一种面向期望单时隙的多分组丢失标签检测方法技术

一种面向期望单时隙的多分组丢失标签检测方法，所述方法包括：对系统中的任意一组标签，阅读器通过一个哈希函数将所有标签映射到一个f

【技术实现步骤摘要】
一种面向期望单时隙的多分组丢失标签检测方法


[0001]本专利技术涉及射频识别和物联网
，具体涉及一种面向期望单时隙的多分组丢失标签检测方法。

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面向期望单时隙的多分组丢失标签检测方法，具体方案如下：
[0004]一种面向期望单时隙的多分组丢失标签检测方法，系统中的所有已知标签分为G组，令第g组包含N
g
个标签，N
g
≤预设值z，1≤g≤G，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，对系统中的任意一组标签，阅读器通过一个哈希函数将所有标签映射到一个f
g
长度的数组中，以此构建一个期望帧向量V
g
，然后通过请求命令问询该组标签中的所有标签；
[0006]步骤2，所有标签收到请求命令后，通过内置的哈希函数在期望帧向量V
g
中选择一位，并计算其所选位在所有“1”位中的索引，然后根据哈希运算的结果选择一个标签时隙向
阅读器回应一个z位的信息；
[0007]步骤3，阅读器将一个标签时隙中收到的所有标签回应进行或运算生成一个新的复合向量，然后根据复合向量中的实际值与期望帧向量中的值来检测丢失标签事件。
[0008]进一步地，步骤1包括：
[0009]阅读器将所有标签的ID进行哈希运算并取余得到标签在期望帧向量V
g
中的索引值，若V
g
中的某位只被一个标签所映射，则该位设为“1”，否则该位设为“0”，并按标签分组将组ID、参数<f
g
，R>以及向量V
g
广播给所有的标签，作为请求命令问询对应组标签中的所有标签，其中R为哈希函数的随机种子。
[0010]进一步地，步骤2包括：若标签收到所属组的组ID，则该标签通过哈希运算的结果选择V
g
中的一位后回复一个包含1位“1”和z
‑
1位“0”的z位的回应信息；
[0011]其中，当向量V
g
被广播后，每个标签得到V
g
中每位的值并计算它所择选位前面值为“1”的位的个数，此时，标签得到它所选择的位在所有值为“1”的位中的索引值，记为X
i
，则标签回复的回应信息中“1”的索引值为X
i
除z取余，同时标签所用的标签时隙的索引值通过式得到。
[0012]进一步地，步骤3包括：
[0013]阅读器每次广播后都会开启一个标签时隙，属于所广播组ID的标签则在接下来的标签时隙中把z位的回应信息发送给阅读器，阅读器将同一个标签时隙中收到的标签回应信息进行或运算合并成一个合并的z位向量，若合并向量中的某一位的值期望为“1”实际却为“0”，则可断定在该组中存在丢失标签事件，且该组的检测立即停止。
[0014]进一步地，步骤3包括：当某个标签时隙执行完毕后，阅读器将对应组所有标签通过随机种子为R的哈希函数映射到向量V
g
中，然后将收到的标签回应信息进行或运算后与向量V
g
进行比较，若该组标签未发生丢失事件，则或运算后的标签回应信息与向量V
g
完全相同，当或运算后的标签回应信息中某一位为“0”而V
g
中对应位为“1”时，判断该组丢失标签事件被检测到，停止该组的检测，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，所述方法还包括：
[0016]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：为了实现给定的检测可靠性，阅读器需要在每一组中执行r
g
轮检测，则r
g
满足下式：
[0018][0019]为了提高检测效率，最小化检测时间，最优的r
g
的值为：
[0020][0021]在时可以获得最大检测效率。
[0022]进一步地，每个标签通过一个标签时隙对阅读器进行回复，阅读器将标签回应信
息进行或运算与期望帧向量进行对比，避免了标签利用短时隙进行回复所消耗的时间成本，其中，期望的检测时间为：
[0023][0024]其中t
tag
为标签时隙，G为系统中标签组的数量。
[0025]进一步地，所述方法还包括：当某组丢失标签检测完成之后，阅读器继续广播下一组标签的组ID、参数<f
g
，R>以及向量V
g
给系统中所有的标签；对应组的标签通过哈希运算的结果选择一个标签时隙回复一个z位的信息，阅读器对同一个标签时隙中的标签回应信息进行或运算后检测该组是否有丢失标签；检测过程重复执行，直至所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向期望单时隙的多分组丢失标签检测方法，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，对系统中的任意一组标签，阅读器通过一个哈希函数将所有标签映射到一个f
g
长度的数组中，以此构建一个期望帧向量V
g
，然后通过请求命令问询该组标签中的所有标签；步骤2，所有标签收到请求命令后，通过内置的哈希函数在期望帧向量V
g
中选择一位，并计算其所选位在所有“1”位中的索引，然后根据哈希运算的结果选择一个标签时隙向阅读器回应一个z位的信息；步骤3,阅读器将一个标签时隙中收到的所有标签回应进行或运算生成一个新的复合向量，然后根据复合向量中的实际值与期望帧向量中的值来检测丢失标签事件。2.根据权利要求1所述的面向期望单时隙的多分组丢失标签检测方法，其特征在于，步骤1包括：阅读器将所有标签的标签ID进行哈希运算并取余得到标签在期望帧向量V
g
中的索引值，若V
g
中的某位只被一个标签所映射，则该位设为“1”，否则该位设为“0”，并按标签分组将组ID、参数＜f
g
,R＞以及向量V
g
广播给所有的标签，作为请求命令问询对应组标签中的所有标签，其中R为哈希函数的随机种子。3.根据权利要求2所述的面向期望单时隙的多分组丢失标签检测方法，其特征在于，步骤2包括：若标签收到所属组的组ID，则该标签通过哈希运算的结果选择V
g
中的一位后回复一个包含1位“1”和z
‑
1位“0”的z位的回应信息；其中，当向量V
g
被广播后，每个标签得到V
g
中每位的值并计算它所择选位前面值为“1”的位的个数，此时，标签得到它所选择的位在所有值为“1”的位中的索引值，记为X
i
，则标签回复的回应信息中“1”的索引值为X
i
除z取余，同时标签所用的标签时隙的索引值通过式得到。4.根据权利要求3所述的面向期望单时隙的多分组丢失标签检测方法，其特征在于，步骤3包括：阅读器将同一个标签时隙中收到的所有标签回应...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树伟，牛化昶，赵晨波，王太源，陈聪，耿东攀，张凯，叶志国，王刚，杜培恩，王军，李建伟，林凯，陈鸿龙，
申请(专利权)人：山东省天然气管道有限责任公司，
类型：发明
国别省市：