CN117077696A - 无源物联标签激励方法、收发分离读写器及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无源物联标签激励方法、收发分离读写器及存储介质，涉及射频识别技术领域。无源物联标签激励方法的业务逻辑包含两个阶段：一、分布式节点激励功率校正阶段；二、差异化分布式节点激励功率调度阶段。业务实现无源物联系统动态分布式节点激励功率标签激励服务。本方法可扩展于收发一体读写器技术，通过构建一种无源物联标签激励方法，解决现有方案中所有分布式节点采用统一、固定激励功率，中心节点接收不同分布式节点覆盖区域无源标签反射信号功率过大或过小导致解析难度增大、效率降低的难题，提升工业现场收发分离读写器标签盘点能力。

Description

无源物联标签激励方法、收发分离读写器及存储介质
技术领域
本发明涉及射频识别技术领域，尤其涉及一种无源物联标签激励方法、收发分离读写器及存储介质。
背景技术
无源物联的产品形态分为手持式一体读写器、固定式一体读写器、收发分离读写器，其无源标签信号接收灵敏度受产品性能的影响有所区别，激励功率为固定范围0-33dBm，在工作期间激励过程的发射功率为固定值。
现有功率调节方案以RFID系统节能为导向，通过预设摄像头装置和激光测距装置测量有源RFID标签的方向和到读写器的距离值，估计负载读写器的发射功率；根据电子标签的方向以及对应RFID读取器发射功率对电子标签发出读取指令。节省RFID系统的发射功率，减少对环境的电磁辐射。
现有技术激励功率调节以节能为导向，通过预设摄像头装置和激光测距装置测量有源RFID标签的方向和到读写器的距离值，估计负载读写器的标签激活所需发射功率。
该方案仅针对读写器降低发射功率节能设计，苛求功率节省导致标签激活效率降低，标签激活能力衰减，且未对标签接收信号强度数据进行采集和利用，制约系统整体标签解析能力；额外的摄像头、激光测距装置导致系统结构更加复杂，读写器资源调度负载增加，影响系统运行效率。
发明内容
发明目的：提出无源物联标签激励方法、收发分离读写器及存储介质，以解决现有技术存在的上述问题。
第一方面，提出一种无源物联标签激励方法，步骤如下：
无源物联系统初始化；
中心节点作为中心控制节点，设置南向分布式节点的默认激励功率，并下 发标签盘点业务指令；
分布式节点接收来自中心节点的标签盘点业务指令，以默认激励功率发射标签激励信号；
中心节点接收区域内标签反射信号，解析无源RFID标签携带信息，生成无源标签解析表；
根据所述无源标签解析表，中心节点对携带不同分布式节点信息的无源RFID标签 进行分组，计算节点激励标签的平均接收信号强度；其中表示系统内N个分布式节点中 的第i个节点；
中心节点判断节点平均接收信号强度是否在参考接收信号强度区间；
若否，中心节点判断节点标签平均接收信号强度是否高于参考接收信号强度区 间上阈值；
若是，中心节点降低节点激励功率参数；
中心节点判断节点标签平均接收信号强度是否低于参考区间下阈值；
若是，中心节点增加节点激励功率；
若否，则执行差异化分布式节点激励功率的盘点业务；
分布式节点功率校正完成后，中心节点生成一张节点激励功率调度表，该激励 功率调度表可采用Excel等文件式表方案，或SQL数据库方案，存储南向分布式节点的激励 功率参数配置，作为后续无源物联标签激励方法的依据。
在第一方面进一步的实施例中，盘点业务开始时，中心节点根据内部生成的节 点激励功率调度表，采用如下激励调度方法：
中心节点同时向不同分布式节点分别下发激励功率配置指令；
中心节点下发激励功率调度表，由分布式节点解析相应激励功率；
中心节点接收业务运行区域内无源RFID标签的反射信息，并将解析完成的标签信息汇总至管理平台，做进一步数据处理。
在第一方面进一步的实施例中，中心节点对携带不同分布式节点信息的无源RFID 标签进行分组，计算节点激励标签的平均接收信号强度的公式如下：
；
式中，tagK表示第K个激励标签的接收信号强度，avg(*)表示对括号内共计K个激 励标签的接收信号强度求平均值；表示节点的激励标签的平均接收信号强度。
在第一方面进一步的实施例中，中心节点降低或增加节点激励功率参数采用阶 梯式、线性式、指数式中的一种或多种。
在第一方面进一步的实施例中，执行差异化分布式节点激励功率的盘点业务的过程包括：
