标签读取的方法、装置、存储介质和处理器

摘要

本发明公开了一种标签读取的方法、装置、存储介质和处理器。其中，该方法包括：通过求解期望值空间向量与观测值空间向量的最小距离得到未读标签数量，其中，期望值空间向量是每帧中的空闲时隙、非碰撞时隙以及碰撞时隙的数学期望值组成的空间向量，观测值空间向量是在每帧中实际采集到的空闲时隙、非碰撞时隙和碰撞时隙的观测值所组成的空间向量；根据每帧的帧长与未读标签数量的关系确定每一帧中的时隙数量；将总的未读标签按照时隙数量分配到每个时隙中进行识别判断未读标签数量是否超过阈值；如果超过阈值则采用时隙随机(SR)算法读取未读标签。本发明解决了现有技术在射频识别过程中产生的碰撞标签和空标签导致的识别效率低的技术问题。

权利要求

1.一种标签读取的方法，其特征在于，包括：

通过求解期望值空间向量与观测值空间向量的最小距离得到未读标签数量，其中，所述期望值空间向量是每帧中的空闲时隙、非碰撞时隙以及碰撞时隙的数学期望值组成的空间向量，所述观测值空间向量是在每帧中实际采集到的空闲时隙、非碰撞时隙和碰撞时隙的观测值所组成的空间向量；

根据每帧的帧长与所述未读标签数量的关系确定每一帧中的时隙数量；

将总的未读标签按照时隙数量分配到每个时隙中进行识别判断所述未读标签数量是否超过阈值，其中，将未读标签随机分配到不同时隙中，这些时隙包括碰撞时隙，非碰撞时隙和空时隙，碰撞时隙指分配到时隙中的标签数量大于一，非碰撞时隙指分配到时隙中的标签数量为一，空时隙指分配到时隙中的标签数量为零；

如果超过阈值则采用时隙随机算法读取所述未读标签；判断所述未读标签数量在未超过阈值的情况下，采用基于时隙随机算法和后退式二进制搜索算法的改进算法。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果超过阈值则采用时隙随机算法读取所述未读标签包括：识别每个时隙中的未读标签并通过时隙随机算法读取每个时隙中的非碰撞标签直到时隙中的标签全部识别完毕或者所述未读标签数量小于等于阈值；

将其余未读取的标签继续分配到每个时隙中进行识别和读取。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述未读标签数量在未超过阈值的情况下，采用基于时隙随机算法和后退式二进制搜索算法的改进算法包括：识别每个时隙中的标签，如果所述标签为非碰撞标签则通过时隙随机算法进行读取；

如果所述标签为碰撞标签则通过后退式二进制搜索算法进行读取；

将其余未读取的标签继续分配到每个时隙中进行识别和读取。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述时隙数量为未读标签数量。

5.一种标签读取的装置，其特征在于，包括：

第一计算单元，用于通过求解期望值空间向量与观测值空间向量的最小距离得到未读标签数量，其中，所述期望值空间向量是每帧中的空闲时隙、成功时隙以及碰撞时隙的数学期望值组成的空间向量，所述观测值空间向量是在每帧中实际采集到的空闲时隙、成功时隙和碰撞时隙的观测值所组成的空间向量；

第二计算单元，用于根据每帧的帧长与所述标签数量的关系确定每一帧中的时隙数量；

判断单元，用于判断所述未读标签数量是否超过阈值；

第一处理单元，用于如果超过阈值则采用时隙随机算法读取所述未读标签；

第二处理单元，用于在判断所述未读标签数量在未超过阈值的情况下，采用基于时隙随机算法和后退式二进制搜索算法的改进算法。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一处理单元包括：分配模块，用于将总的未读标签按照时隙数量分配到每个时隙中，其中，将未读标签随机分配到不同时隙中，这些时隙包括碰撞时隙，非碰撞时隙和空时隙，碰撞时隙指分配到时隙中的标签数量大于一，非碰撞时隙指分配到时隙中的标签数量为一，空时隙指分配到时隙中的标签数量为零；

