一种实现数据上传低碰撞的无线通信系统技术方案

本发明专利技术涉及无线通信技术或物联网射频识别技术领域，公开了一种实现数据上传低碰撞的无线通信系统。通过本发明专利技术创造，在接收到相应的数据上传消息后，可在反馈的数据上传确认消息中向已完成数据上传的无线终端/有源标签指示一个较长的临时休眠时长，使终端/标签在完成数据上传后，可因进入临时休眠而避免被唤醒并再传相同的数据，由此不但可在空口减少大量的数据上传消息，实现减少消息碰撞概率的目的，快速完成所有终端/标签的数据上传任务，还可以利于终端节能。此外，所述无线通信系统还具有可动态设置退避时间、上传数据安全以及应用灵活等优点，便于实际推广和应用。

A Wireless Communication System for Data Upload and Low Collision

The invention relates to the field of wireless communication technology or Internet of Things radio frequency identification technology, and discloses a wireless communication system for realizing data upload and low collision. Through the invention, after receiving the corresponding data upload message, the wireless terminal/active tag that has completed data upload can be indicated a longer temporary sleep time in the feedback data upload confirmation message, so that the terminal/tag can avoid being awakened and retransmit the same data by entering temporary sleep after data upload, thereby reducing the number of empty ports. A large number of data upload messages, to reduce the probability of message collision, fast completion of all terminal/tag data upload tasks, but also conducive to terminal energy saving. In addition, the wireless communication system has the advantages of dynamic setting backoff time, data upload security and flexible application, which is convenient for practical popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种实现数据上传低碰撞的无线通信系统
本专利技术属于无线通信技术或物联网射频识别
，具体涉及一种实现数据上传低碰撞的无线通信系统。
技术介绍
射频识别，RFID(RadioFrequencyIdentification)技术，又称无线射频识别，是一种无线通信技术，俗称电子标签，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，其中，具有独立电源供电的电子标签又称为有源标签，反之称为无源标签。当前RFID技术已经被广泛应用于各个领域，例如，货物销售、运输、生产、废物管理、邮政跟踪、航空行李管理、车辆收费管理等领域，传统的纸带条形码因其存储能力小、不能改写等缺点，在识别领域，其已经慢慢被RFID系统所替代。一个典型的物联网RFID系统是由一台阅读器(也称读写器或基站)与多个有源标签(也称电子标签或无线终端)组成的无线通信系统，其中，阅读器用于通过发送一系列的无线命令或消息，唤醒长期处于休眠状态的有源标签，并让有源标签返回各自独有的有源标签地址信息以及相关的本地数据信息，从而实现数据上传目的。例如对于一个用于消防火警系统的物联网RFID系统，需要定期或不定期地获取各个有源标签的设备告警数据区信息、设备定位数据区信息和/或设备传感器采集数据区信息等，以便集中掌握各处位置(在该位置需提前布置有源标签)的消防火警情况。在数据上传过程中，需要有源标签在唤醒后逐一地将本地数据信息上传给阅读器，但是对于具有海量有源标签的RFID系统(也即无线通信系统)，不但需要很长的时间来逐一上传各个有源标签的数据，还存在当有源标签已完成数据上后，又被唤醒要求上传相同的数据，如此在空口将会存在大量的数据上传消息，导致消息碰撞问题极为明显，无效上传情况增多，使得标签上传数据的完成进度明显滞后，这就意味着在阅读器侧需要等待更多的时间才能收集到所有标签上传的数据，因此有必要提供一种新方法或新系统来快速完成海量有源标签的数据上传任务。
