本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)射頻無(wú)線識(shí)別的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于低功耗廣域網(wǎng)(lpwan)和rfid技術(shù)的電子標(biāo)簽。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)也發(fā)展迅速；物聯(lián)網(wǎng)是建立在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上，其將用戶端延伸和擴(kuò)展到任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)概念。其定義是：通過(guò)射頻識(shí)別(rfid)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。而所有這些技術(shù)中，射頻識(shí)別技術(shù)相較于其他識(shí)別技術(shù)，在準(zhǔn)確率、感應(yīng)距離、信息量等方面具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。

rfid無(wú)線識(shí)別技術(shù)以其技術(shù)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉的特點(diǎn)，已經(jīng)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，是一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)器件。rfid技術(shù)將微芯片嵌入到產(chǎn)品當(dāng)中，微芯片會(huì)向掃描器自動(dòng)發(fā)出產(chǎn)品的序列號(hào)等信息，而這個(gè)過(guò)程不需要像條形碼技術(shù)那樣進(jìn)行人工掃描，可工作于各種惡劣環(huán)境。目前rfid技術(shù)應(yīng)用很廣，如：圖書館，門禁系統(tǒng)，食品安全溯源等。最基本的rfid系統(tǒng)由標(biāo)簽、閱讀器、天線三部分組成，電子標(biāo)簽中一般保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)。rfid分為無(wú)源被動(dòng)型和有源主動(dòng)型，無(wú)源被動(dòng)型不含電池，能量來(lái)源于天線接收的能量，因而其傳輸距離短，抗干擾能力差，無(wú)法安裝于金屬表面和強(qiáng)電磁場(chǎng)的環(huán)境。rfid有源主動(dòng)型就是靠rfid自身的能量通過(guò)發(fā)射天線把數(shù)據(jù)發(fā)射到閱讀器，這種方式傳輸距離也一般，抗干擾能力也一般。

在應(yīng)用rfid技術(shù)將電子標(biāo)簽應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程中，存在一些問(wèn)題，主要包括以下幾個(gè)方面：

1、rfid技術(shù)屬于短距離識(shí)別通信，其能通信的距離非常短，其電子標(biāo)簽發(fā)射的信號(hào)覆蓋范圍非常有限，不利于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展；

2、傳統(tǒng)的將rfid技術(shù)結(jié)合移動(dòng)通信網(wǎng)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，如結(jié)合2g/3g/4g模塊，而移動(dòng)通信模塊價(jià)格高、功耗高、覆蓋面不廣泛，這同樣也不適合物理網(wǎng)的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中電子標(biāo)簽的發(fā)展存在的問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于lpwan和rfid技術(shù)的電子標(biāo)簽，通過(guò)rfid近距離感應(yīng)，然后通過(guò)低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)來(lái)傳輸信息，實(shí)現(xiàn)低成本、低功耗、廣覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以解決上述問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種基于lpwan和rfid技術(shù)的電子標(biāo)簽，包括天線模塊、微處理器和電池，所述電子標(biāo)簽還包括lpwan傳輸模塊和觸發(fā)模塊，其中，lpwan傳輸模塊、電池和觸發(fā)模塊都連接微處理器，天線模塊連接觸發(fā)模塊；天線模塊用于感應(yīng)感應(yīng)線圈，當(dāng)電子標(biāo)簽靠近感應(yīng)線圈時(shí)，感應(yīng)線圈的電磁場(chǎng)給天線模塊充電，從而使得天線模塊具備能量；觸發(fā)模塊用于在傳感到天線模塊具備能量后，觸發(fā)電子標(biāo)簽發(fā)送lpwan信號(hào)；lpwan傳輸模塊用于收發(fā)lpwan信號(hào)；電池用于為電子標(biāo)簽各模塊供電；微處理器用于處理信號(hào)，并控制lpwan傳輸模塊收發(fā)信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述電子標(biāo)簽還包括存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)唯一的標(biāo)識(shí)信息；lpwan傳輸模塊還用于與后臺(tái)服務(wù)器通過(guò)低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信，并在電子標(biāo)簽被觸發(fā)后，通過(guò)微處理器控制其發(fā)送所述標(biāo)識(shí)信息給后臺(tái)服務(wù)器。

進(jìn)一步地，所述觸發(fā)模塊內(nèi)部包括能量傳感器、判斷模塊和輸出模塊；其中，能量傳感器用于傳感天線模塊的能量，判斷模塊，用于判斷傳感的能量是否大于預(yù)設(shè)的閾值，如果大于閾值，則觸發(fā)模塊發(fā)送高電平給微處理器，觸發(fā)電子標(biāo)簽發(fā)送lpwan信號(hào)，否則觸發(fā)模塊輸出一直為低電平；輸出模塊，用于輸出高電平或低電平。