第一识别模块，用于识别每个时隙中的未读标签并读取每个时隙中的非碰撞标签直到时隙中的标签全部识别完毕或者所述未读标签数量小于等于阈值；

第二识别模块，用于将其余未读取的标签继续分配到每个时隙中进行识别和读取。

7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1至3中任意一项所述的方法。

8.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至3中任意一项所述的方法。

说明书

标签读取的方法、装置、存储介质和处理器

技术领域

[0001] 本发明涉及RFID识别领域，具体而言，涉及一种标签读取的方法、装置、存储介质和处理器。

背景技术

[0002] 随着建筑行业的发展，建筑工程对于成本和时间的控制越来越严格，更低的成本和更短的工期是各个施工单位追求的目标，由于钢模板和木模板的施工难度大，施工成本相对较高，这就使得新出现的铝模板拥有广泛的应用前景。

[0003] 除了上述优点外，利于铝模板广泛普及的另一大优势在于：铝模板可以重复循环使用，随着重复使用的不断上涨，铝模板的使用成本会持续走低，相较于其它模板，给铝模板的使用带来了极大的成本优势。

[0004] 由于铝模板在物流过程中的物理性质，为其出入库管理带来了许多问题。首先，铝模板的物流存储是大批量的物流运转，出入库的过程中铝模板的盘点速度影响着管理难度和施工进度，传统的人工管理方式很难实现对大批量产品短时间、低错误率的统计；另一方面，铝模板施工是一种标准化、模块化的施工流程，铝模板出库前需要进行一层建筑模型搭建，再进行拆解、封装并运输至施工现场，经常会在运输途中出现丢失模板的情况，如果不能及时了解丢失确定模板型号会对施工进度带来很大影响。

[0005] 为解决上述问题引入射频识别技术。射频识别技术简称RFID(Radio Frequency Identification)技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，RFID技术具有非接触、读写速度快等特点。由于RFID技术可以大批量、远距离获取目标信息，存储信息量大，现阶段已成为物流仓储广泛应用的技术，对于大量铝模板的出入库环节有着实际的应用价值。

[0006] 射频识别技术简称RFID(Radio Frequency Identification)技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，RFID技术具有非接触、读写速度快等特点。由于RFID技术可以大批量、远距离获取目标信息，存储信息量大，现阶段已成为物流仓储广泛应用的技术，对于大量铝模板的出入库环节有着实际的应用价值。RFID系统一般由电子标签、阅读器以及数据库三部分组成，当一个阅读器与多个标签处于同一个射频识别系统中时，很容易出现标签碰撞现象，即多个标签同时向阅读器发送数据，阅读器此时出现接收数据冲突，导致阅读器无法正确识别标签信息。碰撞问题的存在极大影响着射频识别系统的运行效率。

[0007] 目前现有技术有两类方法，第一种是基于Aloha算法的不确定性算法，主要通过标签的随机发言，再通过阅读器对标签进行选择，主要包括纯ALOHA(Pure ALOHA，PA)算法、时隙ALOHA(Slotted ALOHA，SA)算法、帧时隙ALOHA(Frame-Slotted ALOHA,FSA)算法和动态帧时隙ALOHA(Dynamic Frame-Slotted ALOHA,DFSA)算法等。此类算法设计比较简单，但是由于是概率性的不确定算法，当时隙与标签数量相差太大时，依然可能会出现很多时隙没有标签以及标签碰撞的时隙，从而造成时隙浪费，而且标签可能存在长时间不被识别的情况。

[0008] 另一种是基于二进制算法的确定性算法，该类方法是确定性方法，会根据标签信息按位进行信息读取，当某位发生碰撞时，就会分为两条“树枝”继续进行识别，主要包括动态二进制树搜索算法(Dynamic Binary Search Tree,DBST)、后退式二进制树搜索算法(Regressive-style Binary Search Tree,RBST)和查询树(Query Tree,QT)算法等。该确定性算法虽然能完全读取所有标签，但是当阅读区域内的标签数量过多时，二进制树就会变高，识别时间会大幅增加，从而极大降低识别效率。

[0009] 针对上述现有技术在射频识别过程中产生的碰撞标签和空标签导致的识别效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

