專利名稱：：標(biāo)簽識別系統(tǒng)、標(biāo)簽讀取裝置和標(biāo)簽順序確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總體上涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，尤其涉及標(biāo)簽識別系統(tǒng)、標(biāo)簽讀取裝置和標(biāo)簽順序確定方法。
背景技術(shù)：
：作為一種經(jīng)由射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向通信以交換數(shù)據(jù)從而達(dá)到識別目的的技術(shù)，射頻識別(RadioFrequencyIdentification,簡寫為RFID)技術(shù)正獲得越來越廣泛的應(yīng)用。典型的RFID系統(tǒng)一般包括兩部分，即RFID讀取器和RFID標(biāo)簽。RFID標(biāo)簽位于要識別的對象上，是RFID系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)攜帶者。典型的RFID標(biāo)簽包括存儲數(shù)據(jù)的微芯片，以及用于與RFID讀取器進(jìn)行射頻通信的耦合元件，例如線圈天線。RFID標(biāo)簽可以是有源的或無源的元件。冇源RFID標(biāo)簽具有電源(例如電池)，并且主動發(fā)送用于通信的RF信號，而無源RFID標(biāo)簽從RFID讀取器的詢問信號中獲得其全部能量，并且或者反射RFID標(biāo)簽的信號，或者對RFID標(biāo)簽的信號進(jìn)行負(fù)載調(diào)制，以進(jìn)行通信。大多數(shù)RFID標(biāo)簽，無論是有源的還是無源的，都只在被RFID讀取器詢問時才進(jìn)行通信。RFID讀取器能夠從RFID標(biāo)簽中讀取數(shù)據(jù)和/或向RFID標(biāo)簽寫入數(shù)據(jù)。典型的RFID讀取器包括射頻模塊、處理器和耦合元件(如天線)，以采用射頻方式與RFID標(biāo)簽通信。此外，許多RFID讀取器裝有信息讀取接口，使得它們能夠?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)傳輸給一個數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，例如運(yùn)行在個人計(jì)算機(jī)上的存儲器。在大多數(shù)RFID系統(tǒng)中，RFID讀取器的天線發(fā)射的詢問信號能夠被處于該天線的覆蓋范圍(下文中有時也稱之為RF區(qū)域)內(nèi)的標(biāo)簽所接收。該覆蓋范圍的大小取決于RFID讀取器的工作頻率和天線尺寸。當(dāng)RFID標(biāo)簽經(jīng)過該天線的覆蓋范圍時，它可以檢測到讀取器的詢問信號，并響應(yīng)于該詢問信號發(fā)送存儲的待識別對象的信息或數(shù)據(jù)作為答復(fù)。讀取器根據(jù)接收到的RFID標(biāo)簽返回的答復(fù)，來對RFID標(biāo)簽所標(biāo)識的對象進(jìn)行識別。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識別技術(shù)相比，RFID技術(shù)具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環(huán)境、可識別運(yùn)動目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。由于它的這些優(yōu)點(diǎn)，RFID技術(shù)被越來越多地用在了物流管理中。但是，當(dāng)RFID技術(shù)被用于物流管理時，在RFID應(yīng)用層中，實(shí)時管理卻是一個很困難的問題，如圖l所示。實(shí)時管理中的一個重要的情形是許多應(yīng)用中的運(yùn)動序列實(shí)時檢測問題，這些應(yīng)用例如是機(jī)場行李處理系統(tǒng)、郵政分選系統(tǒng)、食品分選系統(tǒng)等等。運(yùn)動序列實(shí)時檢測問題的示例在圖2示出。目前，要檢測運(yùn)動序列中的個體RFID標(biāo)簽是很困難的，因?yàn)?.當(dāng)RFID讀取器向標(biāo)簽發(fā)射信號時，可能有多個標(biāo)簽同時對讀取器作出應(yīng)答。2.RFID讀取器可以同時讀取多個標(biāo)簽。但是，讀取到的只是一些簡單的信息，且其順序是混亂的，如圖3所示。3.很難獲取更具體的信息，例如每個標(biāo)簽在運(yùn)動隨機(jī)間隔序列中的精確時間。4.當(dāng)多個標(biāo)簽同時進(jìn)入RF區(qū)域時就會發(fā)生沖突。沖突使得自然順序完全混亂，這主要表現(xiàn)在a.在無源標(biāo)簽的情況下，由于標(biāo)簽沒有內(nèi)部電源，因此狀態(tài)信總是不可靠的。b.標(biāo)簽間不能彼此通信。這是多信道接入通信問題的一種特殊情況。c.標(biāo)簽的存儲和計(jì)算能力有限；標(biāo)簽幾乎不能進(jìn)行計(jì)算。d.現(xiàn)有的研究集中于抗沖突技術(shù)，這對于檢測運(yùn)動序列的正確順序基本上是沒有幫助的。5.隨著讀取器的抗沖突能力的提高，序列檢測效率將成為瓶頸。