CN114169350B - Rfid系统中捕获效应下被克隆的标签数量估计方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种RFID系统中捕获效应下被克隆的标签数量估计方法及系统，根据ALOHA协议，首先阅读器选择随机数和帧长构造出一个虚拟帧，由标签id进行哈希运算得到对应标签在虚拟帧中的响应时隙，然后标签在响应帧中传输10比特的响应以区分冲突槽和单槽。接收到响应帧后，阅读器根据检测时间槽的类型判断标签是否被克隆，从而对被克隆的标签进行数量估计。而由于捕获效应的存在，冲突槽将会有一定概率被误解码为单槽。通过引入捕获效应的参数进行方案分析和设计，进一步得到在捕获效应下的被克隆的标签数量估计方案。整个数量估计的过程需要进行多轮，以满足对精度和可靠性的需求。与现有方法相比，本发明考虑到了捕获效应，更符合实际场景的需求。

Description

RFID系统中捕获效应下被克隆的标签数量估计方法及系统
技术领域
本发明涉及物联网领域，特别涉及一种RFID系统中捕获效应下被克隆的标签数量估计方法。
背景技术
RFID(射频识别)技术是一种非接触式的自动快速识别技术，与以往的自动识别技术相比，RFID技术更快速精确、高效率低成本、并且具备存储能力。RFID技术应用于零售仓储、物品分拣、智能交通、货品防盗等领域。在实际场景应用中，将电子标签附在所需监测的物理对象上，标签的具有唯一性，可以存储一些对象的基本信息，例如商品类型，生产地区等，对于药品食品类更有利于溯源，保障安全，当阅读器扫描标签，就可以获取对应的信息。但由于一些物品可能价值较高，会出现恶意克隆标签的行为，窃取物品信息甚至伪造物品，这会造成巨大的经济损失，同时影响管理监测。我们更希望能够及时识别被克隆标签并对被克隆标签的数量做出估计，以此更好的正常运作，所以对于研究被标签的数量估计是很有必要的。
以往的被克隆标签数量通过人工检测识别，大大增加了工作时长和难度。而基于RFID的被克隆标签数量估计可以在ALOHA协议的基础上更有效的解决这种困难。现阶段对于被克隆标签数量估计的方法有SEBU(Xiulong Liu；Xin Xie；Xibin Zhao,“Fastidentification of blocked rfid tags”,IEEE Transactions on Mobile Computing,pp.1-1,2018)协议。但该协议并没有考虑到是否存在捕获效应，而在实际应用的RFID中，未知标签以及捕获效应都有可能存在，用以上协议进行被克隆的标签数量估计时，得到的结果与实际会有一定的误差。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术的问题，本发明目的在于考虑到捕获效应的存在，利用虚拟帧和实际响应帧的差异及产生冲突槽的可能情况对捕获效应下被克隆标签的数量进行估计，以满足对被克隆标签估计数量的精度的需求。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明具体采用了如下技术方案：
