专利名称：一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及射频识别技术领域，尤其涉及一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计方法与装置。
背景技术：
射频识别(Radio Frequency Identification)技术被广泛用于身份识别与追踪，例如供应链管理，会议签到，信用卡身份识别等。在享受射频识别技术带来的批量扫描和个体识别等优势的同时，射频识别的信息隐私问题越来越受到人们的关注。例如带有射频标签(Tag)的个人电脑或是手机等，非常容易被射频识别阅读器读取其中的物品识别信息，这在带来便利的同时也给信息保护带来了挑战。获取潜在兴趣区域的射频标签的统计信息是一个受到人们广泛关注的问题。例如人们有时候希望统计仓库中货品的数量来进行库存管理。在统计的过程中，有时候人们希望不通过统计射频标签中含有的唯一身份识别信息，以此来达到保护物品隐私信息的目的，这就给传统的射频识别信息搜集(Identification information collection)带来了挑战。因此，一种匿名的用于保护射频标签信息隐私的标签数目估计方法是非常需要的。而且在实际情况中，兴趣区域的标签数目常常是变化的，而且变化得非常快和非常大。而且有时候并不是所有的标签都能被一个射频标签阅读器所覆盖，这样还需要多个射频标签阅读器联合起来共同工作来达到覆盖所有标签的目的。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计方法与装置，旨在解决现有技术中在射频标签识别过程中需要通过射频标签中含有的标签标识符信息进行数目统计，给隐私数据带来隐患的问题。本发明实施例是这样实现的，一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计方法，包括:A.参数计算过程Al.射频识别阅读器获取对射频标签集合的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下界h以及标签数量上界tu,并记Ft1Au;A2.根据所述对标签集合的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下界&以及标签数量上界tu，计算得到问询轮次η、最优概率ρ、以及最优帧长度f ；B.问询过程B1.射频识别阅读器产生η个不同随机种子s ；Β2.射频识别阅读器设置循环参数i=l ；B3.射频识别阅读器向射频标签集合的射频标签发送携带所述最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s的问询指令； B4.射频标签集合的射频标签根据自己唯一标志符、最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s计算随机数RNG，在第RNG个时隙进行回复；B5.射频识别阅读器根据射频标签集合的射频标签的回复识别第i次问询前f个时隙得到的空闲时隙的数目"OB6.判断i是否等于n，如果是，继续步骤C数目估计值计算过程，否则，i=i+l，继续步骤B3 ；C、数目估计值计算过程射频识别阅读器根据η次问询得到的空闲时隙的数目计算出射频标签集合的数目估计值本发明实施例还提供一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计装置，包括:参数获取单元，用于射频识别阅读器获取对射频标签集合的相对误差容忍度ε、置信水平S、标签数量下界tl以及标签数量上界tu，并记Ft1Au;参数计算单元，用于根据所述对标签集合的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下界h以及标签数量上界tu，计算得到问询轮次η、最优概率ρ、以及最优帧长度f;随机种子s产生单元，用于射频识别阅读器产生η个不同随机种子s ；初始化单元，用于射频识别阅读器设置循环参数i=l ；参数发送单元，用于射频识别阅读器向射频标签集合的射频标签发送携带所述最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s的问询指令；标签回复单元，用于射频标签集合的射频标签根据自己唯一标志符、最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s计算随机数RNG，在第RNG个时隙进行回复；空闲时隙数目计算单元，用于射频识别阅读器根据射频标签集合的射频标签的回
复识别第i次问询前f个时隙得到的空闲时隙的数目< ;轮询单元，用于判断i是否等于n，如果是，发送执行命令给估计值计算单元，否贝U，i=i+l，发送执行命令给参数发送单元；估计值计算单元，用于射频识别阅读器根据η次问询得到的空闲时隙的数目计算出射频标签集合的数目估计值？。本发明实施例还提供一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计方法，包括:Α.参数计算过程Al.射频识别阅读器获取对射频标签集合A的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下界h以及标签数量上界tu,并记Ft1Au;A2.根据所述对标签集合的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下界&以及标签数量上界tu，计算得到问询轮次η、最优概率ρ、以及最优帧长度f ；B.问询过程B1.射频识别阅读器产生η个不同随机种子s ；B2.射频识别阅读器设置循环参数i=l ；B3.射频识别阅读器向射频标签集合A的射频标 签发送携带所述最优概率ρ、最优帧长度f、第i个随机种子s的问询指令；射频标签集合A的射频标签根据自己唯一标志符、最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s计算随机数RNG，在第RNG个时隙进行回复；射频识别阅读器根据射频标签集合A的射频标签的回复识别第i次问询前f个时隙得到的
