本發(fā)明實(shí)施方式涉及無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種答題器及答題器的通信方法。

背景技術(shù)：

2.4GHz是工作在工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用(Industrial Scientific Medical，ISM)頻段的一個(gè)頻段。一般來(lái)說(shuō)世界各國(guó)均保留了一些無(wú)線(xiàn)頻段，以用于工業(yè)、科學(xué)研究和微波醫(yī)療方面的應(yīng)用。應(yīng)用這些頻段無(wú)需許可證，只需要遵守一定的發(fā)射功率(一般低于1W)，并且不要對(duì)其它頻段造成干擾即可。ISM頻段在各國(guó)的規(guī)定并不統(tǒng)一。而2.4GHz為各國(guó)共同的ISM頻段。因此無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(IEEE802.11b/IEEE802.11g)、藍(lán)牙、ZigBee等無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，均可工作在2.4GHz頻段上。

近場(chǎng)通信(Near Field Communication，NFC)技術(shù)由非接觸式射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)演變而來(lái)，由飛利浦半導(dǎo)體、諾基亞和索尼共同研制開(kāi)發(fā)，其基礎(chǔ)是RFID及互連技術(shù)。近場(chǎng)通信技術(shù)是一種短距高頻的無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，在13.56MHz頻率運(yùn)行于10厘米距離內(nèi)。其傳輸速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三種。目前近場(chǎng)通信已通過(guò)成為ISO/IEC IS 18092國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、ECMA-340標(biāo)準(zhǔn)與ETSI TS 102 190標(biāo)準(zhǔn)。NFC采用主動(dòng)和被動(dòng)兩種讀取模式。能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識(shí)別和數(shù)據(jù)交換。

現(xiàn)有的答題器一般工作在2.4GHz頻率，需要與主機(jī)建立2.4GHz的無(wú)線(xiàn)信道。主機(jī)通過(guò)建立的無(wú)線(xiàn)信道下發(fā)數(shù)據(jù)給答題器，答題器完成人機(jī)交互后，再由答題器將人機(jī)交互的結(jié)果通過(guò)該無(wú)線(xiàn)信道返回主機(jī)。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在如下問(wèn)題：答題器與主機(jī)建立無(wú)線(xiàn)信道的過(guò)程復(fù)雜，且答題時(shí)需要和主機(jī)實(shí)時(shí)保持通信，功耗較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，簡(jiǎn)化答題器與主機(jī)建立無(wú)線(xiàn)信道的流程同時(shí)節(jié)省功耗，本發(fā)明實(shí)施方式采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種答題器，包括：分別與控制器相連的第一通信單元、人機(jī)交互單元和第二通信單元；所述第一通信單元，用于通過(guò)13.56MHz頻段無(wú)線(xiàn)信道接收主機(jī)下發(fā)的配置信息；所述人機(jī)交互單元，用于接收用戶(hù)輸入的答題信息；所述控制器，用于獲取所述的配置信息，通過(guò)所述配置信息控制第二通信單元與所述主機(jī)之間建立基于2.4GHz頻段的無(wú)線(xiàn)信道，通過(guò)所述無(wú)線(xiàn)信道接收主機(jī)下發(fā)的數(shù)據(jù)，上傳所述用戶(hù)輸入的答題信息。

其中，所述配置信息包括卡號(hào)、通信頻點(diǎn)、通信地址和/或答題器編號(hào)。

其中，所述第一通信單元進(jìn)一步包括：13.56MHz天線(xiàn)和13.56MHz可讀寫(xiě)標(biāo)簽單元；其中，所述13.56MHz天線(xiàn)用于通過(guò)與所述主機(jī)建立的13.56MHz頻段無(wú)線(xiàn)信道接收配置信息；所述13.56MHz可讀寫(xiě)標(biāo)簽單元用于存儲(chǔ)所述配置信息。

其中，所述13.56MHz可讀寫(xiě)標(biāo)簽單元還用于根據(jù)所述主機(jī)下發(fā)的新的配置信息更新其存儲(chǔ)的配置信息。

其中，所述第二通信單元進(jìn)一步包括：2.4GHz頻段天線(xiàn)和射頻單元，用于與所述主機(jī)之間建立基于2.4GHz頻段的無(wú)線(xiàn)信道。