[0010] 本发明实施例提供了一种标签读取的方法、装置、存储介质和处理器，以至少解决现有技术在射频识别过程中产生的碰撞标签和空标签导致的识别效率低的技术问题。

[0011] 根据本发明实施例的一个方面，提供了一种标签读取的方法包括：通过求解期望值空间向量与观测值空间向量的最小距离得到未读标签数量，其中，所述期望值空间向量是每帧中的空闲时隙、非碰撞时隙以及碰撞时隙的数学期望值组成的空间向量，所述观测值空间向量是在每帧中实际采集到的空闲时隙、非碰撞时隙和碰撞时隙的观测值所组成的空间向量；根据每帧的帧长与所述未读标签数量的关系确定每一帧中的时隙数量；将总的未读标签按照时隙数量分配到每个时隙中进行识别判断所述未读标签数量是否超过阈值，其中，每个时隙分配一个未读标签，所述未读标签包括碰撞标签，非碰撞标签和空标签，所述碰撞标签指分配到时隙中的标签数量大于一，所述非碰撞标签指分配到时隙中的标签数量为一，所述空标签指分配到时隙中的标签数量为零；如果超过阈值则采用时隙随机算法读取所述未读标签。

[0012] 进一步地，判断所述未读标签数量在未超过阈值的情况下，采用基于时隙随机算法和后退式二进制搜索算法的改进算法。

[0013] 进一步地，如果超过阈值则采用时隙随机算法读取所述未读标签包括：识别每个时隙中的未读标签并通过时隙随机算法读取每个时隙中的非碰撞标签直到时隙中的标签全部识别完毕或者所述未读标签数量小于等于阈值；将其余未读取的标签继续分配到每个时隙中进行识别和读取。

[0014] 进一步地，判断所述未读标签数量在未超过阈值的情况下，采用基于时隙随机算法和后退式二进制搜索算法的改进算法包括：识别每个时隙中的标签，如果所述标签为非碰撞标签则通过时隙随机算法进行读取；如果所述标签为碰撞标签则通过后退式二进制搜索算法进行读取；将其余未读取的标签继续分配到每个时隙中进行识别和读取。

[0015] 进一步地，所述时隙数量为未读标签数量。

[0016] 根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种标签读取的装置包括：第一计算单元，用于通过求解期望值空间向量与观测值空间向量的最小距离得到未读标签数量，其中，所述期望值空间向量是每帧中的空闲时隙、成功时隙以及碰撞时隙的数学期望值组成的空间向量，所述观测值空间向量是在每帧中实际采集到的空闲时隙、成功时隙和碰撞时隙的观测值所组成的空间向量；第二计算单元，用于根据每帧的帧长与所述标签数量的关系确定每一帧中的时隙数量；判断单元，用于判断所述未读标签数量是否超过阈值；第一处理单元，用于如果超过阈值则采用时隙随机算法读取所述未读标签。

[0017] 进一步地，所述装置包括：第二处理单元，用于在判断所述未读标签数量在未超过阈值的情况下，采用基于时隙随机算法和后退式二进制搜索算法的改进算法。

[0018] 进一步地，所述第一处理单元包括：分配模块，用于将总的未读标签按照时隙数量分配到每个时隙中，其中，每个时隙分配一个未读标签，所述未读标签包括碰撞标签，非碰撞标签和空标签，所述碰撞标签指分配到时隙中的标签数量大于一，所述非碰撞标签指分配到时隙中的标签数量为一，所述空标签指分配到时隙中的标签数量为零；第一识别模块，用于识别每个时隙中的未读标签并读取每个时隙中的非碰撞标签直到时隙中的标签全部识别完毕或者所述未读标签数量小于等于阈值；第二识别模块，用于将其余未读取的标签继续分配到每个时隙中进行识别和读取。

[0019] 根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行上述的方法。

[0020] 根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述的方法。

[0021] 在本发明实施例中，通过求解期望值空间向量与观测值空间向量的最小距离预估未读标签数量，其中，所述期望值空间向量是每帧中的空闲时隙、非碰撞时隙以及碰撞时隙的数学期望值组成的空间向量，所述观测值空间向量是在每帧中实际采集到的空闲时隙、非碰撞时隙和碰撞时隙的观测值所组成的空间向量；根据每帧的帧长与所述未读标签数量的关系确定每一帧中的时隙数量；将总的未读标签按照时隙数量分配到每个时隙中进行识别判断所述未读标签数量是否超过阈值，其中，每个时隙分配一个未读标签，所述未读标签包括碰撞标签，非碰撞标签和空标签，所述碰撞标签指分配到时隙中的标签数量大于一，所述非碰撞标签指分配到时隙中的标签数量为一，所述空标签指分配到时隙中的标签数量为零；如果超过阈值则采用时隙随机算法读取所述未读标签，避免现有技术中出现标签的“饿死”现象，提高了处理效率，解决了现有技术在射频识别过程中产生的碰撞标签和空标签导致的识别效率低的技术问题。