本发明提供了一种RFID系统中捕获效应下被克隆的标签数量估计方法，包括：阅读器选择一个随机数ri和帧长f构造得到虚拟帧，通过哈希函数将标签id和随机数ri映射到值域[0,f-1]中，得到索引为w＝H(tid,ri)，tid为标签的id，H(·)为哈希函数；阅读器设置一个虚拟帧的指示向量Fi，并初始化该虚拟帧的指示向量Fi中向量的所有分量为‘0’；Fi[w]为Fi中第w个索引的值，当虚拟帧中索引为w的时间槽是单槽时，即只有一个标签在该槽响应，将Fi[w]的值设为‘1’，当虚拟帧中索引为w的时间槽是空槽时，即没有标签在该槽响应，将Fi[w]的值设为‘0’；阅读器广播随机数ri以及帧长f，同时设响应帧为Ri；阅读器接收到响应帧Ri后，设置一个响应帧的指示向量Gi，并初始化该响应帧的指示向量Gi中向量的所有分量为‘0’；阅读器依次扫描响应帧Ri中索引为w的时间槽Ri[w]，当检测到响应帧Ri中索引为w的时间槽是单槽时，将Ri[w]设为‘1’；当检测到响应帧Ri中索引为w的时间槽是冲突槽时，将Gi[w]设为‘c’；当检测到响应帧Ri中索引为w的时间槽是空槽时，将Gi[w]设为‘0’；阅读器记录实际响应帧得到的结果，进一步估计在捕获效应下被克隆的标签数量，重复执行步骤S1到步骤S7到需要的轮数K。
进一步的，被克隆标签数量的估计器为(ε,δ)，且需要计算以及满足条件：
当Fi[w]＝0，Gi[w]＝0时，表明没有任何标签在所述索引为w的时间槽响应；令集合为集合中的元素数量，/>多轮的平均值为N00，得到/>那么进而得到/>的估计器为/>其中对于估计的(ε1,δ1)估计器需计算/>并满足/>
考虑未知标签和捕获效应的存在，当Fi[w]＝1，Gi[w]＝c时表明出现以下两种情况：
E1:有未知的标签和未被克隆的标签同时选择同一个时间槽响应，并且未发生捕获效应；
E2:被克隆的标签和原标签在同一个时间槽响应，并且未发生捕获效应；
令集合得/>为集合中的元素数量，/>多轮的平均值为N1c，可得
Pr[Fi[w]＝1∩Gi[w]＝c]＝Pr[E1]+Pr[E2]
由此可得
再给出的估计器/>其中对于估计u的(ε2,δ2)估计器需计算/>并满足/>
最终根据以上公式和两个估计器来估计捕获效应下被克隆标签的数量/>对于(ε1,ε2,δ1,δ2)需满足(δ1+δ2)＝δ，△max((1+ε2)ε1+ε2)＝ε，而所需执行的轮数K取/>其中/>c00为满足Pr[-c00≤Z00≤c00]＝1-δ1的常量。
进一步的，RFID系统中已知标签数量为a，被克隆的标签数量为b，未知标签数量为d。
进一步的，在响应帧Ri中索引为w的时间槽传输10比特的响应。
进一步的，在阅读器检测过程中，由于存在捕获效应，某个冲突槽会被误解为单槽，概率为qc。
另外，本发明提供了一种RFID系统中捕获效应下被克隆的标签数量估计系统，包括：预处理模块，阅读器选择一个随机数ri和帧长f构造得到虚拟帧，通过哈希函数将标签id和随机数ri映射到值域[0,f-1]中，得到索引为w＝H(tid,ri)，tid为标签的id，H(·)为哈希函数；虚拟帧的指示向量初始化模块，用以通过阅读器设置一个虚拟帧的指示向量Fi，并初始化该虚拟帧的指示向量Fi中向量的所有分量为‘0’；虚拟帧的指示向量索引时间槽判断模块，用以判断虚拟帧的指示向量索引时间槽状态，Fi[w]为Fi中第w个索引的值，当虚拟帧中索引为w的时间槽是单槽时，即只有一个标签在该槽响应，将Fi[w]的值设为‘1’，当虚拟帧中索引为w的时间槽是空槽时，即没有标签在该槽响应，将Fi[w]的值设为‘0’；广播模块，用以通过阅读器广播随机数ri以及帧长f，同时设响应帧为Ri；响应帧的指示向量初始化模块，用以通过阅读器接收到响应帧Ri后，设置一个响应帧的指示向量Gi，并初始化该响应帧的指示向量Gi中向量的所有分量为‘0’；扫描模块，用以通过阅读器依次扫描响应帧Ri中索引为w的时间槽Ri[w]，当检测到时间槽是单槽时，将Ri[w]设为‘1’，当检测到时间槽是冲突槽时，将Gi[w]设为‘c’，当检测到时间槽是空槽时，将Gi[w]设为‘0’；估计模块，用以通过阅读器记录实际响应帧得到的结果，进一步估计在捕获效应下被克隆的标签数量，依次重复执行各个模块到需要的轮数K。
