总体来说，本发明符合现行的EPC C1G2标准，在不需对标签改动的前提下，有较短 的标签估计时间，估计准确率较高，并可用于标签数量较大的场合。
【附图说明】
[0028] 图1为0位段、1位段数量与标签数量关系的仿真图。
[0029] 图2为0位段和1位段的归一化标准差（标准差/期望）的仿真图。
[0030] 图3为该方法标签数量估计总体流程图。
[0031] 图4为Decisionl子程序流程图。
[0032] 图5为最优估计搜索法的流程图。
[0033] 图6为标签响应读写器R命令流程图。
[0034] 图7为标签响应读写器L命令流程图。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步的详细说明。
[0036] 假设某一区域由一个RFID读写器唯一覆盖，其周围存在η个标签。
[0037] (1)首先，读写器通过调用R命令向标签广播帧长F和一随机产生的16位二进制 数RN16,标签收到该命令后，以F、RN16和自身ID为参数，调用固化在ROM中的随机函数生 成标签的自有时隙F i, FiE [1，F]，并将其保存在标签时隙寄存器中。接下来，读写器开始 当前帧的识别，发送L命令向标签广播时隙轮询信号，标签收到该命令后，将标签时隙寄存 器中的值减1，当且仅当该值为〇的标签才被允许在当前时隙内响应读写器，响应信号为一 新生成的16位随机二进制数nRN16,其他标签处于静默状态。
[0038] (2)如果当前时隙内只有该标签响应，则读写器会成功接收该nRN16,并发出标签 识别命令读取该标签ID，并将读写器内部的该时隙的状态寄存器值置1。如果无标签响应 即空时隙，则读写器将该时隙的状态寄存器值置0,接着发出L命令进行下一时隙的识别过 程。如果为碰撞时隙，则多个nRN16值会在读写器天线上产生碰撞溢出，致使所有数据丢 失，则读写器将该时隙的状态寄存器置1，接着发出L命令进行下一时隙的识别过程。这样 在一帧结束后，读写器的时隙状态寄存器数组里记录了代表了每个时隙的状态的长度为F 的二进制数，其中〇代表了空时隙而1代表了非空时隙，设其数量分别用1和M i表示。由 数据统计，可获得这个F位二进制数中所有的由连续的O构成的序列（0位段）的数量Ntl, 和由连续的1构成的序列（1位段）的数量
[0039] (3)通过进一步计算可得到其中0位段的平均长度AvgjPl位段的平均长度Avgl。 譬如：若时隙状态寄存器数组值为0111001000,则可得到N tl= 3个0位段0、00、000,且其 平均长度为Avgtl= (1+2+3)/3 = 2 ;而得到N 2个1位段111、1，且其平均长度为Avg i =(3+1)/2 = 2。如图1所示，在给定帧长F的条件下，η较小时空闲时隙较多而η较大时 碰撞时隙较多，因此Ntl是η的单调减函数、N 1是η的单调增函数。由于Avg JP Avg i又分别 是队和N i的单调增函数，因此，Avg jP Avg i分别和η呈单调递减关系和单调递增关系。
[0040] 由以上分析可知，由于Avgc^P Avg i在给定帧长F条件下，和η之间均满足--对 应的函数关系，因此由一个识别帧后实际记录的Avg i结合F值均可通过相应的逆函 数计算出标签数量的估计值nest。图2给出的是0位段和1位段的归一化标准差（标准差 /期望，σ/μ)的数值仿真，该值越小说明实测的数据越接近期望值，即由单轮识别的实测 数据计算的标签估计数量越准确，或者在给定置信水平的和置信区域下，需要重复的试验 次数（即识别轮数）越少，得到标签数量的估计值的所需时间也就越少。由图中已知，虽然 在标签数量η较小时，0位段数量的归一化标准差比1位段的要小，但当η较大时，该值迅速 变大，巨大的误差已不适合用于标签估计，出于简化系统的考虑，我们只记录1位段数量并 用该值标签数量的估计。
[0041] (4)读写器采用最优估计搜索法获得标签数量η的最优估计值nest。由于1位段 平均长度与帧长F以及标签数量η存在一一对应关系，因此在F已知的条件下，由八^^可 搜索出最优估计值n est。具体说明如下：
