一種電子標簽及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電子標簽及控制方法，其方法包括：線圈單元接收無線射頻能量；能量轉(zhuǎn)換單元對無線射頻能量進行整流濾波，向控制單元發(fā)送通知信號；電源單元利用能量進行充電；控制單元向能量轉(zhuǎn)換單元發(fā)送ID信號；能量轉(zhuǎn)換單元對ID信號進行調(diào)制，再經(jīng)線圈單元傳輸給標簽讀取器；天線單元接收射頻信號；射頻單元對射頻信號進行解調(diào)和信號強度計算；控制單元解碼射頻信號和信號強度值，向射頻單元發(fā)送ID信號；射頻單元對ID信號進行調(diào)制，將ID信號經(jīng)天線單元傳輸給標簽讀取器。相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明其同時具有有源電子標簽和無源電子標簽功能；并能進行充電；解決了功耗高、射頻信號的干擾和無線信息傳輸?shù)膿矶?，以及標簽間無法接力傳遞信息問題。
【專利說明】一種電子標簽及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻識別技術(shù)，尤其是涉及一種電子標簽及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]射頻識別(Rad1 Frequency Ident ificat 1n，簡稱 RFID)是一種利用射頻信號通過空間耦合實現(xiàn)無線信息通信，它通過無線射頻信號自動識別目標對象并獲取目標數(shù)據(jù)，具有快速、準確、可靠的特點。
[0003]RF I D標簽依據(jù)是否自帶電源可分為有源電子標簽和無源電子標簽，在一些標簽應(yīng)用場合，如人員管理上，考勤系統(tǒng)需要有源電子標簽的遠距離讀卡功能，防止出現(xiàn)排隊打卡現(xiàn)象；而門禁系統(tǒng)需要無源電子標簽的近距離讀卡功能，確認出入人員具有的權(quán)限，所以需要一張電子標簽同時具有有源標簽和無源標簽距離特性。
[0004]目前無源電子標簽設(shè)計成熟，都遵守國際相關(guān)標準，但功能單一，無法實現(xiàn)大容量存儲，保密性等功能要求。
[0005]目前有源電子標簽一般都采用周期性主動發(fā)送自身的標簽信息的工作方式，比如每隔一個特定周期(例如固定I秒，3秒內(nèi)隨機)發(fā)送一次標簽信息；為了降低功耗，除了在發(fā)送標簽信息時間段系統(tǒng)正常工作，其它時間系統(tǒng)都是處于休眠狀態(tài)。這雖然在一定程度上延長了電池使用時間，但是當環(huán)境中存在大量的有源電子標簽時，就會造成射頻信號的干擾和無線信息傳輸?shù)膿矶隆?br> [0006]目前有源電子標簽一般都采用不可充電電池，該電池的使用壽命在2年左右，2年后該標簽就會因電池的耗盡而不能使用，同時有源電子標簽為了兼顧密封性，采用超聲波焊接技術(shù)把電池密封在塑料殼內(nèi)，用戶因無法更換電池而只能丟棄標簽，造成資源浪費。
[0007]目前有源電子標簽在讀取距離上最遠能實現(xiàn)100米左右，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，比如貨物的管理上100米的距離仍然太近。讀取距離不能增加的主要原因是由于有源電子標簽射頻發(fā)射功率的限制，標簽與標簽之間無法接力傳遞信息等造成。
[0008]中國專利CN200910252920.1中公開了 “有源電子標簽及其應(yīng)用系統(tǒng)和方法”，其主要技術(shù)是提供了 “一種具有多個固定模式動作的有源電子標簽及其應(yīng)用系統(tǒng)和方法”，通過“在第一頻道上連續(xù)不間斷重復(fù)發(fā)送喚醒指令”來讓有源電子標簽接收喚醒指令，在正確接收到“喚醒指令”后，在第二頻道上建立通信。這種方案主要特點是需要至少2個射頻鏈路，而有源電子標簽一般工作在ISM免費頻段，這使本來擁擠的ISM頻段更加擁擠，特別是多個讀取器同時存在時，會出現(xiàn)無頻點可用局面。另外，該專利提及的“在第一頻道上連續(xù)不間斷重復(fù)發(fā)送喚醒指令”，可以認為在某一個固定頻點上發(fā)送廣播數(shù)據(jù)，如果該固定頻點被其它設(shè)備所占用，會出現(xiàn)有源電子標簽無法在第二頻道上建立通信。
