本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的系統(tǒng)及方法，該方法包括如下步驟：根據(jù)各電子標(biāo)簽的位置，為各電子標(biāo)簽找到最近的讀寫器候選位置，并加入到一讀寫器候選位置集合中；遍歷所有候選位置，為讀寫器選取能讀寫所有標(biāo)簽的最小功率；在候選位置中尋找一條從出發(fā)點(diǎn)開始遍歷所有候選位置到達(dá)終點(diǎn)的最短路徑；判斷該最短路徑是否在讀寫器的最大行動(dòng)距離限制之內(nèi)，若是，則該最短路徑為結(jié)果，結(jié)束本流程，否則進(jìn)入下一步驟；選取一個(gè)候選位置刪除；為刪除的候選位置對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽重新選擇最近的候選位置，加入到該讀寫器候選位置集合中重復(fù)本流程，通過本發(fā)明專利技術(shù)，可使讀寫器在一定的移動(dòng)距離限制下以最小的能耗讀取大規(guī)模的RFID標(biāo)簽。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)關(guān)于一種，特別是涉及一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中以低能耗讀取大規(guī)模標(biāo)簽的系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
射頻識(shí)別是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。近幾年，射頻識(shí)別已經(jīng)應(yīng)用到了生活的諸多領(lǐng)域，如物流，圖書館，以及大型超市，用來跟蹤和識(shí)別貨物、圖書、商品等。射頻識(shí)別系統(tǒng)一般由兩部分組成，讀寫器(Reader)和電子標(biāo)簽(Tag)。電子標(biāo)簽分為兩種，一種是被動(dòng)的，即憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息，另一種是主動(dòng)的，即能由標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)。應(yīng)用在商品上的多為被動(dòng)的電子標(biāo)簽。一方面被動(dòng)的電子標(biāo)簽需要讀寫器來提供能量，另一方面，現(xiàn)在廣泛使用的讀寫器是手持的以電池供電的，故當(dāng)需要在大規(guī)模的范圍讀取電子標(biāo)簽時(shí)，讀寫器的能耗會(huì)成為一個(gè)問題。現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的讀取RFID的協(xié)議是EPC C1G2協(xié)議。其流程如圖1所示。1.讀寫器發(fā)送Query命令，并傳送一個(gè)Q值。2.標(biāo)簽收到Query命令，將一個(gè)之間的隨機(jī)數(shù)寫入自己的計(jì)數(shù)器。3.讀寫器循環(huán)2Q次，每次發(fā)送一個(gè)QueryResp命令。4.標(biāo)簽收到QueryResp則計(jì)數(shù)器_1，若計(jì)數(shù)器為O則應(yīng)答。5.讀寫器若收到一個(gè)唯一的應(yīng)答則返回ACK。6.收到ACK的標(biāo)簽返回自己的ID。7.若在2q_1個(gè)時(shí)隙中發(fā)生了沖突，則會(huì)估算Q值并開始下一輪。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，一些研究通過減少產(chǎn)生沖突的時(shí)隙數(shù)目來減少能耗，如發(fā)表于INF0C0M 2010 的((Energy efficient algorithms for the rfid estimationproblem)),這種方法需要改變現(xiàn)有的RFID協(xié)議，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。另一些傳感器網(wǎng)絡(luò)中的研究研究了通過移動(dòng)匯節(jié)點(diǎn)減少能耗的問題，如發(fā)表于TPDS 2007的《Senear :an energy-efficient datagathering mechanism for large-scale multihopsensor networks〉〉。但一方面?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)多是多跳的，通過減少跳數(shù)來減少能耗，這在只能一跳的射頻識(shí)別系統(tǒng)中不行。另一方面?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)里需要考慮每個(gè)節(jié)點(diǎn)的能耗，而射頻識(shí)別系統(tǒng)的能耗集中在讀寫器。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)之目的在于提供一種，其能夠使讀寫器在一定的移動(dòng)距離限制下以最小的能耗讀取大規(guī)模的RFID標(biāo)簽。