空闲时隙的数目 B4.判断i是否等于n，如果是，经过预设时间t，继续步骤B5，否则，i=i+l，继续步骤B3 ；B5.射频识别阅读器设置循环参数i=l ；B6.射频识别阅读器向射频标签集合B的射频标签发送携带所述最优概率ρ、最优帧长度f、第i个随机种子s的问询指令；射频标签集合B的射频标签根据自己唯一标志符、最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s计算随机数RNG，在第RNG个时隙进行回复；射频识别阅读器根据射频标签集合B的射频标签的回复识别第i次问询前f个时隙得到的
空闲时隙的数目 B7.判断i是否等于n，如果是，继续步骤B8，否则，i=i+l，继续步骤B6 ；B8.对每轮问询中射频标签集合A的射频标签回复和射频标签集合B的射频标签
的回复按时隙进行按位并操作，得到空闲时隙数目C.数目估计值计算过程Cl.射频识别阅读器根据η次问询得到的空闲时隙的数目分别计算出射频标签集合A的数目估计值h、射频标签集合B的数目估计值h.C2.根据空闲时隙数目计算出射频标签集合A并射频标签集合B的数目估计值GlSB.9C3.根据所述射频标签集合A的数目估计值Ia、射频标签集合B的数目估计值I以及射频标签集合A并射频标签集合B的数目估计值Lujj，计算射频标签集合A交射频标签集合B的数目估计值Lro。本发明实施例还提供一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计装置，包括:参数获取单元一，用于射频识别阅读器获取对射频标签集合A的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下界&以及标签数量上界tu，并记Ft1Au;参数计算单元一，用于根据所述对标签集合的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下界h以及标签数量上界tu，计算得到问询轮次η、最优概率ρ、以及最优帧长度f ;随机种子s产生单元一，用于射频识别阅读器产生η个不同随机种子s ；初始化单元一，用于射频识别阅读器设置循环参数i=l ；空闲时隙数目获取单元一，用于射频识别阅读器向射频标签集合A的射频标签发送携带所述最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子S的问询指令；射频标签集合的射频标签根据自己唯一标志符、最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s计算随机数RNG，在第RNG个时隙进行回复；射频识别阅读器根据射频标签集合的射频标签的回复识别第i次问询前f个时隙得到的空闲时隙的数目rl^rl.
轮询单元一，用于判断i是否等于n，如果是，经过预设时间t，发送执行命令至初始化单元二，否则，i=i+l，发送执行命令至空闲时隙数目获取单元一；初始化单元二，用于射频识别阅读器设置循环参数i=l ；空闲时隙数目获取单元二，用于射频识别阅读器向射频标签集合B的射频标签发送携带所述最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子S的问询指令；射频标签集合的射频标签根据自己唯一标志符、最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s计算随机数RNG，在第RNG个时隙进行回复；射频识别阅读器根据射频标签集合的射频标签的回复识别第i次
问询前f个时隙得到的空闲时隙的数目.9轮询单元二，用于判断i是否等于n，如果是，发送执行命令至空闲时隙数目获取单元三，否则，i=i+l，发送执行命令至空闲时隙数目获取单元二 ；空闲时隙数目获取单元三，用于对每轮问询中射频标签集合A的射频标签回复和射频标签集合B的射频标签回复按时隙进行按位并操作，得到空闲时隙数目.
估计值计算单元一，用于射频识别阅读器根据η次 问询得到的空闲时隙的数目分别计算出射频标签集合A的数目估计值L、射频标签集合B的数目估计值h ；估计值计算单元二，用于根据空闲时隙数目计算出射频标签集合A并射频标签集合B的数目估计值估计值计算单元三，用于根据所述射频标签集合A的数目估计值L、射频标签集合B的数目估计值tB以及射频标签集合A并射频标签集合B的数目估计值，计算射频标签集合A交射频标签集合B的数目估计值L1, 。本发明通过获取对射频标签集合的相对误差容忍度和置信水平，以及标签数量上下界，对射频标签集合进行多次问答，并统计每帧中前f个时隙中射频标签空闲时隙的数目，估算出射频标签集合的数目，从而避免隐私数据的泄露。
图1表示本发明实施例提供一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计方法流程图；图2表示本发明实施例提供的概率持续型时隙模型示意图；图3表示本发明实施例提供的一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计方法流程图；图4表示本发明实施例提供的集合AUB虚拟帧生成示意图；图5表示本发明实施例提供的一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计装置结构图；图6表示本发明实施例提供的一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计装置结构图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图1示出了本发明实施例提供一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计方法流程图，详述如下:在发明实施中，包含了一系列的射频识别阅读器和大量射频标签，射频识别阅读器之间能够进行同步控制，从而实现同时发送和接受信息，并覆盖所有标签，整个过程采用概率持续型时隙模型。在步骤SlOl中，射频识别阅读器获取对射频标签集合的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下界以及标签数量上界tu,并记r=t1/t0;在本发明实施例中，用户指定一个相对误差容忍度0 < ε < 1和置信水平0 < δ