进一步的，被克隆标签数量的估计器为(ε,δ)，且需要计算以及满足条件：
当Fi[w]＝0，Gi[w]＝0时，表明没有任何标签在所述索引为w的时间槽响应；令集合为集合中的元素数量，/>多轮的平均值为N00，得到/>那么进而得到/>的估计器为/>其中对于估计的(ε1,δ1)估计器需计算/>并满足/>
考虑未知标签和捕获效应的存在，当Fi[w]＝1，Gi[w]＝c时表明出现以下两种情况：
E1:有未知的标签和未被克隆的标签同时选择同一个时间槽响应，并且未发生捕获效应；
E2:被克隆的标签和原标签在同一个时间槽响应，并且未发生捕获效应；
令集合得/>为集合中的元素数量，/>多轮的平均值为N1c，可得
Pr[Fi[w]＝1∩Gi[w]＝c]＝Pr[E1]+Pr[E2]
由此可得
再给出的估计器/>其中对于估计u的(ε2,δ2)估计器需计算/>并满足/>
最终根据以上公式和两个估计器来估计捕获效应下被克隆标签的数量/>对于(ε1,ε2,δ1,δ2)需满足(δ1+δ2)＝δ，△max((1+ε2)ε1+ε2)＝ε，而所需执行的轮数K取/>其中/>c00为满足Pr[-c00≤Z00≤c00]＝1-δ1的常量。
进一步的，RFID系统中已知标签数量为a，被克隆的标签数量为b，未知标签数量为d。
进一步的，在响应帧Ri中索引为w的时间槽传输10比特的响应。
进一步的，在阅读器检测过程中，由于存在捕获效应，某个冲突槽会被误解为单槽，概率为qc。
有益效果：根据本发明提供的RFID系统中捕获效应下被克隆的标签数量估计方法及系统，与现有的估计方法相比，本发明通过考虑捕获效应下标签在阅读器识别时的冲突槽的实际响应情况，得到了更符合实际应用场景的通信协议，能够更准确的近似得到克隆标签数量估计值。实验证明，本发明方案在RFID系统中捕获效应下对被克隆标签的数量估计能够满足所需精度。
附图说明
图1是本发明中RFID系统中捕获效应下被克隆的标签数量估计方法的流程图。
图2是本发明实施例的原理示意图。
图3是不同捕获效应参数的检测精度对比图。
图4是不同克隆标签数量的检测精度对比图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明的具体实施方式作具体阐述。
实施例一
考虑一个有着5000个标签的RFID系统(a＝500)，由于安全方面的原因，其中有500个标签被克隆(b＝500)，另外存在500个未知标签(d＝500)。阅读器扫描标签时发生捕获效应误解码的概率为0.1。设置参数为ε＝0.1，δ＝0.1，即检测精度需大于等于0.9。
然后分别用SEBU以及本发明中提供的估计方法对该系统中在不同捕获效应参数及被克隆标签的数量分别进行数量估计，并对多次运行结果取平均。本发明实施实例的捕获效应下被克隆的标签数量估计方法，某一轮的具体步骤如下：
本实施例提供了一种RFID系统中捕获效应下被克隆的标签数量估计方法，如图1所示，该方法具体包括步骤S1至步骤S7。
步骤S1，阅读器选择一个随机数ri和帧长f构造得到虚拟帧，通过哈希函数将标签id和随机数ri映射到值域[0,f-1]中，得到索引为w＝H(tid,ri)，tid为标签的id，H(·)为哈希函数。为了便于示意，如图2所示，仅截取一个标签集合Ti＝{t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7,t8,t9}，其中{t4,t5}记为被克隆的标签，{t8,t9}记为未知标签。
