本发明专利技术公开了一种无源可见光充电标签与读写器的充电及认证识别方法。设置装置，包括光标签和读写器；读写器包括读写控制模块、启动器、电源模块、光供电器、光能发射模块、判决模块、光电接收器、通信模块、解调解码模块。光标签包括标签控制模块、光发射器、光充电器、光能接收模块、调制编码模块、驱动模块。读写器与光标签利用可见光通信的方式通信，读写器通过无线光向光标签提供无线光电能。两者通过三次认证建立通信链路，可以进行半双工和全双工通信。本发明专利技术方法无需电池，不受电磁场干扰，无电磁干扰，安全性好，通信和供电都靠无线可见光作为载体，绿色环保，有照明功能，读写更方便；装置结构简单，是小微型便携式识别、支付设备。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于可见光通信
，特别涉及一种。
技术介绍
随着无线通信技术的发展，无线电磁波通信应用越来越广，但与此同时也面临了很多问题:1、随着无线电磁波通信设备越来越多，信道资源也日益紧张，无线电磁波可用的频段也越来越少；2、由于无线电磁波的不可见性和穿透性，使其容易被截获、窃听；3、飞机、医院等紧密仪器多的地方，无线电磁波通信设备的使用常常受到限制；4、无线电磁波通信设备会产生电磁辐射、电磁干扰，使得设备之间也会相互干扰，同时这些辐射干扰也对人体有害。 可见光通信(Visible Light Communicat1n，简称VLC)技术，就是在发送端利用LED等发光设备发出带有信息的调制可见光信号，接收端利用感光设备接收调制可见光信号以实现无线通信的方法。该技术是近些年被发现的新的无线通信技术，被发展用于补充甚至替代目前其他的手段，如:无线电、红外或激光通信等技术，以解决这些技术的不足。 可见光通信不同于无线电、红外或激光等光通信方式:无线电、红外光看不到，信号的发射方向不够明确，因此有很大的不安全性；激光方向性强，不大适合自由的开放性的通信，同时激光功耗大，不大适宜低功耗便携式设备。此外，无线电还会产生电磁辐射、干扰等不良影响。 可见光通信利用可见光载波，设备功耗低，无电磁辐射、干扰等影响，此外，可见光谱的范围是无线电磁波谱的10000倍，可以作为短距离通信中，补充甚至替代无线设备、红夕卜、激光等的一个优选的应用方案。 综合以上考虑，本专利技术在现有技术的启发下，充分利用了可见光通信的可视性、不穿透性、功耗低等特点，提供了一种无源可见光充电标签与读写器的充电、认证识别方法，直接用无线可见光光对设备进行供电，用可见光实现无线通信，提供了采用光供电、光通信设计制作小微型便携式设备的全新思路方法，让可见光通信设备可以像磁卡、各种轻薄的无源RFID —样广泛普及应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种。 具体步骤为:(一)设置一种可见光无源光充电标签及读写器装置，包括光标签和读写器，读写器包括读写控制模块、启动器、电源模块、光供电器、光能发射模块、判决模块、光电接收器、通信丰旲块、解调解码t旲块；光标签包括标签控制t旲块、光发射器、光充电器、光能接收t旲块、调制编码模块、驱动模块；其中，标签控制模块连接光能接收模块、调制编码模块，光能接收模块连接光充电器，驱动模块连接光发射器、调制编码模块；读写控制模块连接启动器、电源模块、光能发射模块、通信模块、解调解码模块，电源模块连接启动器、光能发射模块、判决模块、通信模块、解调解码模块，光供电器连接光能发射模块，判决模块连接光电接收器、解调解码模块；光供电器通过可见光充电载波信号与光充电器对应，光发射器通过可见光信息与光电接收器对应；光供电器与光充电器的对应以及光发射器与光电接收器的对应，在工作时需同时满足。 所述读写器利用可见光通信的方式，向光标签发送可见光信息，以光的形式给光标签提供电能，并接收来自光标签的可见光信息，以实现与光标签之间的数据读出或写入操作，分析、处理、验证、存储接收到光标签的信息，与外部设备进行数据通信。 所述读写控制模块用于对读写器的各模块进行功能控制，读写、存储数据，分析处理，验证接收到的光标签信息，向光能发射模块发送信号，控制光能发射模块和光供电器发送可见光充电载波信号，并由通信模块与外部设备进行数据交换。 