附图说明

[0022] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0023] 图1是根据本发明实施例的一种标签读取方法的流程图；

[0024] 图2是根据本发明实施例的一种可选的RFID标签防碰撞算法流程图；

[0025] 图3是根据本发明实施例的一种可选的标签估算方法流程图；

[0026] 图4是根据本发明实施例的一种可选的回避碰撞的时隙随机算法流程图；

[0027] 图5是根据本发明实施例的一种可选的基于时隙随机算法和后退式二进制算法的剩余标签识别流程图；

[0028] 图6是根据本发明实施例的一种标签读取装置的示意图。

具体实施方式

[0029] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

[0030] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0031] 根据本发明实施例，提供了一种标签读取的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

[0032] 图1是根据本发明实施例的一种标签读取的方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

[0033] 步骤S102，通过求解期望值空间向量与观测值空间向量的最小距离预估未读标签数量，其中，期望值空间向量是每帧中的空闲时隙、非碰撞时隙以及碰撞时隙的数学期望值组成的空间向量，观测值空间向量是在每帧中实际采集到的空闲时隙、非碰撞时隙和碰撞时隙的观测值所组成的空间向量；

[0034] 步骤S104，根据每帧的帧长与未读标签数量的关系确定每一帧中的时隙数量；

[0035] 步骤S106，将总的未读标签按照时隙数量分配到每个时隙中进行识别判断未读标签数量是否超过阈值，其中，将标签随机分配到不同时隙中，这些时隙包括碰撞时隙，非碰撞时隙和空时隙，碰撞时隙指分配到时隙中的标签数量大于一，非碰撞时隙指分配到时隙中的标签数量为一，空时隙指分配到时隙中的标签数量为零；

[0036] 步骤S108，如果超过阈值则采用时隙随机算法读取未读标签。

[0037] 该空闲时隙是指某个时隙中没有标签的情况，非碰撞时隙是指某个时隙中所分配的标签数量为1个的情况，以及碰撞时隙是指某个时隙中所分配的标签数量为大于1个的情况。

[0038] 上述步骤S102可以采用vogt-Ⅱ算法对未读标签进行估算，该算法中包含(E0,E1,Ek)和(c0′,c1′,ck′)两个空间向量，并使这两个空间向量距离最短的标签数作为标签估计值。其中，向量(E0,E1,Ek)分别表示一帧中空闲时隙、成功时隙以及碰撞时隙的数学期望，而向量(c0′,c1′,ck′)则表示在一帧中实际采到的空闲时隙、成功时隙和碰撞时隙的观测值，通过求解期望值与观测值得最小距离便可求得估计的标签数目。

[0039] 上述步骤S104可以根据帧长与标签数量关系确定帧长，设阅读器的帧长为L,即每一帧中包含L个时隙，且每个时隙得到的标签应答概率相等。阅读器作用范围内的标签数为N。所以对于一个时隙，N个标签的分配问题可以看作N次伯努利试验，对于一个标签的分配结果有两种：一种是分配到某个特定的时隙中，其概率为 第二种是没有分配到该时隙内，其概率为 所以，在N个标签中有k个被分配到某一时隙内的概率服从二项分布。将系统效率η定义为成功读取标签信息的时隙在总时隙中的占比，求出系统效率对帧长L的导数，可得到满足系统最大效率时的标签数N与帧长L关系为：N＝L。

[0040] 上述方法通过将每个时隙中分配了未读标签并且在满足未读标签在大数量规模的情况下才使用时隙随机算法的方式，将时隙中有碰撞的标签按照时隙分成数量较小的不同组，利用时隙随机算法解决二进制搜索算法难以处理的大批量标签，从而避免现有技术中出现标签的“饿死”现象。解决了在射频识别过程中产生的碰撞标签和空标签导致的识别效率低的问题，提高了识别效率也缩短了相应的识别时间。

[0041] 在未读标签数量小到一定程度(阈值)时可以使用时隙随机算法和后退式二进制搜索算法的改进算法相结合的方法来处理读取未读标签，将未识别标签分配到各个时隙中，一方面加快了利用二进制处理标签的速度，减少了处理时间；另一方面，二进制搜索算法可以完成确定的标签识别，从而避免出现标签的“饿死”现象。在一个可选的实施方式中，即判断未读标签数量在未超过阈值的情况下，采用基于时隙随机算法和后退式二进制搜索算法的改进算法。

