本发明专利技术针对以ＩＳＯ－１８０００－７国际标准为代表的，读写器对标签数据进行读写的费时耗电的问题，提出了一种利用无线数据通信中，无线数据信号本身所具有的区别于其它无线信号的射频特征，及其可以通过射频收发机本身进行快速识别的特点，将具有所需射频特征的信号定义为一种要求标签执行某个或某组预先确定的动作的指令信号，同时利用跳转标签工作频道的方法，从根本上解决了以有源电子标签为代表的，具有低功耗要求的无线通信设备电池寿命问题。结合固定时隙分配的方式，极大地提高了ＩＳＯ １８０００－７标准读写标签的速度和效率。尽管ＩＳＯ １８０００－７定义的是４３３兆频段的电子标签系统，但本发明专利技术所提供的方法可适用于任何其它无线通信频段和无线通信系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有源电子标签的国际标准，特别是IS0-18000-7标准中对标签的整个信息读写过程。
技术介绍
IS0-18000-7(以后简称标准)是一个公认成熟和具有广泛影响的433兆有源电 子标签国际标准，并已在美军中开始使用。其中所采用的各种方法，特别是其中最重要的环 节-对标签信息的读写方法无不受到人们的极大关注，工程师们也不断努力地对其加以改 进，本专利技术便是这样一种努力。在标准中，系统对标签信息的读写过程是这样来进行的为了省电的目的，标签平 常处于一种使用内部时钟进行控制的周期性睡眠，苏醒后监听唤醒信号一瞬间的状态，由 于内部时钟的误差及其它各种原因，标签在一个睡眠周期中苏醒的时间是随机的。读写器 通过向标签连续发射2. 45-4. 8秒的唤醒信号，先将所有读写器信号覆盖范围内的标签唤 醒，使其进入一种等待接收来自读写器指令信号的状态。标签在接收到指令信号后将继续 保持这种接收状态至少30秒钟，然后回到睡眠状态，除非在等待期间接收到来自读写器的 指令信号。所有标签被唤醒后，读写器将首先以广播的方式向所有标签发射采集标签信息 的指令，在这个指令中，包含有传给标签的时间信息，初始时隙数量N(由于系统并不知道 被唤醒的标签的总的数量，这里的N也是一个经验值)的信息等，每个标签在收到这个指令 信息后，都将产生一个< N的属于自己的随机整数I，同时进行时间同步，并在读写器安排 的N个通信时隙中的第I个时隙向读写器发射信息；由于I是随机产生的，其不可能与读写 器提供的N个时隙一一对应，因而，在N个时隙中，可能出现多个标签在同一时隙中发射信 息从而造成碰撞的情况，同时又有一些时隙轮空而没有标签发射信号的状况，读写器将根 据每次窗口中发生碰撞和轮空的几率，调整时隙窗口的数量。每个标签每次在接收到读写 器采集信息的指令后，只发射一次信号。在接收到读写器返回的发射成功的回执信息后，将 根据读写器的指令(取决于标签本身的类型和应用需要)要么进入随眠状态，要么继续处 于接收状态等待读写器新发射的点对点信息读写指令。对于那些在该轮信息采集过程中因为信号碰撞的原因没有发射成功的标签，则需 要等待读写器以广播方式发布的新一轮标签信息采集指令，并产生新的随机数，并在读写 器新提供的M个时隙窗口中相应的时隙位置发射，如此反复进行直到完成对所有被唤醒的 标签的信息读写为止。参见IS0-18000-7国际标准。这里存在的问题是以上整个标签信息读写过程，实际上是先将一个标签随机苏 醒后的监听过程，变成为所有标签同时等待接收读写器指令的非随机过程，然后在每一轮 读写器采集标签信息的过程中，再利用标签自身产生随机数的方法，将标签发射信号的过 程再次变回到一个随机的过程，这样做将使整个读写过程变得非常漫长。其次，由于标签在 整个读写器读写标签的多个重复过程中，都必须要处于随时等待接收读写器工作安排指令信号的接收状态，直到其完成与读写器的信息交流，这就使得标签长期处于高耗电的状态。 其结果读写器对标签的每次读写过程不仅需要花费大量的时间，而且还会消耗标签大量的 能量，从而降低电池的使用寿命。这种方法显然不能适用于对快速移动中标签的读写，也不 能支持一般实时定位的功能。另外在现有的数据通信中，信息是以数据包的形式来传输的，而一个数据包又必 须要包括同步信息，地址信息，数据信息和数据校正几个部分。因而，要从一个数据包中获 取信息，就必须要接收完整个数据信号包才能对数据信号包进行解析，这已是一种不成文 的规定。但在实际应用中的一些特殊场合，这样做的将会浪费接收机大量的时间和消耗掉 接收机大量的能量。特别是对于那些包括有源电子标签在内的使用电池驱动无线通信设备 而言。因为对无线信号而言，除了前述的数据信息特征以外，其频率特征，调制特征和编码 特征也是无线数据信号包区别于其它无线信号的基本特征，而且这些特征是可以通过无线 接收机本身就可以快速识别的，而不需要接收完整个数据信号包来识别。
技术实现思路
