CN101968901A - 无线唤醒式有源学生标签识别系统及其识别方法 - Google Patents

无线唤醒式有源学生标签识别系统及其识别方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101968901A
CN101968901A CN 201010217720 CN201010217720A CN101968901A CN 101968901 A CN101968901 A CN 101968901A CN 201010217720 CN201010217720 CN 201010217720 CN 201010217720 A CN201010217720 A CN 201010217720A CN 101968901 A CN101968901 A CN 101968901A
Authority
CN
China
Prior art keywords
student
label
card reader
module
wireless awakening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 201010217720
Other languages
English (en)
Inventor
王稳
苗现华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chien Shiung Institute of Technology
Original Assignee
Chien Shiung Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chien Shiung Institute of Technology filed Critical Chien Shiung Institute of Technology
Priority to CN 201010217720 priority Critical patent/CN101968901A/zh
Publication of CN101968901A publication Critical patent/CN101968901A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及一种无线唤醒式有源学生标签识别系统，包括随身携带的学生标签和安装于学校大门口的读卡器，所述的学生标签主要由射频模块、射频天线以及电源模块组成，所述的读卡器主要由接收射频模块、发射射频模块、与接收射频模块相对应连接的接收天线、与发射射频模块相对应连接的发射天线以及串口通信模块组成，读卡器一直发送无线唤醒信号，当学生标签进入读卡器接收天线的有效作用距离内，学生标签接收到无线唤醒信号，并将其身份号码、电量状态信息发送至读卡器后进入休眠状态。本发明识别系统不仅解决学生进出校门时由于忘记刷卡而造成记录异常问题，而且不会有学生拥堵的情况发生，具有较强的推广应用价值。

