一种rfid标签数据智能分配及访问方法
【专利摘要】本发明公开一种RFID标签数据智能分配及访问方法，RFID标签数据的生命周期包含RFID标签数据分配阶段、数据写入阶段和数据读取阶段。本发明是从数据存储最优化分配的角度出发，根据多元回归分析原理，从一个数据项集合中筛选出一个最优的数据项子集，并将其对应的数据值分配到RFID标签有限的存储空间中，使得标签外数据的总的不可解释度最小化，实现在RFID标签有限的存储空间中存储最大价值数据的目标，使得标签上数据能够最大程度地解释标签外数据。
【专利说明】一种RFID标签数据智能分配及访问方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及RFID射频识别领域，更具体地，涉及一种RFID标签数据智能分配及访 问方法。
【背景技术】
[0002] 射频识别技术（Radio Frequency Identification, RFID)是物联网的技术基础， 广泛地被运用于现代物流、智能制造、公共信息服务、智慧医疗等行业中。在一个RFID系统 中，用户可以使用RFID标签存储指定对象的特征数据，在这种情况下，无需通过网络服务 器就可以快速地访问指定对象的特征数据。随着物联网技术的迅速发展，人们试图存放在 RFID标签中的数据越来越多，如医疗应用中患者的多项体检数据。然而，从经济适用性角度 看，RFID标签有限的存储容量尚不能满足存储所有数据的现实需要，因此，RFID标签数据 存储是人们必须面对的挑战性课题。
[0003] -般地，人们考虑根据用户的需求程度和应用的特定需求来筛选数据项并分配至 RFID标签中，这样用户只能访问到存储在RFID标签中的部分数据项的数值，导致了未被选 中和存储到RFID标签中的那部分数据项的信息的损失。根据多元回归分析原理，在一个数 据项集合中，由若干个数据项组成的数据项子集可以通过样本数据进行统计分析，建立多 元回归模型，并利用多元回归模型来解释其余的数据项。当数据项子集中的数值发生变化 时，可以通过多元回归模型来解释其他数据项的数值的变化。因此，如果能科学地筛选一个 数据项子集并分配到RFID标签中，则用户可以使用读取到的存储在RFID标签中的数据项 来解释未被存储在RFID标签中的那些数据项。于是，为了提高RFID标签中的数据项的解 释能力，同时减少由于RFID标签的存储容量不足以存储所有数据项而导致的数据信息的 损失，采取更有效的RFID标签数据分配方法是十分必要的。
【发明内容】
[0004] 为了提高RFID标签中的数据项的解释能力，减少由于RFID标签的存储容量不足 以存储所有数据项而导致的数据信息的损失，本发明提出一种RFID标签数据智能分配及 访问方法，该方法是从数据存储最优化分配的角度出发，根据多元回归分析原理，从若干个 数据项中筛选一个最优的数据项子集，并将其对应的数据值分配到RFID标签有限的存储 空间中，使得标签外数据中总的不可解释度最小化，从而有利于用户使用读取到的标签上 数据更准确地解释未被存储在RFID标签中的标签外数据。
[0005] 为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
[0006] -种RFID标签数据智能分配及访问方法，RFID标签数据的生命周期包含RFID标 签数据分配阶段、数据写入阶段和数据读取阶段，是从数据存储最优化分配的角度出发，实 现在RFID标签的有限存储空间中存储最大价值数据的目标；
[0007] RFID标签数据分配阶段：RFID系统服务器根据多元回归分析原理，采用智能优化 算法从一个完整的数据项集合中最优地分配一个数据项子集，使得这些最优的数据项子集 能够最大程度地解释其他未被分配的数据项，而且它们对应的数据值总字长不超过RFID 标签存储器的容量，这些最优的数据项子集列表存储在RFID系统服务器的模型数据库中， 并可以事先下载到RFID阅读器中；
[0008] RFID标签数据写入阶段：RFID阅读器按照最优的数据项子集列表将对应的数据 值依次发送给RFID标签，RFID标签在接收到数据值后将其存储到RFID标签存储器中，即 成为标签上数据；
[0009] RFID标签数据读取阶段：RFID阅读器从RFID标签中读取标签上数据的数据值，然 后根据多元回归模型使用读取的标签上数据来对标签外数据进行解释，从而获得标签外数 据的参考取值范围及其参考估计值。