為達(dá)上述及其它目的，本專利技術(shù)提供了一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的系統(tǒng)，用于包含讀寫器及多個(gè)電子標(biāo)簽的射頻識(shí)別系統(tǒng)中，至少包括候選位置獲取模組，根據(jù)各電子標(biāo)簽的位置，為各電子標(biāo)簽找到最近的讀寫器候選位置，加入到一讀寫器候選位置集合中；最小功率選取模組，用于遍歷所有候選位置，為該讀寫器選取能讀寫所有標(biāo)簽的最小功率；最短路徑獲取模組，在候選位置中尋找一條從出發(fā)點(diǎn)開始遍歷所有候選位置到達(dá)終點(diǎn)的最短路徑；路徑判斷模組，判斷該最短路徑是否在該讀寫器的最大行動(dòng)距離限制之內(nèi)，若是，則該最短路徑為結(jié)果，否則啟動(dòng)候選位置刪除模組；候選位置刪除模組，選取一個(gè)候選位置刪除；以及重選模組，為刪除的候選位置對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽重新選擇最近的候選位置，并加入到該讀寫器候選位置集合中去。進(jìn)一步地，該候選位置刪除模組以貪心的方式選取一個(gè)候選位置刪除。進(jìn)一步地，刪除的候選位置的選點(diǎn)要使得能量的增量盡可能少，而路徑長(zhǎng)度的減少盡可能大。進(jìn)一步地，當(dāng)電子標(biāo)簽的數(shù)目較大時(shí)，將讀寫區(qū)域按需求等分成小的矩形區(qū)域，以小矩形的中心來等效該區(qū)域內(nèi)的所有標(biāo)簽。進(jìn)一步地，該射頻識(shí)別系統(tǒng)中的電子標(biāo)簽都是靜止不動(dòng)的。為達(dá)到上述及其他目的，本專利技術(shù)還提供一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的方法，用于包含讀寫器及多個(gè)電子標(biāo)簽的射頻識(shí)別系統(tǒng)中，包括如下步驟步驟一，根據(jù)各電子標(biāo)簽的位置，為各電子標(biāo)簽找到最近的讀寫器候選位置，并加入到一讀寫器候選位置集合中；步驟二，遍歷所有候選位置，為讀寫器選取能讀寫所有標(biāo)簽的最小功率；步驟三，在候選位置中尋找一條從出發(fā)點(diǎn)開始遍歷所有候選位置到達(dá)終點(diǎn)的最短路徑；步驟四，判斷該最短路徑是否在讀寫器的最大行動(dòng)距離限制之內(nèi)，若是，則該最短路徑為結(jié)果，結(jié)束本流程，否則進(jìn)入步驟五；步驟五，選取一個(gè)候選位置刪除；步驟六，為刪除的候選位置對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽重新選擇最近的候選位置，加入到該讀寫器候選位置集合中，重復(fù)步驟一至步驟六。進(jìn)一步地，于步驟五中，以貪心的方式選取一個(gè)候選位置刪除。進(jìn)一步地，刪除的候選位置的選擇要使得能量的增量盡可能少，而路徑長(zhǎng)度的減少盡可能大。進(jìn)一步地，于步驟一之前還包括當(dāng)電子標(biāo)簽的數(shù)目較大時(shí)，將讀寫區(qū)域按需求等分成小的矩形區(qū)域，以小矩形的中心來等效該區(qū)域內(nèi)的所有標(biāo)簽的步驟。進(jìn)一步地，該射頻識(shí)別系統(tǒng)中的電子標(biāo)簽都是靜止不動(dòng)的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)一種通過為各電子標(biāo)簽找到最近的讀寫器候選位置，遍歷這些位置獲得能夠以最少的能量讀取所有標(biāo)簽的最短路徑，并對(duì)最短路徑與讀寫器的最大行動(dòng)距離限制進(jìn)行比較，于超出最大行動(dòng)距離限制時(shí)刪除一候選位置并重新選取候選位置，實(shí)現(xiàn)了使讀寫器能在一定移動(dòng)距離限制下以最小的能耗讀取大規(guī)模的電子標(biāo)簽的目的。附圖說明圖1為現(xiàn)有技術(shù)的EPC C1G2協(xié)議的流程圖；圖2為本專利技術(shù)一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖3為本專利技術(shù)一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的方法的步驟流程圖；圖4為本專利技術(shù)一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的方法之較佳實(shí)施例的步驟流程圖；圖5為本專利技術(shù)與現(xiàn)有算法Sencar仿真對(duì)比結(jié)果示意圖。具體實(shí)施例方式以下通過特定的具體實(shí)例并結(jié)合附圖說明本專利技術(shù)的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本專利技術(shù)的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本專利技術(shù)亦可通過其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本專利技術(shù)的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。圖2為本專利技術(shù)一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。