[发明专利]标签识别系统、标签读取装置和标签位置确定方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及计算机系统，尤其涉及标签识别系统、标签读取装 置和标签位置确定方法。

背景技术

作为一种经由射频方式进行非接触式双向通信以交换数据从而达到识 别目的的技术，射频识别(Radio Frequency Identification，简写为RFID) 技术正获得越来越广泛的应用。

典型的RFID系统一般包括两部分，即RFID读取器和RFID标签。 RFID标签位于要识别的对象上，是RFID系统中的数据携带者。典型的 RFID标签包括存储数据的微芯片，以及用于与RFID读取器进行射频通信 的耦合元件，例如线圈天线。RFID标签可以是有源的或无源的元件。有 源RFID标签具有电源(例如电池)，并且可以主动发送用于通信的RF 信号，而无源RFID标签从RFID读取器的询问信号中获得其全部能量， 并且或者反射RFID标签的信号，或者对RFID标签的信号进行负载调 制，以进行通信。大多数RFID标签，无论是有源的还是无源的，都只在 被RFID读取器询问时才进行通信。

RFID读取器能够从RFID标签中读取数据和/或向RFID标签写入数 据。典型的RFID读取器包括射频模块、处理器和耦合元件(如天线)， 以采用射频方式与RFID标签通信。此外，许多RFID读取器装有信息读 取接口，使得它们能够将接收到的数据传输给一个数据处理子系统，例如 运行在个人计算机上的存储器。

在大多数RFID系统中，RFID读取器的天线发射的询问信号能够被处 于该天线的覆盖范围(下文中有时也称之为RF区域)内的标签所接收。 该覆盖范围的大小取决于RFID读取器的工作频率和天线尺寸。当RFID 标签处于该天线的覆盖范围时，它会检测到读取器的询问信号，并响应于 该询问信号发送存储的待识别对象的信息或数据作为答复。读取器根据接 收到的RFID标签返回的答复，来对RFID标签所标识的对象进行识别。

与条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比，RFID技术具有 非接触、工作距离长、适于恶劣环境等优点。由于它的这些优点，RFID 技术已被越来越多地应用在高密度的仓库、图书馆等的管理中。但是，在 RFID应用层中，个体管理比批次管理要困难，如图1所示。

高密度管理的一种重要情形是仓库或图书馆管理中的个体定位问题。 现有方法遇到的问题是冲突时有发生从而导致顺序混乱，而批次信息对于 个体定位管理是没有用处的。

目前，要检测高密度序列中的RFID标签的个体顺序(相对位置)是 很困难的，因为：

1.当RFID读取器向标签发射信号时，可能有多个标签同时对读取器 作出应答。

2.RFID读取器可以同时读取多个标签。但是，读取到的只是一些简 单的信息，且其顺序是混乱的。如图2所示。

3.当多个标签同时进入RF区域时就会发生冲突。冲突使得自然顺序 完全混乱，这主要表现在：

a.在无源标签的情况下，由于标签没有内部电源，因此状态信息 是不可靠的。

b.标签之间无法相互通信。这是多信道接入通信问题的一种特殊 情况。

c.标签的存储和计算能力有限。标签几乎不能进行计算。

d.现有的研究集中于抗冲突技术，这对于检测高密度序列的正确 顺序基本上是没有帮助的。

4.随着读取器的抗冲突能力的提高，个体位置检测效率将成为瓶颈。 当前的读取器每秒可读取多于600个C1 G2(第1类第2代)标签。但 是，对于特殊的RFID读取器，要在真实环境中读取一个标签，则需要大 约几十毫秒。即“全局滚读(global scroll)”效率低于“盘点 (inventory)”效率。

可见，确定高密度RFID标签的正确顺序或个体位置是一个需要解决 的问题。该问题的模型在图3中示出。

乱序信息是指观察到的顺序信息不等于高密度序列的真实顺序信息。 即S→={B→A}]]>的观察值为混乱序列信息具有以下 特性：