當(dāng)前的讀取器每秒可讀取多于600個ClG2(第1類第2代)標(biāo)簽。但是，對于特殊的RFID讀取器，要在真實(shí)環(huán)境中讀取一個標(biāo)簽，則需要大約幾-卜毫秒。即"全局滾讀(globalscroll)"效率低于"盤點(diǎn)(inventory)"效率。序列檢測問題對于現(xiàn)有方法來說是非常困難的，但它卻變得越來越逮要，因?yàn)樵赗FID應(yīng)用中運(yùn)動序列檢測有著很大的市場前景。但是，大多數(shù)當(dāng)前的運(yùn)動序列檢測系統(tǒng)都是代價高昂且耗時的。一方面，例如，北京首都機(jī)場的行李處理系統(tǒng)平均每天可處理約110，000個乘客。目前，平均每l，OOO個乘客的行李中就有5個被誤操作。每丟失或誤操作一件行李平均會付出500RMB的代價。因此，每天因?yàn)閬G失行李而付出的代價是275,000RMB，每年就是100,375,000RMB。另一方面，對于每個乘客和航空公司來說，它都是很耗時的。例如，S-3000ETilt-TraySorter是目前最先進(jìn)的分選設(shè)備，其分選速度達(dá)到3.5m/秒。假定行李處理速度是每秒l件行李。Airbus3S0機(jī)型的容量是600個乘客，每個乘客有2件行李。因此，處理時間是1200秒，即20分鐘。如果能夠?qū)⑻幚硭俣仍龃鬄樵瓉淼?倍，即每秒5件行李，則總處理時間將是4分鐘，這將極大地節(jié)省乘客和航空公司的時間。運(yùn)動混亂序列包括以較高的概率同時逗留在觀察區(qū)域中的運(yùn)動有序移動對，即在觀察區(qū)域Z中序列&《=^—4的觀察值為^w"W—W或^8—j"。混亂序列信息具有以下特性a.當(dāng)物體A和B進(jìn)入觀察區(qū)域時沖突發(fā)生b.在沖突開始之前具有個體A單獨(dú)存在的短暫時段c.在沖突結(jié)束之后具有個體B單獨(dú)存在的短暫時段d.不存在精確地區(qū)分單個物體和多個物體的邊界的方法，也不存在控制觀察的精確方法e.物體A和B之間的間隔不確定。在RFID讀取器的詢問區(qū)域中可能存在許多標(biāo)簽。RFID系統(tǒng)中的讀取器可向標(biāo)簽發(fā)送詢問消息。在接收到消息時，所有標(biāo)簽都會向讀取器發(fā)送響應(yīng)。如果有多個標(biāo)簽作出了響應(yīng)，它們的響應(yīng)就會在RF通信信道中發(fā)生沖突，從而無法被讀取器接收到。解決此沖突的問題一般被稱為抗沖突問題，并且解決此問題的能力是一種十分重要的能力。在所有的多接入過程中，最簡單的一種是ALOHA過程。只要數(shù)據(jù)分組可用，它就被從標(biāo)簽發(fā)送到讀取器。這是一種標(biāo)簽驅(qū)動的隨機(jī)TDMA過程。該過程專用于只讀標(biāo)簽，這種標(biāo)簽一般只需要發(fā)送少量數(shù)據(jù)(序列號)，該數(shù)據(jù)被循環(huán)地發(fā)送到讀取器。數(shù)據(jù)發(fā)送時間只占重復(fù)時間中的一小部分，因此在發(fā)送之間存在較長的暫停。此外，每個標(biāo)簽的重復(fù)時間略有不同。因此存在一定的概率，即兩個標(biāo)簽可能在不同的時間發(fā)送其數(shù)據(jù)分組，因而數(shù)據(jù)分組不會彼此沖突。ALOHA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送的時序在圖4中示出。某些時隙型Aloha協(xié)議被廣泛地用作商業(yè)性標(biāo)簽產(chǎn)品中抗沖突方法的基本概念，比如PHILIPS的"I-code"和ISO/IEC-18000-6C等等。該算法的主要想法是通過減少無用時隙(空的或沖突的)來加速盤點(diǎn)過程。但是，它卻無法確定RFID標(biāo)簽進(jìn)入RF區(qū)域的順序，因?yàn)锳loha的隨機(jī)選擇方法和相關(guān)的抗沖突算法已經(jīng)使得順序變得混亂?，F(xiàn)有的研究主要集中于如何在最短時間內(nèi)讀取盡可能多的標(biāo)簽。在檢測運(yùn)動序列的正確順序方面，它不會提供任何幫助，甚至可能會提供誤導(dǎo)?，F(xiàn)有研究的目的在圖5中示出。如上所述，現(xiàn)有的解決方案集中于讀取大量標(biāo)簽的大功率方法。當(dāng)前的抗沖突算法完全打亂了多個標(biāo)簽的順序。這些方法提供了在短時間內(nèi)檢測多個標(biāo)簽的方法。但是，所讀取的信息只包括與順序無關(guān)的信息，例如號碼、大致的時間等等。可見，需要一種實(shí)用且高效地檢測移動的RFID標(biāo)簽的正確順序的系統(tǒng)和方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)用且高效地檢測移動的RFID標(biāo)簽的正確順序的標(biāo)簽識別系統(tǒng)、標(biāo)簽讀取裝置和標(biāo)簽順序確定方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種標(biāo)簽識別系統(tǒng)，包括標(biāo)簽讀取裝置以及多個標(biāo)簽，其中所述標(biāo)簽讀取裝置具有至少兩個天線，其中該裝置在每個天線的覆蓋范圍內(nèi)發(fā)送詢問信號；所述多個標(biāo)簽順序經(jīng)過所述至少兩個天線中的每個天線的覆蓋范圍，所述多個標(biāo)簽中的每個標(biāo)簽響應(yīng)于接收到的詢問信號向所述至少兩個天線返回答復(fù)；并且所述標(biāo)簽讀取裝置包括順序確定單元，該順序確定單元基于所述至少兩個天線接收到的所述多個標(biāo)簽返回的答復(fù)，確定所述多個標(biāo)簽的經(jīng)過順序。