[发明专利]基于虚拟向量Aloha协议的RFID标签数量估计系统及估计方法

权利要求书

1.基于虚拟向量Aloha协议的RFID标签数量估计系统，其特征在于：所述系统包括：

基于Aloha协议的虚拟向量生成模块、向量分析与概率估计执行模块、单阅读器轮询模块、结果处理模块；

所述基于Aloha协议的虚拟向量生成模块用于生成目标标签集合的期望向量V_k[·]并收集获得响应的响应向量V_c[·]；

所述向量分析与概率估计执行模块用于对期望向量V_k[·]与响应向量V_c[·]进行对比与分析，得到目标标签的数量估计；

所述单阅读器轮询模块用于将阅读器在有效范围内进行移动，并执行基数估计算法实现对目标标签数量的初步估计；

所述结果处理模块用于将单阅读器轮询模块得到的目标标签数量初步估计结果进行去重及汇总，获得目标标签集合的数量的精确估计。

2.基于虚拟向量Aloha协议的RFID标签数量估计方法，其特征在于：所述方法具体过程为：

步骤一、阅读器生成随机数r，将帧划分为N个长度为f_s的子帧，结合当前的帧序号f_c及子帧的帧长f_s，形成消息{f_c,f_s,r}并广播；

其中，f_c∈[0,N-1]，f_s＝512为帧长度，f_c由当前的帧计数器保存；

步骤二、阅读器根据已知的目标标签集合T_k的信息，使用均匀分布的哈希函数H(TID,f_c,f_s)进行映射，填充并生成期望向量V_k[·]；

步骤三、阅读器有效范围内的标签接收阅读器发送的信息，根据标签自身的TID，计算该标签所属帧序号若与阅读器发送来的消息{f_c,f_s,r}中的f_c相符，则向阅读器发送{f_c′,f_s′}，否则该标签保持静默；

式中，f_s′＝512为帧长度；f_c′为标签所属帧序号；

步骤四、阅读器对所有在其有效范围内的标签，使用步骤二相同的哈希函数进行映射，填充响应向量V_c[·]；

步骤五、阅读器根据接收到的{f_c′,f_s′}，更新响应向量V_c[·]；

步骤六、阅读器根据期望向量V_k[·]和响应向量V_c[·]的值，计算帧间隙的数量K_1,0、K_1,1，得到在线目标标签数量的初步估计值；

步骤七、判断是否还有阅读器未覆盖的区域，若有，阅读器在空间中移动，执行步骤一至步骤七；若没有，执行步骤八；

步骤八、通过步骤四生成的响应向量V_c[·]，查询步骤二记录的期望向量V_k[·]，得到标签的标识符TID，与步骤七得到的结果集取交集得到所有在线目标标签集合，该集合元素数即为对在线的目标标签数量的估计值。

3.根据权利要求2所述基于虚拟向量Aloha协议的RFID标签数量估计方法，其特征在于：所述步骤二中阅读器根据已知的目标标签集合T_k的信息，使用均匀分布的哈希函数H(TID,f_c,f_s)进行映射，填充并生成期望向量V_k[·]；具体过程为：

定义哈希函数H(TID,f_c,f_s)为：

其余V_k[·]＝0；

其中，TID表示标签ID，r表示阅读器生成的随机数；V_k[·]为期望向量；％为“取余”运算，为“异或”运算；

其中N×f_c决定了期望向量的大小，f_s＝512为帧长度；

根据H(TID,f_c,f_s)函数填充期望向量V_k[·]。