S1、中心节点生成分布式节点激励功率调度表；
S2、判断当前中心节点是否直接配置分布式节点功率：
若是，则中心节点分时下发每个分布式节点的功率配置参数，所述分布式节点配置当前功率参数；跳转至步骤S3；
若否，则中心节点下发分布式节点的激励功率调度表，分布式节点解析所述激励功率调度表，配置功率参数；跳转至步骤S3；
S3、差异化分布式节点的功率标签激励，结束响应。
在第一方面进一步的实施例中，盘点业务开始时，中心节点根据内部生成的节 点激励功率调度表，采用如下激励调度方法：
中心节点同时向不同分布式节点分别下发激励功率配置指令：
该激励调度方法中，中心节点在每个节点工作时隙，下发节点的激励功率参 数，节点根据下发的功率参数配置信令，设置本机的激励功率。
在第一方面进一步的实施例中，盘点业务开始时，中心节点根据内部生成的节 点激励功率调度表，还采用如下激励调度方法：
中心节点下发激励功率调度表，由分布式节点解析相应激励功率：
该激励调度方法中，中心节点在每个节点工作时隙，下发激励功率调度表，分 布式节点读取该激励功率调度表，解析调度表功率配置字段参数，设置本机的激励功率；
中心节点执行完分布式节点激励功率调度方法后，中心节点覆盖区域内，不同分布式节点的激励功率完成差异化配置，盘点业务开始。
第二方面，提出一种收发分离读写器，包括：
接收机，作为中心节点；
多个激励器，作为分布式节点；多个所述激励器接收来自所述接收机的激励信令；
多个无源RFID标签，接收来自所述激励器发出的激活信号，并可被所述接收机读取；
其中，所述中心节点和分布式节点采用一对多的组网式部署方案，无源标签兼容标准无源标签协议；
由所述中心节点下发标签激活控制指令，所述分布式节点接收控制信令发射激活信号，分布式节点覆盖区域内的无源RFID标签接收激活信号反射自身标签信息，中心节点解析标签信息上传到管理平台进行数据汇总和分析。
在第二方面进一步的实施例中，所述接收机作为中心控制节点，设置南向分布式节点的默认激励功率，并下发标签盘点业务指令；
所述激励器作为分布式节点，接收来自所述接收机的标签盘点业务指令，以所述默认激励功率发射标签激励信号；
所述接收机接收区域内标签反射信号，解析无源RFID标签携带信息，生成无源标签解析表；
根据所述无源标签解析表，所述接收机对携带不同分布式节点信息的无源RFID标 签进行分组，计算节点激励标签的平均接收信号强度；其中，表示系统内N个分布式节 点中的第i个节点。
在第二方面进一步的实施例中，所述接收机判断节点平均接收信号强度是否在 参考接收信号强度区间；
若当前节点平均接收信号强度不在参考接收信号强度区间，则所述接收机进一 步判断节点标签平均接收信号强度是否高于参考接收信号强度区间上阈值；若是，则所 述接收机降低节点激励功率参数；
所述接收机进一步判断节点标签平均接收信号强度是否低于参考区间下阈值； 若是，则接收机增加节点激励功率；若否，则执行差异化分布式节点激励功率的盘点业 务；分布式节点功率校正完成后，所述接收机生成一张节点激励功率调度表，存储南向分 布式节点的激励功率参数配置，作为后续无源物联标签激励方法的依据。
第三方面，提出一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行如第一方面所述的无源物联标签激励方法的操作。
相对于现有技术，本申请具有明显的技术优点：本发明基于收发分离读写器技术，可扩展于收发一体读写器技术，通过构建一种无源物联标签激励方法，解决现有方案中所有分布式节点采用统一、固定激励功率，中心节点接收不同分布式节点覆盖区域无源标签反射信号功率过大或过小导致解析难度增大、效率降低的难题，提升工业现场收发分离读写器标签盘点能力。
附图说明
图1是本发明实施例中收发分离无源RFID系统架构示意图。
图2是本发明实施例中无源物联标签激励业务逻辑示意图。
图3是本发明实施例中差异化分布式节点功率标签激励业务流程图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
实施例1：
本实施例公开一种无源物联收发分离读写器，见图1所示，该无源物联收发分离读写器由中心节点（R节点）、分布式节点（Q节点）和无源RFID标签构成，中心节点和分布式节点可采用一对多的组网式部署方案，无源标签兼容标准无源标签协议。收发分离读写器技术由R节点下发标签激活控制指令，Q节点接收控制信令发射激活信号，Q节点覆盖区域内的无源RFID标签接收激活信号反射自身标签信息，R节点解析标签信息上传到管理平台进行数据汇总和分析。