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種標(biāo)簽讀取裝置，用于讀取順序經(jīng)過該裝置的多個標(biāo)簽，該標(biāo)簽讀取裝置至少包括至少兩個天線，所述天線用于對經(jīng)過其覆蓋范圍內(nèi)的多個標(biāo)簽發(fā)送詢問信號，并接收每個標(biāo)簽響應(yīng)于接收到的詢問信號而返回的答復(fù)；順序確定單元，該順序確定單元基于所述至少兩個天線接收到的所述標(biāo)簽返回的答復(fù)，確定所述多個標(biāo)簽的順序。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種確定多個標(biāo)簽經(jīng)過標(biāo)簽讀取裝置的順序的方法，包括以下步驟詢問信號發(fā)送步驟，所述標(biāo)簽讀取裝置中的至少兩個天線中的每個天線向其覆蓋范圍內(nèi)的所述多個標(biāo)簽發(fā)送詢問信號；接收答復(fù)步驟，所述標(biāo)簽讀取裝置中的至少兩個天線中的每個天線接收所述多個標(biāo)簽響應(yīng)于接收到的詢問信號而返回的答復(fù)；順序確定歩驟，基于接收到的答復(fù)，確定所述多個標(biāo)簽的經(jīng)過順序。本發(fā)明的技術(shù)方案主要實(shí)現(xiàn)了以下技術(shù)效果1.準(zhǔn)確地對信息來自于單區(qū)還是多區(qū)進(jìn)行了分類，并更容易捕捉單區(qū)；2.提供了用于確定適于順序檢測的RF區(qū)域大小的方法和標(biāo)準(zhǔn)；3.易于部署，其可適應(yīng)于a.具有不同頻率的讀取器，b.對移動速度的不同要求，c.不同的距離要求，d.不同的通信速度；4.獨(dú)立于抗沖突算法或協(xié)議；以及5.具有可靠的檢測正確率。本發(fā)明的以上和其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面參考附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1示出RFID應(yīng)用層中實(shí)時管理的問題；圖2示出運(yùn)動序列實(shí)時檢測問題的示例；圖3示出由于多個標(biāo)簽同時應(yīng)答而產(chǎn)生的順序混亂問題；圖4示出ALOHA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送的時序；圖5示出現(xiàn)有研究的目的；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的RFID系統(tǒng)的示意圖；圖7是示出圖6所示的RFID讀取裝置的結(jié)構(gòu)的示意框圖；圖8示意性地示出了讀取兩個標(biāo)簽時可能存在的三個階段；圖9示出了不同挑選方法的效果；圖IO示出了序優(yōu)化的基本原理；圖ll示出了根據(jù)本發(fā)明的挑選方法的基本原理；圖12示出了純BP算法和本發(fā)明的方法之間的理論比較；圖13示出了圖6所示的RFID系統(tǒng)中RFID讀取裝置判斷一對RFTD標(biāo)簽的順序的操作流程；圖14示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的RFID讀取裝置；以及圖15示出了最優(yōu)的衰減水平和可靠的RF區(qū)域。具體實(shí)施例方式下面將參考附圖結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的RFID系統(tǒng)100的示意圖。該實(shí)施例代表了機(jī)場行李處理系統(tǒng)的情形。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，根據(jù)本發(fā)明的RFID系統(tǒng)也同樣可適用于其他物流管理系統(tǒng)。如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的RFID系統(tǒng)100包括RFID讀取裝置101和多個RFID標(biāo)簽102。附著了RFID標(biāo)簽102的行李被傳送帶運(yùn)送，這些標(biāo)簽形成一個運(yùn)動的序列。RFID讀取裝置101向傳送帶上的位于其覆蓋范圍內(nèi)的這些標(biāo)簽發(fā)送詢問信號，并根據(jù)標(biāo)簽響應(yīng)于詢問信號所返[':'l的答復(fù)，來確定這些標(biāo)簽在傳送帶上的先后順序，從而對附著了標(biāo)簽的行李進(jìn)行正確的分選。由于確定多個標(biāo)簽順序的問題最終可分解成確定相鄰兩個標(biāo)簽之間的先后順序的問題，因此，在本實(shí)施例中，我們以確定傳送帶上的兩個標(biāo)簽102A和102B的先后順序?yàn)槔瑏碚f明根據(jù)本發(fā)明的RFID系統(tǒng)100的工作原理。圖7是示出RFID讀取裝置101的結(jié)構(gòu)的示意框圖。