所述启动器用于感测光标签的触发，当有光标签进入到读写器的工作区域触发启动器时，启动器向电源模块发出启动信号，让电源模块为读写器各模块供电；启动器有机械触发和光电触发两种方式:1)机械触发，靠外部施加力量开启，米用轻触开关、行程开关等机械触发电路实现；2)光电触发，利用热释电传感、红外反射传感实现启动触发。 所述电源模块用于接收启动器的启动信号，以及给读写器的各功能模块提供电會泛。 所述光能发射模块将读写控制模块发送来的信息，进行调制编码，并用调制编码后的信息，激励光供电器发出可见光充电载波信号。 所述光供电器在光能发射模块的激励下，发送可见光充电载波信号，可见光充电载波信号除了能提供足够光标签工作的光能，还携带了调制的可见光载波信息，能够向光标签发送可见光形式的信息。 所述光电接收器用于感应接收来自光标签的可见光信息，并转换成相应的电信号。 所述判决模块用于接收来自光电接收器转换后的电信号，转换成数字信号。 所述解调解码模块用于对判决模块输出的数字信号，进行解调、解码，并输出给读写控制模块处理。 所述通信模块用于与外部设备建立通信，向外部设备发送数据，接收外部设备的数据，实现数据交互、机构控制。 所述光标签靠从读写器获得的光能供电而上电工作，以可见光通信的方式，向读写器发送可见光信息，接收来自读写器的可见光充电载波信号，以实现与读写器之间的信息读出或写入操作，分析、验证、存储、处理接收到读写器的信息。 所述标签控制模块用于对光标签的各模块进行功能控制，读写、存储数据，分析处理接收到的读写器数据信息，并输出待发送的信息到调制编码模块。 [0021 ] 所述光充电器接收来自读写器的光供电器发送的可见光充电载波信号，并转化为相应的电信号；同时，还感应外界环境可见光，用于光标签能量的补充供给。 所述光能接收模块主要包括两个功能:1)从光充电器接收到的可见光充电载波信号以及外界环境光转化为相应的电信号中，收集转化为电能，用作电源为光标签各模块提供电能；2)从接收转化的相应电信号中解调提取出加载的信息，并转化为数字信号，输出给光标签控制模块进行下一步处理。 所述调制编码模块对标签控制模块发送来的各种信息进行编码，并调制成适合无线光信道传输的信号。 所述驱动模块用于根据调制编码模块发送来的信号，驱动光发射器发送可见光信息。 所述光发射器用于在驱动模块的作用下，发送可见光信息。 (二)所述的可见光无源光充电标签及读写器装置的充供电和启动方式，步骤如下:P1、读写器上电后，进入待机状态，读写器的电源模块只为启动器供电。 P2、当光标签触发启动器后，读写器进入工作状态，电源模块为读写器各模块供电。 P3、读写器的光供电器、光能发射模块上电后，光供电器按设定的频率发光，向光标签提供光能。 P4、光标签由光充电器感应光供电器发出的光，并转换成对应频率的电信号，当光能接收模块的可识别频率与光供电器的发光频率相符合时，光能接收模块将光充电器输出的电信号收集转化为电能，并向光标签的其他模块供电，使各模块上电工作；光标签的光充电器、光能接收模块同时还从外界环境光中，获得能量。 (三)所述可见光无源光充电标签及读写器装置的通信模式，有半双工和全双工两种:1、在半双工方式下，读写器和光标签交替发送接收数据，两个信道不会相互干扰，上下行通信信道的可见光波段可以重叠、覆盖；2、在全双工通信下，读写器到光标签的下行通信信道和光标签到读写器的上行通信信道，分别将信号加载在两组不同波段的可见光载波，使得上行通信信道的可见光波段与下行通信信道的可见光波段没有重叠，从而保证两个信道不会相互干扰。 (四)所述的光标签进入到读写器工作区域，触发启动器，从读写器获得电能，光标签和读本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无源可见光充电标签与读写器的充电及认证识别方法，其特征在于具体步骤为：（一）设置一种可见光无源光充电标签及读写器装置，包括光标签和读写器，读写器包括读写控制模块、启动器、电源模块、光供电器、光能发射模块、判决模块、光电接收器、通信模块、解调解码模块；光标签包括标签控制模块、光发射器、光充电器、光能接收模块、调制编码模块、驱动模块；其中，标签控制模块连接光能接收模块、调制编码模块，光能接收模块连接光充电器