[发明专利]面向海量数据的RFID标签读取方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，特别是涉及一种面向海量数据的RFID标签读取方法。

背景技术

无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号的空间耦合传输特性，实现对目标物体的自动识别。通常，工作在同一RFID系统中所有的电子标签具有相同的工作频段。当读写器作用范围内存在多个电子标签，且在同一时刻有多个电子标签发送信息到达读写器，就会出现信息的互相干扰,使得读写器不能正确识别电子标签的信息，于是就产生RFID电子标签冲突。防冲突算法所研究的关键问题是解决如何快速、准确地从多个电子标签中识别出一个标签并与读写器进行数据信息交互，而此次未被选中的电子标签在后续防冲突算法的循环过程中陆续被识别选出并读写器进行信息交互。

目前，RFID系统防冲突算法主要有ALOHA算法和二进制搜索算法两类。基于ALOHA防冲突算法主要是通过为读写器作用范围内的标签分配随机的反馈时隙，以减小不同标签发生冲突的可能性，从而达到防冲突的目的。这类算法优点是操作简单，应用性强，但缺点是随机性大、吞吐量低，随着标签数目的不断增大其算法性能将急剧恶化，甚至有“标签饿死问题”^[5]的出现。基于二进制搜索防冲突算法是通过曼切斯特编码来识别发生冲突的具体位置，从而将读写器作用范围内的标签划分为更小的集合来解决防冲突问题。这类算法因其识别效率较高，吞吐量大而被广泛应用于RFID系统中。

在基于二进制搜索法算法中，Fikenzeller K提出了二进制搜索算法，其优点在于算法思想简明，但存在读写器请求次数较多，且标签回传数据量较大的缺点。在此基础上提出了返回式二进制搜索算法，该算法的优点是对标签进行有序读取，从而减少读写器的请求次数，但缺点是标签的回传数据量依然较大。动态二进制搜索算法是对前两种算法的改进，有效降低了请求的次数但标签回传位数过多的问题依然存在。鉴于此，提出的基于堆栈的动态减位防冲突算法以及改进的RFID标签识别防冲突算法在降低标签回传数据量上有所改进，但对读写器的请求次数没有很大的改进。

以上二进制搜索算法对于海量数据的读取存在着读写器请求次数过多以及标签回传数据量过大等问题。具体的，在基本二进制搜索防冲突算法中，电子标签的ID号必须采用曼彻斯特编码。曼切斯特码可以在多个射频卡同时响应时，译出错误位，从而找到发生冲突的位置如图1所示。在编码中，逻辑‘0’用‘01’表示，逻辑‘1’用‘10’表示，每个数据位之间发生一次跳变，如果接收到的数据没有发生跳变，则认为是发生了冲突。图1中，两个标签Tag1（01010）和Tag2（01111），利用曼切斯特编码来识别器冲突位，用‘X’来表示冲突位的发生。二进制搜索算法的主要思想是通过读写器发送命令给所有标签，符合要求的标签都返回给读写器一定的信息，读写器根据所获得的信息判断标签是否有冲突，如果有冲突就继续发送识别命令，如果没有冲突就识别出某个确定的标签，直至将所有标签识别出来。

二进制搜索算法的具体步骤是对每次识别的冲突位进行分类，分成0、1两部分，从而形成一颗二叉树。其正确识别出来的标签均位于二叉树的叶子结点。如果标签的总数目为M，则根据二叉树性质可知二叉树的非叶子结点为M-1如图2所示而这些非叶子结点正是二进制搜索算法识别标签时发出的无效指令，因而M-1即为二进制搜索算法中读写器识别标签所发出的无效指令次数。

从以上二进制防冲突算法的基本过程可以看出，RFID系统防冲突算法是通过读写器与电子标签之间的通信来实现的。

因此，当下需要迫切解决的一个技术问题就是：如何能够创新的提出一种有效的措施，以满足实际应用的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种面向海量数据的RFID标签读取方法，针对管理系统中海量标签的数据特点，在二进制搜索算法的基础上，提出了适合于海量数据的RFID多叉树防冲突算法，该算法对于标签海量数据的读取有请求次数少，识别标签速度快等优点。

为了解决上述问题，本发明公开了一种面向海量数据的RFID标签读取方法，包括：

一种面向海量数据的RFID标签读取方法，其特征在于，包括：

读写器向所有标签发送指令，当标签有1位发生冲突，读写器将2¹个指令1和0发出识别标签；

当标签有2位发生冲突，读写器将4（2²）个指令00、01、10、11发出识别标签；