其中，所述人機(jī)交互單元包括：顯示屏、觸摸屏和/或鍵盤(pán)。

其中，還包括時(shí)鐘單元，用于向所述控制器提供時(shí)間信息。

其中，所述控制器還包括第一判斷單元和狀態(tài)切換單元；其中，所述第一判斷單元用于判斷所述主機(jī)是否廣播下發(fā)數(shù)據(jù)；若否，所述狀態(tài)切換單元將所述答題器切換為非接收狀態(tài)，設(shè)置答題器接收廣播數(shù)據(jù)時(shí)間為t1；若是，所述狀態(tài)切換單元將所述答題器切換為接收狀態(tài)，延長(zhǎng)答題器接收廣播數(shù)據(jù)時(shí)間為t2；時(shí)間t2大于時(shí)間t1。

其中，所述控制器還包括第二判斷單元，當(dāng)所述答題器處于所述非接收狀態(tài)，所述第二判斷單元用于判斷是否約定的使用時(shí)間到；若是，所述狀態(tài)切換單元將所述答題器切換為激活狀態(tài)；若否，所述狀態(tài)切換單元將所述答題器切換為深度睡眠狀態(tài)。

其中，所述控制器還包括第三判斷單元，當(dāng)所述答題器處于所述深度睡眠狀態(tài)，所述第三判斷單元用于判斷是否接收到人機(jī)交互單元輸入的輸入信號(hào)；若是，所述狀態(tài)切換單元將所述答題器切換為喚醒狀態(tài)；若否，保持答題器的所述深度睡眠狀態(tài)。

其中，所述控制器還包括第四判斷單元，當(dāng)所述答題器處于所述喚醒狀態(tài)，所述第四判斷單元用于判斷是否接收到所述主機(jī)下發(fā)的解除人機(jī)交互單元鎖定信號(hào)；若是，所述狀態(tài)切換單元將所述答題器切換為激活狀態(tài)；若否，所述狀態(tài)切換單元將所述答題器切換為深度睡眠狀態(tài)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施方式采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種答題器與主機(jī)的交互方法，包括：通過(guò)13.56MHz頻段無(wú)線(xiàn)信道接收主機(jī)下發(fā)的配置信息；根據(jù)所述配置信息建立與所述主機(jī)之間基于2.4GHz頻段的無(wú)線(xiàn)信道；通過(guò)所述建立的2.4GHz無(wú)線(xiàn)信道接收所述主機(jī)下發(fā)的數(shù)據(jù)，以及通過(guò)所述建立的2.4GHz無(wú)線(xiàn)信道上傳用戶(hù)輸入的答題信息。

其中，所述配置信息包括卡號(hào)、通信頻點(diǎn)、通信地址和/或答題器編號(hào)。

其中，當(dāng)建立與所述主機(jī)之間基于2.4GHz頻段的無(wú)線(xiàn)信道后，判斷所述主機(jī)是否廣播下發(fā)數(shù)據(jù)；若否，將所述答題器切換為非接收狀態(tài)，設(shè)置接收廣播數(shù)據(jù)時(shí)間為t1；若是，將所述答題器切換為接收狀態(tài)，延長(zhǎng)接收廣播數(shù)據(jù)時(shí)間為t2；時(shí)間t2大于時(shí)間t1。

其中，當(dāng)所述答題器處于所述非接收狀態(tài)，判斷是否約定的使用時(shí)間到；若是，將所述答題器切換為激活狀態(tài)；若否，將所述答題器切換為深度睡眠狀態(tài)。

其中，當(dāng)所述答題器處于所述深度睡眠狀態(tài)，判斷是否接收到人機(jī)交互的輸入信號(hào)；若是，將所述答題器切換為喚醒狀態(tài)；若否，保持答題器的所述深度睡眠狀態(tài)。

其中，當(dāng)所述答題器處于所述喚醒狀態(tài)，判斷是否接收到所述主機(jī)下發(fā)的解除人機(jī)交互單元鎖定信號(hào)；將所述答題器切換為激活狀態(tài)；若否，將所述答題器切換為深度睡眠狀態(tài)。

