一种多分组RFID系统的丢失标签检测方法技术方案

一种多分组RFID系统的丢失标签检测方法，所述方法包括：步骤1，阅读器通过哈希函数利用存储于后端服务器中的已知标签的标签ID将每组标签映射到一个f

【技术实现步骤摘要】
一种多分组RFID系统的丢失标签检测方法


[0001]本专利技术涉及射频识别和物联网
，具体涉及一种多分组RFID系统的丢失标签检测方法。

技术介绍

[0002]随着越来越多的终端设备接入到网络中，物联网(英文：Internet of Things)技术得到了飞速发展。射频识别(英文：Radio Frequency Identification，简称：RFID)技术作为物联网的关键技术之一，在近十年的时间里取得了巨大的成就。一个典型的RFID系统通常由一个后端服务器、一个或者多个阅读器(英文：Reader)以及大量的标签(英文：Tag)所构成。后端服务器提供强大的计算和存储能力，每一个阅读器配有一个或者多个天线用于收集其通信范围内的标签回应。而标签可以根据通信模式的不同分为有源标签、半有源标签和无源标签。有源标签有内部电源供电，通信距离远，但体积较大；半有源标签只有在其激活时才会进入工作状态；而无源标签没有内部电源供给，需要依赖于阅读器发出的射频信号实现其电源供给。后端服务器存储所有已知标签的ID信息，用于标签的实时监测，并为阅读器提供实时指令来统筹系统中的标签。在一些大规模多分组的RFID系统中，如大型仓库中，所有货物上附有RFID标签，由于一些认为因素，如盗窃、员工失误等，导致系统中的货物丢失，造成较大的经济损失。系统中丢失标签的快速检测可以实现丢失货物的快速检测，避免经济损失的发生。在大规模RFID系统中，由于货物的属性、特征等的不同可以将标签分为多组，每组标签具有相同组ID。最直接的丢失标签检测方法是收集到系统中所有标签的ID，然后将之与服务器中存储的ID进行比对，若服务器中ID未被收集到，则可断定该标签为丢失标签。该方法的优点是准确性高，但缺点也异常明显，由于该方法需要阅读器和标签之间进行频繁的ID传输，需要耗费大量的时间，导致检测效率极其低下，同时也带来了极大的安全隐患。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本专利技术实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种多分组RFID系统的丢失标签检测方法，具体方案如下：
[0004]一种多分组RFID系统的丢失标签检测方法，系统中的所有已知标签分为G组，令第g组包含N
g
，N
g
≤预设值z，1≤g≤G个标签，其中丢失标签个数为m
g
，每个标签具有一个唯一的z位的标签ID，和一个组ID，用于标签身份的验证，所述方法包括：
[0005]步骤1，阅读器通过哈希函数利用存储于后端服务器中的已知标签的标签ID将每组标签映射到一个f
g
长度的数组数组中构建一个期望帧向量V
g
；
[0006]步骤2，阅读器将每组标签的组ID、帧长和哈希函数的随机种子组成请求命令，并轮询广播所有请求命令；
[0007]步骤3，若标签收到包含所属组ID的广播后，则根据阅读器广播的请求命令通过哈希函数向阅读器发送一个96位回应信息；
[0008]步骤4，阅读器收到一个时隙中的所有标签回应信息后，阅读器将所有回应信息进行或运算后与期望帧向量V
g
进行对比，基于比对结果检测是否丢失标签。
[0009]进一步地，步骤1包括：
[0010]阅读器通过一个随机种子为R的哈希函数将一组标签中的标签ID进行哈希运算，得到的哈希结果对f
g
进行取余后映射到长为f
g
的数组中，若数组中的某位只被一个标签映射，则数组中的该位被设为“1”，否则设为“0”，当该组所有标签映射完成后期望帧向量V
g
便构建完成，在期望帧向量V
g
中，“1”代表着期望单时隙，“0”代表着期望非单时隙。
[0011]进一步地，步骤3中，
[0012]若标签收到包含所属组ID的广播后，通过广播的请求命令中的随机种子对标签ID进行哈希运算H(标签ID,R)并对帧长f
g
取余，结果记为Y
i
，其中H()为哈希函数，每个标签根据的值选择一个标签时隙向阅读器回复一个96位的信息，该回应信息包含95位“0”和1位“1”，其中“1”在该回应信息中的索引值为Y
i
除96取余得到。
[0013]进一步地，步骤4包括：
[0014]当某个标签时隙执行完毕后，阅读器将标签时隙内所收到的所有96位的标签回应信息进行或运算合并为一个复合的96位向量，当复合向量中的某位为“0”但期望帧向量V
g