步骤S2，阅读器设置一个虚拟帧的指示向量Fi，并初始化该虚拟帧的指示向量Fi中向量的所有分量为‘0’。
步骤S3，Fi[w]为Fi中第w个索引的值，当虚拟帧中索引为w的时间槽是单槽时，即只有一个标签在该槽响应，将Fi[w]的值设为‘1’，当虚拟帧中索引为w的时间槽是空槽时，即没有标签在该槽响应，将Fi[w]的值设为‘0’。得到虚拟帧响应
Fi＝{1,1,0,1,1,0,1,1,1,0}，其中/>表示该槽没有标签进行响应。
步骤S4，阅读器广播随机数ri以及帧长f，同时设响应帧为Ri。在响应帧Ri中索引为w的时间槽传输10比特的响应。
步骤S5，阅读器接收到响应帧Ri后，设置一个响应帧的指示向量Gi，并初始化该响应帧的指示向量Gi中向量的所有分量为‘0’。
步骤S6，阅读器依次扫描响应帧Ri中索引为w的时间槽Ri[w]，当检测到响应帧Ri中索引为w的时间槽是单槽时，将Ri[w]设为‘1’；当检测到响应帧Ri中索引为w的时间槽是冲突槽时，将Gi[w]设为‘c’；当检测到响应帧Ri中索引为w的时间槽是空槽时，将Gi[w]设为‘0’。可得响应帧指示向量Gi＝{c,1,1,1,1,0,c,c,1,0}。
步骤S7，阅读器记录实际响应帧得到的结果，进一步估计在捕获效应下被克隆的标签数量，重复执行步骤S1到步骤S7到需要的轮数K。
被克隆标签数量的估计器为(ε,δ)，且需要计算以及满足条件：
当Fi[w]＝0，Gi[w]＝0时，表明没有任何标签在所述索引为w的时间槽响应；令集合为集合中的元素数量，/>多轮的平均值为N00，得到/>那么进而得到/>的估计器为/>其中对于估计的(ε1,δ1)估计器需计算/>并满足/>
考虑未知标签和捕获效应的存在，当Fi[w]＝1，Gi[w]＝c时表明出现以下两种情况：
E1:有未知的标签和未被克隆的标签同时选择同一个时间槽响应，并且未发生捕获效应；
E2:被克隆的标签和原标签在同一个时间槽响应，并且未发生捕获效应；
令集合得/>为集合中的元素数量，/>多轮的平均值为N1c，可得
Pr[Fi[w]＝1∩Gi[w]＝c]＝Pr[E1]+Pr[E2]
由此可得
再给出的估计器/>其中对于估计u的(ε2,δ2)估计器需计算/>并满足/>
最终根据以上公式和两个估计器来估计捕获效应下被克隆标签的数量/>对于(ε1,ε2,δ1,δ2)需满足(δ1+δ2)＝δ，△max((1+ε2)ε1+ε2)＝ε，而所需执行的轮数K取/>其中/>c00为满足Pr[-c00≤Z00≤c00]＝1-δ1的常量。
由a＝f＝5000，d＝500，可得所需执行轮数K最小为54，对54次计算结果取平均，最终可得/>满足/>即实验结果能够满足所需精度。
将本发明中提供的估计方法(CECT)与SEBU在相同样本条件下进行实验仿真，得到如图3，图4所示的结果。
通过对比图3，我们能够看出捕获效应参数对于SEBU结果有着非常大的干扰，所以我们需要考虑到该因素，也证明了本发明中提供的估计方法的必要性。而由图4所示，当捕获效应参数设置为0.1，改变被克隆标签数量时，可看出当被克隆标签数量增加时，数量估计结果的准确性也增加。实际运行环境捕获效应是不容忽视的，在真实的RFID系统中，本发明中提供的估计方法更具有可行性，同时也满足系统对于检测精度的需求。
实施例二
考虑一个有着5000个标签的RFID系统(a＝500)，由于安全方面的原因，其中有500个标签被克隆(b＝500)，另外存在500个未知标签(d＝500)。阅读器扫描标签时发生捕获效应误解码的概率为0.1。设置参数为ε＝0.1，δ＝0.1，即检测精度需大于等于0.9。