[0042] 通过上述方法可以运用在在铝模板在出入库时以适用于铝模板出入库情景的读写操作，比如，铝模板在出入库的过程中平均每车板材大约在200～400块左右，所以每次出入库需要识别的标签大概也在这个范围，由于当时隙数与标签总数近似时aloha算法会达到最大识别效率，提高了识别效率。

[0043] 在一种可选的实施方式中，如果未读标签的数量超过阈值则采用时隙随机算法读取未读标签需要先识别每个时隙中的未读标签并读取每个时隙中的非碰撞标签直到时隙中的标签全部识别完毕或者未读标签数量小于等于阈值；再将其余未读取的标签继续分配到每个时隙中进行识别和读取。

[0044] 本实施例在完成标签估算程序后，总的未读标签数量超过设定阈值时采用回避碰撞的时隙随机算法，利用Aloha算法的特性对大批量的标签进行读取，在现有技术中对标签采用固定分组的方法会为系统带来不必要的计算，增加系统的复杂度，增加系统处理标签的时间，而本实施例通过将标签分组到多个时隙的办法解决了这一问题，同时，由于时隙随机算法受时隙数约束小，所以可以产生符合读取条件的时隙数量，阅读器依次读取每个时隙中的信息，在此算法中阅读器响应标签成功发送的信息的时隙，对于碰撞的标签不进行处理，不断缩小阅读时隙的范围，直到将所有时隙读完，完成对可识别标签的读取，完成步骤后将使用之前的未读标签数减去已成功识别的标签数量，作为新的待识别标签数量，不仅避免了饿死现象，还提高了处理效率。

[0045] 在未读标签数量比较小(未超过阈值)的情况下通过对非碰撞标采用时隙随机算法，碰撞标签则采用二进制搜索算法来处理，避免了处理标签时的标签碰撞的情况，同时使得在处理碰撞标签时加快处理效率，在一种可选的实施方式中，首先将总的未读标签按照时隙数量分配到每个时隙中，其中，每个时隙分配一个未读标签，未读标签包括碰撞标签，非碰撞标签和空标签；然后识别每个时隙中的标签，如果标签为非碰撞标签则通过时隙随机算法进行读取；如果标签为碰撞标签则通过后退式二进制搜索算法进行读取；将其余未读取的标签继续分配到每个时隙中进行识别和读取。

[0046] 上述实施例是依次针对每个时隙，对于时隙中只有一个标签还是像前面所说，直接对标签进行读取处理，然后对于碰撞时隙，由于分配到同一时隙的标签并没有那么多，所以此时用二进制搜索的时间成本也不是很大，所以对于碰撞标签采用后退式二进制搜索算法可以加快标签读取的速率。

[0047] 在一个可选的实施方式中，时隙数量为未读标签数量。

[0048] 下面根据一个可选的实施例对上述过程进行说明：

[0049] (一)寻找使得系统效率最高的帧长的方法。

[0050] 在Aloha算法中如果某个时隙只有一个标签发送信息，那么这个标签的信息可以被成功读取；如果没有标签发送信息，则代表这是一个空时隙，没有信息传输；如果有两个及以上的标签在同一个时隙发送信息，则阅读器会检测到碰撞，标签信息不能被成功读取。所以，当时隙数相对标签数量较少时，会发生比较严重的碰撞；当时隙数远大于标签数时，又会产生很多空时隙，从而造成浪费。需要找到系统效率最高的条件。设阅读器的帧长为L,即每一帧中包含L个时隙，且每个时隙得到的标签应答概率相等。阅读器作用范围内的标签数为N。所以对于一个时隙，N个标签的分配问题可以看作N次伯努利试验，对于一个标签的非配结果有两种：一种是分配到某个特定的时隙中，其概率为 第二种是没有分配到该时隙内，其概率为 所以，在N个标签中有k个被分配到某一时隙内的概率服从二项分布：

[0051] 则可得到标签正常读取时隙数目，即在L个时隙中，只有一个标签被读取的时隙数为：

[0052] 在定义系统效率时，定义成功读取时隙数在时隙总数中的占比为系统效率，可以表示为： 寻找使得系统效率η最大的条件，令
则可推出：N＝L；所以，当标签数为N时，时隙数L＝N时，η可以取到最大值：
由于为了电路设计简洁，阅读器的帧长设定符合2的指
Q
数次幂分布，即L＝2 (Q为整数)，接下来不但要对标签数量进行预估，还需要给定合理的读写器帧长。