，驱动模块连接光发射器、调制编码模块；读写控制模块连接启动器、电源模块、光能发射模块、通信模块、解调解码模块，电源模块连接启动器、光能发射模块、判决模块、通信模块、解调解码模块，光供电器连接光能发射模块，判决模块连接光电接收器、解调解码模块；光供电器通过可见光充电载波信号与光充电器对应，光发射器通过可见光信息与光电接收器对应；光供电器与光充电器的对应以及光发射器与光电接收器的对应，在工作时需同时满足；所述读写器利用可见光通信的方式，向光标签发送可见光信息，以光的形式给光标签提供电能，并接收来自光标签的可见光信息，以实现与光标签之间的数据读出或写入操作，分析、处理、验证、存储接收到光标签的信息，与外部设备进行数据通信；所述读写控制模块用于对读写器的各模块进行功能控制，读写、存储数据，分析处理，验证接收到的光标签信息，向光能发射模块发送信号，控制光能发射模块和光供电器发送可见光充电载波信号，并由通信模块与外部设备进行数据交换；所述启动器用于感测光标签的触发，当有光标签进入到读写器的工作区域触发启动器时，启动器向电源模块发出启动信号，让电源模块为读写器各模块供电；启动器有机械触发和光电触发两种方式：1)机械触发，靠外部施加力量开启，采用轻触开关、行程开关等机械触发电路实现；2)光电触发,利用热释电传感、红外反射传感实现启动触发；所述电源模块用于接收启动器的启动信号，以及给读写器的各功能模块提供电能；所述光能发射模块将读写控制模块发送来的信息，进行调制编码，并用调制编码后的信息，激励光供电器发出可见光充电载波信号；所述光供电器在光能发射模块的激励下，发送可见光充电载波信号，可见光充电载波信号除了能提供足够光标签工作的光能，还携带了调制的可见光载波信息，能够向光标签发送可见光形式的信息；所述光电接收器用于感应接收来自光标签的可见光信息，并转换成相应的电信号；所述判决模块用于接收来自光电接收器转换后的电信号，转换成数字信号；所述解调解码模块用于对判决模块输出的数字信号，进行解调、解码，并输出给读写控制模块处理；所述通信模块用于与外部设备建立通信，向外部设备发送数据，接收外部设备的数据，实现数据交互、机构控制；所述光标签靠从读写器获得的光能供电而上电工作，以可见光通信的方式，向读写器发送可见光信息，接收来自读写器的可见光充电载波信号，以实现与读写器之间的信息读出或写入操作，分析、验证、存储、处理接收到读写器的信息；所述标签控制模块用于对光标签的各模块进行功能控制，读写、存储数据，分析处理接收到的读写器数据信息，并输出待发送的信息到调制编码模块；所述光充电器接收来自读写器的光供电器发送的可见光充电载波信号，并转化为相应的电信号；同时，还感应外界环境可见光，用于光标签能量的补充供给； 所述光能接收模块主要包括两个功能：1）从光充电器接收到的可见光充电载波信号以及外界环境光转化为相应的电信号中，收集转化为电能，用作电源为光标签各模块提供电能；2）从接收转化的相应电信号中解调提取出加载的信息，并转化为数字信号，输出给光标签控制模块进行下一步处理；所述调制编码模块对标签控制模块发送来的各种信息进行编码，并调制成适合无线光信道传输的信号；所述驱动模块用于根据调制编码模块发送来的信号，驱动光发射器发送可见光信息；所述光发射器用于在驱动模块的作用下，发送可见光信息；（二）所述的可见光无源光充电标签及读写器装置的充供电和启动方式，步骤如下：P1、读写器上电后，进入待机状态，读写器的电源模块只为启动器供电； P2、当光标签触发启动器后，读写器进入工作状态，电源模块为读写器各模块供电；P3、读写器的光供电器、光能发射模块上电后，光供电器按设定的频率发光，向光标签提供光能；P4、光标签由光充电器感应光供电器发出的光，并转换成对应频率的电信号，当光能接收模块的可识别频率与光供电器的发光频率相符合时，光能接收模块将光充电器输出的电信号收集转化为电能，并向光标签的其他模块供电，使各模块上电工作；光标签的光充电器、光能接收模块同时还从外界环境光中，获得能量；（三）所述可见光无源光充电标签及读写器装置的通信模式，有半双工和全双工两种：1、在半双工方式下，读写器和光标签交替发送接收数据，两个信道不会相互干扰，上下行通信信道的可见光波段可以重叠、覆盖；2、在全双工通信下，读写...