如圖2所示，本專利技術(shù)一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的系統(tǒng)，用于包含讀寫器及多個(gè)電子標(biāo)簽的射頻識(shí)別系統(tǒng)，其至少包括候選位置獲取模組20、最小功率選取模組21、最短路徑獲取模組22、路徑判斷模組23、候選位置刪除模組24以及重選模組25。其中候選位置獲取模組20根據(jù)各電子標(biāo)簽的位置，為各電子標(biāo)簽找到最近的讀寫器候選位置，加入到一讀寫器候選位置集合中；最小功率選取模組21，用于遍歷所有候選位置，為讀寫器選取能讀寫所有標(biāo)簽的最小功率；最短路徑獲取模組22，在候選位置中尋找一條從出發(fā)點(diǎn)開始遍歷所有候選位置到達(dá)終點(diǎn)的最短路徑；路徑判斷模組23，用于判斷該最短路徑是否在該讀寫器的最大行動(dòng)距離限制之內(nèi)，若是，則此路徑為結(jié)果，否則啟動(dòng)候選位置刪除模組24 ;候選位置刪除模組24，用于以貪心的方式選取一個(gè)候選位置刪除，刪除的候選位置的選點(diǎn)以使得能量的增量盡可能少，而路徑長(zhǎng)度的減少盡可能大為宜；重選模組25，為刪除的候選位置對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽重新選擇最近的候選位置，并加入到候選位置獲取模組20的讀寫器候選位置集合中去。圖3為本專利技術(shù)一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的方法的步驟流程圖。如圖3所示，本專利技術(shù)一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的方法，用于包含讀寫器及多個(gè)電子標(biāo)簽的射頻識(shí)別系統(tǒng)，包括如下步驟步驟301，根據(jù)各電子本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的系統(tǒng)，用于包含讀寫器及多個(gè)電子標(biāo)簽的射頻識(shí)別系統(tǒng)中，至少包括：候選位置獲取模組，根據(jù)各電子標(biāo)簽的位置，為各電子標(biāo)簽找到最近的讀寫器候選位置，加入到一讀寫器候選位置集合中；最小功率選取模組，用于遍歷所有候選位置，為該讀寫器選取能讀寫所有標(biāo)簽的最小功率；最短路徑獲取模組，在候選位置中尋找一條從出發(fā)點(diǎn)開始遍歷所有候選位置到達(dá)終點(diǎn)的最短路徑；路徑判斷模組，判斷該最短路徑是否在該讀寫器的最大行動(dòng)距離限制之內(nèi)，若是，則該最短路徑為結(jié)果，否則啟動(dòng)候選位置刪除模組；候選位置刪除模組，選取一個(gè)候選位置刪除；以及重選模組，為刪除的候選位置對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽重新選擇最近的候選位置，并加入到該讀寫器候選位置集合中去。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的系統(tǒng)，用于包含讀寫器及多個(gè)電子標(biāo)簽的射頻識(shí)別系統(tǒng)中，至少包括候選位置獲取模組，根據(jù)各電子標(biāo)簽的位置，為各電子標(biāo)簽找到最近的讀寫器候選位置，加入到一讀寫器候選位置集合中；最小功率選取模組，用于遍歷所有候選位置，為該讀寫器選取能讀寫所有標(biāo)簽的最小功率;最短路徑獲取模組，在候選位置中尋找一條從出發(fā)點(diǎn)開始遍歷所有候選位置到達(dá)終點(diǎn)的最短路徑；路徑判斷模組，判斷該最短路徑是否在該讀寫器的最大行動(dòng)距離限制之內(nèi)，若是，則該最短路徑為結(jié)果，否則啟動(dòng)候選位置刪除模組；候選位置刪除模組，選取一個(gè)候選位置刪除；以及重選模組，為刪除的候選位置對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽重新選擇最近的候選位置，并加入到該讀寫器候選位置集合中去。2.如權(quán)利要求1所述的一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的系統(tǒng)，其特征在于該候選位置刪除模組以貪心的方式選取一個(gè)候選位置刪除。3.如權(quán)利要求2所述的一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的系統(tǒng)，其特征在于刪除的候選位置的選點(diǎn)要使得能量的增量盡可能少，而路徑長(zhǎng)度的減少盡可能大。4.如權(quán)利要求2所述的一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)電子標(biāo)簽的數(shù)目較大時(shí)，將讀寫區(qū)域按需求等分成小的矩形區(qū)域，以小矩形的中心來等效該區(qū)域內(nèi)的所有標(biāo)簽。5.如權(quán)利要求1所述的一種射頻識(shí)別系統(tǒng)中讀取大規(guī)模標(biāo)簽的系統(tǒng)，其特征在于該射頻識(shí)別系統(tǒng)中的電子標(biāo)簽都是靜止...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔣文超，朱燕民，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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