[发明专利]一种基于RFID阅读器自适应调度的无设备目标追踪方法

说明书

技术领域

本发明提出一种基于RFID阅读器自适应调度的无设备目标追踪方法。该方法将阅读器覆盖区域划分为频率冲突域和频率非冲突域，采用静态抽样与动态追踪抽样相结合的方式，最小化阅读器之间的干扰，并且利用可中断调度抽样方法，减小了抽样标签数量，缩短了追踪周期。应用在基于RFID监控场景中，能够实现对无设备目标进行准确高效的追踪。同时，对于基于RFID设备的目标追踪方案，也有积极的借鉴价值。

背景技术

无线射频识别技术(RFID:RadioFrequencyIdentification)是一种基于无线射频信号进行通信的技术，属于非接触式自动识别技术范畴。与已经广泛使用的条形码技术相比，RFID技术具有存储信息量大、一读多响应、较远的读写距离、可重复进行多次读写、读写速度快等特性，且可以实现物品的定位和轨迹追踪。系统中的数据存储介质RFID标签，具有成本低、体积小、信息存储量大、可多次重复读写、生命周期长等特点。如今，在门禁、超市、物流、汽车、公交等领域，已经随处可见RFID的身影，随着信息技术的发展，RFID技术必将得到更加广泛的应用。

RFID在应用领域，最初的出现目的是为了替代条形码。条形码由于其自身的缺陷，存在着不可写、访问距离短、信息量小、速度慢等问题。RFID与条形码相比，有着信息量大、访问距离远、可多次读写、访问速度快等优势，且随着技术的发展，RFID的存在不仅仅是代替条形码，它极有可能催生一场新的信息革命，颠覆人们传统的生活方式。

在室内场景中，射频识别(RFID)技术凭借其低成本、可重用等优点，被广泛应用于定位和追踪领域。基于RFID的定位追踪原理是：在二维场景中部署有超高频RFID阅读器网络，贴有超高频RFID标签的移动目标进入该场景后，经过位置的阅读器会接收到该标签发送的标识信息(RSSI)，从而获得该移动目标的位置。RFID追踪技术有许多应用场景，比如医院中实现对患者的追踪，大型商场的导航等。

然而，大量阅读器部署监控场景中，对每一个移动目标进行标签捆绑并不可行。阅读器之间的冲突现象导致无法对无设备目标进行实时追踪。利用阅读器网络进行无设备目标的追踪过程中，由于RFID天线传播模型的特殊性，使得多个阅读器之间存在标签访问冲突，而且阅读器的物理部署方案无法完全解决此类问题，进而导致标签扫描频率不稳定，造成目标追踪丢失。对于缺乏监管的仓储环境，非法人员便有可乘之机进入禁行场所，为所欲为。因此，需要建立健全基于无设备目标追踪的一套高效机制，解决关键问题并集成系统研发，才能为仓储安全提供有力保障。例如，采用RFID技术监测一个未经授权的人员进入机要场所，以及动物出行规律的研究等。

在RFID定位场景中，将未携带阅读器或者标签的待定位或追踪的目标定义为无设备目标。研究基于RFID的无设备目标追踪技术，能够有效地检测并跟踪二维场景中的非法人员。因此，对无设备目标进行追踪研究，具有重要的意义。

发明内容

本发明提出一种基于RFID阅读器自适应调度的无设备目标追踪方法，采用自适应阅读器调度机制，实现对无设备目标的追踪。机制采用静态调度抽样和动态追踪抽样相结合的阅读器调度方式，有效地减小了阅读器之间的干扰。利用可中断调度抽样方法，减小了抽样标签数量，缩短了追踪周期。本发明应用在基于RFID监控场景中，能够实现对无设备目标进行准确高效的追踪。同时，本发明对于基于RFID设备的目标追踪方案，也有积极的借鉴价值。

首先完成阅读器网络与参考标签网络的部署，选择合适的“阅读器—标签”交互方式，对相关基准信息进行采样与保存；然后进行静态抽样，在没有目标进入监控环境时，阅读器根据频率冲突分时抽样参考标签，实时监控二维场景。当有目标进入场景中时，改变阅读器调度策略，进入动态追踪抽样模式，此时目标经过区域的阅读器具有最高调度优先级，做到对无设备目标的实时追踪。

附图说明

图1是覆盖模型图，矩形区域为待监管区域，大的虚线圈对应标签检测域。小的实线圈表示参考标签，其中深色的代表位于频率冲突域之中，浅色的位于频率冲突域之外。

图2是阅读器与标签之间的两种交互方式，描述了阅读器与标签之间的交互方式Inventory与Select协议过程。

图3是频率波动示意图，当多个阅读器的询问命令在同一个时隙内到达时，阅读器冲突便会出现。此刻，标签可能拒绝其中一条询问命令，也有可能同时拒绝多条命令，不同的时刻表现不尽相同。因此，频率波动便会出现，如图3所示。

图4是阅读器网络的着色方案，是对阅读器网络进行着色的方案图。