管樁制造養護工藝中的動態二進制查詢樹防碰撞方法技術

管柱制造養護工藝中一種基于堆棧的RFID動態減位防碰撞方法，應用于管柱制造的養護工藝，實現了讀寫器對電子標簽快速、自動、高效、精確的讀寫操作。在讀寫過程中，本方法將堆棧算法與動態二叉樹防碰撞算法融合于一體，并利用動態減位對碰撞進行處理，有效解決了讀寫器對多標簽進行讀寫時可能出現的碰撞問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及管樁制造領域，特別是涉及一種管樁制造養護工藝中可逆檢索的RFID 動態二進制查詢樹防碰撞方法。
技術介紹
管樁制造過程中的養護工藝處理可加速混凝土的成型，保證管樁結構更為穩固及經久耐用。可見養護工藝的正常進行對管樁的質量而言是十分重要的。養護工藝的基本流程中，數十條管樁將被集中放置在養護池中，被溫度高達90攝氏度的熱水浸泡，以進行長時間的養護處理。其中對養護工藝生產信息要進行相應的記錄，然而目前的記錄方式多采用人工記錄，存在數據實時性不強，準確度不高的缺陷。亦有通過在管柱端板安置條形碼方式實現對生產信息的采集，存在數據采集不及時，易出現信息記錄錯誤，不完整性等問題。針對上述缺陷，目前業內常采用RFID技術來解決對管樁生產信息的記錄問題。但目前的RFID技術在應用中仍存在著幾個問題，其中包括標簽碰撞問題、RFID安全和隱私保護問題以及天線和RFID定位問題。其中標簽碰撞是RFID技術中最常見的問題在RFID系統中，由于所有標簽都使用相同的頻率工作，在閱讀器的識讀范圍內，當兩個或更多的標簽在同一時間都發送自己的數據時，某些數據信號就容易發生疊加，如果沒有相應的防碰撞機制，發生疊加的信號不能正確地被接收到，這將使閱讀器發生判斷錯誤，認為這個標簽不在自己的作用范圍內或無法正確讀取信息的情況，即發生了標簽碰撞。在RFID系統中，防碰撞技術是信號識別和處理的關鍵技術之一。現在被業界所推崇的防碰撞算法主要分為兩類，其中一類是基于Aloha協議的隨機算法，另一類是基于二進制樹的確定算法。這兩類算法都存在各自的優缺點=Aloha算法的復雜度及對標簽的要求較低，但存在不穩定的工作區間，并且可能導致“標簽饑餓問題”，即一些特定的標簽可能在很長時間內都無法被識別；二進制樹算法的識別率可達100%，即不存在“標簽饑餓問題”，但算法比較復雜，識別時間較長。當標簽數量較多時，傳統防碰撞算法的識別效率通常較低。
技術實現思路
為了提高系統的識別效率，保障實際應用的RFID系統中數據錄入的完整性、準確性，本專利技術提供了一種管樁制造養護工藝中可逆檢索的RFID動態二進制查詢樹防碰撞算法，該算法利用堆棧記憶存儲功能避免每次從樹型根部識別，從而減少識別次數；并采用適當協議進一步縮減必需的指令信息位。本專利技術為解決其技術問題所采用的技術方案是管柱制造養護工藝中的動態減位防碰撞方法，經管柱的離心工藝后，將管柱送入養護池，待全部管柱調度完成后，閉合養護池，開啟養護程序；在養護過程中，定時采集養護池內的溫度信息量，并采集養護相關參數，通過上位機，將所采集的信息下載到安置在現場的電子標簽閱讀器，并將生產信息寫入電子標簽；其步驟包括(1)生產信息寫入電子標簽過程中，閱讀器會在工作范圍內掃描出多個電子標簽，向電子標簽發送前綴集合Q中前綴元素，集合Q的初始值為{&}；(2)若電子標簽接收到的查詢前綴與自己的標簽ID相匹配時，則發送前綴之后的造作 ID比特；若接收詢問信號為&，要求所有標簽回復其完整的標簽ID ；(3)閱讀器會檢測到三種情況，包括(a)檢測到只有一個標簽回復，則識別該電子標簽，回到步驟(1)；(b)檢測到沒有標簽回復，則回到步驟(1)；(c)檢測到標簽碰撞，則在第一個碰撞位置上加上符號‘0’，‘1’，以碰撞最高位在EPC (產品電子代碼)中所處位置η作為參數發送請求命令Request (χ, η)，標簽取EPC對應位置的值與χ比較，如果相等，則標簽返回EPC中(η- ΓΟ位的信息；如果標簽取EPC對應位置的值與χ不相等，在標簽內部設置有一個休眠計數器Counter，用于記錄標簽休眠的程度， 并規定只有counter = 0時，標簽才響應閱讀器的Request請求命令；藉此形成的新的前綴置于前綴集合Q中，等待下一輪查詢時使用，回到步驟(1)；(4)閱讀器持續查詢前綴集合Q中的元素，當集合Q為空時，表示所有標簽被識別完畢。該方法根據標簽數目較少時系統識別效率較高的特點，并結合Aloha算法和二進制樹算法的優點，算法簡單、高效且具有魯棒性。本專利技術首先對標簽進行隨機分組并利用可逆檢索的RFID動態二進制查詢樹防碰撞算法識別出第一組標簽，以便估算出剩余各組標簽的數量，隨后再依次對剩余各組標簽進行最優分組后分別進行識別，從而在最大程度上降低標簽發生碰撞的概率。該方法通過在管柱中安置電子標簽，在生產過程中即可將生產信息寫入標簽，保證信息記錄的完整性與實時性。