本發(fā)明實(shí)施方式的有益效果是：答題器基于13.56MHz頻段的無(wú)線(xiàn)信道接收主機(jī)下發(fā)的配置信息，基于所述配置信息建立與主機(jī)的基于2.4GHz頻段的無(wú)線(xiàn)信道，簡(jiǎn)化了答題器與主機(jī)建立無(wú)線(xiàn)信道的流程同時(shí)節(jié)省功耗。此外，答題器不用實(shí)時(shí)保持接收主機(jī)下發(fā)數(shù)據(jù)的接收狀態(tài)，可以節(jié)省功耗。與此同時(shí)，答題器也不用實(shí)時(shí)保持人機(jī)交互的狀態(tài)，也可以進(jìn)一步節(jié)省功耗。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種主機(jī)與若干答題器交互的硬件網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種答題器的硬件組成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施方式提供的另一種答題器的硬件組成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種答題器中控制器的功能單元組成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種答題器的通信方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種主機(jī)與若干答題器交互的硬件網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖。主機(jī)10采用近場(chǎng)通信技術(shù)，通過(guò)13.56MHz頻段的無(wú)線(xiàn)信道廣播下發(fā)配置信息給答題器20，答題器20根據(jù)接收到的配置信息與主機(jī)10建立基于2.4GHz頻段的無(wú)線(xiàn)信道。主機(jī)10通過(guò)建立的2.4GHz頻段無(wú)線(xiàn)信道下發(fā)數(shù)據(jù)給答題器20，答題器側(cè)用戶(hù)30完成人機(jī)交互后，再由答題器20將人機(jī)交互的答題結(jié)果通過(guò)前述所建立的2.4GHz信道返回給主機(jī)。主機(jī)10與答題器20為一對(duì)多通信，每部主機(jī)10所支持的最大答題器20數(shù)量與主機(jī)10在單位時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)吞吐量有關(guān)。本實(shí)施方式中，主機(jī)10可通過(guò)13.56MHz頻段無(wú)線(xiàn)信道下發(fā)和更新配置信息，使得主機(jī)10與答題器20根據(jù)該配置信息建立2.4GHz頻段無(wú)線(xiàn)信道更加簡(jiǎn)便靈活。

如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種答題器的硬件組成結(jié)構(gòu)示意圖。答題器20包括分別與控制器43相連的第一通信單元41、第二通信單元42和人機(jī)交互單元44。第一通信單元41用于通過(guò)13.56MHz頻段無(wú)線(xiàn)信道接收主機(jī)10下發(fā)的配置信息。人機(jī)交互單元44用于接收用戶(hù)30輸入的答題信息?？刂破?3用于獲取所述的配置信息，通過(guò)所述配置信息控制第二通信單元42與所述主機(jī)10之間建立基于2.4GHz頻段的無(wú)線(xiàn)信道，通過(guò)所述2.4GHz頻段的無(wú)線(xiàn)信道接收主機(jī)10下發(fā)的數(shù)據(jù)，上傳所述用戶(hù)30輸入的答題信息。

上述的配置信息包括：卡號(hào)、通信頻點(diǎn)、通信地址、答題器編號(hào)等。所述配置信息可以根據(jù)主機(jī)10下發(fā)的新的配置信息更新，每次更新配置信息后，控制器43都要基于新的配置信息控制第二通信單元42與所述主機(jī)10之間建立新的基于2.4GHz頻段的無(wú)線(xiàn)信道。

如圖3所示，為本發(fā)明實(shí)施方式提供的另一種答題器的硬件組成結(jié)構(gòu)示意圖。與如圖2所示的答題器不同在于：圖2所示的第一通信單元41通過(guò)13.56MHz天線(xiàn)21和13.56MHz可讀寫(xiě)標(biāo)簽單元22實(shí)現(xiàn)；圖2所示的第二通信單元42通過(guò)2.4GHz頻段天線(xiàn)及射頻單元24實(shí)現(xiàn)；另外，還包括提供時(shí)間信息的時(shí)鐘單元25。

主機(jī)10通過(guò)其13.56MHz讀寫(xiě)器將卡號(hào)、通信頻點(diǎn)、通信地址、答題器編號(hào)等配置信息存儲(chǔ)到答題器20的13.56MHz可讀寫(xiě)標(biāo)簽單元22中，存儲(chǔ)完成后，答題器20的控制器23會(huì)從13.56MHz可讀寫(xiě)標(biāo)簽單元22中讀入配置信息，建立2.4GHz頻段天線(xiàn)及射頻單元24與主機(jī)10的無(wú)線(xiàn)通信信道。每次更新答題器20的13.56MHz可讀寫(xiě)標(biāo)簽單元22中的數(shù)據(jù)后，答題器20的控制器23都會(huì)重新讀入配置信息，更新配置，基于新的配置信息建立答題器20與主機(jī)10之間的無(wú)線(xiàn)通信信道。

時(shí)鐘單元25用于向控制器23提供時(shí)間信息、日歷信息和定時(shí)報(bào)警。

人機(jī)交互單元26包括：顯示屏、觸摸屏或鍵盤(pán)。鍵盤(pán)或觸摸屏用于用戶(hù)30輸入答題結(jié)果，顯示屏用于顯示主機(jī)10下發(fā)的題目信息或用戶(hù)30輸入的答題信息。

如圖4所示，為本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種答題器中控制器的功能單元組成結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步節(jié)省答題器20的功耗，答題器20還可以在接收狀態(tài)、非接收狀態(tài)、深度睡眠狀態(tài)、喚醒狀態(tài)和激活狀態(tài)之間切換。