<1, 一般说来，ε越接近于0, δ越接近于1,表示结果越精确。在步骤S102中，根据对标签集合的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下界t1以及标签数量上界tu，计算得到问询轮次n、最优概率p、以及最优帧长度f ；在本发明实施例中，根据公式
权利要求
1.一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计方法，其特征在于，包括: A.参数计算过程 Al.射频识别阅读器获取对射频标签集合的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下界A以及标签数量上界tu,并记rA/tu; A2.根据所述对标签集合的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下Wt1以及标签数量上界tu，计算得到问询轮次η、最优概率ρ、以及最优帧长度f ； B.问询过程 B1.射频识别阅读器产生η个不同随机种子s ； Β2.射频识别阅读器设置循环参数i=l ； B3.射频识别阅读器向射频标签集合的射频标签发送携带所述最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s的问询指令； B4.射频标签集合的射频标签根据自己唯一标志符、最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s计算随机数RNG，在第RNG个时隙进行回复； B5.射频识别阅读器根据射频标签集合的射频标签的回复识别第i次问询前f个时隙得到的空闲时隙的数目"。
B6.判断i是否等于n，如果是，继续步骤C数目估计值计算过程，否则，i=i+l，继续步骤B3 ； C.数目估计值计算过程 射频识别阅读器根据η次问询得到的空闲时隙的数目计算出射频标签集合的数目估计值？。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述问询轮次η，最优概率ρ，最优帧长度f，随机数RNG，射频标签集合的数目估计值: 是通过以下公式计算得出: 根据公式
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空闲时隙具体指射频识别阅读器在该时隙没有收到射频标签集合的射频标签的回复。
4.一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计装置，其特征在于，包括:参数获取单元，用于射频识别阅读器获取对射频标签集合的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下界以及标签数量上界tu,并记Ft1Au; 参数计算单元，用于根据所述对标签集合的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下界h以及标签数量上界tu，计算得到问询轮次η、最优概率ρ、以及最优帧长度f ； 随机种子s产生单元，用于射频识别阅读器产生η个不同随机种子s ； 初始化单元，用于射频识别阅读器设置循环参数i=l ; 参数发送单元，用于射频识别阅读器向射频标签集合的射频标签发送携带所述最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s的问询指令； 标签回复单元，用于射频标签集合的射频标签根据自己唯一标志符、最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s计算随机数RNG，在第RNG个时隙进行回复； 空闲时隙数目计算单元，用于射频识别阅读器根据射频标签集合的射频标签的回复识别第i次问询前f个时隙得到的空闲时隙的数目K； 轮询单元，用于判断i是否等于n，如果是，发送执行命令给估计值计算单元，否则，i=i+l，发送执行命令给参数发送单元； 估计值计算单元，用于射频识别阅读器根据η次问询得到的空闲时隙的数目计算出射频标签集合的数目估计值
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述问询轮次η，最优概率ρ，最优帧长度f，随机数RNG，射频标签集合的数目估计值: 是通过以下公式计算得出: 根据公式
6.一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计方法，其特征在于，包括: A.参数计算过程 Al.射频识别阅读器获取对射频标签集合A的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下界L以及标签数量上界tu,并记rA/tu; A2.根据所述对标签集合的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下Wt1以及标签数量上界tu，计算得到问询轮次η、最优概率ρ、以及最优帧长度f ； B.问询过程 B1.射频识别阅读器产生η个不同随机种子s ； Β2.射频识别阅读器设置循环参数i=l ； B3.射频识别阅读器向射频标签集合A的射频标签发送携带所述最优概率ρ、最优帧长度f、第i个随机种子s的问询指令；射频标签集合A的射频标签根据自己唯一标志符、最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s计算随机数RNG，在第RNG个时隙进行回复；射频识别阅读器根据射频标签集合A的射频标签的回复识别第i次问询前f个时隙得到的空闲时隙的数目.B4.判断i是否等于n，如果是，经过预设时间t，继续步骤B5，否则，i=i+l，继续步骤B3 ； B5.