如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的RFID讀取裝置101包括至少兩個天線，用于經(jīng)由射頻通信發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在本示例中，RFID讀取裝置101包括天線1和天線2。每個天線具有一個相應(yīng)的覆蓋范圍(coverage)，處于其覆蓋范圍內(nèi)的標(biāo)簽都能接收到RFID讀取裝置101通過該天線發(fā)送的詢問信號，并且能夠響應(yīng)于該詢問信號返回答復(fù)，使RFID讀取裝置101能夠通過該天線接收到答復(fù)。RFID讀取裝置101還包括順序確定單元1011、答復(fù)分類單元1012和詢問信號發(fā)送定時設(shè)置單元1013。順序確定單元1011基于天線1和2接收到的從標(biāo)簽102A和102B返回的答復(fù)，確定標(biāo)簽102A和102B的經(jīng)過順序。答復(fù)分類單元1012對天線l和2接收到的答復(fù)進(jìn)行分類以確定這些答復(fù)是來自于單區(qū)還是多區(qū)，并將對答復(fù)的分類結(jié)果發(fā)送給順序確定單元1011。其中單區(qū)代表接收到的答復(fù)只包括從一個標(biāo)簽返回的答復(fù)，多區(qū)代表接收到的答復(fù)包括從不止一個標(biāo)簽返回的答復(fù)。詢問信號發(fā)送定時設(shè)置單元1013用于設(shè)置天線1和2發(fā)送詢問信號的定時。具體而言，在順序確定單元1011基于天線1接收到的答復(fù)不能唯一地確定RFID標(biāo)簽102A和102B的順序的情況下，詢問信號發(fā)送定時設(shè)置單元1013調(diào)整天線2發(fā)送詢問信號的定時。當(dāng)然，如果順序確定單元1011基于天線1接收到的答復(fù)就能夠唯一確定RFID標(biāo)簽102A和102B的順序(例如通過天線1接收到的答復(fù)包括一個單區(qū)和一個多區(qū))，則無需再利用天線2接收到的答復(fù)判斷這兩個標(biāo)簽的順序。實(shí)際上，本發(fā)明的RFID讀取裝置101中的順序確定單元1011、答復(fù)分類單元1012和詢問信號發(fā)送定時設(shè)置單元1013的操作整體上構(gòu)成了一種基于信息分區(qū)和序優(yōu)化(OrdinalOptimization,簡寫為00)來識別標(biāo)簽順序的方法。下面將對其原理和特征進(jìn)行詳細(xì)描述。如上所述，答復(fù)分類單元1012對天線1和2接收到的答復(fù)進(jìn)行分類以確定答復(fù)是來自于單區(qū)還是多區(qū)。假定在傳送帶上分別附著有標(biāo)簽102A和102B的物體A和B以A先于B的順序經(jīng)過了RFID讀取裝置101。對于天線1和天線2中的每一個，在讀取這兩個標(biāo)簽時可能存在3個階段，如圖8所示。以天線1為例1.在第一階段，只有最接近RFID讀取裝置的物體即物體A上的RFID標(biāo)簽102A被讀取。此區(qū)域被稱為"單區(qū)"。2.在第二階段，隨著傳送帶的移動，RFID標(biāo)簽102B也進(jìn)入了天線1的覆蓋范圍。RFID讀取裝置發(fā)現(xiàn)在天線1的覆蓋范圍中有兩個標(biāo)簽，于是傳統(tǒng)的抗沖突算法被應(yīng)用來讀取多個標(biāo)簽。讀取結(jié)果可能是(B》A》(A先B后)或者(A-〉B》(B先A后)。因此，此區(qū)域被稱為"混亂區(qū)"、"沖突區(qū)"、"雙區(qū)"或"多區(qū)"。正確的順序完全被打亂。3.在最后一個階段，標(biāo)簽102A離開讀取區(qū)域，標(biāo)簽102B仍留在讀取區(qū)域中。因此，此區(qū)域也被稱為"單區(qū)"。在單區(qū)中成功采樣是確定標(biāo)簽102A和102B的正確順序的關(guān)鍵因素。這是因?yàn)?.如果兩個樣本都是在單區(qū)中獲得的，例如T{A}<T{B}，那么{13-〉A(chǔ))就是正確的順序(采樣均在單區(qū)進(jìn)行)，其中T《A》表示接收到這樣的數(shù)據(jù)的時刻，該數(shù)據(jù)中只包含標(biāo)簽102A返回的答復(fù)，以下將這種數(shù)據(jù)簡稱為A答復(fù)；T(B)表示接收到這樣的數(shù)據(jù)的時刻，該數(shù)據(jù)中只包含標(biāo)簽102B返回的答復(fù)，以下將這種數(shù)據(jù)簡稱為B答復(fù)。T(A^T(B)表示接收到A答復(fù)的時刻先于接收到B答復(fù)的時刻。2.如果一個樣本是在單區(qū)獲得的，另一個樣本是在多區(qū)獲得的，例如T{A}<T《A-〉B)或T{A}<T{B->A}，或者T{B}>T(A-〉B》或T{B}>T{B-A}，那么(B-〉A(chǔ))就是正確的順序(至少一個樣本是在單區(qū)獲得的)，其中T(A-〉B》表示接收到這樣的數(shù)據(jù)的時刻，該數(shù)據(jù)中包含標(biāo)簽102A和102B返回的答復(fù)，并且其中標(biāo)簽102B返回的答復(fù)在先，標(biāo)簽102A返回的答復(fù)在后(以下將這種數(shù)據(jù)稱為B先A后答復(fù))；T《B》A》表示接收到這樣的數(shù)據(jù)的時刻，該數(shù)據(jù)中包含標(biāo)簽102A和102B返回的答復(fù)，并且其中標(biāo)簽102A返回的答復(fù)在先，標(biāo)簽102B返回的答復(fù)在后(以下將這種數(shù)據(jù)稱為A先B后答復(fù))。