[发明专利]一种基于无源RFID的垃圾袋信息收集方法

说明书

本发明公开了一种基于无源RFID的垃圾袋信息收集方法，在每个垃圾桶内安装一个RFID标签阅读器，每个垃圾袋贴一个RFID标签，由读卡器发出读卡请求，接收垃圾袋RFID标签响应，通过分析多次读写请求的结果得到各个不同RFID标签页读取次数的数理统计特征值(概率分布、连续读取次数、读取间隔数等)，在此基础上反推RFID标签页总数，由此确定退出信息收集的临界值，以最大程度保证所有垃圾袋的RFID标签信息都被完整收集。本发明方法成本低，准确度高，实现方法简单，具有良好的实用性和普适性。

技术领域

本发明属于信息技术领域，具体涉及一种基于无源RFID的垃圾袋信息收集方法。

背景技术

生活垃圾分类回收是破解“垃圾围城”困境和开发“城市矿产”的有效途径。迄今为止，全国已有46个城市启动垃圾分类工作，取得了一定的成效。在垃圾分类执行过程中，其中很大一部分成本是垃圾的信息管理，包括垃圾投掷是否符合分类要求、垃圾来源登记、垃圾数量统计等。目前大多数垃圾分类应用场景都设置专职的管理员，负责垃圾桶管理，但是这种方法消耗大量人力物力，成本较高。因此，如何利用自动化、信息化的方法实现垃圾信息自动管理，是一个非常有研究意义和实用价值的课题。

电子标签(RFID)可以实现非接触式信息识别和提取，具有较强的穿透力，对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性，因此可以作为垃圾袋的信息存储介质，应用于垃圾分类场景中。RFID技术在垃圾信息处理中已有部分研究成果，如公开号为CN215708915U的中国专利提出了一种垃圾分类投放装置，该技术方案在垃圾桶上贴有RFID标签，RFID标签和智能终端信号连接，智能终端的输出信号和射频芯锁连接，智能终端的输出信号通过无线模块和社区服务器连接。又如公开号为CN215624415U的中国专利提出了一种用于厨余垃圾收集的智慧桶，该技术方案在垃圾桶底部通过快拆机构安装于底座上，底座内嵌设有RFID芯片，底座的底面上固定有磁性件，解决了背景技术中所提出的现有能够追踪和识别家庭厨余垃圾倾倒过程的智能垃圾桶容易损坏且成本高的问题。公开号为CN112722641A的中国专利提出了一种基于RFID自动识别的垃圾车载称重设备，该技术方案可以自动对垃圾桶上的标签进行识别，进行垃圾的分类称重。以上专利技术都是着眼于垃圾桶的硬件设计，而在实际使用过程中，RFID信息读取会受到影响，如多个标签读取冲突、标签读取遗漏等，标签信息的误操作会影响垃圾分类的准确性和信息登记完整性，显著影响垃圾分类的效果。

在RFID信息读取理论研究方面，目前的研究成果大多面向防冲突机制的设计，如文献[李欣怡,李晓武,游进国,等.单阅读器移动RFID系统下改进的标签防碰撞算法[J].化工自动化及仪表,2021,48(5):486-490]、文献[莫磊,唐斌,房梦旭.一种减少通信复杂度的RFID搜索树防碰撞算法[J].电讯技术,2021,61(10):1297-1301]以及文献[王冬云,张维平,汪志佳.基于改进ALOHA算法的RFID标签防碰撞研究[J].包装工程,2021,42(17):244-248]都有提出相应的技术方案。但与其他RFID应用场合不同，小区垃圾分类箱每天只开放两次，每次两小时，剩下的时间都是封闭的，没有新的垃圾产生，有大量的时间可以用于信息收集，因此对时效性要求不高。由于垃圾桶空间限制，垃圾袋RFID标签信息读取时必然会发生标签碰撞，因此垃圾信息收集主要的关注点是信息的完整性，必须最大程度确保收录每一袋垃圾的信息。

综上所述，小区垃圾分类使用场景下的垃圾袋RFID信息收集，有以下需求：

1.由于垃圾袋数量巨大，RFID条成本要求尽量低，因此只能选择无源RFID条。

2.由于垃圾投掷行为错综复杂，无法在投掷时统计总数，单个垃圾桶内RFID条总数不明，因此需要设计算法来估计，而且精确度要求高。

3.由于单个垃圾桶容积有限，垃圾袋重叠堆放，造成RFID读取很容易发生冲突，因此需要设计RFID读取防冲突机制。

发明内容