[0009]中國專利CN201310630925.X中公開了“一種帶三軸加速度的新型電子標簽”，其主要技術(shù)是提供了 “三軸加速度模塊”和“鋰電池”，“三軸加速度模塊”用于感知電子標簽的移動狀態(tài)，“鋰電池”提出了可對電子標簽再充電的思想，但該專利沒有解決在不開封電子標簽外殼情形下，如何對鋰電池充電問題；另外也沒有解決大量電子標簽存在時，如何避免射頻信號的干擾和無線信息傳輸?shù)膿矶碌葐栴}。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電子標簽及其控制方法，其同時具有有源電子標簽和無源電子標簽功能；且能進行充電；解決了功耗高、射頻信號的干擾和無線信息傳輸?shù)膿矶聠栴}，解決了標簽間無法接力傳遞信息問題。
[0011]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種電子標簽的控制方法，包括如下步驟:
[0012]步驟S1.線圈單元接收標簽讀取器的無線射頻能量，進入步驟S2 ;天線單元接收標簽讀取器的射頻信號，進入步驟S5 ;
[0013]步驟S2.能量轉(zhuǎn)換單元對無線射頻能量進行整流濾波，當能量值超過設(shè)定值，傳輸給電源單元，同時向控制單元發(fā)送通知信號；
[0014]步驟S3.電源單元利用無線射頻能量進行充電，向其他部件輸出電能；控制單元接收通知信號，并產(chǎn)生ID信號，并向能量轉(zhuǎn)換單元發(fā)送ID信號；
[0015]步驟S4.能量轉(zhuǎn)換單元對ID信號進行調(diào)制，再經(jīng)線圈單元傳輸給標簽讀取器；
[0016]步驟S5.射頻單元接收天線單元的射頻信號，并對射頻信號進行解調(diào)和信號強度計算；
[0017]步驟S6.控制單元解碼射頻信號和信號強度值，信號強度值大于控制單元規(guī)定值時，向射頻單元發(fā)送ID信號；
[0018]步驟S7.射頻單元對ID信號進行調(diào)制，將調(diào)制后的I D信號經(jīng)天線單元傳輸給標簽讀取器。
[0019]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0020]進一步，步驟S2或步驟S6中:所述控制單元在不接收到通知信號或射頻信號時進行休眠，并定時從休眠中被喚醒。
[0021]進一步，步驟S2中:當所述控制單元多次收到能量轉(zhuǎn)換單元的同一通知信號時，控制單元在發(fā)送設(shè)定次數(shù)的I D信息后，不再發(fā)送ID信息。
[0022]進一步，步驟S6包括以下步驟:
[0023]步驟S61.控制單元設(shè)置多個工作頻道，在工作頻道上接收任意下行時隙射頻信號中的導(dǎo)頻信息；
[0024]步驟S62.控制單元與標簽讀取器進行幀同步，時鐘同步；
[0025]步驟S63.控制單元判斷對應(yīng)的上行時隙是否空閑；
[0026]步驟S64.控制單元在對應(yīng)的上行時隙發(fā)送ID信息。
[0027]進一步，步驟S7包括以下步驟:步驟S71.控制單元在對應(yīng)的下行時隙接收標簽讀取器的應(yīng)答信息。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:
[0029]1、線圈單元和能量轉(zhuǎn)換單元一方面可以實現(xiàn)無線充電功能，另一方面可以實現(xiàn)無源標簽功能；
[0030]2、采用時分復(fù)用技術(shù)，使有源電子標簽在大部分時間內(nèi)處于休眠和接收狀態(tài)，只在正確接收到讀取器發(fā)送的導(dǎo)頻信號后，才在對應(yīng)的時隙上發(fā)射信號，使產(chǎn)品的保密性提高，同時避免了信息傳輸?shù)膿矶拢?br> [0031]3、TDMA時隙中規(guī)劃固定幾個時隙用于標簽間接力傳遞信息，解決標簽間無法接力傳輸信息問題，提高讀卡距離；
[0032]4、通過加入多個可選的射頻工作頻道，可以有效防止其它設(shè)備射頻信號的干擾。
[0033]一種電子標簽，包括線圈單元、能量轉(zhuǎn)換單元、電源單元、控制單元、射頻單元和天線單元；
[0034]所述線圈單元用于接收標簽讀取器的無線射頻能量，還用于發(fā)送調(diào)制后的ID信號給標簽讀取器；
[0035]所述能量轉(zhuǎn)換單元用于對無線射頻能量進行整流濾波，當能量值超過設(shè)定值，傳輸給電源單元，同時向控制單元發(fā)送通知信號；還用于對ID信號進行調(diào)制；
[0036]所述電源單元用于利用無線射頻能量進行充電，向其他部件輸出電能；
[0037]所述控制單元用于根據(jù)接收的通知信號產(chǎn)生I D信號，并發(fā)送給能量轉(zhuǎn)換單元；還用于解碼射頻單元發(fā)送的射頻信號和信號強度值，當信號強度值大于控制單元規(guī)定值時，向射頻單元發(fā)送ID信號；
[0038]所述射頻單元用于對接收射頻信號進行解調(diào)和信號強度計算，并將解調(diào)后的射頻信號和信號強度值發(fā)送給控制單元；還用于對ID信號進行調(diào)制，進而發(fā)送給天線單元；