[0010] 本发明的RFID标签数据智能分配及访问方法从不同操作阶段对数据进行处理， 从一个数据项集合中筛选一个最优的数据项子集，并将其对应的数据值分配到RFID标签 中，降低标签外数据的总的不可解释度，使标签上数据能够最大程度地解释标签外数据。
[0011] 更进一步地，在RFID标签数据分配阶段，针对RFID标签的具体应用场景，RFID系 统服务器从设备数据库中查找得到RFID标签存储器容量参数，从应用数据库中查找得到 数据项集合及其样本数据值，并根据数据类型定义数据项集合中每个数据项的字长，根据 应用的特定需求定义每个数据项的价值权数；
[0012] 从数据项集合中选出一个分配到RFID标签上的数据项子集后，利用数据项集合 对应的样本数据值统计计算得到每个未被分配到RFID标签上的标签外数据项的不可解释 度，标签外数据的总的不可解释度即为所有未被分配到RFID标签上的标签外数据项的不 可解释度的加权求和。
[0013] 更进一步地，RFID标签数据分配算法以最小化标签外数据的总的不可解释度为目 标，以分配到RFID标签上的数据的总占用存储空间不超过RFID标签的存储容量为约束条 件，最优的数据分配方案须满足RFID标签的存储容量约束条件，并使标签外数据的总的不 可解释度达到最小，RFID系统服务器采用智能优化方法获得最优的数据分配方案，并将对 应于一个具体应用场景的最优数据分配方案保存在模型数据库中，以便在对RFID标签进 行数据写入/读取时被调用。
[0014] 在获得最优的数据分配方案后，RFID系统服务器根据数据类型为分配给RFID标 签的标签上数据项进行编码，获得编码格式，并根据数据项集合对应的样本数据值利用多 元回归分析方法建立标签上数据对标签外数据的多元回归模型，最后将编码格式、多元回 归模型、最优数据分配方案一起保存在模型数据库中，RFID阅读器在写入RFID标签数据之 前必须下载相应的编码格式，在读取RFID标签数据之前必须下载相应的编码格式和多元 回归模型。
[0015] 所述的最优数据分配方案只是与RFID标签的存储容量参数、数据项的字长、数据 项的价值权数和数据项集合对应的样本数据值有关，不会因为数据项的数据值的更新而发 生变化；
[0016] 所述的编码格式和多元回归模型都是根据最优的数据分配方案得到的。
[0017] 更进一步地，在RFID标签数据写入阶段，当首次写入标签数据时，RFID系统服务 器根据RFID标签的应用场景从模型数据库中调用相应的最优数据分配方案，然后根据最 优数据分配方案选出分配到RFID标签上的数据项，并将其对应的数据值发送到RFID阅读 器，RFID阅读器根据事先下载的编码格式将各个数据项的数据值编译成为可写入RFID标 签的二进制数据，通过写操作顺序地写入到RFID标签中。
[0018] 当需要更新标签上数据时，RFID阅读器根据事先下载的编码格式，将各个数据项 更新后的数据值编译成为可写入RFID标签的二进制数据，通过写操作顺序地写入到RFID 标签存储器中，替换原先的存储在RFID标签存储器中的数据。
[0019] 更进一步地，在RFID标签数据读取阶段，RFID阅读器对RFID标签执行读操作，然 后根据编码格式依次对接收到的二进制数据进行解码，获取分配到RFID标签上的数据项 的数据值，即标签上数据。
[0020] RFID阅读器从RFID标签中读取标签上数据后，可以使用事先下载在RFID阅读器 中的多元回归模型来解释标签外数据项，在多元回归模型的输入端使用标签上数据项的数 据值作为输入数据，在多元回归模型的输出端得到标签外数据项的参考取值范围及其参考 估计值。
[0021] 本发明的有益效果是：基于RFID标签数据存储的问题，从数据存储最优化分配的 角度出发，根据多元回归分析原理，从一个数据项集合中筛选出一个最优的数据项子集，并 将其对应的数据值分配到RFID标签有限的存储空间中，使得标签外数据的总的不可解释 度最小化，实现在RFID标签有限的存储空间中存储最大价值数据的目标，使标签上数据能 够最大程度地解释标签外数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1是在数据分配阶段获得初始参数的系统框图。
[0023] 图2是在数据分配阶段计算标签外数据的总的不可解释度的流程示意图。
[0024] 图3是在数据分配阶段对健康卡（RFID标签）数据进行优化分配的系统框图。
[0025] 图4是在数据分配阶段建立多元回归模型的系统框图。
