CN101770598A - 有源射频识别标签、系统及识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种有源射频识别标签、系统及识别方法。本发明提出的方法中有源射频识别标签周期性主动去接收有源射频识别读写器发射的监测信号，有源射频识别标签会检测所接收到的监测信号强度及/或监测信号质量来判断有源射频识别标签与有源射频识别读写器之间的位置距离，本发明将有源射频识别标签分成四种工作状态，根据有源射频识别标签与有源射频识别读写器之间的位置距离来控制有源射频识别标签在各个工作状态间的转换，实现了动态功耗管理，具有远距离通讯和超低功耗的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种有源射频识别标签、系统及实现方法，特别是公开一种长距离通讯和超低功耗的有源射频识别标签、系统及识别方法。
背景技术
射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)是一种无接触自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，射频识别系统包括射频识别标签(RFIDTag，以下简称射频标签)和射频识别读写器(RFID reader，以下简称读写器)，为了达到长的通讯距离现有的射频识别系统通常工作在超高频UHF(Ultra High Frequency)频段如902MHz到928MHz，或工作在工业、科学和医疗(ISM：Industrial，Scientific andMedical)2.4GHz频段如2400MHz到2483.5MHz频段，或工作在更高的5.8GHz微波频段。当前的射频识别技术通常有三种方案，第一种方案是无源射频识别(passive RFID)，该方案中射频识别标签是无源的，它本身不含有电池，在读写器的读写范围之外时，射频标签处于无源状态，在读写器的读写范围之内时，射频标签从读写器发出的射频能量中提取其工作所需的电源，射频标签到读写器的数据传输需要借助读写器发射的载波，一般采用负载调制的反射技术将射频标签数据调制到读写器发射的载波上并反射回读写器，其缺点是通讯距离较短，无源射频识别能达到的最大通讯距离通常小于5米。第二种方案是半无源射频识别(semi-passive RFID)，该方案中射频标签是半无源的，它含有电池，射频标签不需要从读写器发出的射频能量中提取其工作所需的电源，但射频标签到读写器的数据传输仍然需要借助读写器发射的载波，半无源射频标签依然像无源射频标签一样采用负载调制的反射技术将射频标签数据调制到读写器发射的载波上并反射回读写器，较之第一种方案而言第二种方案可以工作的最大通讯距离有所提高，通常可以达到10米到15米，但仍然难以满足20米到50米或更远通讯距离的要求。第三种方案是有源射频识别(active RFID)，该方案中射频标签是有源的，它含有电池，射频标签不需要从读写器发出的射频能量中提取其工作所需的电源，射频标签到读写器的数据传输也不需要借助读写器发射的载波，有源射频标签能自己产生载波并调制标签数据到该载波上，然后通过发射机发射给读写器，该方案中发射机是有源发射机，因此发射机可以工作在大的发射功率，通常可以达到20米到50米或更远的通讯距离，完全可以满足长距离通讯的要求，但其缺点是需要电池供电，功耗大，使用寿命短。如何降低有源射频识别标签的功耗以达到数年或更长的使用寿命是一个技术难题。为解决有源射频标签的大功耗问题在现有技术中一种方法是让有源射频标签平时工作在睡眠状态，有源射频标签接收读写器发射的射频信号并把它转换为直流信号来判断是否进入读写器覆盖区域并唤醒射频标签进入工作状态开始发射标签ID信息，这在申请号为200710119625.x的发明专利中有提到，这种唤醒方式的缺点是存在外来射频干扰信号引起的误唤醒，如果一直存在工业、科学和医疗频段(ISM：Industrial，Scientificand Medical频段)的干扰信号，则射频标签就会判断一直处于读写器的覆盖区域并会一直处于误发射状态，导致功耗很大，标签电池会很快耗尽，另外射频识别标签必须检测到足够大的直流信号才能被唤醒，这就要求射频识别标签必须接收到足够大的读写器发射的射频信号，由于读写器最大的发射信号是受国际标准限制的，例如在超高频902MHz到928MHz频段，读写器最大发射功率为4瓦，这也进一步限制了有源射频标签的最大读写距离实际上达不到20米。现有技术的另外一种方法是让有源射频标签工作在周期性发射或接收状态，每隔一定的周期间隔时间有源射频标签从睡眠状态醒来发射或接收一次并检查是否收到读写器返回的响应信号，射频标签根据是否收到读写器的响应信号来判断是否进入读写器覆盖区域，射频标签以上述方式周期性检查是否进入读写器覆盖区域，如果射频标签采用短的工作周期会造成有源射频标签频繁检查是否进入读写器覆盖区域，导致功耗太大，射频标签不得不使用高容量电池以达到数年或更长的使用时间。如果射频标签采用很长的工作周期，平均功耗会变低，但当射频标签前一个周期没有收到读写器的响应信号时，射频标签必须等待一个周期的时间才能进行下一次检查，工作周期越长，射频标签进行下一次检查所需等待的时间也就越长，造成读写器读写射频标签的速度太慢，如果射频标签在开始下一次检查前又移出了读写器覆盖区域，就会漏读射频标签。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种能让有源射频识别标签工作在20米到50米或更远的通讯距离，并且实现超低功耗，达到数年或更长的使用时间而不用换电池的有源射频识别标签、系统及识别方法，以实现既能长距离通讯又能取得超低功耗的目的。
本发明是这样实现的：一种有源射频识别标签，包括标签天线单元、标签电源单元、与标签电源单元分别相连的标签微控制器单元和标签射频单元，所述标签射频单元包括标签发射机、标签接收机，所述标签射频单元中的标签发射机、标签接收机各自分别与标签微控制器单元、标签天线单元相连，其特征在于：所述标签射频单元还包括标签接收信号强度检测单元，标签接收信号强度检测单元用于检测所述有源射频识别标签所接收的信号强度，所述标签接收信号强度检测单元与所述标签微控制器单元相连，所述标签接收信号强度检测单元还与标签接收机或标签天线单元相连。
所述标签射频单元还包括标签接收链路质量指示单元，标签接收链路质量指示单元用于指示标签接收机接收链路的质量，指示误包率、误码率或误帧率。所述标签接收链路质量指示单元分别与标签接收机、标签微控制器单元相连。
所述标签微控制器单元根据标签接收信号强度检测单元检测的信号强度及/或标签接收链路质量指示单元指示的信号质量来判断有源射频识别标签与有源射频识别读写器之间的位置距离。标签微控制器单元分别与标签接收机、标签接收信号强度检测单元、标签接收链路质量指示单元和标签电源单元相连。
所述标签发射机为可调信道发射机，由标签微控制器单元控制实现信道间的切换；所述标签发射机为可调发射功率发射机，由标签微控制器单元控制实现发射功率等级间的切换。
所述标签微控制器单元控制标签接收机并调节信道实现信道间的切换；所述标签微控制器单元控制标签接收机并调整标签接收机的工作周期大小。
一种包含上述有源射频识别标签的有源射频识别系统，包括有源射频识别读写器，所述有源射频识别读写器包括读写器第一天线单元、读写器电源单元、与读写器电源单元分别相连的读写器微控制器单元、读写器第一射频单元，所述读写器第一射频单元包括分别与读写器第一天线单元相连的读写器第一发射机、读写器接收机，其特征在于：还包括与所述有源射频识别读写器通过无线方式进行信息交换的有源射频识别标签；
所述有源射频识别读写器还包括读写器第二天线单元、分别与读写器电源单元、读写器微控制器单元相连的读写器第二射频单元，所述读写器第二射频单元设有与读写器第二天线单元相连的读写器第二发射机；所述读写器第一射频单元还包括与所述读写器微控制器单元相连的读写器接收信号强度检测单元，所述读写器接收信号强度检测单元还与所述读写器接收机或读写器第一天线单元相连，所述读写器接收信号强度检测单元用于检测所述有源射频识别读写器所接收的信号强度。
所述读写器第一射频单元还包括分别与读写器微控制器单元、读写器接收机相连的读写器接收链路质量指示单元；
所述读写器接收链路质量指示单元用于检测读写器接收机接收链路的质量，指示误码率、误包率或误帧率。
所述读写器第二发射机周期性发射监测信号，所述读写器第二发射机的工作周期由读写器微控制器单元控制调整，所述监测信号的信号覆盖半径大于或等于有源射频识别标签与有源射频识别读写器的读写识别距离，所述监测信号包含有源射频识别读写器的识别号、地址、通知有源射频识别标签切换信道的信息。
所述读写器第一发射机的信道可调并由读写器微控制器单元控制以实现信道间的切换；所述读写器第一发射机为可调发射功率发射机并由读写器微控制器单元控制以实现功率等级间的切换。
所述读写器第二发射机的信道可调并由读写器微控制器单元控制以实现信道间的切换；所述读写器第二发射机为可调发射功率发射机并由读写器微控制器单元控制以实现功率等级间的切换。
所述有源射频识别标签包括标签天线单元、标签电源单元、与标签电源单元分别相连的标签微控制器单元和标签射频单元，所述标签射频单元包括标签发射机、标签接收机，所述标签射频单元中的标签发射机、标签接收机各自分别与标签微控制器单元、标签天线单元相连，所述标签射频单元还包括标签接收链路质量指示单元，所述标签接收链路质量指示单元分别与标签接收机、标签微控制器单元相连，所述标签射频单元还包括标签接收信号强度检测单元，所述标签接收信号强度检测单元与所述标签微控制器单元相连，所述标签接收信号强度检测单元还与标签接收机或标签天线单元相连。
所述标签接收链路质量指示单元用于检测标签接收机接收链路的质量，指示误包率、误码率或误帧率；所述标签接收信号强度检测单元用于检测所述有源射频识别标签所接收的信号强度。