[0039]所述天線單元用于接收標簽讀取器的射頻信號，并將射頻信號傳遞給射頻單元，還用于將調(diào)制后的ID信號發(fā)送給標簽讀取器。
[0040]本發(fā)明的有益效果是:
[0041]1、無源電子標簽和有源電子標簽進行了有機結(jié)合，滿足同時需要無源標簽的近距離特性和有源標簽的遠距離特性的應(yīng)用場合；
[0042]2、采用無源電子標簽的線圈單元為電池充電，使無線充電成本降到最低，可利用現(xiàn)有的中高頻讀寫器對標簽進行充電，使電子標簽的使用壽命達到20年以上。
[0043]進一步，還包括移動感知單元，所述移動感知單元用于感應(yīng)標簽的移動狀態(tài)，向控制單元發(fā)送標簽運動狀態(tài)信號，控制單元改變標簽的休眠時間。
[0044]采用上述進一步方案的有益效果是:采用移動感知單元，使標簽?zāi)軈^(qū)分應(yīng)用環(huán)境，在需要發(fā)送ID號時才與讀取器進行通信，應(yīng)用于汽車收費，人員管理方面，靜止時標簽功耗大大降低。
[0045]進一步，所述移動感知單元為三軸加速度傳感器、震動傳感器或者無源的震動開關(guān)。
[0046]進一步，還包括電量檢測單元，所述電量檢測單元用于感應(yīng)電源單元的電量，并產(chǎn)生電量信號發(fā)送給控制單元，電量信號顯示電量低于設(shè)定值時，控制單元附加提醒信息到ID信號中，傳輸給外部裝置。
[0047]采用上述進一步方案的有益效果是:可以有效顯示電量，以及在電量過低的時候提示使用者及時充電。
[0048]進一步，所述能量轉(zhuǎn)換單元依據(jù)協(xié)議和數(shù)據(jù)對無線射頻能量進行調(diào)制，所述協(xié)議為國際標準協(xié)議 IS014443、IS015693 或 IS018000。
[0049]采用上述進一步方案的有益效果是:可以根據(jù)應(yīng)用現(xiàn)場的需要靈活配置支持的RFID標簽頻段，擴大了應(yīng)用電子標簽的使用范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0050]圖1為本發(fā)明一種電子標簽的控制方法的流程圖；
[0051]圖2為控制單元的控制方法的流程圖；
[0052]圖3為本發(fā)明采用時分復(fù)用的時隙分配圖；
[0053]圖4為本發(fā)明一種電子標簽的原理圖；
[0054]圖5為本發(fā)明一種電子標簽的原理圖；
[0055]圖6為本發(fā)明一種電子標簽的原理圖。
[0056]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0057]101、線圈單元，102、能量轉(zhuǎn)換單元，103、電源單元，104、控制單元，105、射頻單元，106、天線單元，107、移動感知單元，108、電量檢測單元。

【具體實施方式】
[0058]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0059]實施例1:
[0060]如圖1至圖3所示，一種電子標簽的控制方法，包括如下步驟:
[0061]步驟S1.線圈單元101接收標簽讀取器的無線射頻能量，進入步驟S2 ;天線單元106接收標簽讀取器的射頻信號，進入步驟S5 ;
[0062]步驟S2.能量轉(zhuǎn)換單元102對無線射頻能量進行整流濾波，當能量值超過設(shè)定值，傳輸給電源單元103，同時向控制單元104發(fā)送通知信號；
[0063]步驟S3.電源單元103利用無線射頻能量進行充電，向其他部件輸出電能；控制單元104接收通知信號，并產(chǎn)生ID信號，并向能量轉(zhuǎn)換單元102發(fā)送ID信號；
[0064]步驟S4.能量轉(zhuǎn)換單元102對I D信號進行調(diào)制，再經(jīng)線圈單元101傳輸給標簽讀取器；
[0065]步驟S5.射頻單元105接收天線單元106的射頻信號，并對射頻信號進行解調(diào)和信號強度計算；
[0066]步驟S6.控制單元104解碼射頻信號和信號強度值，信號強度值大于控制單元104規(guī)定值時，向射頻單元105發(fā)送I D信號；
[0067]步驟S7.射頻單元105對ID信號進行調(diào)制，將調(diào)制后的ID信號經(jīng)天線單元106傳輸給標簽讀取器。
[0068]步驟S2或步驟S6中:所述控制單元104在不接收到通知信號或射頻信號時進行休眠，并定時從休眠中被喚醒。
[0069]步驟S2中:當所述控制單元104多次收到能量轉(zhuǎn)換單元102的同一通知信號時，控制單元104在發(fā)送設(shè)定次數(shù)的ID信息后，不再發(fā)送ID信息。