射频识别阅读器设置循环参数i=l ； B6.射频识别阅读器向射频标签集合B的射频标签发送携带所述最优概率ρ、最优帧长度f、第i个随机种子s的问询指令；射频标签集合B的射频标签根据自己唯一标志符、最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s计算随机数RNG，在第RNG个时隙进行回复；射频识别阅读器根据射频标签集合B的射频标签的回复识别第i次问询前f个时隙得到的空闲时隙的数目.9 B7.判断i是否等于n，如果是，继续步骤B8，否则，i=i+l，继续步骤B6 ； B8.对每轮问询中射频标签集合A的射频标签回复和射频标签集合B的射频标签的回复按时隙进行按位并操作，得到空闲时隙数目.C.数目估计值计算过程 Cl.射频识别阅读器根据η次问询得到的空闲时隙的数目分别计算出射频标签集合A的数目估计值t射频标签集合B的数目估计值h.C2.根据空闲时隙数目Κ(Α Β)计算出射频标签集合A并射频标签集合B的数目估计值tAUB.C3.根据所述射频标签集合A的数目估计值L、射频标签集合B的数目估计值L以及射频标签集合A并射频标签集合B的数目估计值，计算射频标签集合A交射频标签集合B的数目估计值Lns。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述问询轮次n，最优概率p，最优帧长度f，随机数RNG，射频标签集合A 的数目估计值t,射频标签集合B的数目估计值h，射频标签集合A并射频标签集合B的数目估计值Lub，射频标签集合A交射频标签集合B的数目估计值是通过以下公式计算得出:根据公式
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述空闲时隙具体指射频识别阅读器在该时隙没有收到射频标签集合的射频标签的回复。
9.一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计装置，其特征在于，包括: 参数获取单元一，用于射频识别阅读器获取对射频标签集合A的相对误差容忍度ε、置信水平S、标签数量下界tl以及标签数量上界tu，并记Ft1Au;参数计算单元一，用于根据所述对标签集合的相对误差容忍度ε、置信水平δ、标签数量下界^以及标签数量上界tu，计算得到问询轮次η、最优概率ρ、以及最优帧长度f ； 随机种子s产生单元一，用于射频识别阅读器产生η个不同随机种子s ； 初始化单元一，用于射频识别阅读器设置循环参数i=l ; 空闲时隙数目获取单元一，用于射频识别阅读器向射频标签集合A的射频标签发送携带所述最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s的问询指令；射频标签集合A的射频标签根据自己唯一标志符、最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s计算随机数RNG，在第RNG个时隙进行回复；射频识别阅读器根据射频标签集合A的射频标签的回复识别第i次问询前f个时隙得到的空闲时隙的数目；轮询单元一，用于判断i是否等于n，如果是，经过预设时间t，发送执行命令至初始化单元二，否则，i=i+i，发送执行命令至空闲时隙数目获取单元一； 初始化单元二，用于射频识别阅读器设置循环参数i=l ； 空闲时隙数目获取单元二，用于射频识别阅读器向射频标签集合B的射频标签发送携带所述最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s的问询指令；B的射频标签根据自己唯一标志符、最优概率P、最优帧长度f、第i个随机种子s计算随机数RNG，在第RNG个时隙进行回复；射频识别阅读器根据射频标签集合B的射频标签的回复识别第i次问询前f个时隙得到的空闲时隙的数目.轮询单元二，用于判断i是否等于n，如果是，发送执行命令至空闲时隙数目获取单元三，否则，i=i+l，发送执行命令至空闲时隙数目获取单元二 ； 空闲时隙数目获取单元三，用于对每轮问询中射频标签集合A的射频标签回复和射频标签集合B的射频标签回复按时隙进行按位并操作，得到空闲时隙数目<_4^.估计值计算单元一，用于射频识别阅读器根据η次问询得到的空闲时隙的数目分别计算出射频标签集合A的数目估计值h、射频标签集合B的数目估计值丨L , 估计值计算单元二，用于根据空闲时隙数目4細计算出射频标签集合A并射频标签集合B的数目估计值.9 估计值计算单元三，用于根据所述射频标签集合A的数目估计值h、射频标签集合B的数目估计值L以及射频标签集合A并射频标签集合B的数目估计值hm，计算射频标签集合A交射频标签集合B的数目估计值Lnjj。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述问询轮次n，最优概率p，最优帧长度f，随机数RNG，射频标签集合A的数目估计值L，射频标签集合B的数目估计值丨h，射频标签集合A并射频标签集合B的数目估计值，射频标签集合A交射频标签集合B的数目估计值/ I通过以下公式计算得出: 根据公式
全文摘要
本发明适用于射频识别技术领域，尤其涉及一种基于空闲时隙数目的射频标签数目估计方法与装置，包括射频识别阅读器获取对射频标签集合的相对误差容忍度、置信水平、标签数量上下界，并计算得到问询轮次、最优概率以及最优帧长度；射频识别阅读器产生n个不同随机种子并向射频标签集合的射频标签发送携带最优概率、最优帧长度和第i个随机种子的问询指令；射频标签集合的射频标签根据自己唯一标志符、最优概率、最优帧长度、第i个随机种子计算随机数RNG，在第RNG个时隙进行回复；射频识别阅读器识别第i次问询前f个时隙得到的空闲时隙的数目；轮询n次；计算出射频标签集合的数目估计值。本发明可以避免隐私数据的泄露。
文档编号G06K7/00GK103246860SQ20131019030
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月20日 优先权日2013年5月20日
发明者龚伟, 刘云浩 申请人:无锡儒安科技有限公司