一种动态高效的rfid标签识别机制的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及射频识别（RFID)系统中的标签识别机制，特别涉及一种基于动态分 组变时隙算法的高效标签识别机制。
【背景技术】
[0002] 射频识别技术（RFID，RadioFrequencyIdentification)是一种利用无线信道实 现双向通信的自动识别技术，由标签、阅读器、后台数据库三部分组成。RFID系统最大的难 题在于多标签识别过程中的碰撞问题是不可避免的，因此如何解决多标签识别的碰撞问题 便成为一个研宄热点。
[0003] 目前，国际上流行的ISO/IEC18000-6TypeA标准和EPCClass-1Gen-2标准在 解决标签碰撞问题时大多采用Aloha算法。同时，ISO/IEC18000-6TypeC标准也是基于 该算法而衍生出来的。在常用Aloha的防碰撞算法中，标签随机选择一个时隙传送其识别 码，以减少标签碰撞的概率。但是，由于无源标签能量有限，时隙长度也是受限的，随着标签 数量的增加，识别所有标签所需的时隙数将呈指数上升，最终导致系统的性能急剧下降。除 此之外，该类算法还存在一个严重的缺陷一一 "标签饥饿"，即可能存在一个标签在很长一 段时间内都不能被识别。在本算法中，阅读器对标签进行动态分组操作，将等待识别的标签 数目控制在对应较高识别效率的区间内，使得标签识别过程更加快速和高效。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的问题在于，针对现有算法未能将Aloha动态调整算法和最优控制 反馈标签数目算法有效结合，提出一种动态高效的RFID标签识别机制。
[0005] 本发明解决现有技术问题所采用的方案是：一种动态高效的RFID标签识别机制， 包括如下步骤：
[0006] (1)根据系统效率公式，在考虑时隙和请求命令消耗时间的情况下，建立分组和变 时隙方案。假设标签数目为n，标签被分为G组，阅读器使用时隙长度为N的帧识别标签， tsl(rt为一个时隙消耗的时间，TraiS请求指令消耗的时间。因此，系统识别效率S表示如下：
【主权项】
1. 一种动态高效的RFID标签识别机制，其特征在于，包括如下步骤： (1) 根据系统效率公式，在考虑时隙和请求命令消耗时间的情况下，建立分组和变时隙 方案，通过极值运算，分别得到最优分组和最优变时隙对应的标签数目节点； (2) 整合所述最优分组和最优变时隙对应的标签数目节点，将各标签数目范围所对应 的最优分组数和最优时隙长度绘制于图表中，并将所述图表作为阅读器实现动态调整的标 准； (3) 阅读器发送识别指令，对全部标签数目进行预估计，并根据所述动态调整标准将未 识别标签分为G组，计算出每组标签的理论个数％，设置分组计数器counter初值为G-I ; (4) 阅读器选定一组标签进行一轮识别，将等待识别的标签数目控制在所述动态调整 标准中系统效率较高的区间内； (5) 判断所述分组计数器是否为0,若counter辛0,转入步骤（4)，开始选定分组下一 轮标签识别过程；若counter = 0,利用动态调整标准识别剩余的未识别标签； 所述步骤（3)进一步包括如下内容： (31) 阅读器使用初始时隙长度256对全部标签进行一轮识别，并估计剩余标签的数目 为n1; (32) 根据所述动态调整标准可知，最优分组标签数目节点为354 ; (33) 所述阅读器根据步骤（31)所述剩余标签数目n#lj断剩余标签是否应该分组识 另IJ，若所述剩余标签数目大于354,剩余标签将根据所述动态标准被分组识别；若所述剩余 标签数目小于354,剩余标签将采取单组识别方式； (34) 若所述剩余标签数目Ii1大于354,所述阅读器对标签采用平均分组方式，每一个 分组的标签数目Ii tl可以通过总标签数目除以分组数G得到。
2. 根据权利要求1所述一种动态高效的RFID标签识别机制，其特征在于，所述步骤 (4) 进一步包括如下步骤： (41) 根据所述动态调整标准可知，所述较高系统效率对应的标签数目范围为[79， 354]； (42) 在每一轮标签识别过程中，阅读器根据所述动态调整标准，选取最优时隙长度对 选定分组标签进行的识别； (43) 在每一轮标签识别过程结束之后，阅读器估计所述选定分组未识别标签数目n2， 通过判断η〇+η2是否在区间[79,354]内，来控制所述剩余标签是否与所述未读分组中的一 组标签合并为一个新的分组，并更新分组计数器的值。
3. 根据权利要求1所述一种动态高效的RFID标签识别机制，其特征在于，所述步骤 (5) 进一步包括如下步骤： (51) 所述阅读器发送清点指令，等待标签回复； (52) 所述阅读器根据标签在某一帧长度内的回复信息判断选定分组标签是否读完， 若有回复信息，则表明所述分组标签未读完；若没有回复信息，则表明所述分组标签已经读 完。
4. 根据权利要求1所述一种动态高效的RFID标签识别机制，其特征在于，在考虑时隙 和请求命令消耗时间的情况下，利用二项分布原理可以得到系统识别效率公式；通过对系 统效率求极值运算，可以得到阅读器动态识别标签的评估标准；系统识别效率公式如下： 其中，S为系统效率，η为标签数目，N为阅读器与标签通信选择的时隙长度，G为分组 数，tsl()t为一个时隙消耗的时间，Trai为请求指令消耗的时间。
【专利摘要】本发明提供了一种动态高效的RFID标签识别机制，步骤如下：(1)建立分组和变时隙方案，根据所述方案分别得到最优分组和最优变时隙对应的标签节点数目；(2)整合所述方案最优标签节点数目，绘制图表，并将所述图表作为所述阅读器实现动态调整的标准；(3)阅读器根据动态调整标准发送识别指令，将每轮等待识别的标签数目控制在具有较高系统识别效率的区间内。本发明可以实现射频识别系统标签的快速读取。
【IPC分类】G06K7-00
【公开号】CN104680104
【申请号】CN201410777323
【发明人】李建雄, 冯鑫, 张奇龙, 史伟光, 邢炳雷
【申请人】天津工业大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月15日