用于物流追踪的双向通信系统技术方案

本发明专利技术提供了一种在多个通信设备之间运行双向通信系统的方法，所述通信设备包括至少一个通信控制器和多个节点，包括第一节点。该方法包括步骤：在一个广播间隔内，经由第一主机的一个信道，从所述通信控制器周期性地广播一个信标信号，所述信标信号包含所述通信控制器的第一地址。该方法还包括：第一节点周期性地扫描第一主机的信标信号。第一节点一旦检测到信标信号，就发送一个身份识别有效载荷到通信控制器。通信控制器一旦接收到该身份识别有效载荷，就发送一个应答信号给第一节点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用双向无线通信系统的物流管理方法，特别涉及基于有源RFID技术来监控货物位置的方法，所述有源RFID技术使用低功耗RFID标签和握手通信协议。
技术介绍
传统的基于RFID技术的物流追踪系统可以通过有源RFID标签或无源RFID标签来实施。已知的有源RFID标签自身拥有电源和发射器，使得标签能够广播信号。与无源RFID标签相比，有源RFID标签的性能包括更广的读取范围以及更强的存储能力。但是，为了获得更强大的读取范围和存储能力，则需要更高的电源功率要求。通常，有源RFID标签是由长寿命电池提供电力，其可以持续供电若干年，但最终仍需更换电池。已知有两种不同类型的有源RFID标签，它们是应答机(transponder)和信标(beacon)。有源RFID应答机只在有读取器(reader)的询问信号出现时，才进行通信，所以当标签处于读取器覆盖范围之外时，能够节约电力，有助于延长电池寿命。有源RFID应答机通常用于保安接驳控制以及收费亭支付系统。用作为有源RFID标签的信标，在用户设定的时间间隔内周期性地发送识别信息，而RFID读取器通过天线捕获信号并利用后端软件确定该标签的位置。这种类型的有源RFID标签，常用于实时定位系统(RTLS)，这在室外运输堆场和整个供应链过程里比较常见。一些有源RFID标签在理想室外环境下能达到100米的读取范围。所有这些额外的功能都将导致成本的增加。有源RFID标签的价格取决于标签承受恶劣条件的能力以及标签的其它重要功能。低功耗蓝牙(BLE)技术是一种适用于有源RFID应用的已知无线系统。iBeacon是一种由Apple开发的基于BLE的协议，许多供应商制作了兼容iBeacon的硬件发射器，其通常被称为信标，是一种广播其识别码到附近便携式电子装置的BLE设备。iBeacon技术使智能电话、平板电脑和其它装置能够在其靠近一个iBeacon标签时执行某些操作。一旦检测到iBeacon标签，移动电话会利用接收到的iBeacon信息和位置信息，根据情境搜索(contextualsearch)激活相关的移动应用。在此例子里，不同的iBeacon标签能够激活不同的移动应用，以便提供促销或广告宣传活动信息给使用移动电话的用户。iBeacon使用BLE的接近传感器技术广播一个通用唯一识别码，该识别码会被具有兼容应用或运行系统的一个读取器接捕获。该识别码以及与其一起发送的数据可以被用来确定该设备的物理位置、客户追踪、或触发该设备上一个基于位置的操作，如在社交媒体签到，或者推送通知。然而，如果将BLE的iBeacon用于有源RFID应用，需要克服一些障碍。目前用于有源RFID应用的iBeacon方案的一些限制有：1、BLE标准提供40个频道。其中只有三个广播频道(37、38和39)能够用于iBeacon应用。在没有信号冲突的情况下，可以产生最多400个时隙(根据iBeacon广播间隔100ms，和大约0.75毫秒的广告包时间，即(100/0.75)×3广播频道)。对于标签读取器要读取潜在上千个有源RFID标签的应用来说，使用BLE的iBeacon方案不可行，因为信号冲突的概率会随着iBeacon标签数目的上升而增加。2、无论是否存在标签读取器，iBeacon方案都会持续广播。这将造成电池电力的浪费，缩短电池寿命，增加有源RFID标签的更换速率，从而增加使用成本。此外，在FAA规则下，要求禁止在飞行中的飞机上设备有RF信号发射，因此使用该广播方案的RFID将不被允许应用在飞机上。3、iBeacon方案没有可靠的标签和读取器之间的数据交互。