進(jìn)一步地，所述感應(yīng)線圈感應(yīng)激活電子標(biāo)簽的距離在10-300cm之間，具體距離可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，所述lpwan包括nb-iot、lora、sigfox、rpma、lte-m、nwave等物聯(lián)網(wǎng)。

在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電子標(biāo)簽應(yīng)用于自行車有序停放管理系統(tǒng)，并安裝在自行車上；所述感應(yīng)線圈鋪設(shè)在自行車規(guī)定停放的區(qū)域，用于觸發(fā)電子標(biāo)簽發(fā)送停車請(qǐng)求給后臺(tái)服務(wù)器；所述電子標(biāo)簽用于判斷自行車是否進(jìn)入感應(yīng)線圈工作區(qū)，如果進(jìn)入，則被觸發(fā)激活，并通過(guò)低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送停車請(qǐng)求給后臺(tái)服務(wù)器，否則處于休眠狀態(tài)；所述后臺(tái)服務(wù)器用于管理轄區(qū)內(nèi)所有自行車的授權(quán)管理、接口管理、統(tǒng)計(jì)管理，并且用于判定停車合理后發(fā)送允許鎖車信號(hào)給智能鎖或用戶終端或電子標(biāo)簽；所述智能鎖用于自動(dòng)鎖車，或者與用戶終端及電子標(biāo)簽一樣，用于提醒用戶手動(dòng)鎖車，從而完成還車。

進(jìn)一步地，所述停車請(qǐng)求包括標(biāo)識(shí)信息、停車位地址信息以及請(qǐng)求停車信號(hào)，其中標(biāo)識(shí)信息與所述自行車唯一對(duì)應(yīng)并綁定。

進(jìn)一步地，所述后臺(tái)服務(wù)器對(duì)自行車的標(biāo)識(shí)信息及停車位地址信息進(jìn)行管理、授權(quán)、分發(fā)、撤銷和存儲(chǔ)；所述后臺(tái)服務(wù)器還用于對(duì)所述自行車及相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)管。

進(jìn)一步地，所述手動(dòng)鎖車的情況包括：用戶終端或智能鎖或電子標(biāo)簽接收到所述允許鎖車信號(hào)后，發(fā)出振動(dòng)或響聲提示用戶，可以鎖車；用戶鎖車后，智能鎖、用戶終端、電子標(biāo)簽、車載控制器中的任意一項(xiàng)向所述后臺(tái)服務(wù)器發(fā)送已鎖車指令，后臺(tái)服務(wù)器接收到已鎖車指令后，停止計(jì)時(shí)收費(fèi)，將車改為空閑狀態(tài)，并向用戶終端發(fā)送此次行程的計(jì)費(fèi)信息，從而完成還車。

進(jìn)一步地，所述后臺(tái)服務(wù)器至少包括無(wú)線通信模塊和lpwan傳輸模塊；無(wú)線通信模塊用于與用戶終端或智能鎖進(jìn)行通信；lpwan傳輸模塊用于與電子標(biāo)簽進(jìn)行通信。

優(yōu)選地，所述自行車包括但不限于共享單車、公共自行車、共享電動(dòng)自行車。

本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案提供了一種基于lpwan和rfid技術(shù)的電子標(biāo)簽，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下顯著效果：

1.本發(fā)明巧妙地將無(wú)源被動(dòng)型電子標(biāo)簽和有源主動(dòng)型電子標(biāo)簽進(jìn)行結(jié)合，通過(guò)無(wú)源被動(dòng)型的部分完成對(duì)感應(yīng)線圈的觸發(fā)，通過(guò)有源主動(dòng)型部分完成對(duì)信號(hào)的發(fā)射，從而實(shí)現(xiàn)基于lpwan和rfid技術(shù)的電子標(biāo)簽。

2.本發(fā)明通過(guò)低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽直接發(fā)射信號(hào)給后臺(tái)服務(wù)器，而不需要經(jīng)過(guò)其他中間節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離通信；除此之外，本發(fā)明基于lpwan和rfid技術(shù)的電子標(biāo)簽不僅僅帶寬低、功耗低、待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，成本也低，而且由于lpwan支持海量連接以及深度覆蓋能力，因此該電子標(biāo)簽對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求低，即使在較偏僻的郊區(qū)，也能被聯(lián)通。