上述有源射频识别标签与有源射频识别读写器的组合构成了本发明的有源射频识别系统。
所述有源射频识别读写器的读写器第一发射机和读写器接收机工作在读写信道上，读写信道用于有源射频识别读写器和有源射频识别标签的读写识别信息交换。有源射频识别读写器的读写器第二发射机工作在监测信道上，监测信道用于周期性发射监测信号，监测信号包含有源射频识别读写器的识别号、地址和通知有源射频识别标签切换信道的信息。
所述有源射频识别标签的工作状态分为：请求读写状态、浅度睡眠状态、半深度睡眠状态、深度睡眠状态，所述浅度睡眠状态、半深度睡眠状态、深度睡眠状态都是周期性接收状态，这三种状态的工作周期关系是：浅度睡眠状态的工作周期≤半深度睡眠状态的工作周期≤深度睡眠状态的工作周期。
所述有源射频识别标签处于所述深度睡眠状态、半深度睡眠状态或浅度睡眠状态时，所述有源射频识别标签的标签接收机的信道调谐在监测信道上周期性接收有源射频识别读写器的读写器第二发射机发射的监测信号，所述有源射频识别标签的标签接收信号强度检测单元检测有源射频识别标签接收到的监测信号的信号强度，所述有源射频识别标签的标签接收链路质量指示单元检测标签接收机接收的监测信号的质量，指示误包率、误码率或误帧率。
所述有源射频识别标签处于所述请求读写状态时，标签接收机和标签发射机的信道调谐在读写信道上和有源射频识别读写器的读写器第一发射机、读写器接收机相互通讯完成信息交换。
所述标签微控制器单元根据标签接收信号强度检测单元所检测到的监测信号强度及/或标签接收链路质量指示单元所检测到的监测信号质量来判断有源射频识别标签与有源射频识别读写器之间的位置距离。
所述标签微控制器单元通过判断有源射频识别标签与有源射频识别读写器之间的位置距离来控制有源射频识别标签在请求读写状态、浅度睡眠状态、半深度睡眠状态、深度睡眠状态这四种工作状态间的切换，实现动态功耗管理，从而达到超低功耗，具体方法如下：
一种上述的有源射频识别系统的识别方法，包括如下步骤：
1)有源射频识别读写器的读写器第二发射机调谐在监测信道上，向有源射频识别标签周期性发射监测信号，读写器第二发射机的工作周期由读写器微控制器控制调整。确定监测信号的最大覆盖半径的具体方法为：有源射频识别读写器发射的监测信号从有源射频识别读写器所在位置向远处传输，当监测信号的强度衰减到有源射频标签的标签接收机的接收灵敏度对应的信号强度时监测信号所传输的距离就是监测信号的最大覆盖半径。调整有源射频识别读写器发射的监测信号的发射功率的大小可以调整监测信号的最大覆盖半径的大小。
2)以有源射频识别读写器所在的位置为中心，根据有源射频识别标签距离有源射频识别读写器位置的远近划分有源射频识别标签的工作状态区域，由内向外依次为：读写区、浅度睡眠区、半深度睡眠区、深度睡眠区，其中读写区与深度睡眠区为必定存在的区域；
所述的以有源射频识别读写器所在位置为中心向外划分的读写区、浅度睡眠区、半深度睡眠区、深度睡眠区这四个工作状态区域的划分方法为：
设定有源射频识别标签与有源射频识别读写器的读写识别距离为R0，即读写区半径为R0；设浅度睡眠区与半深度睡眠区的交界处至有源射频识别读写器所在位置的半径为R1，监测信号最大覆盖半径为R2，其中R0≤R1≤R2，则：
深度睡眠区为：以有源射频识别读写器所在位置为中心，以监测信号最大覆盖半径R2为半径的圆形区域外的区域为深度睡眠区；
半深度睡眠区为：以有源射频识别读写器所在位置为中心，半径R1与R2之间的环状区域为半深度睡眠区；
浅度睡眠区为：以有源射频识别读写器所在位置为中心，半径R1与R0之间的环状区域为浅度睡眠区；
读写区为：以有源射频识别读写器所在位置为中心，以R0为半径所形成的圆形区域为读写区；
根据上述工作状态区域的划分方法，当R0＜R1＝R2时不存在半深度睡眠区，只有读写区，浅度睡眠区和深度睡眠区；当R0＝R1＜R2时不存在浅度睡眠区，只有读写区，半深度睡眠区和深度睡眠区；当R0＝R1＝R2时不存在浅度睡眠区和半深度睡眠区，只有读写区和深度睡眠区。
3)定义有源射频识别标签的工作状态：所述有源射频识别标签的工作状态依次与步骤2中所述区域对应分别为：请求读写状态、浅度睡眠状态、半深度睡眠状态、深度睡眠状态；所述有源射频识别标签的浅度睡眠状态、半深度睡眠状态、深度睡眠状态为周期性接收工作状态，其关系为：浅度睡眠状态的工作周期T10≤半深度睡眠状态的工作周期T12≤深度睡眠状态的工作周期T2，在上述不同工作状态的每个工作周期中所述有源射频识别标签收到的有源射频识别读写器发射的监测信号为至少一次；
所述有源射频识别标签在所述四个工作区域的工作状态的定义方法为，
3.1)深度睡眠状态：在深度睡眠区有源射频识别标签工作在监测信道上，处于周期性接收监测信号状态，深度睡眠状态的工作周期为T2，
T2≤T(R2)
其中R2为监测信号最大覆盖半径；T(R2)为读写过程中有源射频识别标签从深度睡眠区和半深度睡眠区的交界处位置移动到有源射频识别读写器所在位置移动距离为R2时所需的时间或是有源射频识别读写器移动到有源射频识别标签所在位置移动距离为R2时所需的时间，工作周期T2的取值小于或等于读写过程中有源射频识别标签从深度睡眠区和半深度睡眠区的交界处位置相对移动到有源射频识别读写器所在位置所需的时间。
有源射频识别标签在每逢一个工作周期时间T2时接收由有源射频识别读写器发出的监测信号，在每个工作周期时间T2内有源射频识别标签接收监测信号时处于工作状态，其余时间处于低功耗睡眠状态，即有源射频识别标签整个工作周期T2分为接收监测信号状态和低功耗睡眠状态；在每个工作周期时间T2内有源射频识别标签处于接收监测信号状态的时间要大于有源射频识别读写器发射监测信号的工作周期以保证有源射频识别标签在每个工作周期时间T2内所接收的监测信号为至少一次，通过调整半径R2的大小可以调整深度睡眠状态的工作周期T2的大小；
有源射频识别标签在深度睡眠区维持在上述的深度睡眠状态。
3.2)半深度睡眠状态：在半深度睡眠区有源射频识别标签工作在监测信道上，处于周期性接收监测信号状态，半深度睡眠状态的工作周期为T12，
T12≤T(R1)
其中R1为浅度睡眠区与半深度睡眠区的交界处至有源射频识别读写器所在位置的半径；T(R1)为读写过程中有源射频识别标签从半深度睡眠区和浅度睡眠区的交界处位置移动到有源射频识别读写器所在位置移动距离为R1时所需的时间或是有源射频识别读写器移动到有源射频识别标签所在位置移动距离为R1时所需的时间，工作周期T12小于或等于读写过程中有源射频识别标签从半深度睡眠区和浅度睡眠区的交界处位置相对移动到有源射频识别读写器所在位置所需的时间。
有源射频识别标签在每逢一个工作周期时间T12时接收由有源射频识别读写器发出的监测信号，在每个工作周期时间T12内有源射频识别标签接收监测信号时处于工作状态，其余时间处于低功耗睡眠状态，即有源射频识别标签整个工作周期T12分为接收监测信号状态和低功耗睡眠状态；在每个工作周期时间T12内有源射频识别标签处于接收监测信号状态的时间要大于有源射频识别读写器发射监测信号的工作周期以保证有源射频识别标签在每个工作周期时间T12内所接收的监测信号为至少一次，通过调整半径R1的大小可以调整半深度睡眠状态的工作周期T12的大小；
有源射频识别标签在半深度睡眠区维持在上述的半深度睡眠状态。
3.3)浅度睡眠状态：在浅度睡眠区有源射频识别标签工作在监测信道上，处于周期性接收监测信号状态，浅度睡眠状态的工作周期为T10，
T10≤T(R0)
其中R0为读写区半径；T(R0)为读写过程中有源射频识别标签从浅度睡眠区和读写区的交界处位置移动到有源射频识别读写器所在位置移动距离为R0时所需的时间或是有源射频识别读写器移动到有源射频识别标签所在位置移动距离为R0时所需的时间，工作周期T10小于或等于读写过程中有源射频识别标签从浅度睡眠区和读写区的交界处位置相对移动到有源射频识别读写器所在位置所需的时间。
有源射频识别标签在每逢一个工作周期时间T10时接收由有源射频识别读写器发出的监测信号，在每个工作周期时间T10内有源射频识别标签接收监测信号时处于工作状态，其余时间处于低功耗睡眠状态，即有源射频识别标签整个工作周期T10分为接收监测信号状态和低功耗睡眠状态；在每个工作周期时间T10内有源射频识别标签处于接收监测信号状态的时间要大于有源射频识别读写器发射监测信号的工作周期以保证有源射频识别标签在每个工作周期时间T10内所接收的监测信号为至少一次，通过调整半径R0的大小可以调整浅度睡眠状态的工作周期T10的大小；
有源射频识别标签在浅度睡眠区维持在上述的浅度睡眠状态。
3.4)请求读写状态：在读写区有源射频识别标签从监测信道切换到读写信道上，有源射频识别标签在读写信道上利用标签接收信号强度检测单元的检测接收信号强度的功能采用载波侦听冲突避免的方法向有源射频识别读写器发出读写请求，该工作方式的状态为请求读写状态。
上述请求读写状态采用的载波侦听冲突避免的方法具体为：有源射频识别标签在标签发射机发射前先打开标签接收机和标签接收信号强度检测单元并调谐在读写信道上去侦听载波，如果标签接收信号强度检测单元在读写信道上没有检测到载波信号或检测到的载波信号强度低于设定的干扰门限值，则有源射频识别标签打开标签发射机并调谐在读写信道上向有源射频识别读写器发射出读写请求，称为发射读写请求成功；如果标签接收信号强度检测单元在读写信道上检测到高于设定的干扰门限值的载波信号强度，即存在载波冲突，则有源射频识别标签在等待随机时间后再次进行载波侦听；如果在预定的时间Tn内有源射频识别标签一直都检测到读写信道上的载波冲突，则有源射频识别标签会放弃这次的发射请求，称为发射读写请求失败。
4)所述有源射频识别标签接收有源射频识别读写器发射的监测信号，并根据接收的监测信号的强度及/或接收的监测信号的质量来判断相对于有源射频识别读写器所在的距离位置以确定有源射频识别标签所在的工作状态区域并切换到相应的工作状态，从而实现有源射频识别标签的动态功耗管理，达到超低功耗。