與上面類似，T(A^T仏-〉B》表明接收到A答復(fù)的時刻早于接收到B先A后答復(fù)的時刻。依此類推，對于三個或更多個標(biāo)簽，只要如上所述確定了相鄰兩個標(biāo)簽之間的先后順序，則可以很容易地確定這三個或更多個標(biāo)簽的相對順序。因此，如果能在單區(qū)中捕捉到樣本，就可以確定順序。如何在單區(qū)中捕捉樣本是一個關(guān)鍵問題。傳統(tǒng)的連續(xù)采樣方法效率不高，如圖9所示。很有可能通信塊獲得的所有樣本都是在多區(qū)中捕捉到的，而沒有一個樣木是在單區(qū)中捕捉到的。但是，如果沒有單區(qū)樣本，就無法確定正確順序。如上所述，對于精確方法來說，要捕捉單區(qū)樣本是很困難的，因?yàn)閰^(qū)分單區(qū)和多區(qū)之間的邊界是很困難的。因此，本發(fā)明中提出了基于序優(yōu)化的粗略方法。不同的挑選方法的效果在圖9中示出。上述如何在單區(qū)中捕捉樣本的問題的目的在于通過在設(shè)計(jì)空間中搜索和選擇設(shè)計(jì)來獲得足夠好的設(shè)計(jì)。窮舉搜索一般來說是效率很低的，甚至是不可能的，它會導(dǎo)致選出的子集非常大。搜索空間非常巨大并且是無限的，因?yàn)樗且粋€連續(xù)的空間。因此，必須按照離散事件系統(tǒng)(DES)的優(yōu)化問題來對該問題建模。序優(yōu)化(00)是基于仿真的優(yōu)化方法，它由Prof.Ho在上世紀(jì)90年代提出。序優(yōu)化方法提供了一種高效的基于仿真的優(yōu)化方法。它嘗試在大量候選中找出良好的或者令人滿意的解答而不是真正的最優(yōu)，它利用計(jì)算上簡單但是可能較為粗略的模型來估計(jì)一組計(jì)劃或選擇的性能。足夠好(goodenough)的選擇被定義為能夠以高概率量化和確定的集合。基于粗略模型，選擇這些選擇的子集作為觀察到的"足夠好"集合，所選擇的這個子集被稱為選定子集S。然后，序優(yōu)化可量化集合S和真實(shí)的足夠好子集G之間的"匹配"或"對準(zhǔn)"程度。序優(yōu)化對于隨機(jī)離散優(yōu)化尤其有用，因?yàn)樗梢缘挚勾笤肼?，并且其?jì)算復(fù)雜度在可以承受的范圍內(nèi)。如上所述，序優(yōu)化的基本概念基于以下兩個原則序比較(ordinalcomparison)和目標(biāo)軟化(goalsoftening)。首先確定A是否要優(yōu)于B比確定"A-B="要容易得多。A與B的相對順序以指數(shù)速度收斂，而"值"則以1/一2的速度收斂。在確定A和B中哪一個更好時可能不需要精確地知道值。它強(qiáng)調(diào)的是選擇(順序)，而不是估計(jì)選擇的實(shí)用性(價值)。序優(yōu)化的另一個關(guān)鍵原則是目標(biāo)軟化，即維持足夠好子集G和選定子集S之間的合理"匹配"結(jié)果。足夠好子集G的標(biāo)準(zhǔn)被選擇為判決空間的前百分之n，而不需要找出真正的最優(yōu)。序優(yōu)化的基本原理在圖10中示出。首先解釋"對準(zhǔn)概率(alignmentprobability,簡寫為AP)"的概念。對于無約束問題，"匹配"或"對準(zhǔn)"是指足夠好子集G和選定子集S之間的交集。AP被定義為^P-Pro6(l(n化W(1)其中k被稱為對準(zhǔn)度。作為一種選擇規(guī)則，盲目挑選(BP)涉及按以下方式從判決空間0中選擇子集S:(1)隨機(jī)地，(2)不替換，并且(3)不比較。該選擇規(guī)則將會確保每個判決在判決空間中取得任何排名的趨勢都相同。另外，此特殊情況的AP可表達(dá)為閉式，即V八5—/(2)這是一個超幾何分布，其中N是判決空間的大小。對于盲目挑選情形，AP取決于1.對準(zhǔn)度k;2.足夠好子集G的大小(即IG—g);以及3.選定子集S的大小(即IS卜s)。一般的序優(yōu)化問題可表述為以下優(yōu)化問題:|{6^|6>尸{^4}或0嚴(yán){5}|>0;(0的前r0/0)尸ra,n51牟尸呵其中5*=n-畫一選定子集，6),______時刻t,的標(biāo)簽集合——設(shè)計(jì)空間G------足夠好子集IG卜g&------對準(zhǔn)度G和S之間的對準(zhǔn)度為k的概率為:，-g、1=5、A:人^_W、因此，G和S之間的對準(zhǔn)度至少為k的概率為:V'乂V一乂(3)(6)(7)(8)(9)因此，選定子集S的最小大小(minimalsize)為z八s一z一乂>尸》(10)對于RFID系統(tǒng)的情形，S是用于檢測RFID樣本(標(biāo)簽)的RFII)檢測器(讀取器/天線)的數(shù)目。如果在此情況下應(yīng)用簡單的盲目挑選方法，則設(shè)計(jì)空間是i;+r,，足夠好子集是j;，其中j;是讀取一個RFiD標(biāo)簽的冗余時間，7>是讀取一個RFID標(biāo)簽的最短時間。只有在i;區(qū)中捕捉樣本才能捕捉到單區(qū)中的樣本。僅當(dāng)檢測到單區(qū)中的樣本時，才能確定順序。(S次讀取中至少k次讀到單區(qū)中的樣本}的概率為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>(11)因此<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>(12)問題在于如何改進(jìn)該方法。