[0070]步驟S6包括以下步驟:
[0071]步驟S61.控制單元104設(shè)置多個工作頻道，在工作頻道上接收任意下行時隙射頻信號中的導(dǎo)頻信息；
[0072]步驟S62.控制單元104與標簽讀取器進行幀同步，時鐘同步；
[0073]步驟S63.控制單元104判斷對應(yīng)的上行時隙是否空閑；
[0074]步驟S64.控制單元104在對應(yīng)的上行時隙發(fā)送ID信息。
[0075]步驟S7包括以下步驟:步驟S71.控制單元104在對應(yīng)的下行時隙接收標簽讀取器的應(yīng)答信息。
[0076]—種電子標簽，包括線圈單元101、能量轉(zhuǎn)換單元102、電源單元103、控制單元104、射頻單元105和天線單元106 ；
[0077]所述線圈單元101用于接收標簽讀取器的無線射頻能量，還用于發(fā)送調(diào)制后的ID信號給標簽讀取器；
[0078]所述能量轉(zhuǎn)換單元102用于對無線射頻能量進行整流濾波，當能量值超過設(shè)定值，傳輸給電源單元103，同時向控制單元104發(fā)送通知信號；還用于對ID信號進行調(diào)制；
[0079]所述電源單元103用于利用無線射頻能量進行充電，向其他部件輸出電能；
[0080]所述控制單元104用于根據(jù)接收的通知信號產(chǎn)生I D信號，并發(fā)送給能量轉(zhuǎn)換單元102 ;還用于解碼射頻單元105發(fā)送的射頻信號和信號強度值，當信號強度值大于控制單元104規(guī)定值時，向射頻單元105發(fā)送ID信號；
[0081]所述射頻單元105用于對接收射頻信號進行解調(diào)和信號強度計算，并將解調(diào)后的射頻信號和信號強度值發(fā)送給控制單元104 ;還用于對ID信號進行調(diào)制，進而發(fā)送給天線單元106 ；
[0082]所述天線單元106用于接收標簽讀取器的射頻信號，并將射頻信號發(fā)送給射頻單元105，還用于將調(diào)制后的ID信號發(fā)送給標簽讀取器。
[0083]還包括移動感知單元107，所述移動感知單元107用于感應(yīng)標簽的移動狀態(tài)，向控制單元104發(fā)送標簽運動狀態(tài)信號，控制單元104改變標簽的休眠時間。
[0084]所述移動感知單元107為三軸加速度傳感器、震動傳感器或者無源的震動開關(guān)。
[0085]還包括電量檢測單元108 ；
[0086]所述電量檢測單元108用于感應(yīng)電源單元103的電量，并產(chǎn)生電量信號發(fā)送給控制單元104，電量信號顯示電量低于設(shè)定值時，控制單元104附加提醒信息到ID信號中，傳輸給外部裝置。
[0087]所述能量轉(zhuǎn)換單元102依據(jù)協(xié)議和數(shù)據(jù)對無線射頻能量進行調(diào)制，所述協(xié)議為國際標準協(xié)議 IS014443、IS015693 或 IS018000。
[0088]實施例2:如圖4至圖6所示；
[0089](I)電子標簽置于無源標簽讀取器環(huán)境中:
[0090]線圈單元101首先感應(yīng)到無源標簽讀取器發(fā)出的無線信號，線圈單元101把感應(yīng)到的無線射頻能量送給能量轉(zhuǎn)換單元102 ;在發(fā)送ID號等數(shù)據(jù)時，能量轉(zhuǎn)換單元102可以通過調(diào)制線圈單元101接收到的無線射頻能量，使線圈單元101反射調(diào)制后的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)回傳到無源標簽讀取器。
[0091]能量轉(zhuǎn)換單元102接收來自線圈單元101感應(yīng)的無線射頻能量，當接收到的能量值超過能量轉(zhuǎn)換單元102設(shè)定的門限值后；能量轉(zhuǎn)換單元102 —方面會通知控制單元104電子標簽?zāi)壳耙呀?jīng)接近無源標簽讀取器201，另一方面把無線射頻能量傳遞到電源模塊103 ;在控制單元104收到通知后，會傳遞ID等信號到能量轉(zhuǎn)換單元102，能量轉(zhuǎn)換單元102依據(jù)協(xié)議和數(shù)據(jù)對接收到的能量進行調(diào)制；這里的協(xié)議可以是IS014443、I S015693、IS018000等國際標準協(xié)議。
[0092]電源單元103在收到無線射頻能量轉(zhuǎn)換單元102的能量后，把無線射頻能量用于對電池的充電；電源單元103同時負責(zé)對整個系統(tǒng)的電源供應(yīng)。電源單元103包含對電池的保護，比如電池的過放電保護，過充保護，過流保護等。