技术实现思路
为了解决现有数据上传过程中所存在的碰撞问题明显以及完成进度慢等问题，本专利技术目的在于提供一种实现数据上传低碰撞的无线通信系统。本专利技术所采用的技术方案为：一种实现数据上传低碰撞的无线通信系统，包括基站及若干无线终端，其中，所述无线终端包括第一无线发射单元、第一无线接收单元和节能控制单元，所述基站包括第二无线接收单元和第二无线发射单元；所述第一无线发射单元，用于在数据信道上通过信道竞争机制发送数据上传消息；所述第一无线接收单元，用于侦听确认信道，接收来自基站的且与所述数据上传消息对应的数据上传确认消息；所述节能控制单元，用于在收到所述数据上传确认消息后，根据所述数据上传确认消息中的临时休眠时长先进入临时休眠模式，再在临时休眠模式结束后，进入周期休眠模式或周期觉醒模式；所述第二无线接收单元，用于侦听数据信道，接收来自无线终端的所述数据上传消息；所述第二无线发射单元，用于在成功接收到所述数据上传消息后，在确认信道上向发送所述数据上传消息的无线终端反馈所述数据上传确认消息。优化的，所述基站还包括统计预估单元；所述统计预估单元，用于周期性地统计数据信道的消息丢包率，然后根据消息丢包率与正在上传终端数目的映射关系，获取正在上传终端的预估数目，再然后根据该预估数目估算所有正在上传终端完成数据上传任务的剩余上传时长；所述第二无线发射单元还用于在反馈数据上传确认消息前，将所述剩余上传时长作为临时休眠时长，添加到所述数据上传确认消息中。进一步优化的，所述第二无线发射单元还用于在发送所述数据上传确认消息前，若已获取正在上传终端的预估数目，则将该预估数目添加到所述数据上传确认消息中；所述第一无线发射单元，还用于在未完成数据上传但收到所述数据上传确认消息后，根据所述预估数目更新设置通过信道竞争机制发送数据上传消息的退避时间。优化的，所述第二无线发射单元还用于在唤醒信道上发送终端唤醒消息，其中，所述终端唤醒消息包含有目标地址信息，所述目标地址信息用于指示需被唤醒的无线终端；所述第一无线接收单元还用于周期性地侦听唤醒信道，并在成功接收到所述终端唤醒消息后，若判定所述目标地址信息与本地终端地址匹配，则启动所述第一无线发射单元在数据信道上通过信道竞争机制发送数据上传消息。进一步优化的，所述节能控制单元还用于在侦听收到包含有唤醒任务唯一标识和临时休眠时长的所述终端唤醒消息后，若根据所述唤醒任务唯一标识发现已完成相应数据上传任务，则根据所述临时休眠时长先进入临时休眠模式，再在临时休眠模式结束后，进入周期休眠模式或周期觉醒模式。进一步优化的，所述第二无线发射单元用于按照如下方式发送所述终端唤醒消息：在唤醒信道上且在第一时段内连续性地周期发送多个所述终端唤醒消息，其中，所述终端唤醒消息还包含有第一时段时长信息和当前消息发送时钟信息，所述第一时段时长信息用于指示所述第一时段的时长t，所述当前消息发送时钟信息用于指示从第一时段的起始时刻起至当前消息发送时刻的时间戳tx。详细优化的，所述第二无线发射单元还用于在发送所述终端唤醒消息的过程中，若已获取正在上传终端的预估数目，则将该预估数目添加到未发送的所述终端唤醒消息中；所述第一无线发射单元，还用于在未完成数据上传但收到所述终端唤醒消息后，根据所述预估数目更新设置通过信道竞争机制发送数据上传消息的退避时间。详细优化的，所述第一时段的时长t大于无线终端的睡眠周期T，所述睡眠周期T包括无线终端的周期休眠时长Tsleep和周期觉醒时长Twake，所述终端唤醒消息的广播周期小于无线终端的周期觉醒时长Twake。进一步优化的，所述第二无线发射单元还用于在广播发送所述终端唤醒消息时，先将有源地址无效位和/或广播地址无效位添加到所述终端唤醒消息中，其中，所述源地址无效位用于指示在所述终端唤醒消息中不存在源地址信息，所述广播地址无效位用于指示在所述终端唤醒消息中不存在广播地址信息，所述源地址信息用于指示所述终端唤醒消息的发送者身份，所述广播地址信息用于指示所述终端唤醒消息的接收者身份。