[0042] 设Ptl和p汾别为一帧中某个时隙状态为0和1的概率，由于p。满足二项分布，即 Ptl~b(l/F)，则有：
【主权项】
1. 一种符合EPC C1G2标准的基于时隙状态的射频识别标签数量估计方法，其特征在 于，包括以下步骤： (1) 读写器设置帧长F，并向标签广播当前帧长，标签接收F后，随机选择自身时隙并保 存；接着，读写器开始一帧的识别过程，轮询所有时隙并问询所有待识别标签； (2) 在轮询时隙的过程中，读写器判别当前时隙状态，若为非空时隙，则将其内部的时 隙状态寄存器数组中和该时隙对应的寄存器置1，若为空时隙则置〇,并更新该寄存器组中 1的总数量（非空时隙的总数量）以及1位段（由连续的1构成的二进制数段）的数量； (3) 读写器在轮询完所有时隙后，计算1位段的平均长度Avg1的值； (4) 读写器采用最优估计搜索法获得标签数量η的最优估计值nest。由于1位段平均 长度与帧长F以及标签数量η存在一一对应关系，因此在F已知的条件下，由Avg 1可搜索 出最优估计值Ileist。
2. 权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1)中所述的标签选择自身时隙并响应读 写器的具体过程为：读写器发送R命令向标签广播帧长F和一随机产生的16位二进制数 RN16,标签收到该命令后，以F、RN16和自身ID为参数，调用固化在ROM中的随机函数生成 标签的自有时隙Fi, FiE [1，F]，并将其保存在标签时隙寄存器中。接下来，读写器开始当 前帧的识别，发送L命令向标签广播时隙轮询信号，标签收到该命令后，将标签时隙寄存器 中的值减1，当且仅当该值为〇的标签才被允许在当前时隙内响应读写器，响应信号为一新 生成的16位随机二进制数nRN16,其他标签处于静默状态。
3. 权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2)中所述的读写器内部寄存器保存的状 态值包括：所有时隙状态、〇状态时隙数量、1状态时隙数量、1位段数量以及1位段的平均 长度。
4. 权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4)中所述的最优估计搜索法具体为： (1) 创造误差函I
(2) 11&的搜索策略如下：首先找出任意一个1和h值，使得f(l)f(h) <0,表明使误差 函数f (X) = 〇的点，也就是最优的Iieist处于1和h之间。接着取1和h的中点为m，并计算 f(m)的值。如果f(m) <误差精度，则m即为满足要求的nest，结束该流程。否则，如果f(l) 和f(m)异号，说明f (X) = 0的点在1和m之间，重新开始在（l，m)的区间搜索，如果f(m) 和f(h)异号，则重新开始在（m，h)的区间搜索，重复以上过程，直到f(m) <误差精度，得到 满足精度要求的11&。
【专利摘要】本发明公开了一种符合EPC C1G2标准的基于时隙状态的射频识别标签数量估计方法，包括：时隙状态统计阶段和标签数量估计阶段。在时隙状态统计阶段，读写器通过一帧识别过程进行空时隙和非空时隙的数量统计，并以此计算1位段平均长度。在标签数量估计阶段，通过利用1位段长度与帧长和标签数量的一一对应关系，由实测计算出的1位段平均长度搜索出满足误差精度要求的标签数量最优估计值。本发明符合EPC C1G2标准，不需对标签结构进行改动，有较短的估计时间，估计准确率较高，并可用于标签数量较大的场合。
【IPC分类】G06K17-00
【公开号】CN104680209
【申请号】CN201510038548
【发明人】杨健, 蔡庆玲, 王永华, 余松森, 方芳, 詹宜巨
【申请人】广东工业大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月22日