標簽估算階段閱讀器對標簽隨機分組后只識別第一組標簽，隨后估算標簽數量， 對估算精度要求不高。標簽識別階段閱讀器對標簽進行最優分組，確定最優分組參數為每組標簽數量乘以0. 6，從而大幅減少了標簽響應閱讀器的次數。在對標簽進行隨機分組和最優分組的過程中，閱讀器發送標簽的分組信息，減少了標簽的存儲空間。本專利技術的通信復雜度及識別延遲都比較低，對標簽隨機分組數的選取具有較強的魯棒性，并且識別效率不受標簽ID長度的影響，可以以軟件的形式實現，便于移植到各類閱讀器中，作為專門構建聯網軟件的一個重要部分。本專利技術在提高系統識別性能的同時進行能量優化設計，避免了標簽在被識別之前多次重復響應閱讀器，降低了成木，并且對標簽的識別率可達100%。本專利技術結合了一進制樹算法和Aloha算法的優點，大大降低了識別初期和識別后期發生碰撞標簽的數量，結構簡單，識別速度快，復雜度以及標簽功耗低，非常適合應用于 RFID系統中。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本專利技術的一部分實施例，而不是全部實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得的其他設計方案和附圖圖1是本專利技術一種實施例的流程示意圖。 具體實施例方式以下將結合實施例和附圖對本專利技術的構思、具體結構及產生的技術效果進行清除、完整地描述，以充分地理解本專利技術的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本專利技術的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本專利技術的實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本專利技術保護的范圍。二進制搜索算法在實現防碰撞的過程中，標簽問題以完整的EPC作為應答，數據傳輸量大，影響傳輸速度。而動態二進制搜索算法人將要搜索的EPC最高沖突位之前的部分(N-X)作為搜索依據，所有與(N-X)位相同的標簽應答并回送其EPC的其余部分。在傳輸的數據量與所需時間上，動態二進制搜索算法比二進制搜索算法減少可達50%。標簽辨認過程中假如減少傳送的數據量，辨認效率將會大大提高。對于EPC信息唯一的多標簽碰撞檢測過程中，待命標簽之間的差異僅僅與碰撞位有關，碰撞位之外的剩余信息對判別標簽碰撞作用不太大，可以暫時不參與比較。本專利技術所提供的算法以碰撞最高位在EPC中所處位置η作為參數發送請求命令 Request (χ，η)，標簽取EPC對應位置的值與χ比較，如果相等，標簽則返回EPC中(n-l)、 位的信息。對于標簽對應位的值與參數χ不相等的情況，在標簽內部設置了一個休眠計數器Counter，用于記錄標簽休眠的程度，并規定只有counter = 0時，標簽才響應閱讀器的Request請求命令。假如算法正在執行正向搜索，co本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．管柱制造養護工藝中的動態減位防碰撞方法，其特征在于：經管柱的離心工藝后，將管柱送入養護池，待全部管柱調度完成后，閉合養護池，開啟養護程序；在養護過程中，定時采集養護池內的溫度信息量，并采集養護相關參數，通過上位機，將所采集的信息下載到安置在現場的電子標簽閱讀器，并由閱讀器將生產信息寫入電子標簽；其步驟包括：（１）生產信息寫入電子標簽過程中，閱讀器掃描出工作范圍內的多個電子標簽，向電子標簽發送前綴集合Ｑ中前綴元素，集合Ｑ的初始值為｛＆｝；（２）若電子標簽接收到的查詢前綴與自等待下一輪查詢時使用，回到步驟（１）；（４）閱讀器持續查詢前綴集合Ｑ中的元素，當集合Ｑ為空時，表示所有標簽被識別完畢。－１）～０位的信息；如果標簽取ＥＰＣ對應位置的值與ｘ不相等，在標簽內部設置有一個休眠計數器Ｃｏｕｎｔｅｒ，用于記錄標簽休眠的程度，并規定只有ｃｏｕｎｔｅｒ＝０時，標簽才響應閱讀器的Ｒｅｑｕｅｓｔ請求命令；藉此形成的新的前綴置于前綴集合Ｑ中，有標簽回復，則回到步驟（１）；（ｃ）檢測到標簽碰撞，則在第一個碰撞位置上加上符號‘０’，‘１’，以碰撞最高位在ＥＰＣ中所處位置ｎ作為參數發送請求命令Ｒｅｑｕｅｓｔ（ｘ，ｎ），標簽取ＥＰＣ對應位置的值與ｘ比較，如果相等，則標簽返回ＥＰＣ中（ｎ己的標簽ＩＤ相匹配時，則發送前綴之后的造作ＩＤ比特；若接收詢問信號為｛＆｝，則要求所有標簽回復其完整的標簽ＩＤ；（３）經步驟（２），閱讀器會檢測到三種情況，包括：（ａ）檢測到只有一個標簽回復，則識別該電子標簽，回到步驟（１）；（ｂ）檢測到沒...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：韋澤林，
申請(專利權)人：廣東三和管樁有限公司，
類型：發明
國別省市：44