一种用于信息交互系统的低功耗有源标签技术方案

一种用于信息交互系统的低功耗有源标签，主要用于对成本，体积，功耗比较敏感的各种信息交互及人员和设备的认证场景中，能有效的实现人员及设备信息的确认，场景化的数据收集管理等，可方便的替代现有的各种无源标签，有源标签，传感器模块，以及根据数据采集源等，如在医疗行业中，能实现药品的快速认证匹配，对于病人及药物起到很好的跟踪管理效果，提高工作效果；在教育行业中，能监控学生的活动，记录学生的参与度、专注度及相关教具的使用情况，从而有利于全面了解每个学生的性格、兴趣特征，减轻了老师的工作量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于信息交互系统的低功耗有源标签
本技术涉及信息交互系统的
，具体地说，涉及一种用于信息交互系统的低功耗有源标签。
技术介绍
在现有的
及实际的产品应用中，非常多的使用标签来实现数据的溯源及身份信息的获取。例如广泛使用的无源标签场景，考勤使用的IC卡，药品的标识的二维码或者条码等，还有各种货品上的RFID标签。以及一些有源标签的方案，如很多利用2.4G及有源RFID来实现身份信息的交互等。以上方案都存在比较多的弊端，如信息量较少，只能存储有限的ID信息；无扩展性，无法根据不同的使用场景加入更多的场景化信息；而有源标签体积大，无法便携化携带，以及功耗过大，无法长时间使用。基于以上缺陷，实际的标签使用大多只局限于非常有限的场景中，只能实现简单ID信息的存储。同时基于现有的标签系统，还需要一个比较昂贵的读标签设备，成本较高，操作也不是非常的便利。
技术实现思路
为了能够克服现有技术中存在的上述问题,本技术提供了一种用于信息交互系统的低功耗有源标签。一种用于信息交互系统的低功耗有源标签，包括主设备、从设备、第三方设备、基站设备、云端服务器，所述的主设备和从设备均包括以下模块：主控模块，用于进行行为调度，数据认证、校验运算及状态处理；状态指示模块：用于指示设备的工作状态；数据存储模块，用于存储数据；高频通信模块，用于主设备与从设备之间的通信。同时从设备的该模块还用于与云端服务器进行数据通信。电源控制及管理模块，用于供电及电源管理；同时，所述的主设备还包括以下模块：低频发射模块，用于提供低频触发与同步信号。触发源模块，用于产生同步事件，来触发低频发射模块开始工作的时间点，该模块包含定时器模块、硬件触发信号输入模块、按键模块、传感器模块，根据不同的应用场景进行配置。第三方数据接口模块，用于接收第三方的数据，包括传感器数据和用户数据，同时用于将该数据传输给从设备。同时，所述的从设备还包括以下模块：低频接收模块，用于接收主设备的低频触发及同步信号。传感器模块，用于获取自身设备的工作状态及环境信息数据。所述的第三方设备用于采集数据并通过第三方数据接口模块发送给主设备。所述的基站设备用于和从设备及云端服务器进行通信。作为优选，所述的主设备的低频发射模块接收来自触发源模块的低频触发信号，从而向周围辐射低频信号，该低频信号覆盖范围根据应用场景进行调节。作为优选，所述的触发源模块发出的低频触发信号包含从设备唤醒信号及高频通信同步码而不包含任何的ID信息，最大化减少主设备低频发射模块工作的时长及功耗。作为优选，所述的高频通信同步码包含高频通信的频道信息及通信的时间点信息，该频道及时间点的选择在一定范围内具有随机性，从而避免同一区域内其他设备工作的干扰。作为优选，高频通信模块的发射功率根据低频信号的强度进行调节，从而最大化减少设备通讯功耗以及高频信号的扩散范围，有效减少设备间的干扰及信号扩散导致被监听的风险。作为优选，所述的高频通信模块进行通信时，需要进行设备的鉴权及认证，保证合法的设备才能进行后续的通信，否则立即停止。作为优选，高频通信的数据需要进行加密，防止被监听及破解。本技术中，低频触发信号的周期处于长周期，该周期长度的选择需大于高频通信起始时间与通信时长的总和，主设备与从设备的高频通信过程中，高频通信的接收窗口分为两段，在前段接收窗口中需要判断是否接收到合法的前导码，如果没有接收到前导码或者没有接收到合法的前导码，则直接关闭后半段的接收窗口，达到最大化的功耗优化。本技术提供一种有源交互标签的方案，具有超低功耗，超小体积，具有无源标签的超长使用时间外，还具有扩展性好，场景化应用强，安全可靠，也可以去中心化，主设备与从设备之间直接可以进行身份认证，以及配合区块链技术实现完整的数据安全性保证，同时，本技术在正常使用场景下，拥有高达3年以上的续航时间。附图说明图1为实施例1的模块组成图；图2为实施例1中主设备的模块组成图；图3为实施例1中从设备的模块组成图。具体实施方式为进一步了解本技术的内容，结合附图和实施例对本技术作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本技术进行解释而并非限定。实施例1如图1所示，本实施例提供了一种用于信息交互系统的低功耗有源标签，包括主设备、从设备、第三方设备、基站设备、云端服务器，所述的主设备和从设备均包括以下模块：主控模块，用于进行行为调度，数据认证、校验运算及状态处理；状态指示模块：用于指示设备的工作状态；数据存储模块，用于存储数据；高频通信模块，用于主设备与从设备之间的通信。同时从设备的该模块还用于与云端服务器进行数据通信。