[0053] 采用vogt-Ⅱ算法对标签进行估算，该算法中包含(E0,E1,Ek)和(c0′,c1′,ck′)两个空间向量，并使这两个空间向量距离最短的标签数作为标签估计值。其中，向量(E0,E1,Ek)分别表示一帧中空闲时隙、成功时隙以及碰撞时隙的数学期望，而向量(c0′,c1′,ck′)则表示在一帧中实际采到的空闲时隙、成功时隙和碰撞时隙的观测值：

[0054] 其中， 通过求解即可得到估计的标签数目

[0055] 改进的防碰撞算法结合时隙随机(SR)Aloha算法与后退式二进制算法结合两者优点，针对铝模板出入库的特殊情况，提出一种能快速、准确识别RFID标签的防碰撞方法。由于铝模板出入库过程中模板量在200～1000块左右，如果单纯地使用随机接入的Aloha类算法，有可能导致某个标签在长时间内不能被读取，即产生标签“饿死”的情况；如果仅采用确定性搜索的二进制类算法，当识别标签数量过多时会导致查询树过高，导致识别时间大量增加，系统效率过低。为了形成两种算法的优势互补，采用在多量待识别标签时采用Aloha算法，存在少量待识别标签时采用后退式二进制算法与时隙随机算法结合的识别策略。

[0056] 根据估算标签数量 对时隙数进行估算，从而确定Q值，满足 即时隙值与标签数越接近，系统的吞吐率就越高。根据前人的工作现有如下标签数量与时隙长度对应的关系：

[0057]

[0058] 为了说明算法整体流程，现规定读写器范围内标签有如下三种状态：待识别状态：标签向阅读器发送电子信息，等待阅读器识别；休眠状态：标签暂未被阅读器发现，暂时不参与识别；灭活状态：在读写器范围内被成功识别的标签，其不对任何的读写器命令作出反应，除非读写器重新上电，或者标签重新进入该区域。在时隙随机算法中，最常用的时隙调整命令有：初始查询命令，Q值调整命令，时隙减小命令。初始查询命令：为标签提供初始的Q值，标签依此在[0,2Q-1]范围内随机选择一个时隙作为应答时隙；Q值调整命令：调整时隙，使参数Q加1或者减1，同时使所有未被识别的标签进入到下一帧循环中，重新选择应答时隙；时隙减小命令：使标签时隙计数器的计数减一。

[0059] 如图2所示，为改进的RFID防碰撞算法主流程，当铝模板上的标签进入读写器识别区域后，读写器上电，开始对标签数量的估算，并且初始化一个算法裁决阈值p；对于标签估算结果 与p进行比较，如果估算标签数超过此阈值则进行回避碰撞的时隙随机算法，并且将识别结果进行反馈重复识别；如此反复，直到标签数量小于阈值时，对标签采用基于时隙随机算法和后退式二进制算法的识别方法，对标签进行精细识别，从而完成识别标签的任务。

[0060] (二)估算标签的方法，如图3所示：

[0061] 先给定一个初始化帧长L，用于估算标签数量；再初始化一个标签数量阈值p，用于进行标签读取方式的分类判断依据；并对读写器的时隙数计数器：(c0′,c1′,ck′)进行清零操作。对于接收到阅读器清点指令的标签，从时隙1～L中随机选择一个时隙向阅读器发送自身信息，接收到的信息分为三种状态：空时隙、识别时隙和碰撞时隙。读写器对于每种状态，都在相应的计数器(c0′,c1′,ck′)上加一。根据前面所说的vogt-Ⅱ标签估算方法，将上面所得的三种时隙计数输入到vogt-Ⅱ算法中，即可得到标签的估计数量 将这一结果向下传递判断其是否超过阈值p，对其进行识别方法划分。