当监测信号从有源射频识别读写器传输到有源射频识别标签，有源射频识别标签接收到的监测信号的强度等于有源射频识别读写器发射的监测信号强度与监测信号从有源射频识别读写器传输到有源射频识别标签的传输损耗之差。有源射频识别读写器外的每个工作状态区域都对应着相应的传输损耗的范围，由此可以计算出有源射频识别标签在每个工作状态区域接收到的监测信号的强度范围，由接收到的监测信号的强度范围同时也能计算出相对应的每个工作状态区域接收到的监测信号的接收链路质量的范围。由于可能存在的工业、科学和医疗(ISM：Industrial、Scientific and Medical)频段的干扰信号的影响，有源射频识别标签也会检测到大的同频干扰信号的强度，单凭接收的信号强度的大小不能判断有源射频识别标签接收的信号是有用的监测信号还是干扰信号，并可能误判断有源射频识别标签所处的工作状态区域，因此，本发明提出的方法检测接收信号的强度大小及/或接收链路的质量大小，这样极大的减少了由于干扰信号的影响造成有源射频识别标签所处工作状态区域的误判断。
有源射频识别标签切换工作状态的方法为，
4.1)设定有源射频识别标签在请求读写状态和浅度睡眠状态之间切换的监测信号强度门限标准A0，设定有源射频识别标签在浅度睡眠状态和半深度睡眠状态之间切换的监测信号强度门限标准A1，设定有源射频识别标签在半深度睡眠状态和深度睡眠状态之间切换的监测信号强度门限标准A2，设定有源射频识别标签在接收监测信号强度值为门限标准A2时对应的接收链路质量指示标准B，其中，
A0＝有源射频识别读写器发射的监测信号强度-监测信号从有源射频识别读写器传输到读写区与浅度睡眠区交界位置处的传输损耗，
A1＝有源射频识别读写器发射的监测信号强度-监测信号从有源射频识别读写器传输到浅度睡眠区与半深度睡眠区交界位置处的传输损耗，
A2＝有源射频识别读写器发射的监测信号强度-监测信号从有源射频识别读写器传输到半深度睡眠区与深度睡眠区交界位置处的传输损耗＝有源射频识别标签接收机的接收灵敏度对应的信号强度，
B＝有源射频识别标签的接收机接收的监测信号强度等于A2时对应的接收链路质量指示标准，指示误码率，误包率或误帧率，
接收链路质量指示用来指示误包率、误帧率或误码率，当有源射频识别标签接收链路质量指示小于或等于门限标准B时，表明接收的信号是有效的监测信号。
上述信号强度门限A0≥A1≥A2，有源射频识别标签切换工作状态的方法有如下步骤：
4.2)有源射频识别标签的初始化状态为深度睡眠状态，有源射频识别标签接收监测信号时先检查接收的监测信号强度是否大于或等于门限标准A2，当接收的监测信号强度小于门限标准A2时有源射频识别标签立即进入深度睡眠状态，而不用检查接收链路质量指示；只有当接收的监测信号强度大于或等于门限标准A2时有源射频识别标签才接下来继续检查接收链路质量指示。当有源射频识别标签接收监测信号时，若接收到的监测信号强度小于门限标准A2，则表示有源射频识别标签处于深度睡眠区，继续维持深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A2小于门限标准A1，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表示有源射频识别标签进入半深度睡眠区，进入步骤4.3，转为半深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A1小于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入浅度睡眠区，进入步骤4.4，转为浅度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入读写区，进入步骤4.5，转为请求读写状态；
4.3)有源射频识别标签处于半深度睡眠区和半深度睡眠状态，有源射频识别标签接收监测信号时先检查接收的监测信号强度是否大于或等于门限标准A2，当接收的监测信号强度小于门限标准A2时有源射频识别标签立即进入深度睡眠状态，而不用检查接收链路质量指示；只有当接收的监测信号强度大于或等于门限标准A2时有源射频识别标签才接下来继续检查接收链路质量指示。当有源射频识别标签接收监测信号时，若接收到的监测信号强度小于门限标准A2，则表示有源射频识别标签进入深度睡眠区，返回步骤4.2，转为深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A2小于门限标准A1，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签处于半深度睡眠区，维持半深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A1小于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入浅度睡眠区，进入步骤4.4，转为浅度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入读写区，进入步骤4.5，转为请求读写状态；
4.4)有源射频识别标签处于浅度睡眠区和浅度睡眠状态，有源射频识别标签接收监测信号时先检查接收的监测信号强度是否大于或等于门限标准A2，当接收的监测信号强度小于门限标准A2时有源射频识别标签立即进入深度睡眠状态，而不用检查接收链路质量指示；只有当接收的监测信号强度大于或等于门限标准A2时有源射频识别标签才接下来继续检查接收链路质量指示。当有源射频识别标签接收监测信号时，若接收到的监测信号强度小于门限标准A2，则表示有源射频识别标签进入深度睡眠区，返回步骤4.2，转为深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A2小于门限标准A1，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入半深度睡眠区，返回步骤4.3，转为半深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A1小于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签处于浅度睡眠区，维持浅度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入读写区，进入步骤4.5，转为请求读写状态；
4.5)有源射频识别标签处于读写区和请求读写状态，有源射频识别标签根据接收到的监测信号中包含的控制信息从监测信道切换到读写信道上，如果在请求读写状态有源射频识别标签向有源射频识别读写器发射读写请求成功后收到有源射频识别读写器的响应并成功完成和有源射频识别读写器的读写识别信息交换，则有源射频识别标签切换回监测信道上，返回步骤4.2，转为深度睡眠状态；如果在请求读写状态有源射频识别标签向有源射频识别读写器发射读写请求成功后没有收到有源射频识别读写器的响应及完成与有源射频识别读写器的读写识别信息交换或由于载波冲突导致有源射频识别标签发射读写请求失败，有源射频识别标签会重复1～10次上述请求读写状态，如果仍然不能成功完成和有源射频识别读写器的读写识别信息交换则有源射频识别标签切换回监测信道上，返回步骤4.4，转为浅度睡眠状态。
上述有源射频识别标签切换工作状态的方法中有源射频识别标签初始化状态为深度睡眠状态，当有源射频识别标签接收到监测信号并且其接收链路质量指示小于或等于接收链路质量指示标准B时，表明有源射频识别标签此时已离开深度睡眠区，由此可以判断有源射频识别标签的工作状态应从深度睡眠状态转换为其他工作状态。
有源射频识别标签周期性接收有源射频识别读写器发射的监测信号，不论有源射频识别标签处于深度睡眠区、半深度睡眠区、浅度睡眠区或是读写区，当有源射频识别读写器的第二发射机停止发射监测信号时有源射频识别标签由于接收不到有源射频识别读写器发射的监测信号，即接收信号强度小于门限标准A2，有源射频识别标签都会进入到深度睡眠状态。
本发明的有益效果是：1：本发明提出的方法中有源射频识别标签周期性主动去接收有源射频识别读写器发射的监测信号，并且有源射频识别标签会检查接收到的监测信号的信号强度及/或接收到的监测信号的质量以判断是否进入有源射频识别读写器的读写区，是主动检测技术，极大减少了干扰信号引起的误判断和干扰信号引起的有源射频识别标签误发射功耗损耗。
2：本发明提出的方法中有源射频识别标签的接收机灵敏度可以达到很高，如可达-87dBm，有源射频识别标签的通讯距离取决于射频调制技术，射频天线增益和可允许的发射机最大发射功率，可以实现长距离通讯。如采用MSK调制的有源射频识别标签在传输数据速率为250kbps、工作于工业、科学和医疗(ISM：Industrial，Scientific and Medical)2.4GHz频段、发射功率是1dBm时可以传输50米以上。
3：本发明提出的方法中有源射频识别读写器和有源射频识别标签的发射功率只有几个毫瓦，就可以达到20米到50米的通讯距离，功耗低。
4：本发明提出了深度睡眠区和深度睡眠状态的方法，在深度睡眠状态有源射频识别标签的工作周期为T2，T2≤T(R2)，通过加大读写器发射的监测信号的覆盖半径R2可以加大有源射频识别标签在深度睡眠状态时的工作周期T2，由于绝大部分时间有源射频识别标签都在有源射频识别读写器读写区之外的深度睡眠区，所以很大的工作周期T2可以使有源射频识别标签的平均功耗达到几个微安级的超低功耗。
5：本发明提出的方法中有源射频识别标签接收监测信号时先检查接收的监测信号强度是否大于或等于门限标准A2，当接收的监测信号强度小于门限标准A2时有源射频识别标签立即进入深度睡眠状态，而不用检查接收链路质量指示，只有当接收的监测信号强度大于或等于门限标准A2时有源射频识别标签才接下来继续检查接收链路质量指示，采用这种方法极大减少了有源射频识别标签的接收机的工作时间可以进一步大大降低有源射频识别标签的功耗。