然后分别用SEBU以及本发明中提供的估计系统对该系统中在不同捕获效应参数及被克隆标签的数量分别进行数量估计，并对多次运行结果取平均。具体如下：
本实施例提供了一种RFID系统中捕获效应下被克隆的标签数量估计系统，包括：
预处理模块，阅读器选择一个随机数ri和帧长f构造得到虚拟帧，通过哈希函数将标签id和随机数ri映射到值域[0,f-1]中，得到索引为w＝H(tid,ri)，tid为标签的id，H(·)为哈希函数。为了便于示意，如图2所示，仅截取一个标签集合Ti＝{t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7,t8,t9}，其中{t4,t5}记为被克隆的标签，{t8,t9}记为未知标签。
虚拟帧的指示向量初始化模块，用以通过阅读器设置一个虚拟帧的指示向量Fi，并初始化该虚拟帧的指示向量Fi中向量的所有分量为‘0’；
虚拟帧的指示向量索引时间槽判断模块，用以判断虚拟帧的指示向量索引时间槽状态，Fi[w]为Fi中第w个索引的值，当虚拟帧中索引为w的时间槽是单槽时，即只有一个标签在该槽响应，将Fi[w]的值设为‘1’，当虚拟帧中索引为w的时间槽是空槽时，即没有标签在该槽响应，将Fi[w]的值设为‘0’。得到虚拟帧响应
Fi＝{1,1,0,1,1,0,1,1,1,0}，其中/>表示该槽没有标签进行响应。
广播模块，用以通过阅读器广播随机数ri以及帧长f，同时设响应帧为Ri。在响应帧Ri中索引为w的时间槽传输10比特的响应。
响应帧的指示向量初始化模块，用以通过阅读器接收到响应帧Ri后，设置一个响应帧的指示向量Gi，并初始化该响应帧的指示向量Gi中向量的所有分量为‘0’；
扫描模块，用以通过阅读器依次扫描响应帧Ri中索引为w的时间槽Ri[w]，当检测到时间槽是单槽时，将Ri[w]设为‘1’，当检测到时间槽是冲突槽时，将Gi[w]设为‘c’，当检测到时间槽是空槽时，将Gi[w]设为‘0’。可得响应帧
指示向量Gi＝{c,1,1,1,1,0,c,c,1,0}。
估计模块，用以通过阅读器记录实际响应帧得到的结果，进一步估计在捕获效应下被克隆的标签数量，依次重复执行各个模块到需要的轮数K。
被克隆标签数量的估计器为(ε,δ)，且需要计算以及满足条件：
当Fi[w]＝0，Gi[w]＝0时，表明没有任何标签在所述索引为w的时间槽响应；令集合为集合中的元素数量，/>多轮的平均值为N00，得到/>那么进而得到/>的估计器为/>其中对于估计的(ε1,δ1)估计器需计算/>并满足/>
考虑未知标签和捕获效应的存在，当Fi[w]＝1，Gi[w]＝c时表明出现以下两种情况：
E1:有未知的标签和未被克隆的标签同时选择同一个时间槽响应，并且未发生捕获效应；
E2:被克隆的标签和原标签在同一个时间槽响应，并且未发生捕获效应；
令集合得/>为集合中的元素数量，/>多轮的平均值为N1c，可得
Pr[Fi[w]＝1∩Gi[w]＝c]＝Pr[E1]+Pr[E2]
由此可得
再给出的估计器/>其中对于估计u的(ε2,δ2)估计器需计算/>并满足/>
最终根据以上公式和两个估计器来估计捕获效应下被克隆标签的数量/>对于(ε1,ε2,δ1,δ2)需满足(δ1+δ2)＝δ，△max((1+ε2)ε1+ε2)＝ε，而所需执行的轮数K取/>其中/>c00为满足Pr[-c00≤Z00≤c00]＝1-δ1的常量。
由a＝f＝5000，d＝500，可得所需执行轮数K最小为54，对54次计算结果取平均，最终可得/>满足/>即实验结果能够满足所需精度。