[0026] 图5是在数据写入阶段用户将数据分配至健康卡（RFID标签）的流程示意图。
[0027] 图6是健康卡（RFID标签）数据动态更新的流程示意图。
[0028] 图7是在数据读取阶段用户访问健康卡（RFID标签）数据的流程示意图。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的实施方式并不限于此实施 例。
[0030] 本实施例提出了一种RFID标签数据智能分配及访问方法，包括了 RFID标签数据 分配阶段、数据写入阶段和数据读取阶段。其中的RFID标签的具体应用场景可以为医疗数 据信息存储、设备生命周期数据信息存储等，其中的智能优化算法可以为人工免疫网络优 化算法、粒子群优化算法、遗传算法等人工智能算法，在本实施例中，RFID标签的具体应用 场景是医院对风湿性心脏病患者的临床数据进行存储和管理，智能优化算法是指人工免疫 网络优化算法。
[0031] RFID应用系统包括RFID系统服务器、RFID阅读器、RFID标签，在这里RFID标签 即患者随身携带的健康卡。RFID系统服务器向RFID阅读器发送数据信息，通过RFID阅读 器的写操作将数据分配到患者的健康卡（RFID标签）中，当用户使用RFID阅读器访问患者 的健康卡（RFID标签）时，RFID阅读器通过读操作读取健康卡（RFID标签）中的数据信息。 由于健康卡（RFID标签）的存储容量是有限的，RFID阅读器只能从患者的临床数据项集合 中筛选一个最优的数据项子集并分配到健康卡（RFID标签）中，这些被选中并分配到健康 卡（RFID标签）上的数据项被称为标签上数据（data-on-tag)，其他未被选中和分配到健康 卡（RFID标签）的数据项被称为标签外数据（data-off-tag)。这里利用智能优化算法可以 获得最优的数据分配方案，
[0032] 所述的数据分配方案是指确定的每个数据项的分配状态（分配到标签上或者分 配到标签外）。根据获得的最优的数据分配方案，RFID系统服务器通过RFID阅读器将被选 中的最优数据项子集的数据值写入到健康卡（RFID标签）中，使分配到健康卡（RFID标签） 的数据的总占用存储空间不超过健康卡（RFID标签）存储容量，并使标签外数据的总的不 可解释度达到最小。
[0033] 图1是在数据分配阶段获得初始参数的系统框图。如图1所示，这里RFID标签的 具体应用场景是风湿性心脏病患者的临床数据的存储，在医院的设备数据库的输入端输入 风湿性心脏病，在其输出端输出对应的健康卡（RFID标签）容量参数C，在病例应用数据库 的输入端输入风湿性心脏病，在其输出端输出对应的临床数据项集合D、临床样本数据T、 数据项的字长W和数据项的价值权数V。所述的数据项的字长W是根据数据项集合中每个 数据项的数据类型定义的，所述的数据项的价值权数V是根据应用中每个数据项的特定需 求定义的。
[0034] 图2为在数据分配阶段计算标签外数据的总的不可解释度的流程示意图。如图2 所示，首先，RFID系统服务器产生一个数据分配方案s，根据数据分配方案，得到标签上数 据项子集A和标签外数据项子集B。接着判断标签上数据的总占用存储空间是否超过标签 存储容量，如果超过则对数据分配方案进行修正，适当将部分标签上数据重新分配到标签 夕卜，直至RFID标签的存储容量约束条件被满足。再接着，根据多元回归分析原理，计算得到 标签外数据项子集B中的数据的多元拟合优度{ ri2|i e B}。最后，根据标签外数据的总的 不可解释度公式
【权利要求】
1. 一种RFID标签数据智能分配及访问方法，RFID标签数据的生命周期包含RFID标签 数据分配阶段、数据写入阶段和数据读取阶段，其特征在于， RFID标签数据分配阶段；RFID系统服务器根据多元回归分析原理，采用智能优化算法 从一个完整的数据项集合中最优地分配一个数据项子集，使得该些最优的数据项子集能够 最大程度地解释其他未被分配的数据项，而且它们对应的数据值总字长不超过RFID标签 存储器的容量，该些最优的数据项子集列表存储在RFID系统服务器的模型数据库中，并可 W事先下载到RFID阅读器中； RFID标签数据写入阶段；RFID阅读器按照最优的数据项子集列表将对应的数据值依 次发送给RFID标签，RFID标签在接收到数据值后将其存储到RFID标签存储器中，即成为 标签上数据； RFID标签数据读取阶段；RFID阅读器从RFID标签中读取标签上数据的数据值，然后根 据多元回归模型使用读取的标签上数据来对标签外数据进行解释，从而获得标签外数据的 参考取值范围及其参考估计值。