5：本发明还提出了半深度睡眠区和半深度睡眠状态的方法，浅度睡眠区和浅度睡眠状态的方法，有源射频识别标签从深度睡眠区到半深度睡眠区再到浅度睡眠区，越接近读写区，有源射频识别标签的工作周期就越小，有源射频识别标签检查是否进入有源射频识别读写器读写区的速度就越快，这样保证了有源射频识别标签在进入读写区时会及时切换到请求读写状态，不会漏读有源射频识别标签，并解决了读写速度慢的问题。
6：本发明提出了有源射频识别标签在深度睡眠状态，半深度睡眠状态，浅度睡眠状态和请求读写状态之间动态转换的方法，动态调整有源射频识别标签的工作周期，实现了动态功耗管理，使有源射频识别标签可以达到超低功耗。
附图说明
图1是本发明有源射频识别标签的实施例1的结构框图
图2是本发明有源射频识别标签的实施例2的结构框图；
图3是本发明有源射频识别标签的实施例3的结构框图；
图4是本发明有源射频识别读写器的结构框图；
图5是本发明有源射频识别读写器的实施例的结构框图；
图6是本发明有源射频识别标签的工作状态区域示意图；
图7是本发明有源射频识别标签工作状态转换实例流程图；
具体实施方式
根据图1、图2，本发明有源射频识别标签，包括标签天线单元、标签电源单元、与标签电源单元分别相连的标签微控制器单元和标签射频单元，所述标签射频单元包括标签发射机、标签接收机，所述标签射频单元中的标签发射机、标签接收机各自分别与标签微控制器单元、标签天线单元相连，所述标签射频单元还包括标签接收信号强度检测单元，用于检测有源射频标签接收的信号强度，标签接收信号强度检测单元与所述标签微控制器单元相连，所述标签接收信号检测单元还与标签接收机或标签天线单元相连。所述标签射频单元还包括标签接收链路质量指示单元，标签接收链路质量指示单元分别与标签接收机、标签微控制器单元相连。所述标签接收链路质量指示单元用于指示标签接收机接收链路的质量，指示误包率、误码率或误帧率。所述标签发射机为可调信道发射机，由标签微控制器单元控制实现信道间的切换；所述标签发射机为可调发射功率发射机，由标签微控制器单元控制实现发射功率等级间的切换。所述标签微控制器单元控制标签接收机并调节信道实现信道间的切换；所述标签微控制器单元控制标签接收机并调整标签接收机的工作周期大小。
有源射频识别标签实施例1：根据图1，所述标签接收信号强度检测单元与标签接收机相连，其余结构如上述。这时标签接收信号强度检测单元通过标签接收机检测接收的信号强度。
有源射频识别标签实施例2：根据图2，所述标签接收信号强度检测单元不与标签接收机相连而直接与标签天线单元相连，其余结构如上述。这时标签接收信号强度检测单元通过标签天线单元去检测接收的信号强度。
所述有源射频识别标签的工作状态分为：请求读写状态、浅度睡眠状态、半深度睡眠状态、深度睡眠状态，所述浅度睡眠状态、半深度睡眠状态、深度睡眠状态都是周期性接收状态，这三种状态的工作周期关系是：浅度睡眠状态的工作周期≤半深度睡眠状态的工作周期≤深度睡眠状态的工作周期。
所述有源射频识别标签的标签接收机在深度睡眠状态、半深度睡眠状态和浅度睡眠状态调谐在监测信道上周期性接收有源射频识别读写器的读写器第二发射机发射的监测信号，所述有源射频识别标签的标签接收信号强度检测单元检测有源射频识别标签接收的监测信号的信号强度，所述有源射频识别标签的标签接收链路质量指示单元检测标签接收机接收的监测信号的质量，指示误包率、误码率或误帧率。
所述有源射频识别标签的标签接收机和标签发射机在请求读写状态调谐在读写信道上和有源射频识别读写器的读写器第一发射机和读写器接收机相互通讯完成信息交换。
所述标签微控制器单元根据标签接收信号强度检测单元检测到的监测信号强度及/或标签接收链路质量指示单元检测到的监测信号质量来判断有源射频识别标签与有源射频识别读写器之间的位置距离。
所述标签微控制器单元通过判断有源射频识别标签与有源射频识别读写器之间的位置距离来控制所述请求读写状态、浅度睡眠状态、半深度睡眠状态、深度睡眠状态这四种工作状态间的切换，实现动态功耗管理，从而达到超低功耗，
有源射频识别标签的实施例3：
根据图3，本实施例采用TI公司生产的单片机MSP430作为标签微控制器单元，标签射频单元是TI公司生产的2.4GHz频段的射频芯片CC2500，标签天线单元是基于印制电路板的微带天线，标签电源单元由锂电池供电。CC2500把标签发射机，标签接收机、标签接收信号强度检测单元和标签接收链路质量指示单元都集成在一起，数据传输速率可编程选择为250kbps，标签发射机和标签接收机的信道是可编程调整的，标签微控制器单元MSP430通过编程设置起始信道和信道间隔大小以及信道号可以调谐发射机和接收机到相应的信道号对应的频率，工作频段是2400MHz到2483.5MHz，属于2.4GHz工业、科学和医疗频段。标签发射机最大的发射功率是1dBm，可以通过标签微控制器单元MSP430编程调整标签发射机的输出功率，有18个功率等级可调。标签微控制器单元MSP430可以控制有源射频识别标签的工作状态，分别为：请求读写状态、浅度睡眠状态、半深度睡眠状态和深度睡眠状态，所述浅度睡眠状态、半深度睡眠状态和深度睡眠状态都是周期性接收状态，这三种状态的工作周期关系是：浅度睡眠状态的工作周期≤半深度睡眠状态的工作周期≤深度睡眠状态的工作周期，标签微控制器单元MSP430通过其内部的定时器可以控制调整标签接收机的工作周期的大小。本实施例中标签接收信号强度检测单元与标签接收机相连，当标签接收机接收监测信号时标签接收信号强度检测单元会输出接收的监测信号的强度大小，标签接收链路质量指示单元会输出接收链路的质量指示值的大小，CC2500的接收链路指示单元输出的质量指示值不是直接对应于接收的误码率，误帧率或误包率，可以通过软件把CC2500输出的接收链路质量指示值转换为和接收的误码率，误帧率或误包率相对应的值。该实施例中标签微控制器单元MSP430根据标签接收信号强度检测单元输出的监测信号的强度大小及/或标签接收链路质量指示单元输出的接收链路的质量指示值的大小判断有源射频识别标签与有源射频识别读写器之间的位置距离来控制所述请求读写状态、浅度睡眠状态、半深度睡眠状态、深度睡眠状态这四种工作状态间的切换，其中接收链路的质量指示值的大小指软件转换后的指示对应的接收误码率，误帧率或误包率的值。
根据图4，本发明有源射频识别读写器包括读写器第一天线单元、读写器电源单元、读写器微控制器单元、读写器第一射频单元、读写器第二射频单元和读写器第二天线单元。所述读写器第一射频单元包括分别与读写器第一天线单元和读写器电源单元相连的读写器第一发射机、读写器接收机，还包括分别与读写器微控制器单元、读写器接收机相连的读写器接收链路质量指示单元，所述读写器接收链路质量指示单元用于指示读写器接收机接收链路的质量，指示误码率、误包率或误帧率。所述读写器第一射频单元还包括与读写器微控制器单元相连的读写器接收信号强度检测单元，所述读写器接收信号强度检测单元还与读写器接收机或读写器第一天线单元相连，图4中读写器接收信号强度检测单元与所述读写器接收机相连，所述读写器接收信号强度检测单元用于检测有源射频识别读写器所接收的信号强度。当所述读写器接收信号强度检测单元与读写器接收机相连时，读写器接收信号强度检测单元通过读写器接收机检测所接收的信号强度；当读写器接收信号强度检测单元直接与所述读写器第一天线单元相连而不与读写器接收机相连时，读写器接收信号强度检测单元通过读写器第一天线单元去检测所接收的信号强度。读写器第二射频单元设有与读写器第二天线单元相连的读写器第二发射机，分别与读写器电源单元、读写器微控制器单元相连。
所述读写器第二发射机周期性发射监测信号，所述监测信号的最大信号覆盖半径大于或等于有源射频识别标签与有源射频识别读写器的读写识别距离，读写器第二发射机发射的监测信号包含有源射频识别读写器的识别号、地址和通知有源射频识别标签切换信道的信息。
所述读写器第一发射机的信道可调并由读写器微控制器单元控制以实现信道间的切换；所述读写器第一发射机为可调发射功率发射机并由读写器微控制器单元控制以实现功率等级间的切换。
所述读写器第二发射机的信道可调并由读写器微控制器单元控制以实现信道间的切换；所述读写器第二发射机为可调发射功率发射机并由读写器微控制器单元控制以实现功率等级间的切换。
所述有源射频识别读写器的读写器第一发射机和读写器接收机工作在读写信道上，读写信道用于有源射频识别读写器和有源射频识别标签的读写识别信息交换。有源射频识别读写器的读写器第二发射机工作在监测信道上，监测信道用于周期性发射监测信号，监测信号包含有源射频识别读写器的识别号、地址和通知有源射频识别标签切换信道的信息。
所述有源射频识别标签与所述有源射频识别读写器的组合构成了本发明的有源射频识别系统。
有源射频识别读写器实施例：