使用iBeacon方案的标签不知道标签读取器是否已经成功获取其数据，因为读取器不会发送应答给标签。因此标签不得不周期性地持续广播其数据。4、iBeacon方案没有数据安全性，因为任何BLE装置都能够嗅探(sniff)和听到由标签广播的数据。因此，对于有源RFID应用，有必要以一个增强的方式使用BLE技术，以便既能利用其低成本和低功耗的优势，又能克服传统iBeacon方案的缺点。此外，如果标签读取器能够读取其覆盖范围内无限数目的标签，这将是优选的。如果标签读取器能够迅速且可靠地从标签提取身份识别有效载荷(identificationpayload)，就会更好。如果能延长标签的电池寿命以持续很多年，又会更好。本专利技术将能满足这些需要。【专利技术概述】本专利技术的特征在于独立权利要求的特征部分。本专利技术的其他实施例在独立权利要求里也有描述。根据本专利技术的第一方面，提供一种在多个通信设备之间运行双向通信系统的方法，双向通信系统包括至少一个通信控制器和多个节点，其包括第一节点。本方法包括：经由第一主机的一个信道，在一个广播间隔时间内，从所述通信控制器周期性地广播一个信标信号；所述信标信号包含所述通信控制器的第一地址。本方法还包括：所述第一节点周期性地扫描所述第一主机的信标信号，一旦所述第一节点检测到所述信标信号，所述第一节点就发送一个身份识别有效载荷到所述通信控制器，一旦所述通信控制器接收到所述身份识别有效载荷，就发送一个应答信号到所述第一节点。根据一个最优实施例，所述应答信号还包含指令，其指示所述第一节点执行至少一个随后操作。其中一个随后操作，就是所述第一节点进入睡眠模式，持续一段指定时间。其中另一个随后操作，就是所述第一节点被关机。根据一个最优实施例，所述第一节点在接收到所述应答信号之后，就进入睡眠模式，持续第一睡眠时间。根据一个最优实施例，所述第一节点在发送所述身份识别有效载荷之后，如果在一个预定时间内没有接收到所述应答信号，所述第一节点就进入睡眠模式，持续第二睡眠时间。特别是，第一睡眠持续时间长于第二睡眠持续时间。根据一个最优实施例，所述通信控制器在相同的广播间隔时间内，经由所述第一主机上具有不同广播频率的其它信道，在多个时隙内周期性广播所述信标信号。根据一个最优实施例，所述通信控制器在相同的广播间隔时间内，在第二主机的一个信道上，周期性地广播至少另一个信标信号，其包含所述通信控制器的至少另一个地址。在不同主机中的相同信道的广播频率是相同的。根据又一个最优实施例，所述通信控制器包括至少两个主机，每个主机周期性地广播三个信标信号；各主机包含了该通信控制器的不同地址，不同主机上的相同信道的广播频率是相同的。根据一个最优实施例，所述通信控制器包含8个主机，对于一个广播信道来说，由所述通信控制器使用不同时隙广播所述8个主机的信标信号，总广播时间等于或小于30％的所述广播间隔时间。根据一个最优实施例，在一个广播周期时间内，所述第一主机的一个信标信号后面紧跟着(followedimmediately)所述第二主机在一个广播周期内具有相同广播频率的信标信号。根据一个最优实施例，所述第一主机的信标信号和所述第二主机上具有相同频率的信标信号被一个预设时间间隔隔开。根据一个最优实施例，所述通信控制器包含16个主机。对于一个广播信道来说，由所述通信控制器使用不同时隙广播所述16个主机的信标信号，总广播时间等于或小于60％的所述广播间隔时间。根据一个最优实施例，所述第一节点一旦检测到所述信标信号，且仅在下一个广播间隔时间内检测到信标信号出现在同一信道上，才发送所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在多个通信装置之间的双向通信系统的运行方法，所述通信装置包括至少一个通信控制器(410)和多个节点，其包括第一节点(420)，所述方法包括：经由第一主机(510)的一个信道，在一个广播间隔时间内，从所述通信控制器(410)周期性地广播(401)一个信标信号(511)，所述信标信号(511)包含所述通信控制器(410)的第一地址；所述第一节点(420)周期性地扫描所述第一主机(510)上广播的所述信标信号(511)；一旦所述第一节点(420)检测到所述信标信号(511)，就从所述第一节点(420)发送一个身份识别有效载荷(402)到所述通信控制器(410)；和一旦所述通信控制器(410)接收到所述身份识别有效载荷，就发送一个应答信号(403)到所述第一节点(420)。

