大规模无线射频系统中丢失标签的快速检测方法

摘要

本发明所要解决的技术问题是针对基于主动式标签构建的无线射频系统中丢失标签的快速检测问题。本文提出一种基于虚拟布鲁姆过滤器的丢失标签检测算法，即BMD算法。该算法能够在不收集标签识别号的情况下快速低能耗地判断一个标签是否在系统所有阅读器的读取范围之内。算法先用待测标签构成的布鲁姆过滤器过滤一部分标签，接着阅读器根据嫌疑标签的回复来构建虚拟布鲁姆过滤器，并利用布鲁姆过滤器高效地判断标签是否丢失。相比与基于直接收集标签标识号的算法和当前最好的单阅读器丢失标签检测算法，BMD算法中标签的平均通信开销降低了一到三个数量级，特别适用于利用内嵌电池供电的主动标签。此外，BMD算法的检测时间也显著低于当前算法。

主权项

大规模无线射频系统中丢失标签的快速检测方法，是在一个储存着系统中所有标签信息的后台服务器、一组RFID阅读器以及大量的RFID标签组成的系统下，在阅读器和标签之间采用改进的帧‑时隙ALOHA协议通信，其特征在于：首先后台服务器根据给出的要求正确检测标签丢失与否的概率和每个阅读器扫描范围内的标签估计数量得出所需的帧大小和用来得到随机数的k个哈希函数；对于每个阅读器服务器都产生k个随机数，并将这k个随机数连同帧的大小发送给阅读器；然后后台服务器得到一个可行的阅读器调度次序来调度各个阅读器依次工作；服务器根据待检测标签集合构造出一个布鲁姆过滤器；阅读器在收到服务器发来的布鲁姆过滤器，帧长和随机数后，向标签广播这些参数；标签先判断是否属于这个布鲁姆过滤器，如果不是，则不向阅读器回复；否则标签利用收到的k个随机数，在帧中随机选择k个时隙对阅读器进行回复；阅读器根据所收集到的时隙的不同状态来构造一个向量，这个向量等同于表示该阅读器中所有标签的虚拟布鲁姆过滤器；后台服务器利用阅读器发回来的虚拟布鲁姆过滤器来判断一个标签是否存在阅读器的读取范围内；若一个标签不存在于所有阅读器的读取范围之内，则判定该标签为丢失标签。