射频识别系统中读取大规模标签的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种射频识别系统中读取大规模标签的系统及方法，该方法包括如下步骤：根据各电子标签的位置，为各电子标签找到最近的读写器候选位置，并加入到一读写器候选位置集合中；遍历所有候选位置，为读写器选取能读写所有标签的最小功率；在候选位置中寻找一条从出发点开始遍历所有候选位置到达终点的最短路径；判断该最短路径是否在读写器的最大行动距离限制之内，若是，则该最短路径为结果，结束本流程，否则进入下一步骤；选取一个候选位置删除；为删除的候选位置对应的电子标签重新选择最近的候选位置，加入到该读写器候选位置集合中重复本流程，通过本发明专利技术，可使读写器在一定的移动距离限制下以最小的能耗读取大规模的RFID标签。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种，特别是涉及一种射频识别系统中以低能耗读取大规模标签的系统及方法。
技术介绍
射频识别是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。近几年，射频识别已经应用到了生活的诸多领域，如物流，图书馆，以及大型超市，用来跟踪和识别货物、图书、商品等。射频识别系统一般由两部分组成，读写器(Reader)和电子标签(Tag)。电子标签分为两种，一种是被动的，即凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，另一种是主动的，即能由标签主动发送某一频率的信号。应用在商品上的多为被动的电子标签。一方面被动的电子标签需要读写器来提供能量，另一方面，现在广泛使用的读写器是手持的以电池供电的，故当需要在大规模的范围读取电子标签时，读写器的能耗会成为一个问题。现在广泛应用的读取RFID的协议是EPC C1G2协议。其流程如图1所示。1.读写器发送Query命令，并传送一个Q值。2.标签收到Query命令，将一个之间的随机数写入自己的计数器。3.读写器循环2Q次，每次发送一个QueryResp命令。4.标签收到QueryResp则计数器_1，若计数器为O则应答。5.读写器若收到一个唯一的应答则返回ACK。6.收到ACK的标签返回自己的ID。7.若在2q_1个时隙中发生了冲突，则会估算Q值并开始下一轮。通过调研发现，一些研究通过减少产生冲突的时隙数目来减少能耗，如发表于INF0C0M 2010 的((Energy efficient algorithms for the rfid estimationproblem)),这种方法需要改变现有的RFID协议，费时费力。另一些传感器网络中的研究研究了通过移动汇节点减少能耗的问题，如发表于TPDS 2007的《Senear :an energy-efficient datagathering mechanism for large-scale multihopsensor networks〉〉。但一方面传感器网络多是多跳的，通过减少跳数来减少能耗，这在只能一跳的射频识别系统中不行。另一方面传感器网络里需要考虑每个节点的能耗，而射频识别系统的能耗集中在读写器。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术之目的在于提供一种，其能够使读写器在一定的移动距离限制下以最小的能耗读取大规模的RFID标签。为达上述及其它目的，本专利技术提供了一种射频识别系统中读取大规模标签的系统，用于包含读写器及多个电子标签的射频识别系统中，至少包括候选位置获取模组，根据各电子标签的位置，为各电子标签找到最近的读写器候选位置，加入到一读写器候选位置集合中；最小功率选取模组，用于遍历所有候选位置，为该读写器选取能读写所有标签的最小功率；最短路径获取模组，在候选位置中寻找一条从出发点开始遍历所有候选位置到达终点的最短路径；路径判断模组，判断该最短路径是否在该读写器的最大行动距离限制之内，若是，则该最短路径为结果，否则启动候选位置删除模组；候选位置删除模组，选取一个候选位置删除；以及重选模组，为删除的候选位置对应的电子标签重新选择最近的候选位置，并加入到该读写器候选位置集合中去。进一步地，该候选位置删除模组以贪心的方式选取一个候选位置删除。进一步地，删除的候选位置的选点要使得能量的增量尽可能少，而路径长度的减少尽可能大。进一步地，当电子标签的数目较大时，将读写区域按需求等分成小的矩形区域，以小矩形的中心来等效该区域内的所有标签。进一步地，该射频识别系统中的电子标签都是静止不动的。为达到上述及其他目的，本专利技术还提供一种射频识别系统中读取大规模标签的方法，用于包含读写器及多个电子标签的射频识别系统中，包括如下步骤步骤一，根据各电子标签的位置，为各电子标签找到最近的读写器候选位置，并加入到一读写器候选位置集合中；步骤二，遍历所有候选位置，为读写器选取能读写所有标签的最小功率；步骤三，在候选位置中寻找一条从出发点开始遍历所有候选位置到达终点的最短路径；步骤四，判断该最短路径是否在读写器的最大行动距离限制之内，若是，则该最短路径为结果，结束本流程，否则进入步骤五；步骤五，选取一个候选位置删除；步骤六，为删除的候选位置对应的电子标签重新选择最近的候选位置，加入到该读写器候选位置集合中，重复步骤一至步骤六。