[发明专利]一种有源电子标签的哈希变形时分多路识别算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机识别算法技术,用于溯源或追踪的有源电子标签的识别算法，特别是一种基于哈希函数的变形时分多路的识别算法。

技术背景

现代物联网要求建立产品生产的整个过程中对产品的各种相关信息进行记录、查询、监督的质量保障体系。其目的是在出现产品安全问题时，能够快速有效地查询到出问题的原料或加工环节，必要时进行产品召回，实施有针对性的惩罚措施，以此来提高物联网内产品的安全和质量。

物联网内的产品，为了便于信息的读取，应选取可自动识别的标识技术。条形码技术使用广泛，有着较好应用基础，成本低廉，但标签的内容无法修改，条码标签必须清洁无磨损，阅读器读条码时应保持适当角度，阅读器和条形码之间必须可视。电子标签可以重复使用，读取的准确率超过98%以上。无源电子标签成本一般，标签工作所需要的全部电源都依靠转换接收到的阅读器发送的电磁波而获得，识别距离只有几厘米，且数据存储空间仅有几十个字节。有源电子标签成本较高，但可存储数千个字节以上的数据，并有数十米的有效读写距离。

经济价值高的产品考虑到识别范围和信息存储等因素可选用有源电子标签，有源电子标签可循环使用；勿需与数据库服务器通讯，即可将有源电子标签携带的数据提供其他检验环节使用。

有源电子标签系统主要由阅读器和有源电子标签组成。阅读器通过天线发送能量并接收返回数据，将接收到的数据传送给主机进行处理。当阅读器的作用范围内存在多个有源电子标签，并有两个或者以上的有源电子标签同时响应阅读器时，有源电子标签间的应答信号就会相互干扰形成所谓的数据冲突，从而造成阅读器和有源电子标签之间的通信失败，无法识别有源电子标签。

发明内容

本发明的目的是提供一种有源电子标签的哈希变形时分多路识别算法，针对以上情况，解决阅读器与有源电子标签可靠通信问题成为一种迫切需要，以达到尽可能的消除冲突并快速准确的识别多个有源电子标签的目的。解决了冲突并正确的识读有源电子标签的算法称为识别算法。通过把整个可供使用的通讯通路容量按可靠的特殊时隙形成方式分配给多个标签进行通讯，并针对可能出现的多标签冲突进行弹性调整。

识别算法中使用哈希(Hash)函数，哈希函数又叫散列函数，它是一种能把关键字映射成记录进行存贮的函数。

1．构造哈希函数

在有源电子标签中因处理器数据处理速度有限，为了快速实现散列地址的计算，故使用模运算(%)方法。设给出的关键字值为Key，有源电子标签数为N，则用Key去除N，得到的余数为h(key)，即：h(key)＝Key%N，h(key)就取为哈希函数值(散列地址)；在实际应用中，无论如何构造哈希函数，均容易出现哈希函数值相同的情况，即出现冲突，该现象是无法完全避免的。

2．弹性检测方法处理冲突

基本思想是：以有源电子标签数N作为散列表的元素总数，建立正常时隙散列表T_n[0,1,···,N-1]。N个时隙后，进入冲突处理，有源电子标签的冲突时隙处理空间为T_C[0,1,···, 2^M-1](M=M+C，M初始值为4，C为弹性计数值,C初始值为0),有源电子标签随机使用时隙处理空间中任一个时隙T_C[i]（i=rnd(2^M-1)，rnd表示随机数处理过程），在该时隙周期内与主机进行通讯建立。若建立，弹性计数C值清零；反之，弹性计数C值根据时隙空间处理标识位（阅读器命令下发）进行计数，对时隙处理空间进行发散处理C=C+1或对时隙处理空间进行收敛处理则C=C-1。

以下四种情况将进入冲突处理：

(1)有源电子标签与阅读器通讯异常中断，则表示通讯失败，有源电子标签将等待正常时隙结束后进入冲突时隙处理；

(2)一个以上的多个有源电子标签在同一时隙中与阅读器进行通讯，将产生冲突，阅读器无法识别正确通讯数据，则表示通讯失败，多个有源电子标签都将等待正常时隙结束后进入冲突时隙处理；

(3)有源电子标签错过通讯时隙，则表示通讯失败，有源电子标签将等待正常时隙结束后进入冲突时隙处理；

(4)阅读器发强制冲突处理指令，有源电子标签接受指令后，进入冲突时隙处理。

用弹性检测方法处理冲突方法简单，易于实现；可针对不同的冲突大小，弹性调整冲突时隙处理空间，可高效的利用时隙。

3．时分多路变形设计