根据图5，本实施例采用TI公司生产的单片机MSP430作为读写器微控制器单元，读写器第一射频单元是TI公司生产的2.4GHz频段的射频芯片CC2500，读写器第一天线单元是基于印制电路板的微带天线，读写器电源单元由直流稳压电源供电，读写器第二射频单元是TI公司生产的2.4GHz频段的射频芯片CC2550，读写器第二天线单元是基于印制电路板的微带天线。读写器第一射频单元CC2500把读写器第一发射机，读写器接收机、读写器接收信号强度检测单元和读写器接收链路质量指示单元都集成在一起，数据传输速率可编程选择为250kbps，读写器第一发射机和读写器接收机的信道是可编程调整的，标签微控制器单元MSP430通过编程设置起始信道和信道间隔大小以及信道号可以调谐读写器第一发射机和读写器接收机到相应的信道号对应的频率，工作频段是2400MHz到2483.5MHz，属于2.4GHz工业、科学和医疗频段。读写器第一发射机最大的发射功率是1dBm，可以通过标签微控制器单元MSP430编程调整读写器第一发射机的输出功率，有18个功率等级可调。本实施例中读写器接收信号强度检测单元与读写器接收机相连，读写器接收信号强度检测单元会输出接收的监测信号的强度大小，读写器接收链路质量指示单元会输出接收链路的质量指示值的大小，CC2500的接收链路指示单元输出的质量指示值不是直接对应于接收的误码率，误帧率或误包率，可以通过软件把CC2500输出的接收链路质量指示值转换为和接收的误码率，误帧率或误包率相对应的值。读写器第二射频单元CC2550集成了读写器第二发射机，读写器第二发射机的信道是可编程调整的，标签微控制器单元MSP430通过编程设置起始信道和信道间隔大小以及信道号可以调谐读写器第二发射机到相应的信道号对应的频率，工作频段是2400MHz到2483.5MHz，属于2.4GHz工业、科学和医疗频段。读写器第二发射机最大的发射功率是1dBm，可以通过标签微控制器单元MSP430编程调整标签发射机的输出功率，有18个功率等级可调。读写器微控制器单元MSP430通过其内部的定时器可以控制调整读写器第二发射机的工作周期的大小，有源射频识别读写器的读写器第二发射机工作在监测信道上，周期性发射监测信号，监测信号包含的控制信息为有源射频识别读写器的识别号、地址、和通知有源射频识别标签进行信道切换的信息等。
本发明有源射频识别系统实现远距离通讯和超低功耗的方法，包括如下步骤：
1)有源射频识别读写器的读写器第二发射机调谐在监测信道上，向有源射频识别标签周期性发射监测信号，读写器第二发射机的工作周期由读写器微控制器控制调整，确定监测信号最大覆盖半径的具体方法为：有源射频识别读写器发射的监测信号从有源射频识别读写器所在位置向远处传输，当监测信号的强度衰减到有源射频识别标签接收机的接收灵敏度对应的信号强度时监测信号所传输的距离就是监测信号的最大覆盖半径。调整有源射频识别读写器发射的监测信号的发射功率的大小可以调整监测信号的最大覆盖半径的大小。
在上述有源射频识别标签实施例3中有源射频识别标签在数据速率为250Kbps、调制格式为MSK、误包率(PER：Packet Error Rate)为1％时的接收灵敏度为-87dBm，调整有源射频识别读写器发射的监测信号的发射功率的大小使得监测信号的强度衰减到-87dBm时监测信号所传输的距离即为监测信号的最大覆盖半径。
2)以有源射频识别读写器所在的位置为中心，根据有源射频识别标签距离有源射频识别读写器位置的远近划分有源射频识别标签的工作状态区域，由内向外依次为：读写区、浅度睡眠区、半深度睡眠区、深度睡眠区，其中读写区与深度睡眠区为必定存在的区域，如图6所示；
所述的以有源射频识别读写器所在位置为中心向外划分的读写区、浅度睡眠区、半深度睡眠区、深度睡眠区这四个工作状态区域的划分方法为：
设定有源射频识别标签与有源射频识别读写器的读写识别距离为R0，即读写区半径为R0；设浅度睡眠区与半深度睡眠区的交界处至有源射频识别读写器所在位置的半径为R1，监测信号最大覆盖半径为R2，其中R0≤R1≤R2，则：
深度睡眠区为：以有源射频识别读写器所在位置为中心，以监测信号最大覆盖半径R2为半径的圆形区域外的区域为深度睡眠区；
半深度睡眠区为：以有源射频识别读写器所在位置为中心，半径R1与R2之间的环状区域为半深度睡眠区；
浅度睡眠区为：以有源射频识别读写器所在位置为中心，半径R1与R0之间的环状区域为浅度睡眠区；
读写区为：以有源射频识别读写器所在位置为中心，以R0为半径所形成的圆形区域为读写区；
根据上述工作状态区域的划分方法，当R0＜R1＝R2时不存在半深度睡眠区，只有读写区，浅度睡眠区和深度睡眠区；当R0＝R1＜R2时不存在浅度睡眠区，只有读写区，半深度睡眠区和深度睡眠区；当R0＝R1＝R2时不存在浅度睡眠区和半深度睡眠区，只有读写区和深度睡眠区。
3)定义有源射频识别标签的工作状态：所述有源射频识别标签的工作状态依次与步骤2中所述区域对应分别为：读写区对应为请求读写状态、浅度睡眠区对应为浅度睡眠状态、半深度睡眠区对应为半深度睡眠状态、深度睡眠区对应为深度睡眠状态；所述有源射频识别标签的浅度睡眠状态、半深度睡眠状态、深度睡眠状态为周期性接收工作状态，其关系为：浅度睡眠状态的工作周期T10≤半深度睡眠状态的工作周期T12≤深度睡眠状态的工作周期T2，在上述不同工作状态的每个工作周期中所述有源射频识别标签收到的有源射频识别读写器发射的监测信号为至少一次；
所述有源射频识别标签在所述四个工作区域的工作状态的定义方法为，
3.1)深度睡眠状态：在深度睡眠区有源射频识别标签工作在监测信道上，处于周期性接收监测信号状态，深度睡眠状态的工作周期为T2，
T2≤T(R2)
其中R2为监测信号最大覆盖半径；T(R2)为读写过程中有源射频识别标签从深度睡眠区和半深度睡眠区的交界处位置移动到有源射频识别读写器所在位置移动距离为R2时所需的时间或是有源射频识别读写器移动到有源射频识别标签所在位置移动距离为R2时所需的时间，工作周期T2的取值小于或等于读写过程中有源射频识别标签从深度睡眠区和半深度睡眠区的交界处位置相对移动到有源射频识别读写器所在位置所需的时间。
有源射频识别标签在每逢一个工作周期时间T2时接收由有源射频识别读写器发出的监测信号，在每个工作周期时间T2内有源射频识别标签接收监测信号时处于工作状态，其余时间处于低功耗睡眠状态，即有源射频识别标签整个工作周期T2分为接收监测信号状态和低功耗睡眠状态；在每个工作周期时间T2内有源射频识别标签处于接收监测信号状态的时间要大于有源射频识别读写器发射监测信号的工作周期以保证有源射频识别标签在每个工作周期时间T2内所接收的监测信号为至少一次，通过调整半径R2的大小可以调整深度睡眠状态的工作周期T2的大小；
有源射频识别标签在深度睡眠区维持在上述的深度睡眠状态。
3.2)半深度睡眠状态：在半深度睡眠区有源射频识别标签工作在监测信道上，处于周期性接收监测信号状态，半深度睡眠状态的工作周期为T12，
T12≤T(R1)
其中R1为浅度睡眠区与半深度睡眠区的交界处至有源射频识别读写器所在位置的半径；T(R1)为读写过程中有源射频识别标签从半深度睡眠区和浅度睡眠区的交界处位置移动到有源射频识别读写器所在位置移动距离为R1时所需的时间或是有源射频识别读写器移动到有源射频识别标签所在位置移动距离为R1时所需的时间，工作周期T12小于或等于读写过程中有源射频识别标签从半深度睡眠区和浅度睡眠区的交界处位置相对移动到有源射频识别读写器所在位置所需的时间。
有源射频识别标签在每逢一个工作周期时间T12时接收由有源射频识别读写器发出的监测信号，在每个工作周期时间T12内有源射频识别标签接收监测信号时处于工作状态，其余时间处于低功耗睡眠状态，即有源射频识别标签整个工作周期T12分为接收监测信号状态和低功耗睡眠状态；在每个工作周期时间T12内有源射频识别标签处于接收监测信号状态的时间要大于有源射频识别读写器发射监测信号的工作周期以保证有源射频识别标签在每个工作周期时间T12内所接收的监测信号为至少一次，通过调整半径R1的大小可以调整半深度睡眠状态的工作周期T12的大小；
有源射频识别标签在半深度睡眠区维持在上述的半深度睡眠状态。
3.3)浅度睡眠状态：在浅度睡眠区有源射频识别标签工作在监测信道上，处于周期性接收监测信号状态，浅度睡眠状态的工作周期为T10，
T10≤T(R0)
其中R0为读写区半径；T(R0)为读写过程中有源射频识别标签从浅度睡眠区和读写区的交界处位置移动到有源射频识别读写器所在位置移动距离为R0时所需的时间或是有源射频识别读写器移动到有源射频识别标签所在位置移动距离为R0时所需的时间，工作周期T10小于或等于读写过程中有源射频识别标签从浅度睡眠区和读写区的交界处位置相对移动到有源射频识别读写器所在位置所需的时间。
有源射频识别标签在每逢一个工作周期时间T10时接收由有源射频识别读写器发出的监测信号，在每个工作周期时间T10内有源射频识别标签接收监测信号时处于工作状态，其余时间处于低功耗睡眠状态，即有源射频识别标签整个工作周期T10分为接收监测信号状态和低功耗睡眠状态；在每个工作周期时间T10内有源射频识别标签处于接收监测信号状态的时间要大于有源射频识别读写器发射监测信号的工作周期以保证有源射频识别标签在每个工作周期时间T10内所接收的监测信号为至少一次，通过调整半径R0的大小可以调整浅度睡眠状态的工作周期T10的大小；
有源射频识别标签在浅度睡眠区维持在上述的浅度睡眠状态。
3.4)请求读写状态：在读写区有源射频识别标签从监测信道切换到读写信道上，有源射频识别标签在读写信道上利用标签接收信号强度检测单元的检测接收信号强度的功能采用载波侦听冲突避免的方法向有源射频识别读写器发出读写请求，该工作方式的状态为请求读写状态。
上述请求读写状态采用的载波侦听冲突避免的方法具体为：有源射频识别标签在标签发射机发射前先打开标签接收机和标签接收信号强度检测单元并调谐在读写信道上去侦听载波，如果标签接收信号强度检测单元在读写信道上没有检测到载波信号或检测到的载波信号强度低于设定的干扰门限值，则有源射频识别标签打开标签发射机并调谐在读写信道上向有源射频识别读写器发射出读写请求，称为发射读写请求成功；如果标签接收信号强度检测单元在读写信道上检测到高于设定的干扰门限值的载波信号强度，即存在载波冲突，则有源射频识别标签在等待随机时间后再次进行载波侦听；如果在预定的时间Tn内有源射频识别标签一直都检测到读写信道上的载波冲突，则有源射频识别标签会放弃这次的发射请求，称为发射读写请求失败。
4)所述有源射频识别标签接收有源射频识别读写器发射的监测信号，并根据接收的监测信号的强度及/或监测信号的质量判断相对于有源射频识别读写器所在的距离位置以确定有源射频识别标签所在的工作状态区域并切换到相应的工作状态，从而实现有源射频识别标签的动态功耗管理，达到超低功耗。