进一步优化的，所述无线终端还包括安全校验单元；所述安全校验单元，用于在收到包含有口令验证选择信息和口令信息的终端唤醒消息且在通过信道竞争机制发送所述数据上传消息前，先根据所述口令验证选择信息在本地存储区中查找预存的对应口令内容，然后判断查找到的口令内容是否与所述口令信息一致，若一致则许可发送所述数据上传消息，否则拒绝发送，其中，所述口令验证选择信息用于指示与所述口令信息对应的口令唯一标识。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术创造提供了一种针对海量无线终端/有源标签可快速完成数据上传任务的无线通信系统，即在接收到相应的数据上传消息后，可在反馈的数据上传确认消息中向已完成数据上传的无线终端/有源标签指示一个较长的临时休眠时长，使终端/标签在完成数据上传后，可因进入临时休眠而避免被唤醒并再传相同的数据，由此不但可在空口减少大量的数据上传消息，实现减少消息碰撞概率的目的，快速完成所有终端/标签的数据上传任务，还可以利于终端节能；(2)所述无线通信系统还具有可动态设置退避时间、上传数据安全以及应用灵活等优点，便于实际推广和应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现数据上传低碰撞的无线通信系统，其特征在于：包括基站及若干无线终端，其中，所述无线终端包括第一无线发射单元、第一无线接收单元和节能控制单元，所述基站包括第二无线接收单元和第二无线发射单元；所述第一无线发射单元，用于在数据信道上通过信道竞争机制发送数据上传消息；所述第一无线接收单元，用于侦听确认信道，接收来自基站的且与所述数据上传消息对应的数据上传确认消息；所述节能控制单元，用于在收到所述数据上传确认消息后，根据所述数据上传确认消息中的临时休眠时长先进入临时休眠模式，再在临时休眠模式结束后，进入周期休眠模式或周期觉醒模式；所述第二无线接收单元，用于侦听数据信道，接收来自无线终端的所述数据上传消息；所述第二无线发射单元，用于在成功接收到所述数据上传消息后，在确认信道上向发送所述数据上传消息的无线终端反馈所述数据上传确认消息。

【技术特征摘要】
1.一种实现数据上传低碰撞的无线通信系统，其特征在于：包括基站及若干无线终端，其中，所述无线终端包括第一无线发射单元、第一无线接收单元和节能控制单元，所述基站包括第二无线接收单元和第二无线发射单元；所述第一无线发射单元，用于在数据信道上通过信道竞争机制发送数据上传消息；所述第一无线接收单元，用于侦听确认信道，接收来自基站的且与所述数据上传消息对应的数据上传确认消息；所述节能控制单元，用于在收到所述数据上传确认消息后，根据所述数据上传确认消息中的临时休眠时长先进入临时休眠模式，再在临时休眠模式结束后，进入周期休眠模式或周期觉醒模式；所述第二无线接收单元，用于侦听数据信道，接收来自无线终端的所述数据上传消息；所述第二无线发射单元，用于在成功接收到所述数据上传消息后，在确认信道上向发送所述数据上传消息的无线终端反馈所述数据上传确认消息。2.如权利要求1所述的一种实现数据上传低碰撞的无线通信系统，其特征在于：所述基站还包括统计预估单元；所述统计预估单元，用于周期性地统计数据信道的消息丢包率，然后根据消息丢包率与正在上传终端数目的映射关系，获取正在上传终端的预估数目，再然后根据该预估数目估算所有正在上传终端完成数据上传任务的剩余上传时长；所述第二无线发射单元还用于在反馈数据上传确认消息前，将所述剩余上传时长作为临时休眠时长，添加到所述数据上传确认消息中。3.如权利要求2所述的一种实现数据上传低碰撞的无线通信系统，其特征在于：所述第二无线发射单元还用于在发送所述数据上传确认消息前，若已获取正在上传终端的预估数目，则将该预估数目添加到所述数据上传确认消息中；所述第一无线发射单元，还用于在未完成数据上传但收到所述数据上传确认消息后，根据所述预估数目更新设置通过信道竞争机制发送数据上传消息的退避时间。4.如权利要求1或2所述的一种实现数据上传低碰撞的无线通信系统，其特征在于：所述第二无线发射单元还用于在唤醒信道上发送终端唤醒消息，其中，所述终端唤醒消息包含有目标地址信息，所述目标地址信息用于指示需被唤醒的无线终端；所述第一无线接收单元还用于周期性地侦听唤醒信道，并在成功接收到所述终端唤醒消息后，若判定所述目标地址信息与本地终端地址匹配，则启动所述第一无线发射单元在数据信道上通过信道竞争机制发送数据上传消息。5.如权利要求4所述的一种实现数据上传低碰撞的无线通信系统，其特征在于：所述节能控制单元还用于在侦听收到包含有唤醒任务唯一标识和临时休眠时长的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建福，
申请(专利权)人：深圳市联智物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44