，再次读取加1后的尾码，并将尾码长度加1后的长度值存储在RFID阅读器的程序寄存器tai_len中，且尾码长度最长为32位；
若阅读器在100时隙内收到同一尾码的次数为1次且上一次读取该尾码时尾码长度未加1，则此时命令该尾码的长度减1，再次读取减1后的尾码，并将尾码长度值存储在阅读器的程序寄存器tai_len中，且尾码长度最小为16位；
若阅读器在100时隙内收到同一尾码的次数为1次且上一次读取该尾码时尾码长度加1，则此时该尾码的长度不修改；
阅读器执行尾码长度调整算法后，再继续处理下一个时隙；
（3）所有128个时隙轮询完后，RFID阅读器开始一个新的帧，跳转至步骤（1），直至RFID系统的使用者关闭RFID阅读器。
阅读器以帧时隙ALOHA的方式接收标签发送来的尾码。
所述尾码表存储已识别RFID标签的尾码，包括两列：尾码、100时隙内尾码出现次数。
从图1可以发现，如果采用多RFID阅读器系统，仓库内大概需要安装8个阅读器，这大幅度增加了RFID系统使用的成本，而采用本发明方法只需使用一台阅读器，降低了成本，且节约了时间。
对本实施例1进行仿真实验：本仓库内的RFID标签数为10000个，标签随机放置在仓库内，仓库长度为阅读器信号区半径的8倍，仓库宽度为阅读器信号区半径的3倍，帧长为128，图2给出了本发明尾码长度可调标签识别方法和原有尾码长度不可调的标签识别方法在标签丢失率的性能对比。仿真实验结果显示本发明所建议的采用尾码长度可调的RFID标签识别技术使得阅读器在中小型仓库仿真环境中只需要移动2圈就可以完全识别（标签丢失率为0）仓库中的所有RFID标签，而采用尾码长度不可调的RFID标签识别机制则需要阅读器移动3圈才能完成识别任务，这相当于与原有的尾码不可调的中小型仓库环境下单阅读器移动识别RFID标签的方法比较，本发明方法识别标签识别效率提高了33.33%。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种尾码长度可调的单阅读器识别RFID标签的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）RFID系统的使用者手持RFID阅读器在RFID标签待识别区域内移动，RFID阅读器发布帧开始命令，信号区内的标签收到该命令后随机选择一个时隙数作为发送数据的时间；
（2）时隙轮询环节：标签在它选择的时隙内发送其ID号的初始尾码给阅读器，阅读器在该时隙内有以下三种应答方式：
①无应答，即RFID信号区内所有标签都没有选择当前时隙与阅读器通信，则RFID阅读器继续处理下一个时隙；
②多尾码应答，即RFID信号区内多个标签选择当前时隙与阅读器通信，则阅读器不能读到任何有用的信息，则RFID阅读器继续处理下一个时隙；
③单尾码应答，即RFID信号区内只有唯一的标签选择当前时隙与阅读器通信，此时阅读器有以下两种应答情况：
i）若RFID阅读器读取到的尾码没有出现在尾码表中，则RFID阅读器发布读该标签剩余码的命令，标签将剩余码发送至RFID阅读器中，然后RFID阅读器继续处理下一个时隙；
ii）若RFID阅读器读取到的尾码已经出现在尾码表中，则该尾码称为重复尾码，则RFID阅读器发布读取该重复尾码的命令或不读取该重复尾码的命令，且若该重复尾码出现的时隙在全时隙段的前1/3时隙内时，则RFID阅读器发布读该标签剩余码的命令，若该重复尾码出现的时隙在全时隙段的后2/3时隙内时，则RFID阅读器发布不读该标签剩余码的命令，然后RFID阅读器执行以下尾码长度调整算法：
若阅读器在短时间内收到同一尾码的次数为2次以上，则RFID阅读器命令该尾码的长度加1，再次读取加1后的尾码，并将尾码长度加1后的长度值存储在RFID阅读器的程序寄存器tai_len中；
若阅读器在短时间内收到同一尾码的次数为1次且上一次读取该尾码时尾码长度未加1，则此时命令该尾码的长度减1，再次读取减1后的尾码，并将尾码长度值存储在阅读器的程序寄存器tai_len中；
若阅读器在短时间内收到同一尾码的次数为1次且上一次读取该尾码时尾码长度加1，则此时该尾码的长度不修改；
阅读器执行尾码长度调整算法后，再继续处理下一个时隙；
（3）所有时隙轮询完后，RFID阅读器开始一个新的帧，跳转至步骤（1），直至RFID系统的使用者关闭RFID阅读器。
2.根据权利要求1所述的尾码长度可调的单阅读器识别RFID标签的方法，其特征在于：所述步骤（2）中阅读器以帧时隙ALOHA的方式接收标签发送来的尾码。
3.根据权利要求1所述的尾码长度可调的单阅读器识别RFID标签的方法，其特征在于：所述步骤（2）中时隙的范围为0~127，初始尾码长度为16。
4.根据权利要求1所述的尾码长度可调的单阅读器识别RFID标签的方法，其特征在于：所述步骤（2）尾码调整算法中，调整后的最大尾码长度为32，最小尾码长度为16。
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