当监测信号从有源射频识别读写器传输到有源射频识别标签，有源射频识别标签接收到的监测信号的强度等于有源射频识别读写器发射的监测信号强度与监测信号从有源射频识别读写器传输到有源射频识别标签的传输损耗之差。有源射频识别读写器外的每个工作状态区域都对应着相应的传输损耗的范围，由此可以计算出有源射频识别标签在每个工作状态区域接收到的监测信号的强度范围，由接收到的监测信号的强度范围同时也能计算出相对应的每个工作状态区域接收到的监测信号的接收链路质量的范围。由于可能存在的工业、科学和医疗(ISM：Industrial、Scientific and Medical)频段的干扰信号的影响，有源射频识别标签也会检测到大的同频干扰信号的强度，单凭接收的信号强度的大小不能判断有源射频识别标签接收的信号是有用的监测信号还是干扰信号，并可能误判断有源射频识别标签所处的工作状态区域，因此，本发明提出的方法检测接收信号的强度大小及/或接收链路质量大小，这样极大的减少了由于干扰信号的影响造成有源射频识别标签所处工作状态区域的误判断。
有源射频识别标签切换工作状态的方法为，
4.1)设定有源射频识别标签在请求读写状态和浅度睡眠状态之间切换的监测信号强度门限标准A0，设定有源射频识别标签在浅度睡眠状态和半深度睡眠状态之间切换的监测信号强度门限标准A1，设定有源射频识别标签在半深度睡眠状态和深度睡眠状态之间切换的监测信号强度门限标准A2，设定有源射频识别标签在接收监测信号强度值为门限标准A2时对应的接收链路质量指示标准B，其中，
A0＝有源射频识别读写器发射的监测信号强度-监测信号从有源射频识别读写器传输到读写区与浅度睡眠区交界位置处的传输损耗，
A1＝有源射频识别读写器发射的监测信号强度-监测信号从有源射频识别读写器传输到浅度睡眠区与半深度睡眠区交界位置处的传输损耗，
A2＝有源射频识别读写器发射的监测信号强度-监测信号从有源射频识别读写器传输到半深度睡眠区与深度睡眠区交界位置处的传输损耗＝有源射频识别标签接收机的接收灵敏度对应的信号强度，
B＝有源射频识别标签的接收机接收的监测信号强度等于A2时对应的接收链路质量指示标准，指示误码率，误包率或误帧率，
接收链路质量指示用来指示误包率、误帧率或误码率，当有源射频识别标签接收链路质量指示小于或等于门限标准B时，表明接收的信号是有效的监测信号。
如基于上述有源射频识别标签的实施例3和有源射频识别读写器的实施例组成的有源射频识别系统，有源射频识别标签在数据速率为250Kbps、调制格式为MSK、误包率(PFR：PacketError Rate)为1％时的接收灵敏度为-87dBm，有源射频识别标签在半深度睡眠状态和深度睡眠状态之间切换的监测信号强度门限标准A2＝-87dBm，有源射频识别标签在接收监测信号强度值为A2＝-87dBm对应的接收链路质量指示标准B＝1％误包率(即1％PER：Packet Error Rate)，当有源射频识别标签接收链路质量指示小于或等于1％误包率时，表明接收的信号是有效的监测信号。此时调整有源射频识别读写器的读写器第二发射机的发射功率可以调整监测信号最大覆盖半径R2的大小。A0等于有源射频识别读写器发射的监测信号从有源射频识别读写器所在位置传输到读写区与浅度睡眠区交界位置处，即传输距离为R0时对应的信号强度值；A1等于有源射频识别读写器发射的监测信号从有源射频识别读写器所在位置传输到浅度睡眠区与半深度睡眠区交界位置处，即传输距离为R1时对应的信号强度值。
上述信号强度门限A0≥A1≥A2，有源射频识别标签切换工作状态的方法如图7所示，有如下步骤：
4.2)有源射频识别标签的初始化状态为深度睡眠状态，有源射频识别标签接收监测信号时先检查接收的监测信号强度是否大于或等于门限标准A2，当接收的监测信号强度小于门限标准A2时有源射频识别标签立即进入深度睡眠状态，而不用检查接收链路质量指示；只有当接收的监测信号强度大于或等于门限标准A2时有源射频识别标签才接下来继续检查接收链路质量指示。当有源射频识别标签接收监测信号时，若接收到的监测信号强度小于门限标准A2，则表示有源射频识别标签处于深度睡眠区，继续维持深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A2小于门限标准A1，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表示有源射频识别标签进入半深度睡眠区，进入步骤4.3，转为半深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A1小于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入浅度睡眠区，进入步骤4.4，转为浅度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入读写区，进入步骤4.5，转为请求读写状态；
4.3)有源射频识别标签处于半深度睡眠区和半深度睡眠状态，有源射频识别标签接收监测信号时先检查接收的监测信号强度是否大于或等于门限标准A2，当接收的监测信号强度小于门限标准A2时有源射频识别标签立即进入深度睡眠状态，而不用检查接收链路质量指示；只有当接收的监测信号强度大于或等于门限标准A2时有源射频识别标签才接下来继续检查接收链路质量指示。当有源射频识别标签接收监测信号时，若接收到的监测信号强度小于门限标准A2，则表示有源射频识别标签进入深度睡眠区，返回步骤4.2，转为深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A2小于门限标准A1，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签处于半深度睡眠区，维持半深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A1小于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入浅度睡眠区，进入步骤4.4，转为浅度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入读写区，进入步骤4.5，转为请求读写状态；
4.4)有源射频识别标签处于浅度睡眠区和浅度睡眠状态，有源射频识别标签接收监测信号时先检查接收的监测信号强度是否大于或等于门限标准A2，当接收的监测信号强度小于门限标准A2时有源射频识别标签立即进入深度睡眠状态，而不用检查接收链路质量指示；只有当接收的监测信号强度大于或等于门限标准A2时有源射频识别标签才接下来继续检查接收链路质量指示。当有源射频识别标签接收监测信号时，若接收到的监测信号强度小于门限标准A2，则表示有源射频识别标签进入深度睡眠区，返回步骤4.2，转为深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A2小于门限标准A1，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入半深度睡眠区，返回步骤4.3，转为半深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A1小于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签处于浅度睡眠区，维持浅度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入读写区，进入步骤4.5，转为请求读写状态；
4.5)有源射频识别标签处于读写区和请求读写状态，有源射频识别标签根据接收到的监测信号中包含的控制信息从监测信道切换到读写信道上，如果在请求读写状态有源射频识别标签向有源射频识别读写器发射读写请求成功后收到有源射频识别读写器的响应并成功完成和有源射频识别读写器的读写识别信息交换，则有源射频识别标签切换回监测信道上，返回步骤4.2，转为深度睡眠状态；如果在请求读写状态有源射频识别标签向有源射频识别读写器发射读写请求成功后没有收到有源射频识别读写器的响应及完成与有源射频识别读写器的读写识别信息交换或由于载波冲突导致有源射频识别标签发射读写请求失败，有源射频识别标签会重复1～10次上述请求读写状态，图7中为重复3次，如果仍然不能成功完成和有源射频识别读写器的读写识别信息交换则有源射频识别标签切换回监测信道上，返回步骤4.4，转为浅度睡眠状态。
上述有源射频识别标签切换工作状态的方法中有源射频识别标签初始化状态为深度睡眠状态，当有源射频识别标签接收到监测信号并且其接收链路质量指示小于或等于接收链路质量指示标准B时，表明有源射频识别标签此时已离开深度睡眠区，由此可以判断有源射频识别标签的工作状态应从深度睡眠状态转换为其他工作状态。
有源射频识别标签周期性接收有源射频识别读写器发射的监测信号，不论有源射频识别标签处于深度睡眠区、半深度睡眠区、浅度睡眠区或是读写区，当有源射频识别读写器的第二发射机停止发射监测信号时有源射频识别标签由于接收不到有源射频识别读写器发射的监测信号，即接收信号强度小于门限标准A2，有源射频识别标签都会进入到深度睡眠状态。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令或程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可以读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法的步骤，而前述的存储介质包括：ROM，RAM，硬盘，磁碟和光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后要说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员可以理解其依然可对前述实施例的技术方案进行修改，或者对其中的部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换并不使相应技术方案的本质脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (30)