畢竟它的效率不高，因?yàn)樗枰罅康臋z測器來捕捉單區(qū)中的樣本。No-Free-Lunch定理指出，在沒有結(jié)構(gòu)信息的情況下，沒有哪種算法的平均性能會比盲目挑選好。因此，需要找到結(jié)構(gòu)信息來提高效率。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，不能捕捉到單區(qū)中的樣本的主要原因是捕捉時刻太"遲"，即檢測器在T)區(qū)而不是r,區(qū)工作。因此，如果我們知道檢測器沒有捕捉到單區(qū)中的樣本，則我們可以通知下一個檢測器i提前At,開始工作。因此，足夠好區(qū)域擴(kuò)大了。通常，調(diào)整方法取決于實(shí)際環(huán)境來改進(jìn)挑選效果。該方法的基本原理在圖11中示出。假定增大的大小為at，足夠好子集的大小變?yōu)閠;+a:t。因此，{s次讀取中至少k次讀到單區(qū)中的樣本}的概率為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>(13)因此，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>(14),而，概率的提高量為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>假定讀取1個RFID標(biāo)簽的最少時間是110ms，冗余時間是90ms?；谑?6)，純BP算法和本發(fā)明的方法之間的理論比較在表1和圖12中示出。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表1從上表可見，為了滿足順序檢測的概率要求，本發(fā)明的方法比BP方法要好。例如，為了滿足對準(zhǔn)概率大于90%的要求，BP至少需要4個檢測器，而本發(fā)明的方法只需要2個檢測器。這就是RFID讀取裝置101中只設(shè)置了2個天線的原因。注意雖然上表中概率90%所對應(yīng)的本發(fā)明情形下檢測器數(shù)目為l個，但其中沒有算上第l個檢測器。因此本實(shí)施例中的方法需要2個檢測器，即RFID讀取裝置101需要設(shè)置兩個天線，天線1和天線2。圖13示出了圖6所示的RFID系統(tǒng)100中RFID讀取裝置101判斷一對RFID標(biāo)簽102A和102B的順序的操作流程。如圖13所示，在步驟Sll中，天線1向RFID標(biāo)簽102A和102B發(fā)送詢問信號。在步驟S12中，當(dāng)前天線接收到標(biāo)簽返回的答復(fù)。在步驟S13中，判斷返回的答復(fù)是否包括多組答復(fù)，其中每一組包括標(biāo)簽響應(yīng)于一個詢問信號返回的答復(fù)。如果在步驟S13中判斷結(jié)果為"是"，則在步驟S14中，答復(fù)分類單元1012對這多組答復(fù)進(jìn)行分類，即確定這多組答復(fù)中的每一組是來自單區(qū)還是多區(qū)。在步驟S15中，判斷這多組答復(fù)中是否存在單區(qū)。如果在步驟S15中結(jié)果為"是"，即這多組答復(fù)中存在單區(qū)，則在步驟S16中，順序確定單元1011確定RFID標(biāo)簽102A和102B的順序。例如，如果返回的答復(fù)是兩組答復(fù)，并且包括一個單區(qū)和一個多區(qū)，例如(A》和(A，B》，或者包括兩個單區(qū)，即(A)和《B"則順序確定單元1011都可根據(jù)分類結(jié)果和接收到這兩組答復(fù)的順序來確定RFID標(biāo)簽102A和102B的順序。然后過程結(jié)束。另一方面，如果在步驟S13中結(jié)果為"否"，即不存在多組答復(fù)，也就是只存在一組答復(fù)，則在步驟S17中，答復(fù)分類單元1012對這一組答復(fù)進(jìn)行分類。例如，這一組答復(fù)來自一個單區(qū)(例如《A)或者(Bp，或者來自一個多區(qū)(例如《A，Bp。在步驟S18中，判斷當(dāng)前天線是否是最后一個天線。如果是，則過程結(jié)束。如果否，則過程前進(jìn)到步驟19，詢問信號發(fā)送定時設(shè)置單元1013根據(jù)分類結(jié)果調(diào)節(jié)下一天線發(fā)送詢問信號的時間，并且過程前進(jìn)到歩驟S20，在步驟S20中，由下一天線來讀取標(biāo)簽。然后過程循環(huán)到步驟S12，下一天線接收到標(biāo)簽返回的答復(fù)。另一方面，如果在步驟S15中判斷返回的多組答復(fù)中不存在單區(qū)，即每組答復(fù)都為多區(qū)(例如兩個多區(qū))，則過程前進(jìn)到步驟S18,在該歩驟中，如上所述，判斷是否是最后一個天線，并且在不是最后一個天線的情況下，過程前進(jìn)到步驟S19，詢問信號發(fā)送定時設(shè)置單元ion調(diào)節(jié)下--天線發(fā)送詢問信號的時間。然后過程前進(jìn)到步驟S20，由下一天線讀取標(biāo)簽，并循環(huán)到步驟S12，重復(fù)之后的過程。圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的RFID讀取裝置101。如圖所示，根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的RFID讀取裝置101除包括圖7所示的RFID讀取裝置101的部件之外，還包括讀取能力控制單元1014和覆蓋范圍設(shè)置單元1015。