具体来说，在本实施例中，接收机作为中心节点；多个激励器作为分布式节点；多个所述激励器接收来自所述接收机的激励信令。多个无源RFID标签，接收来自所述激励器发出的激活信号，并可被所述接收机读取。
其中，中心节点和分布式节点采用一对多的组网式部署方案，无源标签兼容标准无源标签协议。
由中心节点下发标签激活控制指令，所述分布式节点接收控制信令发射激活信号，分布式节点覆盖区域内的无源RFID标签接收激活信号反射自身标签信息，中心节点解析标签信息上传到管理平台进行数据汇总和分析。
接收机作为中心控制节点，设置南向分布式节点的默认激励功率，并下发标签盘 点业务指令；激励器作为分布式节点，接收来自所述接收机的标签盘点业务指令，以所述默 认激励功率发射标签激励信号；接收机接收区域内标签反射信号，解析无源RFID标签携带 信息，生成无源标签解析表；根据所述无源标签解析表，所述接收机对携带不同分布式节点 信息的无源RFID标签进行分组，计算节点激励标签的平均接收信号强度；其中，表示系 统内N个分布式节点中的第i个节点。
接收机判断节点平均接收信号强度是否在参考接收信号强度区间；若当前节 点平均接收信号强度不在参考接收信号强度区间，则所述接收机进一步判断节点标签平 均接收信号强度是否高于参考接收信号强度区间上阈值；若是，则所述接收机降低节点 激励功率参数；
接收机进一步判断节点标签平均接收信号强度是否低于参考区间下阈值；若 是，则接收机增加节点激励功率；若否，则执行差异化分布式节点激励功率的盘点业务； 分布式节点功率校正完成后，所述接收机生成一张节点激励功率调度表，存储南向分布 式节点的激励功率参数配置，作为后续无源物联标签激励方法的依据。
本无源物联收发分离读写器基于收发分离读写器技术，可扩展于收发一体读写器技术，通过构建一种无源物联标签激励方法，解决现有方案中所有Q节点采用统一、固定激励功率，R节点接收不同Q节点覆盖区域无源标签反射信号功率过大或过小导致解析难度增大、效率降低的难题，提升工业现场收发分离读写器标签盘点能力。
实施例2：
在实施例1公开的无源物联收发分离读写器的基础之上，实施例2进一步公开无源物联标签激励方法的流程，如图2所示，业务逻辑包含两个阶段：
一、Q节点激励功率校正阶段；
二、差异化Q节点激励功率调度阶段。
业务实现无源物联系统动态Q节点激励功率标签激励服务。
为了解决现有方案中R节点南向所有Q节点采用统一固定激励功率，导致不同Q节点激励区域内标签接收信号强度分布不均匀，存在接收信号强度过大或过小的现象，制约R节点对无源标签的解析能力和效率的问题，提出动态调度Q节点激励功率标签激励方案，细节如下：
Q节点激励功率校正
如图2所示，无源物联系统初始化阶段，R节点作为中心控制节点，设置南向Q节点 的默认激励功率，并下发标签盘点业务指令，Q节点接收R节点的控制指令，以默认激 励功率发射标签激励信号，R节点接收区域内标签反射信号，解析无源RFID标签携带信息， 生成无源标签解析表。
根据无源标签解析表，R节点对携带不同Q节点信息的无源RFID标签进行分组，计 算节点（定义系统内N个Q节点）激励标签的平均接收信号强度：
定义标签参考接收信号强度区间，R节点判断节点平均接 收信号强度是否在参考接收信号强度区间。
（1）若否，R节点判断节点标签平均接收信号强度是否高于参考接收信号强度区 间上阈值，若是，R节点降低节点激励功率参数，功率参数降低可采用阶梯式、线性式、指 数式方法；
R节点判断节点标签平均接收信号强度是否低于参考区间下阈值，若是，R节点 增加节点激励功率，功率增加可采用阶梯式、线性式、指数式方法，功率增加依赖于无源 物联系统内置功率管理控制器，功率增加不高于最高激励功率33dBm。
（a）阶梯式功率增加方法
阶梯式功率增加方法以固定功率值为粒度逐级增长，粒度可为dBm，在j次之后 达到最高激励功率dBm。
（b）线性式功率增加方法
线性式功率增加方法以固定功率增长率线性增长，增长率可为k，每次调整区间粒 度为y，功率增长粒度为dBm，增长上限为33dBm。
（c）指数式功率增加方法