[0093]控制單元104在收到能量轉(zhuǎn)換單元102的通知后，會把自身存儲的ID信息和電量信息傳遞到能量轉(zhuǎn)換單元102。當控制單元104 —直不間斷的收到能量轉(zhuǎn)換單元102的通知時，控制單元在發(fā)送K次ID信息后，不再發(fā)送ID信息；這里的K次可以是大于I的任意值。
[0094]電量檢測單元108用于檢測電源單元103的電量信息，控制單元104通過讀取電量檢測單元108的電量信息，在每次發(fā)送I D信息時，附加電量信息到ID信息之后，當無源標簽讀取器201接收到該電量信息，與電量低設(shè)置門限進行比較，當?shù)陀谠O(shè)置門限時，提醒用戶及時對標簽進行充電。
[0095](2)電子標簽置于有源標簽讀取器環(huán)境中:
[0096]控制單元104會定時從休眠中被喚醒，控制單元104被喚醒后首先從預(yù)設(shè)值的工作頻道上選擇一個頻道配置射頻單元105，這里的預(yù)設(shè)值的工作頻道可以是L個頻道，其中L應(yīng)該大于I個；控制單元104接收來自射頻單元105的解調(diào)數(shù)據(jù)，該解調(diào)數(shù)據(jù)中應(yīng)該包含來自有源標簽讀取器202下發(fā)的導(dǎo)頻信息，導(dǎo)頻信息包含Dl到Dp共P個下行導(dǎo)頻時隙，只要控制單元104接收到其中任意一個導(dǎo)頻時隙，比如D3，這時控制單元104可以根據(jù)導(dǎo)頻時隙D3中的信息，首先與有源標簽讀取器202進行時鐘同步和幀同步，簡化的，只與有源標簽讀取器202進行幀同步，然后判斷當前的導(dǎo)頻時隙D3是否為空閑狀態(tài)，如果為空閑狀態(tài)，則在對應(yīng)上行時隙U3中發(fā)送I D信息，發(fā)送ID信息后，控制單元104配置整個標簽進入休眠狀態(tài)，等待在下一個周期，比如當前周期為tl，那么下一個周期為t2，在t2周期的D3時隙喚醒，并開始接收來自有源標簽讀取器202下發(fā)的導(dǎo)頻信息，如果該導(dǎo)頻信息中包含對該標簽的應(yīng)答信號，則認為有源標簽讀取器202已經(jīng)成功接收到該標簽回傳的ID等信息，優(yōu)選的，控制單元104在與有源標簽讀取器202時鐘同步后，應(yīng)該在Up+Ι?Uq-p時隙接收遠距離標簽的ID信息，如果Up+Ι?Uq-p時隙上存在有效的ID信息，則需要在其它空閑的上行時隙上轉(zhuǎn)發(fā)該ID信息。
[0097]射頻單元105與控制單元104和天線單元106連接；射頻單元在工作于接收狀態(tài)時，接收來自天線單元106射頻信號，對射頻信號進行解調(diào)，解調(diào)后數(shù)據(jù)送控制單元104進行解碼，同時計算出接收信號強度，即RSSI值送給控制單元104，作為是否啟用標簽接力傳輸功能的依據(jù)；射頻單元在工作于發(fā)射狀態(tài)時，接收來自控制單元的ID等數(shù)據(jù)，對ID等數(shù)據(jù)進行調(diào)制，通過天線單元106回傳給到有源標簽讀取器202。
[0098]如上面所述，如果射頻單元105計算出的接收信號強度低于控制單元104設(shè)定的門限值，比如-60dBm，同時控制單元104還能從來自有源標簽讀取器202下發(fā)的導(dǎo)頻信息中正確解碼，則認為標簽距離讀取器距離超過100米，因為標簽射頻單元104最大發(fā)射功率的限制，導(dǎo)致有源標簽讀取器202無法正確接收到該電子標簽(這里定義為TAG1)發(fā)送的I D信息(即上行數(shù)據(jù))，這時標簽將在上行規(guī)定的接力傳遞時隙，比如Up+Ι，發(fā)送ID信息。另一張置于相同有源標簽讀取器202內(nèi)的電子標簽(這里定義為TAG2)將在U p+1時隙接收到遠距離標簽的ID信息，標簽TAG2將把TAGl的ID信息重新放置于一個空閑時隙，比如U2，發(fā)送給有源標簽讀取器202。這樣就實現(xiàn)了標簽間接力傳遞信息。
[0099]移動感知單元107用于檢測標簽的移動狀態(tài)，把標簽的移動狀態(tài)送控制單元104，當控制單元104檢測到標簽處于靜止狀態(tài)時，會定時M秒喚醒一次，該定時時間M可以是5秒；當控制單元104檢測到標簽處于移動狀態(tài)時，會定時N秒喚醒一次，該定時時間N可以是I秒，但優(yōu)選方案是M>N，這樣可以實現(xiàn)在標簽靜止時降低功耗。
[0100]電量檢測單元108用于檢測電源單元103的電量信息，控制單元104通過讀取電量檢測單元108的電量信息，在每次發(fā)送ID信息時，附加電量信息到ID信息之后，當有源標簽讀取器202接收到該電量信息，與電量低設(shè)置門限進行比較，當?shù)陀谠O(shè)置門限時，提醒用戶及時對標簽進行充電。