1.一种有源射频识别标签，包括标签天线单元、标签电源单元、与标签电源单元分别相连的标签微控制器单元和标签射频单元，所述标签射频单元包括标签发射机、标签接收机，所述标签射频单元中的标签发射机、标签接收机各自分别与标签微控制器单元、标签天线单元相连，其特征在于：所述标签射频单元还包括标签接收信号强度检测单元，所述标签接收信号强度检测单元与所述标签微控制器单元相连，所述标签接收信号强度检测单元还与所述标签接收机或标签天线单元相连。
2.根据权利要求1所述的有源射频识别标签，其特征在于：所述标签接收信号强度检测单元用于检测所述有源射频识别标签所接收的信号强度。
3.根据权利要求1所述的有源射频识别标签，其特征在于：所述标签射频单元还包括标签接收链路质量指示单元，所述标签接收链路质量指示单元分别与标签接收机、标签微控制器单元相连。
4.根据权利要求3所述的有源射频识别标签，其特征在于：所述标签接收链路质量指示单元用于检测标签接收机接收链路的质量，指示误包率、误码率或误帧率。
5.根据权利要求1所述的有源射频识别标签，其特征在于：所述标签发射机为可调信道发射机，由标签微控制器单元控制实现信道间的切换；所述标签发射机为可调发射功率发射机，由标签微控制器单元控制实现发射功率等级间的切换。
6.根据权利要求1所述的有源射频识别标签，其特征在于：所述标签微控制器单元控制标签接收机并调节信道实现信道间的切换；所述标签微控制器单元控制标签接收机并调整标签接收机的工作周期大小。
7.一种包含权利要求1所述有源射频识别标签的有源射频识别系统，包括有源射频识别读写器，所述有源射频识别读写器包括读写器第一天线单元、读写器电源单元、与读写器电源单元分别相连的读写器微控制器单元、读写器第一射频单元，所述读写器第一射频单元包括分别与读写器第一天线单元相连的读写器第一发射机、读写器接收机，其特征在于：还包括与所述有源射频识别读写器通过无线方式进行信息交换的有源射频识别标签；
所述有源射频识别读写器还包括读写器第二天线单元、分别与读写器电源单元、读写器微控制器单元相连的读写器第二射频单元，所述读写器第二射频单元设有与读写器第二天线单元相连的读写器第二发射机；所述读写器第一射频单元还包括与所述读写器微控制器单元相连的读写器接收信号强度检测单元，所述读写器接收信号强度检测单元还与所述读写器接收机或读写器第一天线单元相连。
8.根据权利要求7所述的有源射频识别系统，其特征在于：所述读写器接收信号强度检测单元用于检测所述有源射频识别读写器所接收的信号强度。
9.根据权利要求7所述的有源射频识别系统，其特征在于：所述读写器第一射频单元还包括分别与读写器微控制器单元、读写器接收机相连的读写器接收链路质量指示单元；所述读写器接收链路质量指示单元用于检测读写器接收机接收链路的质量，指示误码率、误包率或误帧率。
10.根据权利要求7所述的有源射频识别系统，其特征在于：所述读写器第二发射机周期性发射监测信号，所述读写器第二发射机的工作周期由读写器微控制器单元控制调整，所述监测信号的信号覆盖半径大于或等于有源射频识别标签与有源射频识别读写器的读写识别距离，所述监测信号包含有源射频识别读写器的识别号、地址、通知有源射频识别标签切换信道的信息。
11.根据权利要求7所述的有源射频识别系统，其特征在于：所述读写器第一发射机的信道可调并由读写器微控制器单元控制以实现信道间的切换；所述读写器第一发射机为可调发射功率发射机并由读写器微控制器单元控制以实现功率等级间的切换。
12.根据权利要求7或10所述的有源射频识别系统，其特征在于：所述读写器第二发射机的信道可调并由读写器微控制器单元控制以实现信道间的切换；所述读写器第二发射机为可调发射功率发射机并由读写器微控制器单元控制以实现功率等级间的切换。
13.根据权利要求7所述的有源射频识别系统，其特征在于：所述有源射频识别标签包括标签天线单元、标签电源单元、与标签电源单元分别相连的标签微控制器单元和标签射频单元，所述标签射频单元包括标签发射机、标签接收机，所述标签射频单元中的标签发射机、标签接收机各自分别与标签微控制器单元、标签天线单元相连，所述标签射频单元还包括标签接收链路质量指示单元，所述标签接收链路质量指示单元分别与标签接收机、标签微控制器单元相连，所述标签射频单元还包括标签接收信号强度检测单元，所述标签接收信号强度检测单元与所述标签微控制器单元相连，所述标签接收信号强度检测单元还与标签接收机或标签天线单元相连。
14.根据权利要求13所述的有源射频识别系统，其特征在于：所述标签接收链路质量指示单元用于检测标签接收机接收链路的质量，指示误包率、误码率或误帧率；所述标签接收信号强度检测单元用于检测所述有源射频识别标签所接收的信号强度。
15.根据权利要求7或13所述的有源射频识别系统，其特征在于：所述有源射频识别标签的工作状态分为：请求读写状态、浅度睡眠状态、半深度睡眠状态、深度睡眠状态，所述浅度睡眠状态、半深度睡眠状态、深度睡眠状态都是周期性接收状态，这三种状态的工作周期关系是：浅度睡眠状态的工作周期≤半深度睡眠状态的工作周期≤深度睡眠状态的工作周期。
16.根据权利要求15所述的有源射频识别系统，其特征在于：所述有源射频识别标签处于所述深度睡眠状态、半深度睡眠状态或浅度睡眠状态时，所述有源射频识别标签的标签接收机的信道调谐在监测信道上接收监测信号。
17.根据权利要求13所述的有源射频识别系统，其特征在于：所述标签微控制器单元根据标签接收信号强度检测单元所检测到的监测信号强度及/或标签接收链路质量指示单元所检测到的监测信号质量来判断有源射频识别标签与有源射频识别读写器之间的位置距离。
18.根据权利要求17所述的有源射频识别系统，其特征在于：所述标签微控制器单元通过判断有源射频识别标签与有源射频识别读写器之间的位置距离来控制有源射频识别标签在请求读写状态、浅度睡眠状态、半深度睡眠状态、深度睡眠状态这四种工作状态间的切换。
19.根据权利要求15所述的有源射频识别系统，其特征在于：所述有源射频识别标签处于请求读写状态时，所述有源射频识别标签的标签接收机和标签发射机的信道调谐在读写信道上。
20.一种权利要求7所述的有源射频识别系统的识别方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)有源射频识别读写器向有源射频识别标签周期性发射监测信号，监测信号最大覆盖半径大于或等于有源射频识别读写器和有源射频识别标签的读写识别距离；
2)以有源射频识别读写器所在的位置为中心，根据有源射频识别标签距离有源射频识别读写器位置的远近来划分有源射频识别标签的工作状态区域，由内向外依次为：读写区、浅度睡眠区、半深度睡眠区、深度睡眠区，其中读写区与深度睡眠区为必定存在的区域；
3)定义有源射频识别标签的工作状态：所述有源射频识别标签的工作状态依次与步骤2中所述区域对应分别为：请求读写状态、浅度睡眠状态、半深度睡眠状态、深度睡眠状态；所述有源射频识别标签的浅度睡眠状态、半深度睡眠状态、深度睡眠状态为周期性工作状态，其关系为：浅度睡眠状态的工作周期T10≤半深度睡眠状态的工作周期T12≤深度睡眠状态的工作周期T2，在各个工作状态的工作周期中所述有源射频识别标签收到的有源射频识别读写器发射的监测信号为至少一次；
4)所述有源射频识别标签接收有源射频识别读写器发射的监测信号，并根据接收到的监测信号的强度及/或接收到的监测信号的质量来判断相对于有源射频识别读写器的所在距离位置以确定有源射频识别标签所在的工作状态区域并切换到相应的工作状态。
21.根据权利要求20所述的有源射频识别系统的识别方法，其特征在于：步骤1中所述有源射频识别读写器的读写器第二发射机向有源射频识别标签周期性发射监测信号，读写器第二发射机的工作周期由读写器微控制器单元控制调整，确定监测信号最大覆盖半径的具体方法为：有源射频识别读写器的读写器第二发射机发射的监测信号从有源射频识别读写器所在位置向远处传输，当监测信号的强度衰减到有源射频识别标签的标签接收机的接收灵敏度对应的信号强度时监测信号所传输的距离就是监测信号的最大覆盖半径。
22.根据权利要求21所述的有源射频识别系统的识别方法，其特征在于：通过调整所述有源射频识别读写器第二发射机发射的监测信号的发射功率的大小来调整监测信号的最大覆盖半径的大小。
23.根据权利要求20所述的有源射频识别系统的识别方法，其特征在于：步骤2中所述的以所述有源射频识别读写器所在位置为中心向外划分的读写区、浅度睡眠区、半深度睡眠区、深度睡眠区这四个工作状态区域的划分方法为：
设定有源射频识别标签与有源射频识别读写器的读写识别距离为R0，即读写区半径为R0；设浅度睡眠区与半深度睡眠区的交界处至有源射频识别读写器的半径为R1，监测信号最大覆盖半径为R2，其中R0≤R1≤R2则：
深度睡眠区为：以有源射频识别读写器所在位置为中心，以监测信号最大覆盖半径R2为半径的圆形区域外的区域为深度睡眠区；
半深度睡眠区：以有源射频识别读写器所在位置为中心，半径R1与R2之间的环状区域为半深度睡眠区；
浅度睡眠区为：以有源射频识别读写器所在位置为中心，半径R1与R0之间的环状区域为浅度睡眠区；
读写区为：以有源射频识别读写器所在位置为中心，以R0为半径所形成的圆形区域为读写区。
24.根据权利要求23所述的有源射频识别系统的识别方法，其特征在于：以有源射频识别读写器所在位置为中心向外划分的读写区、浅度睡眠区、半深度睡眠区、深度睡眠区这四个工作状态区域的划分方法，当R0＜R1＝R2时，只有读写区、浅度睡眠区和深度睡眠区；当R0＝R1＜R2时，只有读写区、半深度睡眠区和深度睡眠区；当R0＝R1＝R2时，只有读写区和深度睡眠区。
25.根据权利要求20所述的有源射频识别系统的识别方法，其特征在于：步骤3中所述有源射频识别标签在所述四个工作区域的工作状态的定义方法为，
