[发明专利]一种商用标签定向读取和实时追踪方法、存储介质及设备

说明书

本发明公开了一种商用标签定向读取和实时追踪方法、存储介质及设备，采用一主一从的分布式天线阵列，分布式天线阵列的主发射器和从发射器交替发送同步信号，并测量发射天线与接收天线之间的相位偏移，对每个从发射器补偿一个初始相位使之与主发射器同步；进行快速搜索，查询与目标标签距离最近的参考标签，获取参考标签的响应信息；得到不同传输设置时的能量分布和有关为目标标签供能的设置信息，结合模拟退火算法和粒子滤波器动态选择传输参数激励目标区域的标签以及实时追踪目标标签的移动，完成对目标位置的商用标签进行定向读取和实时追踪。本发明大大降低了对目标标签定向读取和追踪的成本，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于物联网传感技术领域，具体涉及一种商用标签定向读取和实时追踪方法、存储介质及设备。

背景技术

射频识别(RFID)技术是一种无线通信技术，它通过无线电信号来识别特定的目标，并且读取写入相关数据，从而达到识别目标和数据交换的目的。RFID系统具有使用寿命长、安全性好等特点，已被广泛应用于物流、仓储等领域。

在当前的无源RFID系统中，定向提高标签的读取率是一个具有挑战性的问题。现有的选择性读取方法适用性较差，主要是由于：

(1)典型的选择性读取方法是将某些特定的位字符串设置为掩码，并允许ID编号中具有相同位字符串的标签作出响应。该方法需要假定所有目标标签的ID信息都是已知的，这在许多实际应用中是不可能的，而且无法在特定目标区域内选择标签。

(2)可以查询未知标签的方法需要修改标签的硬件和通信协议，难以在商用RFID标签上实现。

(3)使用RFID定位算法在目标区域内查找标签是不可行的，因为在复杂的环境中运行RFID定位算法会引入较大的误差，并且具有较高的延迟，无助于实现较高的读取率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种商用标签定向读取和实时追踪方法、存储介质及设备，显著提高对目标位置周围标签的读取率，并实时追踪这些标签的移动，适用于仓储、物流等情况。

本发明采用以下技术方案：

一种商用标签定向读取和实时追踪方法，包括以下步骤：

S1、采用一主一从的分布式天线阵列，分布式天线阵列的主发射器和从发射器交替发送同步信号，并测量发射天线与接收天线之间的相位偏移，对每个从发射器补偿一个初始相位使之与主发射器同步；

S2、进行快速搜索，查询与目标标签距离最近的参考标签，获取参考标签的响应信息E₀；

S3、利用步骤S2参考标签的响应信息E₀，得到不同传输设置时的能量分布和有关为目标标签供能的设置信息，结合模拟退火算法和粒子滤波器动态选择传输参数激励目标区域的标签以及实时追踪目标标签的移动，完成对目标位置的商用标签进行定向读取和实时追踪。

具体的，步骤S1中，在发送波束成形信号前，先补偿频率和相位同步天线；采用先验同分布方案，让主发射器和从发射器交替发送同步信号，根据两者的差Δθ(t)获得发射天线与接收天线之间的相位偏移和频率偏移后，对每个从发射器补偿一个初始相位使之与主发射器同步。

进一步的，主从天线上的接收信号为P_M(t)，当从发射器单独发送同步信号时，接收到的信号为P_s(t)，Δθ(t)为：

其中，为从主机发射器端到主机接收器端捕获的相位，为从主机发射器端到从机接收器端捕获的相位，为从从机发射器端到主机接收器端捕获的相位，为从从机发射器端到从机接收器端捕获的相位，t为时间。