本专利技术针对以IS0-18000-7国际标准为代表的，读写器对标签数据进行读写的上 述费时耗电的问题，提出了一种简单有效的，基于交互式智能电子标签I_RFID(以后简称 标签)和固定时隙分配结合的海量标签信息快速读写系统和方法。尽管ISO 18000-7所定 义的是433兆无线频段上的有源电子标签系统，但本专利技术所提供的系统和方法可以适用于 任何其它无线通信频段，和任何其它具有低功耗要求的双向无线通信系统。因而本专利技术的 标签定义也就包括了其它频段上具有低功耗节电要求的无线通信设备。本专利技术系统所使用的硬件除现有IS0-18000-7标准中涉及的所有硬件外，还包括 一个与读写器结构相同的协调器。系统中协调器与读写器分别工作在不同的频道上，读写 器和协调器与管理计算机相连接，协调器也可独立工作。标签通过时分和快速跳转频道的 方式，可分别工作在协调器和读写器所工作的两个不同频道上。参见说明书附附图说明图1。本专利技术利用了无线数据通信中，无线数据信号本身所具有的区别于其它无线信号 的射频特征，及其可以通过射频收发机本身进行快速识别的特点，只需在标签睡眠苏醒后 的瞬间监听非常有限的时间(足以对所接收到的信号进行识别判断)，如果判断的结果是 无关信号(无信号，或调制或编码方式不同的射频信号)，则立即停止接收并回到周期性睡 眠监听的状态。而将那些具有相关特征的射频信号预先定义为需要标签执行某些简单动作 的指令，这就极大地缩短了标签每次睡眠苏醒后的监听时间，大大延长了标签电池使用寿 命，同时也给标签的工作方式带来更大的灵活性。参见说明书附图2本专利技术中的标签平常处于周期性睡眠，苏醒后唤醒频道上监听唤醒信号一瞬间的 低功耗状态。而协调器工作在唤醒频道上。当需要标签工作时，协调器将在唤醒频道上根 据标签的睡眠苏醒周期的长短，在一段短的时间内以广播的方式，连续不间断的向标签发 射唤醒指令信号，当标签接收到唤醒信号后将跳转到读写器的工作频道上与读写器进行通 信，或执行唤醒指令所定义的其它动作；本专利技术将只需要通过标签自身的射频收发机硬件 就可以识别的，区别于其它射频信号的一种特定射频信号，定义为一个专用的广播唤醒指 令；这个指令定义了标签在接收到这个指令后需要执行的一个或一组动作；而这一个或一 组需要标签执行的动作程序是预先储存在标签中的；凡能够识别这个特定射频信号的标签无一例外地在接收到该信号后都将执行这个指令所定义的动作；这里“识别”的定义是指该 信号与标签睡眠苏醒后在监听信号时使用了相同的工作频道，或者使用了相同的频道和相 同的调制方式，或者频道，调制方式和编码方式都完全相同。这里所述的特定射频信号可以 是在唤醒频道上具有一定强度的任意射频信号；也可以是在唤醒频道上具有一定信号强度 且与标签在唤醒频道上采用相同通信调制方式的任意射频信号；还可以是在唤醒频道上具 有一定信号强度的，且与标签在唤醒频道上采用相同通信调制方式和编码方式的任意射频 信号；这个特定射频信号可以只是一个标签可以识别的一般意义上的数据信号包任意一部 分都具有的特征，例如强度特征和调制方式特征，这些特征不需要采用信号同步就可以识 别，而编码特征则需要信号同步才可以识别。当这个特定射频信号是一个一般意义本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种改进ＩＳＯ－１８０００－７国际标准标签读写方式的系统，涉及到ＩＳＯ－１８０００－７国际标准中包括标签，读写器，计算机在内的所有的硬件，另外还包括协调器；标签，读写器和协调器都是由同一种单芯片无线收发机制成，彼此之间可以进行无线通信；这里的标签平常处于周期性睡眠，苏醒后在唤醒频道上监听唤醒指令信号一瞬间的低功耗状态；这里的协调器工作在唤醒频道上；而读写器则工作在其它不同的频道上，而标签则通过频道跳转的方式，分别工作在协调器工作的唤醒频道上和读写器工作的读写频道上；本专利技术将标签自身的射频收发机硬件就可以识别的一种特定射频信号，定义为一个专用的广播唤醒指令；这里“识别”的定义是指该信号与标签睡眠苏醒后在监听信号时工作在相同的频道上，或者使用了相同的频道和相同的调制方式，或者频道，调制方式和编码方式都完全相同；这个指令定义了标签在接收到这个指令后需要执行的一个或一组动作；而这一个或一组需要标签执行的动作程序是预先储存在标签中的，其可以是标签在唤醒频道上继续接收信号的动作，也可以是跳转到读写器频道上与读写器进行通信的动作，还可以是标签与它所连接的设备的互动动作，但其中至少包括标签在接收到这个指令信号后，立即跳转到读写器工作频道上发射包括自身ＩＤ在内的身份信息，并在发射完后等待接收来自读写器的回执信息，并借此与读写器建立起双向通信联系的动作；当需要标签工作时，协调器将在唤醒频道上根据标签的睡眠苏醒周期的长短，在一段短的时间内以广播方式，连续不间断的向标签发射唤醒指令信号，标签接收到唤醒指令信号后将立即执行唤醒指令所定义的动作；这里标签每次睡眠苏醒后监听唤醒信号的时间长短，是保证标签每次监听都能识别出这个特定射频信号所需的最短时间。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：廖应成，
申请(专利权)人：成都西谷曙光数字技术有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]
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