将本发明中提供的估计系统(CECT)与SEBU在相同样本条件下进行实验仿真，得到如图3，图4所示的结果。
通过对比图3，我们能够看出捕获效应参数对于SEBU结果有着非常大的干扰，所以我们需要考虑到该因素，也证明了本发明中提供的估计系统的必要性。而由图4所示，当捕获效应参数设置为0.1，改变被克隆标签数量时，可看出当被克隆标签数量增加时，数量估计结果的准确性也增加。实际运行环境捕获效应是不容忽视的，在真实的RFID系统中，本发明中提供的估计系统更具有可行性，同时也满足系统对于检测精度的需求。
本发明具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种RFID系统中捕获效应下被克隆的标签数量估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，阅读器选择一个随机数ri和帧长f构造得到虚拟帧，通过哈希函数将标签id和所述随机数ri映射到值域[0,f-1]中，得到索引为w＝H(tid,ri)，tid为标签的id，H(·)为哈希函数；
步骤S2，所述阅读器设置一个虚拟帧的指示向量Fi，并初始化该虚拟帧的指示向量Fi中向量的所有分量为‘0’；
步骤S3，Fi[w]为Fi中第w个索引的值，当所述虚拟帧中所述索引为w的时间槽是单槽时，即只有一个标签在该槽响应，将Fi[w]的值设为‘1’，当所述虚拟帧中所述索引为w的时间槽是空槽时，即没有标签在该槽响应，将Fi[w]的值设为‘0’；
步骤S4，所述阅读器广播所述随机数ri以及所述帧长f，同时设响应帧为Ri；
步骤S5，所述阅读器接收到所述响应帧Ri后，设置一个响应帧的指示向量Gi，并初始化该响应帧的指示向量Gi中向量的所有分量为‘0’；
步骤S6，所述阅读器依次扫描所述响应帧Ri中所述索引为w的时间槽Ri[w]，当检测到所述响应帧Ri中所述索引为w的时间槽是单槽时，将Ri[w]设为‘1’；当检测到所述响应帧Ri中所述索引为w的时间槽是冲突槽时，将Gi[w]设为‘c’；当检测到所述响应帧Ri中所述索引为w的时间槽是空槽时，将Gi[w]设为‘0’；
步骤S7，所述阅读器记录实际所述响应帧得到的结果，进一步估计在捕获效应下被克隆的标签数量，重复执行步骤S1到步骤S7到需要的轮数K；
被克隆标签数量的估计器为(ε,δ)，且需要计算捕获效应下克隆标签的数量以及满足条件：
当Fi[w]＝0，Gi[w]＝0时，表明没有任何标签在所述索引为w的时间槽响应；令集合 为集合中的元素数量，/>多轮的平均值为N00，得到/>那么进而得到/>的估计器为/>其中对于估计的(ε1,δ1)估计器需计算/>并满足/>
考虑未知标签和捕获效应的存在，当Fi[w]＝1，Gi[w]＝c时表明出现以下两种情况：
E1:有未知的标签和未被克隆的标签同时选择同一个时间槽响应，并且未发生捕获效应；
E2:被克隆的标签和原标签在同一个时间槽响应，并且未发生捕获效应；
令集合得/>为集合中的元素数量，/>多轮的平均值为N1c，可得
Pr[Fi[w]＝1∩Gi[w]＝c]＝Pr[E1]+Pr[E2]
由此可得
再给出的估计器/>其中对于估计u的(ε2,δ2)估计器需计算u并满足/>
最终根据以上公式和两个估计器来估计捕获效应下被克隆标签的数量/>对于(ε1,ε2,δ1,δ2)需满足(δ1+δ2)＝δ，Δmax((1+ε2)ε1+ε2)＝ε，而所需执行的轮数K取/>其中/>c00为满足Pr[-c00≤Z00≤c00]＝1-δ1的常量；
