有源电子标签及其应用系统和方法技术方案

为了解决实现有源电子标签低功耗，双向通信，按需工作和远距离信息传输的难题，本发明专利技术提供了一种多功能的有源电子标签及其应用的系统及方法，系统包括：控制处理器；协调器；有源电子标签，用于在监听状态的时间段内（即，周期性睡眠苏醒后监听信号的瞬间）接收指令信号，以及读写器；其中，有源电子标签包括：软过滤模块，用于判断有源电子标签在第一频道上接收的信号的地址码是否正确；以及硬过滤模块，用于在信号被软过滤处理之前，在硬件侧对信号进行过滤，以排除无效的信号。本发明专利技术实现了有源电子标签低功耗，双向通信按需工作和远距离信息传输，进而优化了有源电子标签的标准通信流程，延长了标签的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息传输技术，具体涉及。
技术介绍
现有的有源电子标签，主要用于对人、物和车辆等目标的远距离身份识别和管理。 其基本工作方法是，通过射频通信的方式，读取被识别目标上所安装的有源电子标签的ID 号，再通过该ID号调用预先储存在控制处理器(如计算机)的数据库中对应于该ID号的 相关资料，来实现对目标的识别和管理。因而，这种技术的应用，必须要和控制处理器中相 关数据库相连接。目前有源电子标签最普遍使用的一种工作方式是周期性主动发射自身的ID号。 即预先通过内部时钟设置，每隔一定的时间间隔(例如，1秒、5秒或10分钟)启动电子标 签中的晶振和频综，发射一定长度的数据包信息。为了省电的原因，往往仅只发射短的ID 信息，然后再进入睡眠状态，这减少了系统的工作时间，在一定程度上起到了延长电池使用 寿命的作用。然而，使用这种方法存在的问题包括造成环境的电磁污染、信号拥堵和相互干 扰，缺乏工作的灵活性和适应性等。在申请号为200710196801. X的专利申请文件中公开了一种智能电子标签系统， 其采用双向通信，减少了对环境的电磁污染、信号拥堵和相互干扰等问题，但是，有源电子 标签在周期性的苏醒后对信号机发送的短信号进行识别时，会对接收到的许多无效信号进 行软件识别以确定是否为需要的短信息，这样无疑使有源电子标签消耗掉大量的电力。使用低频检波电路检测到低频指令信号后，启动高频收发机中的晶振和频综等， 使高频收发机进入可收发信号的状态。尽管在检波电路检测到指令信号前，系统并不耗电， 然而，由于一般低频检波电路的灵敏度非常低，所能检测到信号的距离就非常近。即使要想 通过增大低频信号发射功率的办法，来增加唤醒距离也非常困难。因而，采用低频检波电路 唤醒办法来工作的有源电子标签，不仅读写距离有限，设备体积较大，使用缺乏灵活性。而 且，系统的成本也高。因而其应用范围也就受到很大的限制。为了增加电子标签的功能，以及使用灵活性，有的有源电子标签，还采用了高低频 两套通信系统同时工作的方法。例如，采用了低频125KHz和高频2. 4GHz两套收发系统，还 有的则采用超宽带UWB和2. 4GHz两套收发系统。这不仅大大增加了标签的复杂性，增大了 成本，而且所能发挥的作用也非常有限。现有的有源电子标签一般采用，窄带点频的工作方式。而一般窄带点频的工作方 式，很容易受到外界的干扰。而且，由于温度变化，晶振自身老化造成的晶振工作频率的偏 移，以及实际应用中可能存在的多径效应、多普勒效应等，都将使系统工作的可靠性和稳定 性受到很大的影响，特别是在那些干扰较大的工业现场，以及被识别目标处于快速移动的 应用场合。现有的有源电子签，正如在IEEE有源电子标签国际标准制定工作组，新近(2009 年3月，7月和9月)提供的文件中所陈述的一样“为了减少能耗，当今大多数有源标签使用的都是单向发射ID的方式。其唯一的目的就是识别和定位，而没有考虑拥堵和信号碰撞 问题。有源电子标签需要具有双向和远距离通信的能力，需要具有处理海量标签的能力，但 同时消耗的功率要非常低。但目前还没有一个建议的方案能够满足这个需要。”随着物联网概念的提出，人们希望利用有源电子标签结构简单体积小，成本低，功 耗低等优点，来解决物联网信息传输中，如何在人或物与公共通信网络几米到上千米的距 离之间，建立起一种简单可靠的，低成本和低功耗的无线通信联系这个关键问题。这就要求 有源电子标签必须要具有按需工作的双向通信能力，更大的工作适应性和灵活性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种双向通信的有源电子标签及应用该有源电子标签 的系统及方法，从而减少有源电子标签接收无效信号并识别的时间。