【技术特征摘要】
1.一种无源可见光充电标签与读写器的充电及认证识别方法，其特征在于具体步骤为: (一)设置一种可见光无源光充电标签及读写器装置，包括光标签和读写器，读写器包括读写控制模块、启动器、电源模块、光供电器、光能发射模块、判决模块、光电接收器、通信丰旲块、解调解码t旲块；光标签包括标签控制t旲块、光发射器、光充电器、光能接收t旲块、调制编码模块、驱动模块；其中，标签控制模块连接光能接收模块、调制编码模块，光能接收模块连接光充电器，驱动模块连接光发射器、调制编码模块；读写控制模块连接启动器、电源模块、光能发射模块、通信模块、解调解码模块，电源模块连接启动器、光能发射模块、判决模块、通信模块、解调解码模块，光供电器连接光能发射模块，判决模块连接光电接收器、解调解码模块；光供电器通过可见光充电载波信号与光充电器对应，光发射器通过可见光信息与光电接收器对应；光供电器与光充电器的对应以及光发射器与光电接收器的对应，在工作时需同时满足； 所述读写器利用可见光通信的方式，向光标签发送可见光信息，以光的形式给光标签提供电能，并接收来自光标签的可见光信息，以实现与光标签之间的数据读出或写入操作，分析、处理、验证、存储接收到光标签的信息，与外部设备进行数据通信； 所述读写控制模块用于对读写器的各模块进行功能控制，读写、存储数据，分析处理，验证接收到的光标签信息，向光能发射模块发送信号，控制光能发射模块和光供电器发送可见光充电载波信号，并由通信模块与外部设备进行数据交换； 所述启动器用于感测光标签的触发，当有光标签进入到读写器的工作区域触发启动器时，启动器向电源模块发出启动信号，让电源模块为读写器各模块供电；启动器有机械触发和光电触发两种方式:1)机械触发，靠外部施加力量开启，采用轻触开关、行程开关等机械触发电路实现；2)光电触发，利用热释电传感、红外反射传感实现启动触发； 所述电源模块用于接收启动器的启动信号，以及给读写器的各功能模块提供电能；所述光能发射模块将读写控制模块发送来的信息，进行调制编码，并用调制编码后的信息，激励光供电器发出可见光充电载波信号； 所述光供电器在光能发射模块的激励下，发送可见光充电载波信号，可见光充电载波信号除了能提供足够光标签工作的光能，还携带了调制的可见光载波信息，能够向光标签发送可见光形式的信息； 所述光电接收器用于感应接收来自光标签的可见光信息，并转换成相应的电信号； 所述判决模块用于接收来自光电接收器转换后的电信号，转换成数字信号； 所述解调解码模块用于对判决模块输出的数字信号，进行解调、解码，并输出给读写控制模块处理； 所述通信模块用于与外部设备建立通信，向外部设备发送数据，接收外部设备的数据，实现数据交互、机构控制； 所述光标签靠从读写器获得的光能供电而上电工作，以可见光通信的方式，向读写器发送可见光信息，接收来自读写器的可见光充电载波信号，以实现与读写器之间的信息读出或写入操作，分析、验证、存储、处理接收到读写器的信息； 所述标签控制模块用于对光标签的各模块进行功能控制，读写、存储数据，分析处理接收到的读写器数据信息，并输出待发送的信息到调制编码模块； 所述光充电器接收来自读写器的光供电器发送的可见光充电载波信号，并转化为相应的电信号；同时，还感应外界环境可见光，用于光标签能量的补充供给； 所述光能接收模块主要包括两个功能:I)从光充电器接收到的可见光充电载波信号以及外界环境光转化为相应的电信号中，收集转化为电能，用作电源为光标签各模块提供电能；2)从接收转化的相应电信号中解调提取出加载的信息，并转化为数字信号，输出给光标签控制模块进行下一步处理； 所述调制编码模块对标签控制模块发送来的各种信息进行编码，并调制成适合无线光信道传输的信号； 所述驱动模块用于根据调制编码模块发送来的信号，驱动光发射器发送可见光信息； 所述光发射器用于在驱动模块的作用下，发送可见光信息； (二)所述的可见光无源光充电标签及读写器装置的充供电和启动方式，步骤如下: P1、读写器上电后，进入待机状态，读写器的电源模块只为启动器供电； P2、当光标签触发启动器后，读写器进入工作状态，电源模块为读写器各模块供电； P3、读写器的光供电器、光能发射模块上电后，光供电器按设定的频率发光，向光标签提供光能； P4、光标签由光充电器感应光供电器发出的光，并转换成对应频率的电信号，当光能接收模块的可识别频率与光供电器的发光频率相符合时，光能接收模块将光充电器输出的电信号收集转化为电能，并向光标签的其他模块供电，使各模块上电工作；光标签的光充电器、光能接收模块同时还从外界环境光中，获得能量； (三)所述可见光无源光充电标签及读写器装置的通信模式，有半双工和全双工两种:1、在半双工方式下，读写器和光标签交替发送接收数据，两个信道不会相互干扰，上下行通信信道的可见光波段可以重叠、...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓健志，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西;45
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