[发明专利]一种基于弦截迭代的射频识别标签防碰撞方法

说明书

一种基于弦截迭代的射频识别标签防碰撞方法，采用基于弦截迭代法估计剩余标签数，在此基础上，根据待识别标签数与帧长度相等的原则，自适应动态调整后续帧长度，以实现最优识别效率。针对弦截迭代法估计剩余标签数产生的伪解，通过广播两个试探帧并统计试探识别效率确定伪解并加以剔除。实例结果表明本发明所提出的方法剩余标签数估计精度达到97%以上，能满足标签防碰撞估计精度要求。全局吞吐量性能显著优于当前国际标准所采用的Q算法，接近理想系统。

技术领域

本发明属于无线射频识别技术领域，具体涉及一种基于弦截迭代的射频识别标签防碰撞方法。

背景技术

射频识别技术(RFID)在食品追溯、血液管理等领域得到了越来越广泛的应用。射频识别系统由阅读器、电子标签(简称标签)和后端处理系统组成。标签通常附着在被识别物体上，后端处理系统通过阅读器与标签之间的无线信道实现数据交换，进而实现对所附着物体的识别、定位和智能控制。

实际应用中由于被识别物体规模往往较大，要求对众多标签进行批量快速识别。受成本限制，标签一般采用无源方式工作，不具备对信道的感知能力，也不能与其它标签通信，因此批量识别中不可避免会产生标签碰撞问题。标签碰撞必然会降低识别效率，导致延迟增大，进而增加移动环境下标签漏读概率。因此，如何减少标签碰撞对RFID系统识别效率的影响，成为众多研究者追求的目标。

标签防碰撞方法分为基于二进制搜索的确定性方法和基于Aloha的随机退避方法。基于Aloha的随机退避方法由于实现简单得到了广泛的应用。

ISO18000和EPCglobal是RFID技术领域最有影响的两个国际标准组织。ISO18000-6C和EPCglobal C1 G2标准均采用基于动态帧时隙(DFSA)的标签防碰撞方法，并采用Q算法动态调整帧长度。阅读器发送一个带Q参数的命令，收到命令后每个标签随机选择一个时隙响应阅读器。这种方法相对于固定帧长度的帧时隙方法识别效率有了明显提高。

但是，Q算法只给出了调整步进参数C的范围为0.1到0.5，并没有给出具体取值规则。实际应用中，如果C取值过高，帧长度调整过于频繁，导致系统稳定性下降。另一方面，如果C取值过低，会导致调整迟缓，不能正确跟踪剩余标签数的变化，同样会降低系统识别效率。

为了解决这个问题，近年来该领域出现了大量改进方法。这些改进方法主要关注单帧的识别效率,相比于Q算法，单帧识别效率均有较大幅度提高。然而，在实际应用中，如何在最短的时间内准确地完成阅读器覆盖范围内全部标签的识别，是评价一个RFID系统综合性能的根本指标。单帧识别效率最高并不能保证全局吞吐量性能达到最高。全局吞吐量性能定义为在完成给定标签的识别的前提下，阅读器和标签交换有用信息所用的时间与所消耗的全部时间之比，可以用于评价RFID的综合性能。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于弦截迭代的射频识别标签防碰撞方法，以全局吞吐量性能最优为目标，提供一种自适应动态调整帧长度的帧时隙Aloha标签防碰撞方法，仅在第一帧识别完成后根据有效识别标签数估计初始待识别标签数，根据估计结果及第一帧有效识别标签数设置后续识别帧的帧长度，以实现最优识别。标签估计算法采用弦截迭代法。传统DFSA采用的Q算法的经典方法相比，全局吞吐量性能提高了1.4倍，具有优越的性能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于弦截迭代的射频识别标签防碰撞方法，包括以下步骤：

假设阅读器覆盖范围内有n个标签，识别过程由阅读器控制，首先由阅读器发起查询命令Query(Q)，该命令携带帧时隙参数Q，即本识别帧包含Q个时隙，收到命令后每个标签随机产生一个不大于Q的整数S_i(i＝1,2…n)，表示期望在第S_i时隙响应阅读器；