为实现上述目的，本专利技术提供了一种应用有源电子标签的系统，包括控制处理 器；协调器，用于在第一频道上连续不间断地重复发送指令信号；有源电子标签，用于在监 听状态的时间段内接收指令信号；读写器，与控制处理器相连接，用于在有源电子标签接收 到指令信号之后与有源电子标签在第二频道上建立通信，其中，有源电子标签包括第一过 滤模块，用于对有源电子标签在第一频道上接收到的接收信号进行第一过滤，以排除无效 的信号；第二过滤模块，用于对通过第一过滤的接收信号进行合法性判断，以确认接收信号 是否为指令信号。其中，第一过滤模块为硬过滤模块，在硬件侧对接收信号进行过滤；第二过滤模块 为软过滤模块，配置在第一过滤模块之后，通过判断接收信号的地址码是否正确来进行合 法性判断。其中，硬过滤模块包括调制方式过滤子模块，调制方式过滤子模块对接收信号进 行解调，并读取解调之后的信号的接收信号强度指示RSSI值，当RSSI值不大于环境噪声 时，拒绝对该接收信号进行后续处理，有源电子标签从监听状态转换至待机状态中的睡眠 状态。其中，硬过滤模块包括解码方式过滤子模块，解码方式过滤子模块对接收信号进 行解码，并读取解码之后的信号，当确定解码后的信号为无信号或其它乱码信号时，拒绝该 接收信号进行后续处理，有源电子标签从监听状态转换至待机状态中的睡眠状态。其中，协调器是受控制处理器的控制而进行工作的，或者，协调器是根据预先设置 的进程独立工作的。其中，协调器与读写器集成在一个模块中。此外，本专利技术还提供了另一种应用有源电子标签的系统，包括控制处理器；协调 器，用于在第一频道上连续不间断地重复发送指令信号，指令信号包括唤醒指令和动作指 令；有源电子标签，用于在监听状态的时间段内接收唤醒指令而被唤醒，并根据动作指令进 行操作；其中，有源电子标签包括第一过滤模块，用于对有源电子标签在第一频道上接收 到的接收信号进行第一过滤，以排除无效的信号；第二过滤模块，用于对通过第一过滤的接 收信号进行合法性判断，以确认接收信号是否为指令信号。此外，本专利技术还提供了一种应用有源电子标签的方法，包括步骤S502 协调器在 第一频道上连续不间断地重复发送指令信号；步骤S504 有源电子标签在监听状态的时间5段内接收指令信号；步骤S506 读写器与有源电子标签在第二频道上建立通信，其中，步骤 S504包括子步骤S5042 对有源电子标签在第一频道上接收到的接收信号进行第一过滤， 以排除无效的信号，以及其中，步骤S504还包括子步骤S5044 对通过第一过滤的接收信号 进行合法性判断，以确认接收信号是否为指令信号。其中，子步骤S5042进一步包括对接收信号进行解调，并读取解调之后的信号的 接收信号强度指示RSSI值，当RSSI值不大于环境噪声时，拒绝对该接收信号进行后续处 理，有源电子标签从监听状态转换至待机状态中的睡眠状态。其中，子步骤S5042进一步包括对接收信号进行解码，并读取解码之后的信号， 当确定解码后的信号为无信号或其它乱码信号时，拒绝对该接收信号进行后续处理，有源 电子标签从监听状态转换至待机状态中的睡眠状态。此外，本专利技术还提供了一种有源电子标签，包括第一过滤模块，用于对有源电子 标签在第一频道上接收到的接收信号进行第一过滤，以排除无效的信号；以及第二过滤模 块，用于对通过第一过滤的接收信号进行合法性判断，以确认接收信号是否为指令信号。其中，第一过滤模块为硬过滤模块，在硬件侧对接收信号进行过滤；第二过滤模块 为软过滤模块，配置在第一过滤模块之后，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用有源电子标签的系统，其特征在于，包括：控制处理器；协调器，用于在第一频道上连续不间断地重复发送指令信号；有源电子标签，用于在监听状态的时间段内接收所述指令信号；读写器，与所述控制处理器相连接，用于在所述有源电子标签接收到所述指令信号之后与所述有源电子标签在第二频道上建立通信，其中，所述有源电子标签包括：第一过滤模块，用于对所述有源电子标签在所述第一频道上接收到的接收信号进行第一过滤，以排除无效的信号；第二过滤模块，用于对通过所述第一过滤的所述接收信号进行合法性判断，以确认所述接收信号是否为所述指令信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖应成，孙长征，
申请(专利权)人：西安西谷微功率数据技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：87[]