讀取能力控制單元1014能夠控制讀取能力以在更短時間內(nèi)完成讀取，從而確保信息純凈。為了讀取多個RFID標(biāo)簽，讀取能力對于RFID檢測器來說是重要的。讀取多個RFID標(biāo)簽所花的時間比讀取單個RFID標(biāo)簽所花時間要多。當(dāng)RFID標(biāo)簽在RF區(qū)域中逗留的時間短于處理時間時，返回的信息就不能被RFID讀取裝置所捕捉，因此讀取很可能會失敗。因此，在本發(fā)明的應(yīng)用中，盤點(diǎn)模式通常不適用。需要限制-一次讀取的數(shù)目以完成讀取。在盤點(diǎn)模式和全局滾讀模式之間調(diào)整讀取模式以更快地讀取標(biāo)簽，這對于減少觀察時間從而增大序列的移動速度都是很有幫助的。覆蓋范圍設(shè)置單元1015設(shè)置天線l和2中任何一個的覆蓋范圍，以使得只有特定數(shù)目的標(biāo)簽?zāi)軌蚪邮盏皆撎炀€發(fā)送的詢問信號。具體而言，它調(diào)節(jié)天線的衰減水平以確保在覆蓋范圍中有少于n個標(biāo)簽，這對于確定一對標(biāo)簽和標(biāo)簽序列的順序是有幫助的。最優(yōu)的衰減水平和可靠的RF區(qū)域在圖15中示出。本發(fā)明的方法的性能比盲目挑選更好，因?yàn)樗昧?結(jié)構(gòu)信息"。它利用了"G的微小改進(jìn)"來獲得"AP的巨大改進(jìn)"，從而提高了確定運(yùn)動RFID序列的正確順序的概率。雖然已參照特定的優(yōu)選實(shí)施例來描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種修改。例如，在上文中，分別以RFID系統(tǒng)、RFID讀取裝置和RFID標(biāo)簽順序確定方法為例來說明了本發(fā)明的標(biāo)簽識別系統(tǒng)、標(biāo)簽讀取裝置和標(biāo)簽順序確定方法。但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會明白，本發(fā)明的標(biāo)簽識別系統(tǒng)、標(biāo)簽讀取裝置和標(biāo)簽順序確定方法并不限于所給出的特定實(shí)施例。在其他利用標(biāo)簽讀取裝置來讀取運(yùn)動的標(biāo)簽所返回的數(shù)據(jù)并確定標(biāo)簽的順序從而確定附有標(biāo)簽的物品的順序的場合，本發(fā)明的原理仍然適用。權(quán)利要求1.一種標(biāo)簽識別系統(tǒng)，包括標(biāo)簽讀取裝置以及多個標(biāo)簽，其中所述標(biāo)簽讀取裝置具有至少兩個天線，其中該裝置在每個天線的覆蓋范圍內(nèi)發(fā)送詢問信號；所述多個標(biāo)簽順序經(jīng)過所述至少兩個天線中的每個天線的覆蓋范圍，所述多個標(biāo)簽中的每個標(biāo)簽響應(yīng)于接收到的詢問信號向所述至少兩個天線返回答復(fù)；并且所述標(biāo)簽讀取裝置包括順序確定單元，該順序確定單元基于所述至少兩個天線接收到的所述多個標(biāo)簽返回的答復(fù)，確定所述多個標(biāo)簽的經(jīng)過順序。2.如權(quán)利要求1所述的標(biāo)簽識別系統(tǒng)，其中，所述標(biāo)簽讀取裝置還包括答復(fù)分類單元，該答復(fù)分類單元對所述至少兩個天線中的每個天線接收到的答復(fù)進(jìn)行分類以確定其來自于單區(qū)還是多區(qū)，并將分類結(jié)果發(fā)送給所述順序確定單元，其中單區(qū)代表所述接收到的答復(fù)只包括從所述多個標(biāo)簽中的一個標(biāo)簽返回的答復(fù)，多區(qū)代表所述接收到的答復(fù)包括從所述多個標(biāo)簽中的不止一個標(biāo)簽返回的答復(fù)。3.如權(quán)利要求1或2所述的標(biāo)簽識別系統(tǒng)，其中，所述標(biāo)簽讀取裝置還包括詢問信號發(fā)送定時設(shè)置單元，用于設(shè)置所述至少兩個天線中的每個天線發(fā)送詢問信號的定時；并在所述順序確定單元基于所述至少兩個天線中的某個特定天線接收到的答復(fù)不能唯一地確定所述多個標(biāo)簽的順序的情況下，對所述特定天線之后的天線發(fā)送詢問信號的定時作出調(diào)整。4.如權(quán)利要求1或2所述的標(biāo)簽識別系統(tǒng)，其中，所述標(biāo)簽讀取裝置還包括讀取能力控制單元，用于控制所述至少兩個天線中的每個天線的讀取能力以在最短時間內(nèi)完成標(biāo)簽讀取。5.如權(quán)利要求1或2所述的標(biāo)簽識別系統(tǒng)，其中，所述標(biāo)簽讀取裝置還包括覆蓋范圍設(shè)置單元，其設(shè)置所述至少兩個天線中的某個天線的覆蓋范圍以使得只有特定數(shù)目的標(biāo)簽?zāi)軌蚪邮盏皆撎炀€發(fā)送的詢問信號。6.如權(quán)利要求1或2所述的標(biāo)簽識別系統(tǒng)，其中所述標(biāo)簽讀取裝置為射頻識別讀取裝置，所述多個標(biāo)簽為多個射頻識別標(biāo)簽。7.—種標(biāo)簽讀取裝置，用于讀取順序經(jīng)過該裝置的多個標(biāo)簽，該標(biāo)簽讀取裝置至少包括至少兩個天線，所述天線用于對經(jīng)過其覆蓋范圍內(nèi)的多個標(biāo)簽發(fā)送詢問信號，并接收每個標(biāo)簽響應(yīng)于接收到的詢問信號而返回的答復(fù)；順序確定單元，該順序確定單元基于所述至少兩個天線接收到的所述標(biāo)簽返回的答復(fù)，確定所述多個標(biāo)簽的順序。