指数式功率增加方法以非固定增长率实现功率增长，增长基数为，每次调整区间 为z，功率增加粒度为dBm，增长上限为33dBm。
（2）若是，则差异化Q节点激励功率的盘点业务。
Q节点功率校正完成后，R节点生成一张节点激励功率调度表，该调度表的存储 和解析介质可为Excel等文件式、SQL数据库式，调度表参数包括但不限于如下表1所示，存 储南向Q节点的激励功率参数配置，作为无源物联标签激励方法的依据。
表1：节点激励功率调度表
系统初始化阶段，R节点内建立数据库表，包含Q节点功率参数配置字段，存储该 节点激励功率调度表，并初始化默认参数，调度表数据库由R节点进行维护，Q节点激励功率 校正阶段和盘点阶段，R节点将数据库内的Q节点配置参数下发到系统内的Q节点。
差异化Q节点激励功率
差异化Q节点功率标签激励业务流程图如图3所示。
盘点业务开始时，R节点根据内部生成的节点激励功率调度表，可采用如下激励 调度方法：
（1）R节点同时向不同Q节点分别下发激励功率配置指令；
该激励调度方法中，R节点在每个节点工作时隙，下发节点的激励功率参数，节点根据下发的功率参数配置信令，设置本机的激励功率。
（2）R节点下发激励功率调度表，由Q节点解析相应激励功率。
该激励调度方法中，R节点在每个节点工作时隙，下发激励功率调度表，Q节点 读取该激励功率调度表，解析调度表功率配置字段参数，设置本机的激励功率。
R节点执行完Q节点激励功率调度方法后，R节点覆盖区域内，不同Q节点的激励功率完成差异化配置，盘点业务开始。
R节点接收业务运行区域内无源RFID标签的反射信息，并将解析完成的标签信息汇总至管理平台，做进一步数据处理。
实施例3：
本实施例中提出一种电子设备。该电子设备包括处理器、存储器、通信接口和通信总线。处理器、存储器和通信接口通过通信总线完成相互间的通信。存储器用于存放至少一可执行指令，可执行指令使所述处理器执行上述实施例所公开的无源物联标签激励方法的流程。
本申请实施例还额外提供了一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有至少一可执行指令，可执行指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行如上述实施例所述的无源物联标签激励方法的操作。
所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。
因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件（包括固件、驻留软件、微代码等），还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (11)

1.一种无源物联标签激励方法，其特征在于，至少包括如下阶段：
初始化无源物联系统；
中心节点作为中心控制节点，设置南向分布式节点的默认激励功率，并下发标签盘点业务指令；
多个分布式节点接收来自中心节点的标签盘点业务指令，以所述默认激励功率发射标签激励信号；
中心节点接收区域内标签反射信号，解析无源RFID标签携带信息，生成无源标签解析表；
根据所述无源标签解析表，中心节点对携带不同分布式节点信息的无源RFID标签进行分组，计算节点激励标签的平均接收信号强度；其中/>表示系统内第i个分布式节点；
中心节点判断节点平均接收信号强度是否在参考接收信号强度区间；
若否，中心节点判断节点标签平均接收信号强度是否高于参考接收信号强度区间上阈值；
若是，中心节点降低节点激励功率参数；
中心节点判断节点标签平均接收信号强度是否低于参考区间下阈值；
若是，中心节点增加节点激励功率；
若否，则执行差异化分布式节点激励功率的盘点业务；
分布式节点功率校正完成后，中心节点生成一张节点激励功率调度表，存储南向分布式节点的激励功率参数配置，作为后续无源物联标签激励方法的依据。
2.根据权利要求1所述的无源物联标签激励方法，其特征在于，盘点业务开始时，中心节点根据内部生成的节点激励功率调度表，采用如下激励调度方法：
中心节点同时向不同分布式节点分别下发激励功率配置指令；
中心节点下发激励功率调度表，由分布式节点解析相应激励功率；
中心节点接收业务运行区域内无源RFID标签的反射信息，并将解析完成的标签信息汇总至管理平台，做进一步数据处理。