[0101]實施例3:如圖4至圖6所示，
[0102](I)電子標簽置于無源標簽讀取器環(huán)境中:
[0103]線圈單元101首先感應(yīng)到無源標簽讀取器發(fā)出的無線信號，線圈單元101把感應(yīng)到的無線能量送給能量轉(zhuǎn)換單元102 ;在發(fā)送ID號等數(shù)據(jù)時，能量轉(zhuǎn)換單元102可以通過調(diào)制線圈單元101接收到的能量，使線圈單元101反射調(diào)制后的數(shù)據(jù)回傳到無源標簽讀取器。
[0104]能量轉(zhuǎn)換單元102接收來自線圈單元101感應(yīng)的能量，當接收到的能量值超過能量轉(zhuǎn)換單元102設(shè)定的門限值后；能量轉(zhuǎn)換單元102 —方面會通知控制單元104電子標簽?zāi)壳耙呀?jīng)接近無源標簽讀取器201，另一方面把能量傳遞到電源模塊103。在控制單元104收到通知后，會傳遞ID等數(shù)據(jù)到能量轉(zhuǎn)換單元102，能量轉(zhuǎn)換單元102依據(jù)協(xié)議和數(shù)據(jù)對接收到的能量進行調(diào)制。這里的協(xié)議可以是IS014443、IS015693、IS018000等國際標準協(xié)議。
[0105]電源單元103在收到能量轉(zhuǎn)換單元102的能量后，把能量用于對電池的充電。電源單元103同時負責(zé)對整個系統(tǒng)的電源供應(yīng)。電源單元103包含對電池的保護，比如電池的過放電保護，過充保護，過流保護等。
[0106]控制單元104在收到能量轉(zhuǎn)換單元102的通知后，會把自身存儲的ID信息和電量信息傳遞到能量轉(zhuǎn)換單元102 ;當控制單元104 —直不間斷的收到能量轉(zhuǎn)換單元102的通知時，控制單元在發(fā)送K次ID信息后，不再發(fā)送ID信息；這里的K次可以是大于I的任意值。
[0107](2)電子標簽置于有源標簽讀取器環(huán)境中:
[0108]控制單元104會定時從休眠中被喚醒?？刂茊卧?04被喚醒后首先從預(yù)設(shè)值的工作頻道上選擇一個頻道配置射頻單元105，這里的預(yù)設(shè)值的工作頻道可以是L個頻道，其中L應(yīng)該大于I個；控制單元104接收來自射頻單元105的解調(diào)數(shù)據(jù)，該解調(diào)數(shù)據(jù)中應(yīng)該包含來自有源標簽讀取器202下發(fā)的導(dǎo)頻信息，導(dǎo)頻信息包含Dl到Dn共N個下行導(dǎo)頻時隙，只要控制單元104接收到其中任意一個導(dǎo)頻時隙，比如D3，這時控制單元104可以根據(jù)導(dǎo)頻時隙D3中的信息，首先與有源標簽讀取器202進行時鐘同步，然后判斷當前的導(dǎo)頻時隙D3是否為空閑狀態(tài)，如果為空閑狀態(tài)，則在對應(yīng)上行時隙U3中發(fā)送ID信息，發(fā)送ID信息后，控制單元104配置整個標簽進入休眠狀態(tài)，等待在下一個周期，比如當前周期為tl，那么下一個周期為t2，在t2周期的D3時隙喚醒，并開始接收來自有源標簽讀取器202下發(fā)的導(dǎo)頻信息，如果該導(dǎo)頻信息中包含對該標簽的應(yīng)答信號，則認為有源標簽讀取器202已經(jīng)成功接收到該標簽回傳的I D等信息，優(yōu)選的，控制單元104在與有源標簽讀取器202時鐘同步后，應(yīng)該在Up+Ι?Uq-p時隙接收遠距離標簽的ID信息，如果Up+Ι?Uq-p時隙上存在有效的ID信息，則需要在其它空閑的上行時隙上轉(zhuǎn)發(fā)該ID信息。
[0109]射頻單元105與控制單元104和天線單元106連接；射頻單元在工作于接收狀態(tài)時，接收來自天線單元106射頻信號，對射頻信號進行解調(diào)，解調(diào)后數(shù)據(jù)送控制單元104進行解碼，同時計算出接收信號強度，即RSSI值送給控制單元104，作為是否啟用標簽接力傳輸功能的依據(jù)；射頻單元在工作于發(fā)射狀態(tài)時，接收來自控制單元的ID等數(shù)據(jù)，對ID等數(shù)據(jù)進行調(diào)制，通過天線單元106回傳給到有源標簽讀取器202。