3.本發(fā)明將該電子標(biāo)簽應(yīng)用于對(duì)自行車的管理方面，實(shí)現(xiàn)了自行車的有序停放，該自行車上的電子標(biāo)簽識(shí)別到指定停放區(qū)域的精度可以達(dá)到10-30cm，只有停放到規(guī)定區(qū)域，才能上鎖，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的亂停亂放的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中電子標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一電子標(biāo)簽中觸發(fā)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例二中電子標(biāo)簽應(yīng)用于自行車有序停放管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

針對(duì)背景技術(shù)中提到的缺陷，本發(fā)明提供了一種基于lpwan和rfid技術(shù)的電子標(biāo)簽的技術(shù)方案，在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過(guò)rfid近距離感應(yīng)，然后通過(guò)低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)來(lái)傳輸信息，實(shí)現(xiàn)低成本、低功耗、廣覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，達(dá)到改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中的明顯缺陷。

由于低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也稱為低功耗廣域網(wǎng)(lpwa)；所述lpwan包括nb-iot、lora、sigfox、rpma、lte-m、nwave等物聯(lián)網(wǎng)。在本發(fā)明中，由于采用基于lpwan的電子標(biāo)簽，因此相比現(xiàn)有技術(shù)中的電子標(biāo)簽，具有以下特點(diǎn)：支持待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)要求不高；本發(fā)明電子標(biāo)簽不僅可以滿足如農(nóng)村這樣的廣覆蓋需求，對(duì)于偏僻郊區(qū)、廠區(qū)、地下車庫(kù)這類對(duì)深度覆蓋有要求也同樣適用；基于lpwan和rfid的電子標(biāo)簽具有低功耗特性，這也是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用一項(xiàng)重要指標(biāo)，該電子標(biāo)簽不需要經(jīng)常更換電池和也適應(yīng)環(huán)境惡劣的場(chǎng)合，其續(xù)航時(shí)間可以從1年到幾年不等。在lawan相關(guān)協(xié)議中，lte-m、nb-iot直接部署于gsm/lte網(wǎng)絡(luò)，因此，本發(fā)明的基于lte-m、nb-iot的電子標(biāo)簽，并不需要重新搭建lte-m、nb-iot網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)成本低，而且由于lte-m、nb-iot不占用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)帶寬，還可以保證傳統(tǒng)業(yè)務(wù)和自行車通訊業(yè)務(wù)同時(shí)穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。對(duì)于lora、sigfox、nwave、rpma網(wǎng)絡(luò)，則如果在管轄區(qū)域沒(méi)有覆蓋相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，則需要在感應(yīng)線圈站點(diǎn)附近布置相應(yīng)的接收器。

具體地，如圖一所示，為本發(fā)明實(shí)施例一中電子標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)示意圖；該基于lpwan和rfid技術(shù)的電子標(biāo)簽9，包括天線模塊2、微處理器8和電池6，所述電子標(biāo)簽9還包括lpwan傳輸模塊5和觸發(fā)模塊3，其中，lpwan傳輸模塊5、電池6和觸發(fā)模塊3都連接微處理器8，天線模塊2連接觸發(fā)模塊3；天線模塊2用于感應(yīng)感應(yīng)線圈1，當(dāng)電子標(biāo)簽靠近感應(yīng)線圈1時(shí)，感應(yīng)線圈1的電磁場(chǎng)給天線模塊2充電，從而使得天線模塊2具備能量；觸發(fā)模塊3用于在傳感到天線模塊2具備能量后，觸發(fā)電子標(biāo)簽9發(fā)送lpwan信號(hào)；lpwan傳輸模塊5用于收發(fā)lpwan信號(hào)；電池6用于為電子標(biāo)簽9各模塊供電；微處理器8用于處理信號(hào)，并控制lpwan傳輸模塊收發(fā)信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述電子標(biāo)簽9還包括存儲(chǔ)器4，用于存儲(chǔ)唯一的標(biāo)識(shí)信息；lpwan傳輸模塊5還用于與后臺(tái)服務(wù)器7通過(guò)低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信，并在電子標(biāo)簽9被觸發(fā)后，通過(guò)微處理器8控制其發(fā)送所述標(biāo)識(shí)信息給后臺(tái)服務(wù)器7。