进一步地，于步骤五中，以贪心的方式选取一个候选位置删除。进一步地，删除的候选位置的选择要使得能量的增量尽可能少，而路径长度的减少尽可能大。进一步地，于步骤一之前还包括当电子标签的数目较大时，将读写区域按需求等分成小的矩形区域，以小矩形的中心来等效该区域内的所有标签的步骤。进一步地，该射频识别系统中的电子标签都是静止不动的。与现有技术相比，本专利技术一种通过为各电子标签找到最近的读写器候选位置，遍历这些位置获得能够以最少的能量读取所有标签的最短路径，并对最短路径与读写器的最大行动距离限制进行比较，于超出最大行动距离限制时删除一候选位置并重新选取候选位置，实现了使读写器能在一定移动距离限制下以最小的能耗读取大规模的电子标签的目的。附图说明图1为现有技术的EPC C1G2协议的流程图；图2为本专利技术一种射频识别系统中读取大规模标签的系统的系统架构图；图3为本专利技术一种射频识别系统中读取大规模标签的方法的步骤流程图；图4为本专利技术一种射频识别系统中读取大规模标签的方法之较佳实施例的步骤流程图；图5为本专利技术与现有算法Sencar仿真对比结果示意图。具体实施例方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。图2为本专利技术一种射频识别系统中读取大规模标签的系统的系统架构图。如图2所示，本专利技术一种射频识别系统中读取大规模标签的系统，用于包含读写器及多个电子标签的射频识别系统，其至少包括候选位置获取模组20、最小功率选取模组21、最短路径获取模组22、路径判断模组23、候选位置删除模组24以及重选模组25。其中候选位置获取模组20根据各电子标签的位置，为各电子标签找到最近的读写器候选位置，加入到一读写器候选位置集合中；最小功率选取模组21，用于遍历所有候选位置，为读写器选取能读写所有标签的最小功率；最短路径获取模组22，在候选位置中寻找一条从出发点开始遍历所有候选位置到达终点的最短路径；路径判断模组23，用于判断该最短路径是否在该读写器的最大行动距离限制之内，若是，则此路径为结果，否则启动候选位置删除模组24 ;候选位置删除模组24，用于以贪心的方式选取一个候选位置删除，删除的候选位置的选点以使得能量的增量尽可能少，而路径长度的减少尽可能大为宜；重选模组25，为删除的候选位置对应的电子标签重新选择最近的候选位置，并加入到候选位置获取模组20的读写器候选位置集合中去。图3为本专利技术一种射频识别系统中读取大规模标签的方法的步骤流程图。如图3所示，本专利技术一种射频识别系统中读取大规模标签的方法，用于包含读写器及多个电子标签的射频识别系统，包括如下步骤步骤301，根据各电子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频识别系统中读取大规模标签的系统，用于包含读写器及多个电子标签的射频识别系统中，至少包括：候选位置获取模组，根据各电子标签的位置，为各电子标签找到最近的读写器候选位置，加入到一读写器候选位置集合中；最小功率选取模组，用于遍历所有候选位置，为该读写器选取能读写所有标签的最小功率；最短路径获取模组，在候选位置中寻找一条从出发点开始遍历所有候选位置到达终点的最短路径；路径判断模组，判断该最短路径是否在该读写器的最大行动距离限制之内，若是，则该最短路径为结果，否则启动候选位置删除模组；候选位置删除模组，选取一个候选位置删除；以及重选模组，为删除的候选位置对应的电子标签重新选择最近的候选位置，并加入到该读写器候选位置集合中去。

【技术特征摘要】
1.一种射频识别系统中读取大规模标签的系统，用于包含读写器及多个电子标签的射频识别系统中，至少包括候选位置获取模组，根据各电子标签的位置，为各电子标签找到最近的读写器候选位置，加入到一读写器候选位置集合中；最小功率选取模组，用于遍历所有候选位置，为该读写器选取能读写所有标签的最小功率;最短路径获取模组，在候选位置中寻找一条从出发点开始遍历所有候选位置到达终点的最短路径；路径判断模组，判断该最短路径是否在该读写器的最大行动距离限制之内，若是，则该最短路径为结果，否则启动候选位置删除模组；候选位置删除模组，选取一个候选位置删除；以及重选模组，为删除的候选位置对应的电子标签重新选择最近的候选位置，并加入到该读写器候选位置集合中去。2.如权利要求1所述的一种射频识别系统中读取大规模标签的系统，其特征在于该候选位置删除模组以贪心的方式选取一个候选位置删除。3.如权利要求2所述的一种射频识别系统中读取大规模标签的系统，其特征在于删除的候选位置的选点要使得能量的增量尽可能少，而路径长度的减少尽可能大。4.如权利要求2所述的一种射频识别系统中读取大规模标签的系统，其特征在于当电子标签的数目较大时，将读写区域按需求等分成小的矩形区域，以小矩形的中心来等效该区域内的所有标签。5.如权利要求1所述的一种射频识别系统中读取大规模标签的系统，其特征在于该射频识别系统中的电子标签都是静止...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋文超，朱燕民，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：