答題器20的接收狀態(tài)是指答題器20處于預(yù)備或正在接收主機(jī)10廣播下發(fā)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，此狀態(tài)下答題器20的功耗最大，因此，處于接收狀態(tài)的時(shí)間越短，答題器20的功耗越小。

答題器20的非接收狀態(tài)是指答題器20沒(méi)有接收主機(jī)10下發(fā)的答題數(shù)據(jù)，而是主要處于用戶(hù)答題時(shí)的人機(jī)交互狀態(tài)或休眠狀態(tài)。此時(shí)，答題器20與主機(jī)10之間的通信，僅僅保持必要的心跳幀信息。

在保證通信有效的前提下，使答題器20處于接收狀態(tài)的時(shí)間最少才能降低功耗。在本實(shí)施方式中，通常在答題器20處于非接收狀態(tài)時(shí)，設(shè)置接收主機(jī)10廣播數(shù)據(jù)的時(shí)間為t1，非常短，主要為了與主機(jī)之間保持心跳。而在答題器20處于接收狀態(tài)時(shí)，延長(zhǎng)接收主機(jī)10廣播數(shù)據(jù)的時(shí)間為t2，時(shí)間t2大于時(shí)間t1，為了留有足夠的時(shí)間接收主機(jī)10下發(fā)的數(shù)據(jù)。

答題器20的深入睡眠狀態(tài)是指答題器20處于非接收狀態(tài)并且人機(jī)交互單元26被鎖死，此時(shí)功耗最低。

答題器20的激活狀態(tài)是指答題器20處于非接收狀態(tài)，但人機(jī)交互單元26處于工作狀態(tài)，接收用戶(hù)30輸入的人機(jī)交互信號(hào)。

答題器20的喚醒狀態(tài)是指當(dāng)答題器20處于深度睡眠狀態(tài)時(shí)，接收到了用戶(hù)通過(guò)人機(jī)交互單元26輸入的人機(jī)交互信號(hào)，例如：通過(guò)用戶(hù)觸摸了鍵盤(pán)的任意鍵，此時(shí)，答題器20在等待一段時(shí)間t3后，如果沒(méi)有接到來(lái)自主機(jī)10的解除鍵盤(pán)鎖定信號(hào)，則保持鍵盤(pán)鎖定狀態(tài)，答題器20重新進(jìn)入深度睡眠狀態(tài)；反之，則解鎖鍵盤(pán)，答題器20進(jìn)入激活狀態(tài)。

如下將結(jié)合控制器23的具體結(jié)構(gòu)說(shuō)明控制器23如何控制答題器20在上述各種狀態(tài)之間切換。所述控制器23具體包括：第一判斷單元231、第二判斷單元232、第三判斷單元233、第四判斷單元234和狀態(tài)切換單元235。

第一判斷單元231用于判斷主機(jī)10是否廣播下發(fā)數(shù)據(jù)；若否，狀態(tài)切換單元235將所述答題器20切換為非接收狀態(tài)，設(shè)置答題器接收廣播數(shù)據(jù)時(shí)間為t1；若是，狀態(tài)切換單元235將所述答題器20切換為接收狀態(tài)，延長(zhǎng)答題器20接收廣播數(shù)據(jù)時(shí)間為t2；時(shí)間t2大于時(shí)間t1。本實(shí)施方式中，主機(jī)10在向所述答題器20廣播下發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，先廣播一段前導(dǎo)幀，所述答題器20收到前導(dǎo)幀后，將處于接收狀態(tài)的時(shí)間從t1延長(zhǎng)到t2，以保證有效接收主機(jī)10廣播下發(fā)的數(shù)據(jù)，所述答題器20在接收完主機(jī)10廣播下發(fā)的數(shù)據(jù)后，再將處于接收狀態(tài)的時(shí)間縮短到t1。進(jìn)一步地，所述前導(dǎo)幀除包頭、包尾、命令字、命令字長(zhǎng)度及校驗(yàn)位外，無(wú)其他冗余數(shù)據(jù)，這樣需要設(shè)置的時(shí)間t1最短。

當(dāng)答題器20處于非接收狀態(tài)，第二判斷單元232用于判斷是否約定的使用時(shí)間到；若是，狀態(tài)切換單元235將答題器20切換為激活狀態(tài)；若否，狀態(tài)切換單元235將答題器20切換為深度睡眠狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，當(dāng)前時(shí)間信息由時(shí)鐘單元25提供，控制器23通過(guò)預(yù)設(shè)的約定使用時(shí)間，判斷當(dāng)前時(shí)間信息是否處于約定的使用時(shí)間。