[0110]如上面所述，如果射頻單元105計算出的接收信號強度低于控制單元104設(shè)定的門限值，比如-60dBm，同時控制單元104還能從來自有源標簽讀取器202下發(fā)的導(dǎo)頻信息中正確解碼，則認為標簽距離讀取器距離超過100米，因為標簽射頻單元104最大發(fā)射功率的限制，導(dǎo)致有源標簽讀取器202無法正確接收到該電子標簽(這里定義為TAG1)發(fā)送的I D信息(即上行數(shù)據(jù))，這時標簽將在上行規(guī)定的接力傳遞時隙，比如Up+Ι，發(fā)送ID信息。另一張置于相同有源標簽讀取器202內(nèi)的電子標簽(這里定義為TAG2)將在U p+1時隙接收到遠距離標簽的ID信息，標簽TAG2將把TAGl的ID信息重新放置于一個空閑時隙，比如U2，發(fā)送給有源標簽讀取器202。這樣就實現(xiàn)了標簽間接力傳遞信息。
[0111]實施例4:
[0112]如圖2和圖3所示，有源電子標簽的控制方法
[0113]該控制方法采用了時分復(fù)用技術(shù)(TDMA)，把電子標簽和電子標簽讀取器工作頻道劃分為P個下行時隙，Q個上行時隙，優(yōu)選的P〈Q，Q_P個時隙用于標簽間接力傳輸信息。tl幀與t2幀之間的間隔為T秒，優(yōu)選的，T= I。其中下行定義為有源標簽讀取器202向標簽發(fā)送信號，上行定義為標簽向有源標簽讀取器202發(fā)送信號。
[0114]P個下行時隙與前I?P個上行時隙一一對應(yīng)，即當標簽在第U3時隙上(即上行時隙3)發(fā)送數(shù)據(jù)時，標簽會在對應(yīng)的D3時隙上等待讀取器的應(yīng)答。對應(yīng)的，當讀取器在U3時隙上接收到ID數(shù)據(jù)時，其應(yīng)該在D3時隙上下發(fā)應(yīng)答信號。
[0115]在控制單元104中實施的控制方法如下:
[0116]在工作頻道上接收任意下行時隙導(dǎo)頻信息
[0117]讀取器在工作頻段上發(fā)射的下行導(dǎo)頻信息有多個，但每個都包含基本的同步數(shù)據(jù)，讀取器地址信息以及該導(dǎo)頻信息的序號；當接收到任意導(dǎo)頻信息時，即可通導(dǎo)頻信息的序號找到幀開始位置；從而使標簽與讀取器保持幀同步。
[0118]與讀取器進行幀同步，時鐘同步
[0119]取決于幀間隔T和時隙間隔K，當時隙間隔K足夠大時，比如K = 0.1ms,這時可以只進行幀同步，而無需時鐘同步，降低標簽控制軟件設(shè)計難度。
[0120]判斷對應(yīng)的上行時隙是否空閑
[0121]讀取對應(yīng)上行時隙的下行導(dǎo)頻時隙，即可判斷是否上行時隙空閑。例如準備在U3時隙上發(fā)送ID信息，可以通過判斷D3時隙是否有ACK信息，來確定是否在U3時隙發(fā)送ID信息；如果確認U3時隙空閑，則在下一個幀對應(yīng)的U3時隙發(fā)送ID信息。
[0122]在對應(yīng)的上行時隙發(fā)送ID信息
[0123]通過下行對應(yīng)時隙檢測，判斷對應(yīng)的上行時隙是否空閑，如果空閑，則在對應(yīng)的上行時隙發(fā)送ID信息。
[0124]在對應(yīng)的下行時隙接收應(yīng)答信息
[0125]當在上行時隙發(fā)送ID信息后，在下一個幀周期對應(yīng)的下行時隙接收讀取的應(yīng)答信號，應(yīng)答信號包含ID信息，只有應(yīng)答的I D信息與當前標簽ID信息一致，則認為讀取成功接收到本標簽信息。
[0126]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電子標簽的控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟S1.線圈單元(101)接收標簽讀取器的無線射頻能量，進入步驟S2;天線單元(106)接收標簽讀取器的射頻信號，進入步驟S5 ; 步驟S2.能量轉(zhuǎn)換單元(102)對無線射頻能量進行整流濾波，當能量值超過設(shè)定值，傳輸給電源單元(103)，同時向控制單元(104)發(fā)送通知信號； 步驟S3.電源單元(103)利用無線射頻能量進行充電，向其他部件輸出電能；控制單元(104)接收通知信號，并產(chǎn)生ID信號，并向能量轉(zhuǎn)換單元(102)發(fā)送ID信號； 步驟S4.能量轉(zhuǎn)換單元(102)對ID信號進行調(diào)制，再經(jīng)線圈單元(101)傳輸給標簽讀取器； 步驟S5.射頻單元(105)接收天線單元(106)的射頻信號，并對射頻信號進行解調(diào)和信號強度計算； 步驟S6.控制單元(104)解碼射頻信號和信號強度值，信號強度值大于控制單元(104)規(guī)定值時，向射頻單元(105)發(fā)送ID信號； 步驟S7.