進(jìn)一步地，如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例一電子標(biāo)簽中觸發(fā)模塊3的結(jié)構(gòu)示意圖；所述觸發(fā)模塊3內(nèi)部包括能量傳感器12、判斷模塊10和輸出模塊11；其中，能量傳感器12用于傳感天線模塊2的能量，判斷模塊10，用于判斷傳感的能量是否大于預(yù)設(shè)的閾值，如果大于閾值，則觸發(fā)模塊3發(fā)送高電平給微處理器8，觸發(fā)電子標(biāo)簽9發(fā)送lpwan信號(hào)，否則觸發(fā)模塊3輸出一直為低電平；輸出模塊，用于輸出高電平或低電平。

進(jìn)一步地，所述感應(yīng)線圈感應(yīng)激活電子標(biāo)簽的距離在10-300cm之間，具體距離可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，所述lpwan包括nb-iot、lora、sigfox、rpma、lte-m、nwave等物聯(lián)網(wǎng)。

在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中，如圖3所示，為本發(fā)明實(shí)施例二中電子標(biāo)簽應(yīng)用于自行車有序停放管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；所述電子標(biāo)簽9應(yīng)用于自行車13有序停放管理系統(tǒng)，并安裝在自行車13上；所述感應(yīng)線圈1鋪設(shè)在自行車13規(guī)定停放的區(qū)域，用于觸發(fā)電子標(biāo)簽9發(fā)送停車請(qǐng)求給后臺(tái)服務(wù)器7；所述電子標(biāo)簽9用于判斷自行車是否進(jìn)入感應(yīng)線圈工作區(qū)，如果進(jìn)入，則被觸發(fā)激活，并通過(guò)低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送停車請(qǐng)求給后臺(tái)服務(wù)器7，否則處于休眠狀態(tài)；所述后臺(tái)服務(wù)器7用于管理轄區(qū)內(nèi)所有自行車的授權(quán)管理、接口管理、統(tǒng)計(jì)管理，并且用于判定停車合理后發(fā)送允許鎖車信號(hào)給智能鎖15或用戶終端14或電子標(biāo)簽9；所述智能鎖15用于自動(dòng)鎖車，或者與用戶終端14及電子標(biāo)簽9一樣，用于提醒用戶手動(dòng)鎖車，從而完成還車。

進(jìn)一步地，所述停車請(qǐng)求包括標(biāo)識(shí)信息、停車位地址信息以及請(qǐng)求停車信號(hào)，其中標(biāo)識(shí)信息與所述自行車唯一對(duì)應(yīng)并綁定。

進(jìn)一步地，所述后臺(tái)服務(wù)器7對(duì)自行車的標(biāo)識(shí)信息及停車位地址信息進(jìn)行管理、授權(quán)、分發(fā)、撤銷和存儲(chǔ)；所述后臺(tái)服務(wù)器7還用于對(duì)所述自行車及相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)管。

進(jìn)一步地，所述手動(dòng)鎖車的情況包括：用戶終端14或智能鎖15或電子標(biāo)簽9接收到所述允許鎖車信號(hào)后，發(fā)出振動(dòng)或響聲提示用戶，可以鎖車；用戶鎖車后，智能鎖15、用戶終端14、電子標(biāo)簽9、車載控制器中的任意一項(xiàng)向所述后臺(tái)服務(wù)器7發(fā)送已鎖車指令，后臺(tái)服務(wù)器7接收到已鎖車指令后，停止計(jì)時(shí)收費(fèi)，將車改為空閑狀態(tài)，并向用戶終端發(fā)送此次行程的計(jì)費(fèi)信息，從而完成還車。

進(jìn)一步地，所述后臺(tái)服務(wù)器7至少包括無(wú)線通信模塊和lpwan傳輸模塊；無(wú)線通信模塊用于與用戶終端14或智能鎖15進(jìn)行通信；lpwan傳輸模塊用于與電子標(biāo)簽進(jìn)行通信。

優(yōu)選地，所述自行車包括但不限于共享單車、公共自行車、共享電動(dòng)自行車。

在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中，由于所述感應(yīng)線圈由柔性材料包裹，可以根據(jù)停車場(chǎng)的具體結(jié)構(gòu)，因地布設(shè)，因此，在不規(guī)則形狀的?？繀^(qū)域，如斜坡、土丘間、弧形長(zhǎng)條狀等不規(guī)則區(qū)域地帶，也可以設(shè)置自行車?？奎c(diǎn)。

在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中，還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以臨時(shí)設(shè)置停車位的優(yōu)勢(shì)。比如大型演唱會(huì)等大型活動(dòng)時(shí)需要臨時(shí)增加停車位時(shí)，可以隨時(shí)通過(guò)鋪設(shè)感應(yīng)線圈來(lái)增設(shè)停車位，應(yīng)急性強(qiáng)。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。