CN109766733A - 一种基于唯一碰撞集的射频标签监控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于唯一碰撞集的射频标签监控方法，基于的系统为一个读写器和N个标签，标签的编号分别是0到N‑1，且读写器记录了标签的编号和ID信息之间的关联；本发明首先生成RFID标签唯一碰撞集，然后设置读写器识别标签的方法；经过实验，在标签ID为96比特时，本发明可以在一个时隙内识别3.7个标签，识别效率优于其他标签识别算法。

Description

一种基于唯一碰撞集的射频标签监控方法
技术领域
本发明属于无线射频识别技术领域，具体涉及一种基于唯一碰撞集的射频标签监控方法。
背景技术
在公共安全、物流、运输控制等众多领域中，对于物体的持续监控是十分重要的问题。例如监控工厂里的货物和图书馆里的图书。新兴的无线射频识别技术(RFID，RadioFrequency Identification)非常适合用来解决这个问题。RFID系统包括标签和读写器，具有无线通信、通信距离长、体积小、存储容量大、传输速度快等优点。将标签附在物体上，就可以通过读写器以无线通信的方式读取该物品标识信息。传统的标签监控方法无法利用空时隙和碰撞时隙，从而增加运行时间。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种基于唯一碰撞集的射频标签监控方法。
本发明所采用的技术方案是：一种基于唯一碰撞集的射频标签监控方法，基于的系统为一个读写器和N个标签，标签的编号分别是0到N-1，且读写器记录了标签的编号和ID信息之间的关联；
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：生成RFID标签唯一碰撞集；
读写器根据标签的ID信息和编号将所有标签划分为若干个彼此独立的集合，每个集合包含多个标签，称为唯一碰撞集CB。对于每个CB，读写器记录其所有可能发生的碰撞情况，存在哈希表PCB中；
步骤2：设置读写器识别标签的方法；
一个CB里的所有标签与读写器在一个时隙内通信；CB内的所有标签同时向读写器发送ID，读写器根据收到的信息查PCB，从而确定每个标签是否存在，并发送反馈信息；标签根据收到的反馈信息修改编号；识别所有CB即可识别全部标签。
本发明设置唯一碰撞集，唯一碰撞集可以无歧义地识别它的任意子集。每个唯一碰撞集拥有一个哈希表记录所有可能发生的碰撞情况，一个唯一碰撞集内的所有标签同时向读写器传输ID，读写器可以得知唯一碰撞集的任意一个子集是否丢失。
经过实验，在标签ID为96比特时，本发明可以在一个时隙内识别3.7个标签，识别效率优于其他标签识别算法。
附图说明
图1为本发明实施例的流程图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请见图1，本发明提供的一种基于唯一碰撞集的射频标签监控方法，基于的系统为一个读写器和N个标签，这些标签在上一个识别过程中已经被识别，它们的编号分别是0到N-1，且读写器记录了标签的编号和ID信息之间的关联；
方法包括以下步骤：
步骤1：生成RFID标签唯一碰撞集；
读写器根据标签的ID信息和编号将所有标签划分为若干个彼此独立的集合，每个集合包含多个标签，称为唯一碰撞集CB；对于每个CB，读写器记录其所有可能发生的碰撞情况，存在哈希表PCB中；
本实施中，PCB的键是标签的碰撞结果，值是导致该碰撞结果的标签的编号的集合；读写器首先建立空集合CB，然后把标签按照编号的大小从零开始依次放入空集合中，每次放入一个标签，PCB都进行更新；当PCB存在重复的键，说明该CB已经饱和，将刚加入的标签从CB中去除，从刚加入的标签的编号开始，进行下一个CB的生成。
例如，读写器将ID为“01”、编号为0的标签加入空集合CB，此时的PCB为{“01”：“0”，“空”：“空”}，“空”代表该时隙没有标签发送信息；然后，读写器查找下一个编号的标签，将ID为“00”、编号为1的标签加入CB，根据比特跟踪技术，如果标签对应的数据位不同，读写器可以确定该位发生碰撞，“x”代表碰撞位，所以此时的PCB为{“0x”：“0、1”，“00”：“00”，“01”：“01”，“空”：“空”}；读写器继续查找下一个编号的标签，将标签ID为“11”、编号为2的标签加入CB，此时的PCB为{“xx”：“01、11、00”，“0x”：“00、01”，“x1”：“01、11”，“xx”：“00、11”，“01”：“01”，“00”：“00”，“11”：“11”，“空”：“空”}，PCB存在重复的键“xx”。所以读写器将标签“11”从CB中去除，并从标签“11”开始，进行下一个CB的生成。
步骤2：设置读写器识别标签的方法；
一个CB里的所有标签与读写器在一个时隙内通信；CB内的所有标签同时向读写器发送ID，读写器根据收到的信息查PCB，从而确定每个标签是否存在，并发送反馈信息；标签根据收到的反馈信息修改编号；识别所有CB即可识别全部标签；
本实例中，识别一个CB时，读写器广播CB中标签的编号的起始值a与终止值b；编号位于这两个值之间的标签在收到信息后，同时向读写器发送ID；读写器收到碰撞信息后，在PCB中查找对应的值，得到CB的标签的存在信息，并将该信息用二进制编码，发送给标签；例如，信号“11100”表示CB有五个标签，前三个标签存在，后两个标签不存在。标签收到信号后，编号减少信号中第1位与第编号-a位之间的“0”的数量，从而使得标签的编号保持连续性；重复该过程识别所有CB，即可识别全部标签。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种基于唯一碰撞集的射频标签监控方法，基于的系统为一个读写器和N个标签，它们的编号分别是0到N-1，且读写器记录了标签的编号和ID信息之间的关联；
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：生成RFID标签唯一碰撞集；
读写器根据标签的ID信息和编号将所有标签划分为若干个彼此独立的集合，每个集合包含多个标签，称为唯一碰撞集CB；对于每个CB，读写器记录其所有可能发生的碰撞情况，存在哈希表PCB中；
步骤2：设置读写器识别标签的方法；
一个CB里的所有标签与读写器在一个时隙内通信；CB内的所有标签同时向读写器发送ID，读写器根据收到的信息查PCB，从而确定每个标签是否存在，并发送反馈信息；标签根据收到的反馈信息修改编号；识别所有CB即可识别全部标签。
2.根据权利要求1所述的基于唯一碰撞集的射频标签监控方法，其特征在于：步骤1中，唯一碰撞集CB可以无歧义地识别它的任意子集，一个CB内的所有标签同时向读写器传输ID，读写器可以得知CB的任意一个子集是否丢失；一个PCB的键是标签的碰撞结果，值是导致该碰撞结果的标签编号的集合；读写器首先建立空集合CB，然后把标签按照编号的大小从零开始依次放入空集合中，每次放入一个标签，PCB都进行更新；当PCB存在重复的键，说明该CB已经饱和，将刚加入的标签从CB中去除，从刚加入的标签的编号开始，进行下一个CB的生成。
3.根据权利要求1所述的基于唯一碰撞集的射频标签监控方法，其特征在于：步骤2中，识别一个CB时，读写器广播CB中标签编号的起始值a与终止值b；编号位于这两个值之间的标签在收到信息后，向读写器发送ID；读写器收到碰撞信息后，在PCB中查找对应的值，得到CB的标签的存在信息，并将该信息用二进制编码，发送给标签；标签收到信号后，编号减少信号中第1位与第编号-a位之间的“0”的数量，从而使得标签的编号保持连续性；重复该过程识别所有CB，即可识别全部标签。
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