8.如權(quán)利要求7所述的標(biāo)簽讀取裝置，還包括答復(fù)分類單元，該答復(fù)分類單元對所述至少兩個天線中的每個天線接收到的答復(fù)進(jìn)行分類以確定其來自于單區(qū)還是多區(qū)，并將分類結(jié)果發(fā)送給所述順序確定單元，其中單區(qū)代表所述接收到的答復(fù)只包括從所述多個標(biāo)簽中的一個標(biāo)簽返回的答復(fù)，多區(qū)代表所述接收到的答復(fù)包括從所述多個標(biāo)簽中的不止一個標(biāo)簽返回的答復(fù)。9.如權(quán)利要求7或8所述的標(biāo)簽讀取裝置，還包括詢問信號發(fā)送定時設(shè)置單元，用于設(shè)置所述至少兩個天線中的每個天線發(fā)送詢問信號的定時，并在所述順序確定單元基于所述至少兩個天線中的某個特定天線接收到的答復(fù)不能唯一地確定所述多個標(biāo)簽的順序的情況下，對所述特定天線之后的天線發(fā)送詢問信號的定時作出調(diào)整。10.如權(quán)利要求7或8所述的標(biāo)簽讀取裝置，還包括讀取能力控制單元，用于控制所述至少兩個天線中的每個天線的讀取能力以在最短時間內(nèi)完成標(biāo)簽讀取。11.如權(quán)利要求7或8所述的標(biāo)簽讀取裝置，還包括覆蓋范圍設(shè)置單元，其設(shè)置所述至少兩個天線中的某個天線的覆蓋范圍以使得只有特定數(shù)目的標(biāo)簽?zāi)軌蚪邮盏皆撎炀€發(fā)送的詢問信號。12.如權(quán)利要求7或8所述的標(biāo)簽讀取裝置，其中所述標(biāo)簽讀取裝置為射頻識別讀取裝置，并且所述多個標(biāo)簽為多個射頻識別標(biāo)簽。13.—種確定多個標(biāo)簽經(jīng)過標(biāo)簽讀取裝置的順序的方法，包括以下步驟詢問信號發(fā)送步驟，所述標(biāo)簽讀取裝置中的至少兩個天線中的每個天線向其覆蓋范圍內(nèi)的所述多個標(biāo)簽發(fā)送詢問信號；接收答復(fù)步驟，所述標(biāo)簽讀取裝置中的至少兩個天線中的每個天線接收所述多個標(biāo)簽響應(yīng)于接收到的詢問信號而返回的答復(fù)；順序確定步驟，基于接收到的答復(fù)，確定所述多個標(biāo)簽的經(jīng)過順序。14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括答復(fù)分類步驟，用于對所述至少兩個天線中的每個天線接收到的答復(fù)進(jìn)行分類以確定其來自于單區(qū)還是多區(qū)，其中單區(qū)代表所述接收到的答復(fù)只包括從所述多個標(biāo)簽中的一個標(biāo)簽返回的答復(fù)，多區(qū)代表所述接收到的答復(fù)包括從所述多個標(biāo)簽中的不止一個標(biāo)簽返回的答復(fù)，并且其中在所述順序確定步驟中基于所述分類結(jié)果和所述接收到的答復(fù)的返回順序，來確定所述多個標(biāo)簽的經(jīng)過順序。15.如權(quán)利要求13或14所述的方法，還包括詢問信號發(fā)送定時設(shè)置步驟，用于設(shè)置所述至少兩個天線中的每個天線發(fā)送詢問信號的定時，并在所述順序確定步驟基于所述至少兩個天線中的某個特定天線接收到的答復(fù)不能唯一地確定所述多個標(biāo)簽的順序的情況下，調(diào)整后續(xù)天線發(fā)送詢問信號的定時。16.如權(quán)利要求13或14所述的方法，還包括讀取能力控制步驟，用于控制所述至少兩個天線中的每個天線的讀取能力以在最短時間內(nèi)完成讀取。17.如權(quán)利要求13或14所述的方法，還包括覆蓋范圍設(shè)置步驟，用于設(shè)置所述至少兩個天線中的某個天線的覆蓋范圍以使得只有特定數(shù)目的標(biāo)簽?zāi)軌蚪邮盏皆撎炀€發(fā)送的詢問信號。18.如權(quán)利要求13或14所述的方法，其中所述標(biāo)簽讀取裝置為射頻識別讀取裝置，所述多個標(biāo)簽為多個射頻識別標(biāo)簽。全文摘要本發(fā)明提供了標(biāo)簽識別系統(tǒng)、標(biāo)簽讀取裝置和標(biāo)簽順序確定方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種標(biāo)簽識別系統(tǒng)包括標(biāo)簽讀取裝置以及多個標(biāo)簽，其中所述標(biāo)簽讀取裝置具有至少兩個天線，其中該裝置在每個天線的覆蓋范圍內(nèi)發(fā)送詢問信號；所述多個標(biāo)簽順序經(jīng)過所述至少兩個天線的覆蓋范圍，所述多個標(biāo)簽中的每個標(biāo)簽響應(yīng)于接收到的詢問信號向所述至少兩個天線返回答復(fù)；并且所述標(biāo)簽讀取裝置包括順序確定單元，該順序確定單元基于所述至少兩個天線接收到的所述多個標(biāo)簽返回的答復(fù)，確定所述多個標(biāo)簽的經(jīng)過順序。文檔編號G06K7/00GK101359357SQ20071013586公開日2009年2月4日申請日期2007年7月30日優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日發(fā)明者劉曉煒,波周,臣宋,王亞波申請人:日電(中國)有限公司