中对应位为“1”时，则断定第g组中存在丢失标签事件，阅读器停止g组标签的检测，并通过广播下一组标签的组ID、帧长和随机种子组成的请求命令开始下一组标签的丢失标签检测。
[0015]进一步地，当断定第g组中存在丢失标签事件，阅读器停止g组标签的检测，并通过广播下一组标签的组ID、帧长和随机种子组成的请求命令开始下一组标签的丢失标签检测。
[0016]进一步地，在某一组的丢失标签检测过程中，阅读器执行r
g
轮检测该组的丢失标签事件，以实现要求的检测准确度，其中，执行轮数根据给定的检测准确性和该组丢失标签数量共同决定。
[0017]进一步地，所述方法还包括：
[0018]计算期望帧向量V
g
中期望单时隙的比例P
s
为：
[0019][0020]当对上式进行求导时可以发现，当N
g
＝f
g
时，P
s
取得最大值为即N
g
的值取为f
g
以最大化期望单时隙的比例，以提高期望单时隙的利用率，其中，为期望单时隙的概率。
[0021]进一步地，步骤4中，对于任一组g中的任意一轮，一个丢失标签被映射到一个期望单时隙的概率为则一个丢失标签在当前轮中不能通过期望单时隙被检测到的概率为当前轮中一个时隙为同构时隙的概率为：
[0022][0023]因此，一个丢失标签经过r
g
轮依然不能被检测到的概率为：
[0024][0025]根据给定的检测可靠性α
g
，有：
[0026]1‑
P
u
≥α
g
.
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0027]即：
[0028][0029]根据上式(5)可得：
[0030][0031]则为满足可靠性要求下的最优值。
[0032]本专利技术具有以下有益效果：
[0033](1)本专利技术通过同时处理多个标签的回应能够实现精准高效的多分组大规模RFID系统中的丢失标签检测，快速准确地检测每组标签中的丢失标签,且检测的可靠性能够满足系统的要求。
[0034](2)本专利技术在每一个标签时隙中安排多个标签同时进行回应，并对多个标签回应进行或运算处理，极大地减少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多分组RFID系统的丢失标签检测方法，其特征在于，系统中的所有已知标签分为G组，令第g组包含N
g
，N
g
≤预设值z，1≤g≤G个标签，其中丢失标签个数为m
g
，每个标签具有一个唯一的z位的标签ID，和一个组ID，用于标签身份的验证，所述方法包括：步骤1，阅读器通过哈希函数基于已知标签的标签ID将每组标签映射到一个f
g
长度的数组中构建一个期望帧向量V
g
；步骤2，阅读器将每组标签的组ID、帧长和哈希函数的随机种子组成请求命令，并轮询广播所有请求命令；步骤3，若标签收到包含所属组ID的广播后，则根据阅读器广播的请求命令通过哈希函数向阅读器发送一个96位回应信息；步骤4，阅读器收到一个时隙中的所有标签回应信息后，阅读器将所有回应信息进行或运算后与期望帧向量V
g
进行对比，基于比对结果检测是否丢失标签。2.根据权利要求1所述多分组RFID系统的丢失标签检测方法，其特征在于，步骤1包括：阅读器通过一个随机种子为R的哈希函数将一组标签中的标签ID进行哈希运算，得到的哈希结果对f
g
进行取余后映射到长为f
g
的数组中，若数组中的某位只被一个标签映射，则数组中的该位被设为“1”，否则设为“0”，当该组所有标签映射完成后期望帧向量V
g
便构建完成，在期望帧向量V
g
中，“1”代表着期望单时隙，“0”代表着期望非单时隙。3.根据权利要求2所述多分组RFID系统的丢失标签检测方法，其特征在于，步骤3中，若标签收到包含所属组ID的广播后，通过广播的请求命令中的随机种子对标签ID进行哈希运算H(标签ID，R)并对帧长f
g
取余，结果记为Y
i
，其中H()为哈希函数，每个标签根据的值选择一个标签时隙向阅读器回复一个96位的信息，该回应信息包含95位“0”和1位“1”，其中“1”在该回应信息中的索引值为Y
i
除96取余得到。4.根据权利要求3所述多分组RFID系统的丢失标签检测方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智，李毅，张千昌，车荣杰，杜培恩，陈聪，孙延波，卓海波，宋卫臣，刘宏业，妥之彧，王超，史乾坤，林凯，陈鸿龙，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司中石化石油工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：