當(dāng)答題器20處于深度睡眠狀態(tài)，第三判斷單元233用于判斷是否接收到用戶(hù)30通過(guò)人機(jī)交互單元26輸入的輸入信號(hào)；若是，狀態(tài)切換單元235將答題器20切換為喚醒狀態(tài)；若否，保持答題器20的深度睡眠狀態(tài)。

當(dāng)答題器20處于喚醒狀態(tài)，第四判斷單元234用于判斷是否接收到所述主機(jī)10下發(fā)的解除鍵盤(pán)鎖定信號(hào)；若是，狀態(tài)切換單元235將答題器切換為激活狀態(tài)；若否，狀態(tài)切換單元235將答題器20切換為深度睡眠狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，答題器20設(shè)置等待時(shí)間t3，如果超過(guò)時(shí)間t3沒(méi)有接到來(lái)自主機(jī)10的解除人機(jī)交互單元26鎖定信號(hào)，則保持人機(jī)交互單元26鎖定狀態(tài)，答題器20重新進(jìn)入深度睡眠狀態(tài)；反之，則解鎖人機(jī)交互單元26，答題器20進(jìn)入激活狀態(tài)。

在本實(shí)施方式中，在不影響主機(jī)與答題器、答題器與用戶(hù)正常通信的情況下，答題器可以在接收狀態(tài)、非接收狀態(tài)、深入睡眠狀態(tài)、喚醒狀態(tài)和激活狀態(tài)之間切換，進(jìn)一步降低了答題器的功耗。

如圖5所示，為本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種答題器的通信方法流程示意圖。

步驟S1001：第一通信單元41通過(guò)13.56MHz頻段無(wú)線(xiàn)信道接收主機(jī)10下發(fā)的配置信息，所述配置信息包括卡號(hào)、通信頻點(diǎn)、通信地址和/或答題器編號(hào)等等。

步驟S1002：根據(jù)所述配置信息，建立第二通信單元42與所述主機(jī)10之間基于2.4GHz頻段的無(wú)線(xiàn)信道。

通過(guò)上述建立的2.4GHz無(wú)線(xiàn)信道接收主機(jī)下發(fā)的數(shù)據(jù)，以及通過(guò)上述建立的2.4GHz無(wú)線(xiàn)信道上傳用戶(hù)輸入的答題信息。

步驟S1003：判斷主機(jī)10是否廣播下發(fā)數(shù)據(jù)；若否，執(zhí)行步驟S1004；若是，執(zhí)行步驟S1005。

通過(guò)主機(jī)10下發(fā)的前導(dǎo)幀判斷是否廣播下發(fā)數(shù)據(jù)。

步驟S1004：將所述答題器20切換為非接收狀態(tài)，設(shè)置接收廣播數(shù)據(jù)時(shí)間為t1。

步驟S1005：將所述答題器20切換為接收狀態(tài)，延長(zhǎng)接收廣播數(shù)據(jù)時(shí)間為t2；時(shí)間t2大于時(shí)間t1。

步驟S1006：判斷是否約定的使用時(shí)間到；若是，執(zhí)行步驟S1011；若否，執(zhí)行步驟S1007。

步驟S1007：將所述答題器20切換為深度睡眠狀態(tài)。

步驟S1008：判斷是否接收到用戶(hù)30通過(guò)人機(jī)交互單元26輸入的輸入信號(hào)；若是，執(zhí)行步驟S1009；若否，返回步驟S1007。

步驟S1009：將所述答題器20切換為喚醒狀態(tài)。

步驟S1010：判斷是否接收到所述主機(jī)10下發(fā)的解除鍵盤(pán)鎖定信號(hào)；若是，執(zhí)行步驟S1011；若否，執(zhí)行步驟S1007。

步驟S1011：將所述答題器20切換為激活狀態(tài)。

本發(fā)明實(shí)施方式的有益效果是：答題器基于13.56MHz頻段的無(wú)線(xiàn)信道接收主機(jī)下發(fā)的配置信息，基于所述配置信息建立與主機(jī)的基于2.4GHz頻段的無(wú)線(xiàn)信道，簡(jiǎn)化了答題器與主機(jī)建立無(wú)線(xiàn)信道的流程，同時(shí)節(jié)省功耗，操作靈活方便。此外，在不影響主機(jī)與答題器、答題器與用戶(hù)正常通信的情況下，答題器可以在接收狀態(tài)、非接收狀態(tài)、深入睡眠狀態(tài)、喚醒狀態(tài)和激活狀態(tài)之間切換，進(jìn)一步降低了答題器的功耗。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。