RFID盘存标签数快速近似计算方法

技术领域

本发明涉及射频识别RFID领域，特别涉及一种RFID盘存标签数快速近似计算方法。

背景技术

在物联网中，RFID作为一种重要的技术，起到了促进万物互联信息互通的作用。RFID电子标签具有低成本的优势，通过贴在物体表面，实现了让不带电源的物品以低成本的方式接入电子信息化的网络。在现有通信协议框架下，面对大量RFID标签，高效地盘点这些标签是RFID技术应用的一个基本需求。

高效的盘点，往往要计算RFID标签数。根据现有EPC Gen2通信协议，在RFID标签的盘存过程中，频繁存在标签碰撞现象，即在同一时隙中存在多个标签的响应，导致无法立刻准确得到标签数，可以结合概率的方法估算标签数。暂不考虑捕获效应等的影响下，理论上利用每一帧得到空闲时隙数a0、单标签时隙数a1、碰撞时隙数ak，这3个量可以计算出概率上最可能的标签数n，继而用计算的n值可以相对准确地调节下一轮的总时隙数。现有的典型计算方法是寻找这3个时隙数联合最大概率时对应的n值，但存在的问题是缺乏解析表达式的解，要通过数值计算多次迭代来求解。这样的计算效率不适合RFID广泛使用的单片机低成本硬件和RFID通信实时性的要求。另外，在RFID领域存在一种非常粗略的计算方法，即SchouteF C的标签数概率期望值n＝a1+2.39ak的方法。该方法存在的最大问题是多标签数占比不断增大时，标签数n快速地增长脱离2.39倍ak的线性关系，导致计算准确度迅速降低。本发明在此基础上提出非线性的计算方法，兼顾了计算的准确度和计算的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种RFID盘存标签数快速近似计算方法，通过RFID采样测得一帧内的各种时隙数量，简单高效地计算出盘点的标签数n。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种RFID盘存标签数快速近似计算方法，包括如下步骤：

步骤S1、根据RFID的通信协议采样测得一帧内的空闲时隙数a

步骤S2、计算盘点标签数n：

n＝a

式中f(x)是一个非线性函数，通过缩放的反双曲正切函数计算，或是通过查表法计算。

在本发明一实施例中，步骤S2中，通过缩放的反双曲正切函数计算获得非线性函数f(x)的计算方式如下：

式中缩放系数r是一个常数。

在本发明一实施例中，步骤S2中，通过查表法计算获得非线性函数f(x)的方式为：预先算出y＝(n-a1)/L与x＝ak/L之间的数值关系映射表，而后通过查表获得非线性函数f(x)。

在本发明一实施例中，步骤S2中，通过查表法计算获得非线性函数f(x)的具体方式为：

根据

n＝a

可变形得到

而后，借助标签按照期望概率分布时的特殊情形，有：

L远大于1时，求极限得到

以上得到

y＝f(x)

利用上式即可形成查表计算f(x)的方法，即遍历n/L从小到大的取值，依次计算对应的y值和x值，即形成y＝f(x)的映射表。使用时，查表就能计算f(x)，进而可以计算出步骤S2中标签数n＝a

通过缩放的反双曲正切函数计算的方案如下：绘制上述查表法方案的y＝f(x)的函数曲线，对反双曲函数添加一个缩放系数，两者的曲线在x∈[0,1)范围内高度近似，详细见附图2。由此得到

在本发明一实施例中，步骤S1中，根据RFID的通信协议采样测得一帧内的空闲时隙数a

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明除了具有较高计算效率外，同时具有较好地计算准确度。即便真实标签数比总时隙数多很多，也可以相对准确地估算标签数，用于在RFID采样通信中准确地调节下一轮采样的总时隙长度。

附图说明

图1为本发明方法流程示意图。

图2为L＝64不同单标签时隙数占比时计算标签数的误差。

图3对比本发明查表法的函数曲线和缩放反双曲正切的函数曲线。

具体实施方式

下面结合附图1-3，对本发明的技术方案进行具体说明。

如图1所示，本发明提供了一种RFID盘点标签数的快速计算方法，包括以下步骤：

步骤S1：按照RFID的通信协议，设置采样参数Q值，开展一帧内部分或全部时隙的采样，测得一帧内的空闲时隙数a

步骤S2：通过缩放的反双曲函数或是查表法(如图3所示)，都可以计算盘点标签数。

若是通过缩放的反双曲函数方法计算盘点标签数，将步骤S1中测量的时隙数和r＝2.43代入：

计算出盘存标签数n。

若是通过查表法计算盘点标签数，预先遍历n/L从小到大的取值，按照下式依次计算对应的y值和x值，

就预先形成了y＝f(x)的映射表：

在使用时代入x＝a

n＝a

计算出标签数n。

上述步骤S1若完成一帧内所有时隙的采样，那么所有标签数n’就等于上述计算的盘点标签数n。若仅完成一帧内部分时隙的采样，根据RFID通信协议，一帧的最大时隙数通过参数Q值设定——最大时隙数为2Q，相应地，上述算出了盘点标签数n，那么所有标签数n’等于：

图2为L＝64不同单标签时隙数占比时计算标签数的误差。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。