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述RFID标签数据分配阶段中，针对 RFID标签具体应用场景，RFID系统服务器从设备数据库中查找得到RFID标签存储器容量 参数，从应用数据库中查找得到数据项集合及其样本数据值，并根据数据类型定义数据项 集合中每个数据项的字长，根据应用的特定需求定义每个数据项的价值权数； 从数据项集合中为RFID标签筛选出一个能够存储在RFID标签存储器中的数据项子集 后，对数据项集合对应的样本数据值进行统计计算，获得每个未被选中的标签外数据项的 不可解释度，标签外数据的总的不可解释度即为所有未被选中的标签外数据项的不可解释 度的加权求和。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述RFID标签数据分配阶段中，W使得 标签外数据的总的不可解释度最小化为目标，W标签上数据的总占用存储空间不超过RFID 标签的存储容量为约束条件，即最优的数据分配方案须满足RFID标签的存储容量约束条 件，并使标签外数据的总的不可解释度达到最小，RFID系统服务器采用智能优化方法获得 对应于特定应用场景的最优数据分配方案，最优数据分配方案被保存在RFID系统服务器 的模型数据库中，使其在对RFID标签进行数据写入/读取时能够被调用。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在获得最优的数据分配方案后，RFID系统 服务器根据数据类型为已分配的标签上数据项进行编码，获得编码格式，并根据数据项集 合对应的样本数据值利用多元回归分析法建立标签上数据对标签外数据的多元回归模型， 最后将编码格式、多元回归模型、最优数据分配方案一起保存在RFID系统服务器的模型数 据库中，RFID阅读器在写入标签数据前下载相应的编码格式，在读取标签数据前下载相应 的编码格式和多元回归模型。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的最优数据分配方案与RFID标签的 存储器容量参数、数据项的字长、数据项的价值权数和数据项集合对应的样本数据值相关， 不会因为数据项的数据值的更新而发生变化； 所述的编码格式和多元回归模型是根据最优数据分配方案得到的。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述RFID标签数据写入阶段中，当首次 写入标签数据时，RFID系统服务器根据RFID标签的应用场景从模型数据库中调用相应的 最优的数据分配方案，然后根据最优的数据分配方案确定分配到RFID标签上的数据项，并 将对应的标签上数据值发送到RFID阅读器，RFID阅读器根据事先下载的编码格式将各个 数据项的数据值编译成为可写入RFID标签的二进制数据，通过写操作顺序地写入到RFID 柄签存储器中。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述RFID标签数据写入阶段中，当需要 更新标签上数据时，RFID阅读器根据事先下载的编码格式，将各个数据项的新的数据值编 译成为可写入RFID标签的二进制数据，通过写操作顺序地写入到RFID标签存储器中，替换 原先的存储在RFID标签存储器中的数据。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述RFID标签数据读取阶段中，RFID 阅读器对RFID标签执行读操作，然后根据编码格式依次对接收到的二进制数据进行解码， 获取标签上数据值。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，RFID阅读器从RFID标签中读取标签上数 据值后，使用事先下载在RFID阅读器中的多元回归模型来解释标签外数据值，在多元回归 模型的输入端使用标签上数据值作为输入数据，在多元回归模型的输出端得到标签外数据 的参考取值范围及其参考估计值。
【文档编号】G06K17/00GK104346638SQ201410593475
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】李中华, 欧阳灿, 李坚明 申请人:中山大学