3.1)深度睡眠状态：在深度睡眠区有源射频识别标签工作在监测信道上，处于周期性接收监测信号状态，深度睡眠状态的工作周期为T2，
T2≤T(R2)
其中R2为监测信号最大覆盖半径；T(R2)为读写过程中有源射频识别标签从深度睡眠区和半深度睡眠区的交界处位置移动到有源射频识别读写器所在位置移动距离为R2时所需的时间，或是有源射频识别读写器移动到有源射频识别标签所在位置移动距离为R2时所需的时间，工作周期T2的取值小于或等于读写过程中有源射频识别标签从深度睡眠区和半深度睡眠区的交界处位置相对移动到有源射频识别读写器所在位置所需的时间，
有源射频识别标签在每逢一个工作周期时间T2时接收由有源射频识别读写器发出的监测信号，每个工作周期时间T2内所接收的监测信号为至少一次，其余时间处于睡眠状态；通过调整半径R2的大小可以调整深度睡眠状态的工作周期T2的大小；
有源射频识别标签在深度睡眠区维持在所述的深度睡眠状态；
3.2)半深度睡眠状态：在半深度睡眠区有源射频识别标签工作在监测信道上，处于周期性接收监测信号状态，半深度睡眠状态的工作周期为T12，
T12≤T(R1)
其中R1为浅度睡眠区与半深度睡眠区的交界处至有源射频识别读写器所在位置的半径；T(R1)为读写过程中有源射频识别标签从半深度睡眠区和浅度睡眠区的交界处位置移动到有源射频识别读写器所在位置移动距离为R1时所需的时间或是有源射频识别读写器移动到有源射频识别标签所在位置移动距离为R1时所需的时间，工作周期T12小于或等于读写过程中有源射频识别标签从半深度睡眠区和浅度睡眠区的交界处位置相对移动到有源射频识别读写器所在位置所需的时间，
有源射频识别标签在每逢一个工作周期时间T12时接收由有源射频识别读写器发出的监测信号，每个工作周期时间T12内所接收的监测信号为至少一次，其余时间处于睡眠状态；通过调整半径R1的大小可以调整半深度睡眠状态的工作周期T12的大小；
有源射频识别标签在半深度睡眠区维持在所述的半深度睡眠状态；
3.3)浅度睡眠状态：在浅度睡眠区有源射频识别标签工作在监测信道上，处于周期性接收监测信号状态，浅度睡眠状态的工作周期为T10，
T10≤T(R0)
其中R0为读写区半径；T(R0)为读写过程中有源射频识别标签从浅度睡眠区和读写区的交界处位置移动到有源射频识别读写器所在位置移动距离为R0时所需的时间或是有源射频识别读写器移动到有源射频识别标签所在位置移动距离为R0时所需的时间，工作周期T10小于或等于读写过程中有源射频识别标签从浅度睡眠区和读写区的交界处位置相对移动到有源射频识别读写器所在位置所需的时间，
有源射频识别标签在每逢一个工作周期时间T10时接收由有源射频识别读写器发出的监测信号，每个工作周期时间T10内所接收的监测信号为至少一次，其余时间处于睡眠状态；通过调整半径R0的大小可以调整浅度睡眠状态的工作周期T10的大小；
有源射频识别标签在浅度睡眠区维持在所述的浅度睡眠状态；
3.4)请求读写状态：在读写区有源射频识别标签从监测信道切换到读写信道上，有源射频识别标签调谐在读写信道上向有源射频识别读写器发出读写请求，该工作方式的状态为请求读写状态。
26.根据权利要求25所述的有源射频识别系统的识别方法，其特征在于：步骤3.4中所述有源射频识别标签调谐在读写信道上向有源射频识别读写器发出读写请求的方法为：有源射频识别标签利用标签接收信号强度检测单元的检测接收信号强度的功能采用载波侦听冲突避免的方法发出读写请求。
27.根据权利要求20所述的有源射频识别系统的识别方法，其特征在于：所述步骤4中有源射频识别标签切换工作状态的方法为，
4.1)设定有源射频识别标签在请求读写状态和浅度睡眠状态之间切换的监测信号强度门限标准A0，设定有源射频识别标签在浅度睡眠状态和半深度睡眠状态之间切换的监测信号强度门限标准A1，设定有源射频识别标签在半深度睡眠状态和深度睡眠状态之间切换的监测信号强度门限标准A2，设定有源射频识别标签在接收监测信号强度值为门限标准A2时对应的接收链路质量指示标准B，其中，
A0＝有源射频识别读写器发射的监测信号强度-监测信号从有源射频识别读写器传输到读写区与浅度睡眠区交界位置处的传输损耗，
A1＝有源射频识别读写器发射的监测信号强度-监测信号从有源射频识别读写器传输到浅度睡眠区与半深度睡眠区交界位置处的传输损耗，
A2＝有源射频识别读写器发射的监测信号强度-监测信号从有源射频识别读写器传输到半深度睡眠区与深度睡眠区交界位置处的传输损耗＝有源射频识别标签的标签接收机的接收灵敏度对应的信号强度，
B＝有源射频识别标签的接收机接收的监测信号强度等于A2时对应的接收链路质量指示标准，
所述信号强度门限A0≥A1≥A2，有源射频识别标签切换工作状态的方法有如下步骤：
4.2)有源射频识别标签的初始化状态为深度睡眠状态，当有源射频识别标签接收监测信号时，若接收到的监测信号强度小于门限标准A2，则表示有源射频识别标签处于深度睡眠区，继续维持深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A2小于门限标准A1，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表示有源射频识别标签进入半深度睡眠区，进入步骤4.3，转为半深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A1小于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入浅度睡眠区，进入步骤4.4，转为浅度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入读写区，进入步骤4.5，转为请求读写状态；
4.3)有源射频识别标签处于半深度睡眠区和半深度睡眠状态，当有源射频识别标签接收监测信号时，若接收到的监测信号强度小于门限标准A2，则表示有源射频识别标签进入深度睡眠区，返回步骤4.2，转为深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A2小于门限标准A1，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签处于半深度睡眠区，维持半深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A1小于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入浅度睡眠区，进入步骤4.4，转为浅度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入读写区，进入步骤4.5，转为请求读写状态；
4.4)有源射频识别标签处于浅度睡眠区和浅度睡眠状态，当有源射频识别标签接收监测信号时，若接收到的监测信号强度小于门限标准A2，则表示有源射频识别标签进入深度睡眠区，返回步骤4.2，转为深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A2小于门限标准A1，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入半深度睡眠区，返回步骤4.3，转为半深度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A1小于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签处于浅度睡眠区，维持浅度睡眠状态；若接收到的监测信号强度大于或等于门限标准A0，且接收链路质量指示小于或等于标准B，则表明有源射频识别标签进入读写区，进入步骤4.5，转为请求读写状态；
4.5)有源射频识别标签处于读写区和请求读写状态，有源射频识别标签根据接收到的监测信号中包含的控制信息从监测信道切换到读写信道上，如果在请求读写状态有源射频识别标签向有源射频识别读写器发射读写请求成功后收到有源射频识别读写器的响应并成功完成和有源射频识别读写器的读写识别信息交换，则有源射频识别标签切换回监测信道上，返回步骤4.2，转为深度睡眠状态；如果在请求读写状态有源射频识别标签向有源射频识别读写器发射读写请求成功后没有收到有源射频识别读写器的响应及完成与有源射频识别读写器的读写识别信息交换或由于载波冲突导致有源射频识别标签发射读写请求失败，有源射频识别标签会重复1～10次上述请求读写状态，如果仍然不能成功完成和有源射频识别读写器的读写识别信息交换则有源射频识别标签切换回监测信道上，返回步骤4.4，转为浅度睡眠状态。
28.根据权利要求27所述的有源射频识别系统的识别方法，其特征在于：有源射频识别标签在深度睡眠状态、半深度睡眠状态或浅度睡眠状态先检查接收的监测信号强度是否大于或等于信号强度门限标准A2，当接收的监测信号强度小于门限标准A2时有源射频识别标签立即进入深度睡眠状态，而不用检查接收链路质量指示；只有当接收的监测信号强度大于或等于门限标准A2时有源射频识别标签才接下来继续检查接收链路质量指示。
29.根据权利要求27所述的有源射频识别系统的识别方法，其特征在于：有源射频识别标签初始化状态为深度睡眠状态，当有源射频识别标签接收到监测信号并且其接收链路质量指示小于或等于接收链路质量指示标准B时，表明有源射频识别标签此时已离开深度睡眠区，由此可以判断有源射频识别标签的工作状态应从深度睡眠状态转换为其他工作状态。
30.根据权利要求27所述的有源射频识别系统的识别方法，其特征在于：有源射频识别标签周期性接收有源射频识别读写器发射的监测信号，不论有源射频识别标签处于深度睡眠区、半深度睡眠区、浅度睡眠区或是读写区，当有源射频识别标签在监测信道上接收到的信号强度小于门限标准A2，有源射频识别标签都会进入到深度睡眠状态。
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