[0062] (三)在标签数量较大时(大于阈值)，针对回避碰撞(处理非碰撞标签)的时隙随机算法，如图4所示：

[0063] 根据标签预估数量可以根据确定的Q值，从阅读器发送初始查询命令，这时标签就会产生一个范围内的随机数载入到时隙计数器中，但是只有时隙值为0的标签才能向读写器发送一个RN16(16位随机数)作为应答信息。这时，阅读器会判断是否接收到RN16，如果成功识别到标签的RN16信息，说明此时只有一个标签向阅读器传输信息，标签被成功读取，成功读取的标签进入灭活状态，不对阅读器的任何命令进行回应，阅读器发送时隙减小命令寻找下一个时隙的可读标签；如果没有收到RN16则说明遇到了空闲时隙或者是碰撞时隙，此时阅读器不做处理，直接发送时隙减小命令使标签的时隙计数器减一，进一步缩小标签的搜索范围，如此往复到帧长L次，直到把所有的可识别标签识别出来，将未识别的标签返回至标签估算程序进行新一轮的划分。

[0064] (四)在标签数量较小(小于阈值)，对于剩余标签识别的改进算法，如图5所示：

[0065] 经过标签数量的选择，未识别的标签进入基于时隙随机算法和后退式二进制搜索算法的改进算法。前几步与上一种算法没有差别不做赘述，当阅读器接收不到RN16时，便有两种情况产生，一种是空时隙：此时将Q值逐渐减小，减去一个随机参数C，这个参数是一个取值范围为0.1＜C＜0.5的随机数；另外一种是碰撞时隙：此时将Q值逐渐加大，加上一个随机参数C，因为本算法会自动处理碰撞时隙，所以C值选取范围相应减小为(0.1，0.3)并且将碰撞标签使用后退式二进制算法处理。

[0066] 通过上述方法成功避免了传统时隙随机算法时隙估计过慢，存在标签“饿死”的问题，利用了标签碰撞的时隙对其进行进一步的二进制搜索识别，加快了标签的识别速度，同时在碰撞时隙利用后退式二进制算法，很大程度上的减少了二进制树过高的问题，能充分的发挥二进制搜索算法速度上的优势。

[0067] 本发明实施例还提供了一种标签读取装置，该装置可以计算单元和处理单元实现其功能。需要说明的是，本发明实施例的一种标签读取装置可以用于执行本发明实施例所提供的一种标签读取方法，本发明实施例的一种标签读取方法也可以通过本发明实施例所提供的一种标签读取装置来执行。图6是根据本发明实施例的一种标签读取装置的示意图。如图6所示，图6是根据本发明实施例的一种标签读取装置的结构图。一种标签读取装置包括：

[0068] 第一计算单元62，用于通过求解期望值空间向量与观测值空间向量的最小距离得到未读标签数量，其中，期望值空间向量是每帧中的空闲时隙、成功时隙以及碰撞时隙的数学期望值组成的空间向量，观测值空间向量是在每帧中实际采集到的空闲时隙、成功时隙和碰撞时隙的观测值所组成的空间向量；

[0069] 第二计算单元64，用于根据每帧的帧长与标签数量的关系确定每一帧中的时隙数量；

[0070] 判断单元66，用于判断未读标签数量是否超过阈值；

[0071] 第一处理单元68，用于如果超过阈值则采用时隙随机算法读取未读标签。

[0072] 在一个可选的实施方式中，装置包括：第二处理单元，用于在判断未读标签数量在未超过阈值的情况下，采用基于时隙随机算法和后退式二进制搜索算法的改进算法。

[0073] 在一个可选的实施方式中，第一处理单元包括：分配模块，用于将总的未读标签按照时隙数量分配到每个时隙中，其中，每个时隙分配一个未读标签，未读标签包括碰撞标签，非碰撞标签和空标签，碰撞标签指分配到时隙中的标签数量大于一，非碰撞标签指分配到时隙中的标签数量为一，空标签指分配到时隙中的标签数量为零；第一识别模块，用于识别每个时隙中的未读标签并读取每个时隙中的非碰撞标签直到时隙中的标签全部识别完毕或者未读标签数量小于等于阈值；第二识别模块，用于将其余未读取的标签继续分配到每个时隙中进行识别和读取。

[0074] 上述一种标签读取装置实施例是与一种标签读取方法相对应的，所以对于有益效果不再赘述。

[0075] 本发明实施例提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述方法。

[0076] 本发明实施例提供了一种处理器，处理器包括处理的程序，其中，在程序运行时控制处理器所在设备执行上述方法。

[0077] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

[0078] 在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

[0079] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

[0080] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0081] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

[0082] 所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0083] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。