所述RFID系统中已知标签数量为a，被克隆的标签数量为b，未知标签数量为d；在所述阅读器检测过程中，由于存在捕获效应，某个冲突槽会被误解为单槽，概率为qc。
2.根据权利要求1所述的RFID系统中捕获效应下被克隆的标签数量估计方法，其特征在于：步骤S4中，在所述响应帧Ri中所述索引为w的时间槽传输10比特的响应。
3.一种RFID系统中捕获效应下被克隆的标签数量估计系统，其特征在于，
预处理模块，阅读器选择一个随机数ri和帧长f构造得到虚拟帧，通过哈希函数将标签id和所述随机数ri映射到值域[0,f-1]中，得到索引为w＝H(tid,ri)，tid为标签的id，H(·)为哈希函数；
虚拟帧的指示向量初始化模块，用以通过阅读器设置一个虚拟帧的指示向量Fi，并初始化该虚拟帧的指示向量Fi中向量的所有分量为‘0’；
虚拟帧的指示向量索引时间槽判断模块，用以判断虚拟帧的指示向量索引时间槽状态，Fi[w]为Fi中第w个索引的值，当所述虚拟帧中所述索引为w的时间槽是单槽时，即只有一个标签在该槽响应，将Fi[w]的值设为‘1’，当所述虚拟帧中所述索引为w的时间槽是空槽时，即没有标签在该槽响应，将Fi[w]的值设为‘0’；
广播模块，用以通过阅读器广播随机数ri以及帧长f，同时设响应帧为Ri；
响应帧的指示向量初始化模块，用以通过阅读器接收到响应帧Ri后，设置一个响应帧的指示向量Gi，并初始化该响应帧的指示向量Gi中向量的所有分量为‘0’；
扫描模块，用以通过阅读器依次扫描响应帧Ri中索引为w的时间槽Ri[w]，当检测到时间槽是单槽时，将Ri[w]设为‘1’，当检测到时间槽是冲突槽时，将Gi[w]设为‘c’，当检测到时间槽是空槽时，将Gi[w]设为‘0’；
估计模块，用以通过阅读器记录实际响应帧得到的结果，进一步估计在捕获效应下被克隆的标签数量，依次重复执行各个模块到需要的轮数K；
被克隆标签数量的估计器为(ε,δ)，且需要计算捕获效应下克隆标签的数量以及满足条件：
当Fi[w]＝0，Gi[w]＝0时，表明没有任何标签在所述索引为w的时间槽响应；令集合 为集合中的元素数量，/>多轮的平均值为N00，得到/>那么/>进而得到/>的估计器为/>其中对于估计/>的(ε1,δ1)估计器需计算/>并满足/>
考虑未知标签和捕获效应的存在，当Fi[w]＝1，Gi[w]＝c时表明出现以下两种情况：
E1:有未知的标签和未被克隆的标签同时选择同一个时间槽响应，并且未发生捕获效应；
E2:被克隆的标签和原标签在同一个时间槽响应，并且未发生捕获效应；
令集合得/>为集合中的元素数量，/>多轮的平均值为N1c，可得
Pr[Fi[w]＝1∩Gi[w]＝c]＝Pr[E1]+Pr[E2]
由此可得
再给出的估计器/>其中对于估计u的(ε2,δ2)估计器需计算u并满足/>
最终根据以上公式和两个估计器来估计捕获效应下被克隆标签的数量/>对于(ε1,ε2,δ1,δ2)需满足(δ1+δ2)＝δ，Δmax((1+ε2)ε1+ε2)＝ε，而所需执行的轮数K取/>其中/>c00为满足Pr[-c00≤Z00≤c00]＝1-δ1的常量；
所述RFID系统中已知标签数量为a，被克隆的标签数量为b，未知标签数量为d；在所述阅读器检测过程中，由于存在捕获效应，某个冲突槽会被误解为单槽，概率为qc。
4.根据权利要求3所述的RFID系统中捕获效应下被克隆的标签数量估计系统，其特征在于：广播模块中，在所述响应帧Ri中所述索引为w的时间槽传输10比特的响应。
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