3.根据权利要求1所述的无源物联标签激励方法，其特征在于，中心节点对携带不同分布式节点信息的无源RFID标签进行分组，计算节点激励标签的平均接收信号强度的公式如下：
；
式中，tagK表示第K个激励标签的接收信号强度，avg(*)表示对括号内共计K个激励标签的接收信号强度求平均值；表示/>节点的激励标签的平均接收信号强度。
4.根据权利要求1所述的无源物联标签激励方法，其特征在于，中心节点降低或增加节点激励功率参数采用阶梯式、线性式、指数式中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的无源物联标签激励方法，其特征在于，执行差异化分布式节点激励功率的盘点业务的过程包括：
S1、中心节点生成分布式节点激励功率调度表；
S2、判断当前中心节点是否直接配置分布式节点功率：
若是，则中心节点分时下发每个分布式节点的功率配置参数，所述分布式节点配置当前功率参数；跳转至步骤S3；
若否，则中心节点下发分布式节点的激励功率调度表，分布式节点解析所述激励功率调度表，配置功率参数；跳转至步骤S3；
S3、差异化分布式节点的功率标签激励，结束响应。
6.根据权利要求2所述的无源物联标签激励方法，其特征在于，盘点业务开始时，中心节点根据内部生成的节点激励功率调度表，采用如下激励调度方法：
中心节点同时向不同分布式节点分别下发激励功率配置指令：
该激励调度方法中，中心节点在每个节点工作时隙，下发/>节点的激励功率参数，/>节点根据下发的功率参数配置信令，设置本机的激励功率/>。
7.根据权利要求2所述的无源物联标签激励方法，其特征在于，盘点业务开始时，中心节点根据内部生成的节点激励功率调度表，还采用如下激励调度方法：
中心节点下发激励功率调度表，由分布式节点解析相应激励功率：
该激励调度方法中，中心节点在每个节点工作时隙，下发/>激励功率调度表，分布式节点读取该激励功率调度表，解析调度表功率配置字段参数，设置本机的激励功率/>；
中心节点执行完分布式节点激励功率调度方法后，中心节点覆盖区域内，不同分布式节点的激励功率完成差异化配置，盘点业务开始。
8.一种收发分离读写器，其特征在于，包括：
接收机，作为中心节点；
多个激励器，作为分布式节点；多个所述激励器接收来自所述接收机的激励信令；
多个无源RFID标签，接收来自所述激励器发出的激活信号，并可被所述接收机读取；
其中，所述中心节点和分布式节点采用一对多的组网式部署方案，无源标签兼容标准无源标签协议；
由所述中心节点下发标签激活控制指令，所述分布式节点接收控制信令发射激活信号，分布式节点覆盖区域内的无源RFID标签接收激活信号反射自身标签信息，中心节点解析标签信息上传到管理平台进行数据汇总和分析。
9.根据权利要求8所述的收发分离读写器，其特征在于，所述接收机作为中心控制节点，设置南向分布式节点的默认激励功率，并下发标签盘点业务指令；
所述激励器作为分布式节点，接收来自所述接收机的标签盘点业务指令，以所述默认激励功率发射标签激励信号；
所述接收机接收区域内标签反射信号，解析无源RFID标签携带信息，生成无源标签解析表；
根据所述无源标签解析表，所述接收机对携带不同分布式节点信息的无源RFID标签进行分组，计算节点激励标签的平均接收信号强度；其中，/>表示系统内N个分布式节点中的第i个节点。
10.根据权利要求9所述的收发分离读写器，其特征在于，所述接收机判断节点平均接收信号强度是否在参考接收信号强度区间；
若当前节点平均接收信号强度不在参考接收信号强度区间，则所述接收机进一步判断/>节点标签平均接收信号强度是否高于参考接收信号强度区间上阈值；若是，则所述接收机降低/>节点激励功率参数；
所述接收机进一步判断节点标签平均接收信号强度是否低于参考区间下阈值；若是，则接收机增加/>节点激励功率；若否，则执行差异化分布式节点激励功率的盘点业务；分布式节点功率校正完成后，所述接收机生成一张/>节点激励功率调度表，存储南向分布式节点的激励功率参数配置，作为后续无源物联标签激励方法的依据。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行如权利要求1至7中任一项所述的无源物联标签激励方法的操作。
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