射頻單元(105)對ID信號進行調(diào)制，將調(diào)制后的ID信號經(jīng)天線單元(106)傳輸給標簽讀取器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電子標簽的控制方法，其特征在于，步驟S2或步驟S6中:所述控制單元(104)在不接收到通知信號或射頻信號時進行休眠，并定時從休眠中被喚醒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電子標簽的控制方法，其特征在于，步驟S2中:當所述控制單元(104)多次收到能量轉(zhuǎn)換單元(102)的同一通知信號時，控制單元(104)在發(fā)送設(shè)定次數(shù)的ID信息后，不再發(fā)送ID信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電子標簽的控制方法，其特征在于，步驟S6包括以下步驟: 步驟S61.控制單元(104)設(shè)置多個工作頻道，在工作頻道上接收任意下行時隙射頻信號中的導(dǎo)頻信息； 步驟S62.控制單元(104)與標簽讀取器進行幀同步，時鐘同步； 步驟S63.控制單元(104)判斷對應(yīng)的上行時隙是否空閑； 步驟S64.控制單元(104)在對應(yīng)的上行時隙發(fā)送ID信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述一種電子標簽的控制方法，其特征在于，步驟S7包括以下步驟:步驟S71.控制單元(104)在對應(yīng)的下行時隙接收標簽讀取器的應(yīng)答信息。
6.—種電子標簽，其特征在于:包括線圈單元(101)、能量轉(zhuǎn)換單元(102)、電源單元(103)、控制單元(104)、射頻單元(105)和天線單元(106)； 所述線圈單元(101)用于接收標簽讀取器的無線射頻能量，還用于發(fā)送調(diào)制后的ID信號給標簽讀取器； 所述能量轉(zhuǎn)換單元(102)用于對無線射頻能量進行整流濾波，當能量值超過設(shè)定值，傳輸給電源單元(103)，同時向控制單元(104)發(fā)送通知信號；還用于對ID信號進行調(diào)制；所述電源單元(103)用于利用無線射頻能量進行充電，向其他部件輸出電能； 所述控制單元(104)用于根據(jù)接收的通知信號產(chǎn)生ID信號，并發(fā)送給能量轉(zhuǎn)換單元(102);還用于解碼射頻單元(105)發(fā)送的射頻信號和檢測信號強度值，當信號強度值大于控制單元(104)規(guī)定值時，向射頻單元(105)發(fā)送ID信號； 所述射頻單元(105)用于對接收射頻信號進行解調(diào)和信號強度計算，并將解調(diào)后的射頻信號和信號強度值發(fā)送給控制單元(104);還用于對ID信號進行調(diào)制，進而發(fā)送給天線單元(106)；所述天線單元(106)用于接收標簽讀取器的射頻信號，并將射頻信號傳遞給射頻單元(105)，還用于將調(diào)制后的ID信號發(fā)送給標簽讀取器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種電子標簽，其特征在于:還包括移動感知單元(107); 所述移動感知單元(107)用于感應(yīng)標簽的移動狀態(tài)，向控制單元(104)發(fā)送標簽運動狀態(tài)信號，控制單元(104)改變標簽的休眠時間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種電子標簽，其特征在于:所述移動感知單元(107)為三軸加速度傳感器、震動傳感器或者無源的震動開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種電子標簽，其特征在于:還包括電量檢測單元(108); 所述電量檢測單元(108)用于感應(yīng)電源單元(103)的電量，并產(chǎn)生電量信號發(fā)送給控制單元(104)，電量信號顯示電量低于設(shè)定值時，控制單元(104)附加提醒信息到ID信號中，傳輸給外部裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9任一所述一種電子標簽，其特征在于:所述能量轉(zhuǎn)換單元(102)依據(jù)協(xié)議和數(shù)據(jù)對無線射頻能量進行調(diào)制，所述協(xié)議為國際標準協(xié)議IS014443、IS015693 或 IS018000。
【文檔編號】G06K7/00GK104517083SQ201410769093
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】蔣泰, 唐寬, 張余明, 王皓奎, 鄧家明, 周嵩, 秦建息 申請人:廣西瀚特信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司