[发明专利]一种基于RFID物理层特征的标签可信认证方法

摘要

本发明公开了一种基于RFID物理层特征的标签可信认证方法，包括部署两个被动式RFID标签，组成标签对；构建认证区域；在认证区域内，获取标签对与RFID阅读器的通信信号段作为一个训练样本；选用多个样本，构成训练样本集，对训练样本集进行特征的提取；测试样本时，采用相同的特征提取方式；分别计算测试样本与训练样本的特征值与时间轴构成的区域，利用区域之间的重叠率来判定测试样本是否与训练样本为同一对标签。若区域重叠率大于阈值，则判定为是同一标签对，否则，判定为不是同一标签对。通过判断是否是属于同一标签对，来识别是否为同一物体；本发明有效的防止由于环境的多变，以及噪声对识别物体造成的影响，增加了系统的鲁棒性。

主权项

一种基于RFID物理层特征的标签可信认证方法，该方法应用于物流运输的物品上，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在一个物品表面部署两个被动式RFID标签，组成标签对；步骤2，构建认证区域，所述认证区域包括标签对、RFID阅读器和监听设备，所述监听设备同时能够收到RFID阅读器的发送信号和标签对反向散射回RFID阅读器的信号；步骤31，在认证区域内，在时间T内通过监听设备监听RFID阅读器和标签对的通信信号，获取时间T内的通信信号的物理层信息；步骤32，从所述物理层信息中解析出RFID阅读器发送的命令，截取RFID阅读器发送的命令ACK与QUERY/QREP/QADJ之间的信号，得到EPC信号段；步骤33，将步骤32得到的EPC信号段进行FFT，得到FFT后的EPC信号段，选取FFT后的EPC信号段在[TL,TH]区间内的信号段作为选取的EPC信号段，利用聚类算法将选取的EPC信号段中两个RFID标签的EPC信号段分开，得到两个EPC信号段；其中，TH>TL>0；步骤34，设两个RFID标签分别为标签1和标签2，将标签1的EPC信号段中选取从EPC起点到第N个数据的N个数据作为信号段P1，将标签2的EPC信号段中选取从EPC起点到第N个数据的N个数据作为信号段P2，通过式(1)得到差值信号段S：si＝p2i‑p1iS＝[s1,s2,…,si,…,sN] (1)式(1)中，i∈[1,N]；N为大于1的整数；P1＝[p11,p12,…,p1i,…,p1N]；P2＝[p21,p22,…p2i,…,p2N]；步骤35，对差值信号段S进行FFT后，再通过低通滤波器，得到处理后的差值信号段，对处理后的差值信号段中的采样点a至b区间进行归一化处理，b＞a，b∈[1，N]，a∈[1，N]，得到归一化后的信号段；步骤36，设归一化后的信号段为S＇，将S＇作为一个训练样本；其中，s′＝[s1′,...,sj′,...,sn′]，n＝b‑a+1；重复步骤31～35L次，选取M个训练样本作为训练样本集Train；步骤37，通过式(2)得到训练样本集的特征值集合S＇m＝[s＇m1,…,s＇mj,…,s＇mn],n＝b‑a+1,m∈[1,M]sj′‾=Σm=1Msmj′M,j∈[1,n],]]>S′‾=[s1′‾,...,sj′‾,...,sn′‾]---(2)]]>式(2)中，S＇m表示训练样本集Train中第m个训练样本的信号段，s＇ij为第i个训练样本的信号段中第j个采样点信号的幅值；步骤41，任选任一标签对作为测试标签对，将该测试标签对放入步骤2构建的认证区域中；步骤421，在认证区域内，在时间T内通过监听设备监听RFID阅读器和测试标签对的通信信号，获取时间T内的通信信号的物理层信息；步骤422，从所述物理层信息中解析出RFID阅读器发送的命令，截取RFID阅读器发送的命令ACK与QUERY/QREP/QADJ之间的信号，得到测试EPC信号段；步骤423，将步骤422得到的测试EPC信号段进行FFT，得到FFT后的测试EPC信号段，选取FFT后的测试EPC信号段在[TL,TH]区间内的信号段作为选取的测试EPC信号段，利用聚类算法将选取的测试EPC信号段中两个测试RFID标签的EPC信号段分开，得到两个测试EPC信号段；其中，TH>TL>0；步骤424，设两个测试RFID标签分别为测试标签1和测试标签2，将测试标签1的测试EPC信号段中选取从EPC起点到第N个数据的N个数据作为测试信号段p1′，将标签2的EPC信号段中选取从EPC起点到第N个数据的N个数据作为信号段p2′，通过式(3)得到测试差值信号段T：Ti＝p＇2i‑p＇1iT＝[T1,T2,…,Ti,…sN] (3)式(3)中，i∈[1,N]；N为大于1的整数；p＇1＝[p＇11,p＇12,...,p＇1i,...,p＇1N]；p＇2＝[p＇21,p＇22,...,p＇2i,...,p＇2N]；步骤425，对测试差值信号段T进行FFT后，再进行低通滤波，得到处理后的测试差值信号段，对处理后的测试差值信号段中的采样点a至b区间进行归一化处理，b＞a，b∈[1，N]，a∈[1，N]，得到归一化后的测试信号段T＇；其中，T′＝[T1＇,...,Tj′,...,Tn′]，n＝b‑a+1；步骤43，通过式(4)得到T＇与的区域重叠率R：R=A(T′)∩A(S′‾)A(T′)∪A(S′‾)---(4)]]>式(4)中，A(T＇)表示信号段T＇和时间轴所围成的区域，表示信号段和时间轴所围成的区域；步骤44，若区域重叠率大于阈值TH，0≤TH≤1，则判定为是同一标签对，否则，判定为不是同一标签对。