电源控制及管理模块，用于供电及电源管理；同时，所述的主设备还包括以下模块：低频发射模块，用于提供低频触发与同步信号。触发源模块，用于产生同步事件，来触发低频发射模块开始工作的时间点，该模块包含定时器模块、硬件触发信号输入模块、按键模块、传感器模块，根据不同的应用场景进行配置。第三方数据接口模块，用于接收第三方设备的数据，包括传感器数据和用户数据，同时用于将该数据传输给从设备。同时，所述的从设备还包括以下模块：低频接收模块，用于接收主设备的低频触发及同步信号。传感器模块，用于获取自身设备的工作状态及环境信息数据。所述的第三方设备用于采集数据并通过第三方数据接口模块发送给主设备。所述的基站设备用于和从设备及云端服务器进行通信。本技术的具体实现方式如下：a:配置主设备信息，通过配置器写入认证及关联信息到主设备；b:将主设备安装在设备内部，或者粘贴在设备或包装表面；c:当主设备检测外部触发信号时(运动传感器的振动检测信号，按键触发信号或者其他触发信号)时，唤醒主设备进入到周期性广播工作状态，主设备周期性的开启低频发射模块广播触发信号，该低频触发信号发送结束后延时一定时间内，将会开启高频通信模块的接收监听功能，该延时时间设置为t1,监听窗口时间长度设置为t2，触发广播周期设定为T1，触发广播超时时间设置为T2。每次监测到外部触发信号，从设备将会自动更新低频触发广播超时时间为T2。当超过T2之后还没有再次检测到外部触发信号，则关闭低频通信模块的触发广播功能以及高频模块的监听的功能。其中低频触发广播的信号辐射范围限定为2-20cm范围。以上参数的设定根据不同的场景将会有适当调整。例如，医疗环境下T1默认设置为0.2s左右，T2默认设置为10s，低频信号辐射范围设置为5cm，高频通信模块的监听窗口t2设置为400us，监听延时t1设置为1-10ms，具体数值在该范围内动态随机选择；d：当从设备靠近主设备时，进入主设备低频触发信号的辐射范围之内，如果主设备的低频触发信号符合从设备要求的低频触发信号格式要求，从设备将会在接收完成触发信号之后，从设备将会根据低频信号中获取的低频信号RSSI值，高频通信的频道值，高频信号通信时间点信息t1，配置其高频通信模块，在对应的时间点指定的频道值以及高频通信模块的功率值，发送探测包，与主设备进行高频通信，探测包主要包含从设备的身份信息，ID信息，认证信息等。e：主设备接收到从设备的探测包之后，先进行设备的鉴权认证，之后如果是合法设备，将根据之前约定的通信加密信息及随机动态加密码产生新的加密协议，进行数据通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于信息交互系统的低功耗有源标签，包括主设备、从设备、第三方设备、基站设备、云端服务器，其特征在于：所述的主设备和从设备均包括以下模块：主控模块，用于进行行为调度，数据认证、校验运算及状态处理；状态指示模块：用于指示设备的工作状态；数据存储模块，用于存储数据；高频通信模块，用于主设备与从设备之间的通信，同时从设备的该模块还用于与基站设备进行数据通信；电源控制及管理模块，用于供电及电源管理；同时，所述的主设备还包括以下模块：低频发射模块，用于提供低频触发与同步信号。触发源模块，用于产生同步事件，来触发低频发射模块开始工作的时间点，该模块包含定时器模块、硬件触发信号输入模块、按键模块、传感器模块，根据不同的应用场景进行配置；第三方数据接口模块，用于接收第三方设备的数据，包括传感器数据和用户数据，同时用于将该数据传输给从设备；同时，所述的从设备还包括以下模块：低频接收模块，用于接收主设备的低频触发及同步信号；传感器模块，用于获取自身设备的工作状态及环境信息数据；所述的第三方设备用于采集数据并通过第三方数据接口模块发送给主设备；所述的基站设备用于和从设备及云端服务器进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种用于信息交互系统的低功耗有源标签，包括主设备、从设备、第三方设备、基站设备、云端服务器，其特征在于：所述的主设备和从设备均包括以下模块：主控模块，用于进行行为调度，数据认证、校验运算及状态处理；状态指示模块：用于指示设备的工作状态；数据存储模块，用于存储数据；高频通信模块，用于主设备与从设备之间的通信，同时从设备的该模块还用于与基站设备进行数据通信；电源控制及管理模块，用于供电及电源管理；同时，所述的主设备还包括以下模块：低频发射模块，用于提供低频触发与同步信号。触发源模块，用于产生同步事件，来触发低频发射模块开始工作的时间点，该模块包含定时器模块、硬件触发信号输入模块、按键模块、传感器模块，根据不同的应用场景进行配置；第三方数据接口模块，用于接收第三方设备的数据，包括传感器数据和用户数据，同时用于将该数据传输给从设备；同时，所述的从设备还包括以下模块：低频接收模块，用于接收主设备的低频触发及同步信号；传感器模块，用于获取自身设备的工作状态及环境信息数据；所述的第三方设备用于采集数据并通过第三方数据接口模块发...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少能，
申请(专利权)人：杭州米越科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33