基于碰撞树的RFID多标签识别防碰撞技术及标准化应用

2020-05-25 15:36

所获奖项：省科技进步二等奖

项目简介：

针对物联网技术应用和RFID多标签识别检测中的关键技术问题，该项目研究了RFID技术领域的重要支撑和瓶颈技术，从提升RFID多标签识别性能和性能稳定性等方面入手，开展了多年深入研究和技术攻关，取得了显著的科技进步成果。

一、项目提出的创新技术和解决的问题

1、研究提出了碰撞树算法（CT），解决了RFID多标签识别效率瓶颈问题。项目研究首次将RFID多标签识别效率提高到50%，打破了国际标准ISO/IEC、EPCglobal 系列采用的RFID 多标签识别算法的理论最佳识别效率限于34%-36.8%长期存在的效率瓶颈。

2、项目提出了RFID 多标签识别防碰撞算法稳定性分析评价技术方法，完善了RFID 多标签识别算法性能分析评价指标体系。解决了现有国际标准主要从识别效率、识别速度、时间复杂度、通信复杂度等方面进行算法的分析评价，没有考虑标签集合、标签编号、应用场景等因素对识别性能的影响的问题。该项目提出的识别算法，满足了流水线生产、自动化控制、实时数据采集等RFID应用系统对标签识别时间和系统能耗等性能指标定量控制要求。

3、项目提出了二元确定性原理和二元确定性碰撞树算法（ICT），以及标签编号连续度的概念和计算方法。该算法针对生产、运输、物流等应用领域RFID标签编号的分布特征，以及批量货物盘存或出入口检测中对批量RFID 多标签高速识别的要求，将编号连续分布状态下的RFID多标签识别效率提高到接近100%，缩短了货物检测识别的滞留时间，提高了生产控制应用系统的吞吐率。

4、项目提出了抗捕获碰撞树算法（GCT），解决了复杂RFID 应用系统中捕获效益、环境干扰等不确定因素造成标签漏读和标签隐藏问题。研究提出了双响应机制和双响应碰撞树算法（BCT），将RFID 多标签识别过程中阅读器的查询次数减少了一半，降低了标签识别系统的时间开销、通信开销和系统功耗。

5、项目提出了动态碰撞树算法（DCT），成功解决了动态RFID 系统中标签识别不完全的问题。当识别区域内待识别标签数量不超过识别系统最大工作负载时，DCT 算法的识别率达到100%。该算法采用性能稳定的碰撞树搜索机制，解决了传统动态识别算法随机搜索机制造成的标签识别率低的问题，物联网动态多目标快速识别技术和动态RFID 多标签识别技术推向了实用化阶段。

6、项目建立了RFID技术和数字水印集成识别应用系统，发挥RFID技术、条码识别和数字水印技术的优势，解决了产品快速检测和货柜智能盘点，以及手机识读和安全防伪等终端应用问题。

二、项目取得的成果

项目共取得4 项国家发明专利， 2 项实用新型专利，获得了5 项软件著件权，发表了15 篇科研论文，其中SCI 收入6 篇，EI 收录7 篇，制定并发布了1项国家标准，1 项联合企业标准。研究成果处于国际先进水平，受到国内外专家广泛关注，中国科技日报以“射频识别(RFID)防碰撞算法研究获突破”为标题对研究成果公开报道。

三、项目的推广应用

相关技术成果在珠宝质量管理、货品管理、智能售卖、仓储管理等行业和领域取得了广泛应用。近三年累计新增销售:49681.21 万元，新增利润:5869.08万元。