【技术特征摘要】
1.一种在多个通信装置之间的双向通信系统的运行方法，所述通信装置包括至少一个通信控制器(410)和多个节点，其包括第一节点(420)，所述方法包括：经由第一主机(510)的一个信道，在一个广播间隔时间内，从所述通信控制器(410)周期性地广播(401)一个信标信号(511)，所述信标信号(511)包含所述通信控制器(410)的第一地址；所述第一节点(420)周期性地扫描所述第一主机(510)上广播的所述信标信号(511)；一旦所述第一节点(420)检测到所述信标信号(511)，就从所述第一节点(420)发送一个身份识别有效载荷(402)到所述通信控制器(410)；和一旦所述通信控制器(410)接收到所述身份识别有效载荷，就发送一个应答信号(403)到所述第一节点(420)。2.根据权利要求1所述的双向通信系统的运行方法，其中在相同的广播间隔时间内，经由所述第一主机(510)上不同广播频率的其它信道(512、513),所述通信控制器(410)在多个时隙内周期性地广播所述信标信号。3.根据权利要求1所述的双向通信系统的运行方法，其中在相同的广播间隔时间内，所述通信控制器(410)在第二主机(520)的一个信道上周期性地广播至少另一个信标信号，其包含所述通信控制器(410)的至少另一个地址，其中不同主机(510、520)上相同信道的广播频率是相同的。其中所述第一主机(510)在一个广播周期时间内的一个信标信号(511)后面紧跟着所述第二主机(520)在一个广播周期时间内具相同广播频率上的一个信标信号(514)。其中所述第一主机(510)的信标信号(515)和所述第二主机(520)上具相同广播频率的信标信号(516)之间被一个预设时间间隔隔开。4.根据权利要求3所述的双向通信系统的运行方法，其中所述通信控制器(410)包括至少2个主机(510,、520)，每个所述主机(510、520)周期性地广播3个信标信号，其中所述主机(510、520)包含所述通信控制器(410)的不同地址，不同主机(510、520)上相同信道的广播频率是相同的。5.根据权利要求3所述的双向通信系统的运行方法，其中所述通信控制器(410)包含8个主机，对于一个所述广播信道来说，由所述通信控制器(410)使用不同时隙广播所述8个主机的信标信号，总广播时间等于或小于30％的所述间隔时间。6.根据权利要求1所述的双向通信系统的运行方法，其中当所述第一节点(420)检测到所述信标信号(511)后，且仅当在下一个广播时间间隔内再次检测到所述信标信号出现在同一信道上之后，才发送所述身份识别有效载荷(402)到所述通信控制器(410)。7.根据权利要求3所述的双向通信系统的运行方法，其中当所述第一节点(420)接收到的信标信号(511)的信号强度很低时，所述第一节点(420)将立刻连接到其接收到信标信号的所述通信控制器的所述地址，否则，所述第一节点(420)连接所述通信控制器的一个替代地址。8.根据权利要求1所述的双向通信系统的运行方法，其中所述通信控制器是一个标签读取器，所述多个节点是标签。其中所述双向通信系统是低功耗蓝牙系统。其中所述信标信号(511)被设置成有限发现模式。9.一个用于物流追踪的双向通信系统，包括：至少一个通信控制器；和多个与库存有关的节点，其包括第一节点；其中经由第一主机的信道，在一个广播时间间隔内，所述通信控制器周期性地广播一个信标信号，其中所述信标信号包含所述通信控制器的第一地址；其中所述第一节点周期性地扫描在所述第一主机上的所述信标信号；其中所述第一节点一旦检测到所述信标信号，就发送第一节点的身份识别有效载荷到所述通信控制器；和其中所述通信控制器一旦接收到所述身份识别有效载荷，就发送一个应答信号到所述第一节点。10.根据权利要求9所述的双向通信系统，其中在相同的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄成达，庄辉翔，姜新，苏升，
申请(专利权)人：安宝睡科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44