[发明专利]基于阅读器优先级的静态阅读器调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及大规模密级环境的RFID阅读器部署下的阅读器执行顺序。针对RFID阅读器调度的设计目标和设计原则，提出了集中式调度和分布式调度、静态调度和动态调度以及已知标签位置调度和未知标签位置调度，每种调度分类方法之间，不是并行关系，而是包含关系。实现了一种比较高效的并行集调度算法（Parallel-Set Scheduling Algorithm，PSSA），使有覆盖区域冲突的阅读器不在同一个调度时隙内运行，没有冲突的多个阅读器在同一个调度时隙内运行，从而在避免阅读器冲突的前提下，尽量的提高了系统的运行效率。

背景技术

物联网（Internet of Things）是新一代信息技术的重要组成部分，它是物质世界的联网需求和信息世界的不断进步催生的新一代网络。顾名思义，物联网就是物与物相连的互联网。这其中，包含了两层含义：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网络；第二、他的用户端延伸到和扩展到了任何世间的物品与物品之间，进行信息的搜集、互换和通信。物联网的定义是通过RFID、传感器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备，根据给定的协议，把所有的物品与互联网相连，进行信息的搜集、互换和通信，达到对物品进行智能化识别、跟踪、管理、监控和定位的一种网络。

RFID（Radio Frequency Identification）即无线射频识别，是一种非接触式自动识别技术，它基于无线射频信号进行通信。RFID技术具有通信距离远、识别目标多、标签信息自动化识别等特点，是物联网的核心技术之一，但其应用和发展，仍然处于初级阶段。虽然现在应用已经比较广泛，但是大规模RFID系统的应用和管理，仍然面临着一些重大的难题，如以下几点所述：

（1）大规模RFID系统阅读器、标签的管理。在大规模RFID系统中，有着成百上千的阅读器同时工作，进行大量的数据通信和处理。如何部署大量的阅读器以有效的管理涉密物品；如何剔除读取的标签中的无效数据、获取有效数据并提供系统性能；

（2）密集部署的大规模RFID阅读器之间的冲突管理。RFID阅读器的覆盖区域不规则，在密集部署的RFID系统中，由于要保证受监控的物品全部处于阅读器的扫描范围内，导致阅读器之间的覆盖区域重叠不可避免。RFID系统是基于无线射频信号进行通信和数据处理，覆盖区域的重叠就意味着信号之间的冲突在所难免，因而导致大量的数据丢失和错误，严重 影响了系统的准确度和性能。如何解决阅读器之间的冲突，防止数据的丢失和错误，是急需解决的问题。

研究大规模RFID阅读器管理技术，可以有效的推进RFID技术的发展，并为大规模RFID系统的应用提供支持，如以下几点所述：

（1）、提高系统运行性能，减少阅读器冲突产生的能耗。在RFID系统中，阅读器的冲突不仅会导致数据的丢失，而且会产生很大的能耗，通过阅读器调度的研究，可以降低系统能耗，提高系统性能。

（2）、防止阅读器冲突导致的数据丢失，提高系统的准确度。通过RFID阅读器调度的研究，在冲突不可避免的前提下，尽量减少相邻阅读器之间的冲突，防止因冲突导致的数据丢失和错误。提高系统数据处理的正确度。

（3）、为RFID应用系统提供决策支持。根据不同的应用场景，提出多种阅读器调度策略，不同的RFID系统可以参考不同的调度策略思路来解决阅读器管理。其中PSSA算法为一个较好的调度算法，可以为其他的非RFID系统提供借鉴意义。

发明内容

本发明提出了一种基于阅读器优先级的静态阅读器调度策略，通过试验测试，有效地解决了解决大规模RFID系统中的阅读器冲突问题，并且并行集调度算法对任意的网络调度问题，都有积极的借鉴价值。

核心思想是：让有覆盖区域冲突的阅读器不在同一个调度时隙内运行，让没有冲突的多个阅读器在同一个调度时隙内同时运行。

如图1所示，在RFID系统中，由于两个阅读器的覆盖区域（即天线的覆盖区域）存在重叠，产生信号冲突，信号的冲突导致数据丢失和错误。在RFID冲突中，根据冲突发生的方式不同，可分为三类：标签与标签之间的冲突(Tag-Tag collision，TTc)、阅读器与标签之间的冲突(Reader-Tag collision，RTc)、阅读器与阅读器之间的冲突(Reader-Reader collision，RRc)。