Description

无线唤醒式有源学生标签识别系统及其识别方法 
技术领域
本发明涉及一种无线射频识别装置，尤其涉及用于学生进入或离开学校时的信息登记系统。 
背景技术
现在很多学校在学校门口都安装了刷卡机，给学生配发了表明学生身份的无源射频识别卡，在学生进入或者离开学校大门时由学生手动刷卡，刷卡机则把所需要的信息保存下来或者通过一定通信手段发给其他设备以作他用。这种无源射频识别卡的不足之处是：需要学生在经过学校门口的时候主动去刷卡，但是经常有学生在进出校门时忘记刷卡，造成该生出入学校的记录异常；而且由于该类卡与刷卡机的通信距离一般不超过10厘米，即需要靠近刷卡，刷读速度慢，因而在学生流量大的时候及易造成拥堵。 
发明内容
本发明目的在于提供一种无需靠近刷卡就可读取学生标签信息从而避免忘记刷卡或刷卡拥堵现象的识别系统。 
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种无线唤醒式有源学生标签识别系统，包括随身携带的学生标签和安装于学校大门口的读卡器，所述的学生标签主要由射频模块、射频天线以及电源模块组成，所述的读卡器主要由接收射频模块、发射射频模块、与接收射频模块相对应连接的接收天线、与发射射频模块相对应连接的发射天线以及串口通信模块组成，所述的发射射频模块通过发射天线一直发送无线唤醒信号，所述的学生标签具有唤醒和休眠两种状态，当学生标签进入读卡器接收天线的有效作用距离内，学生标签接收到无线唤醒信号，并将其身份号码、电量状态信息发送至读卡器后进入休眠状态。 
进一步地，所述的接收天线的有效作用距离为以读卡器为中心的半径为0～20米的距离。 
所述的学生标签的电源模块为纽扣式干电池。 
所述读卡器的接收射频模块与发射射频模块工作在不同的频段。 
所述学生标签的射频天线长度为2～4cm。 
该系统还包括与读卡器的串口通信模块相电连接的上位机。 
本发明还提供一种无线唤醒式有源学生标签识别系统的识别方法，通过如下过程实现： 
(a)、预设所述学生标签的工作周期、唤醒窗口时间；读卡器有效作用距离； 
(b)、读卡器持续发送无线唤醒信号，在读卡器的有效作用距离之外，所述的学生标签处于休眠状态； 
(c)、当学生标签进入读卡器的有效作用距离内，其接收到读卡器的唤醒信号，持续唤醒窗口时间后进入唤醒状态； 
(d)、在唤醒状态下，所述的学生标签在工作周期内向读卡器发送其身份号码、电量状态数据，发送完毕再次进入休眠状态。 
进一步地，步骤(a)中，所述的学生标签工作周期为1.5～2.5s，唤醒窗口时间为1～1.5ms，读卡器有效作用距离为以读卡器为中心的半径为0～20米的距离。 
所述的读卡器发送唤醒信号的频点为423.4MHz，其接收信号的频点为433.2MHz。 
由于上述技术方案的采用，本发明具有以下优点：本发明学生标签识别系统所采用的标签实质是有源射频卡，读卡器一直在发送唤醒信号，通过设置读卡器无线信号的有效作用距离，如5米，使得当学生标签在有效作用距离之外处于休眠状态，当进入读卡器的有效作用距离内，即被唤醒，从而读卡器可读取相应学生标签的身份号码、电量状态等信息，继而学生标签再次进入休眠状态，耗电微小。本发明识别系统不仅解决学生进出校门时由于忘记刷卡而造成记录异常问题，而且不会有学生拥堵的情况发生，具有较强的推广应用价值。 
附图说明
附图1为本发明无线唤醒式有源学生标签识别系统原理框图； 
附图2为本发明识别系统使用状态图； 
附图3为学生标签工作流程图； 
附图4为读卡器工作流程图； 
其中：1、学生标签；11、射频模块；12、射频天线；13、电源模块； 
2、读卡器；21、接收射频模块；22、发射射频模块；23、接收天线；24、发射天线；25、串口通信模块； 
3、上位机；10、门口； 
具体实施方式
下面将结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明： 
如图1和图2所示的学生标签识别系统，其包括多个学生标签1、与学生标签1无线通信连接的读卡器2、与读卡器2相数据交互的上位机3。其中，所述的学生标签1主要由射频模块11、射频天线12以及电源模块13组成，本实施例中，射频模块11由射频芯片和一块单片机芯片组成，射频芯片可选用型号为nRF905的芯片，单片机选用型号为MSP430F2001，射频天线12直接印制在PCB板上，电源模块13采用CR2032纽扣式干电池。故本发明的学生标签实质为有源射频卡，在学生标签内置有相应的身份ID号码。图3给出了本实施例所具体实施的学生标签1的电路图，但是上述电路图并不能作为对本发明学生标签范围的限制。 
所述的学生标签1具有两种状态，即唤醒状态和休眠状态，当射频模块11接收到无线唤醒信号时，学生标签1将进入唤醒状态；在没有接收到无线唤醒信号时，学生标签将一直处于休眠低功耗状态。 
读卡器2主要由接收和发射两条支路组成，发射支路包括发射射频模块22、发射天线24，整个支路在工作时一直发出无线唤醒信号。接收支路包括接收射频模块21、接收天线23，其用于接收被唤醒的学生标签所发送的信息。同时，接收射频模块21和发射射频模块22还共同与一串口通信模块25相连接，通过该串口通信模块25将数据传送给上位机3，上位机3可以为常用计算机或其他设备，以对登记的数据进行存储或作其他分析利用。 
本实施例中，读卡器2的射频模块21、22在硬件上也采用型号为nRF905的射频芯片和型号为STC12C5A56S2单片机芯片组成。读卡器2的无线唤醒信号的作用范围可根据具体的场合有所调整，本实施例中，读卡器2的有效作用距离为以读卡器为中心的半径为5米范围内的距离，当然，如果学校大门比较大，可以加长读卡器接收天线的长度。 
图2示出了本发明识别系统使用示意图，读卡器2设置在靠近学校门口10的外侧，读卡器2无线信号的有效区域如图中多圈圆形所示，设定最外圈至读卡器的距离为5米，当携带学生标签1的学生进入校门或者离开校门时，学生标签1就会被读卡器2在5米的半径范围内唤醒，接着学生标签就会周期性发送数据信息给读卡器2，该信息包括表明该标签身份的ID号码、电池是否欠电需要更换等，读卡器2接收到这些数据信息后，可通过RS232串口通信模块将这些数据信息发送给计算机。 
上述对本发明识别系统功能结构进行了说明，下面将对本发明中读卡器对学生标签的识别方法进行介绍： 
图3和图4分别给出了学生标签和读卡器的工作流程，首先，对各学生标签的工作周期、唤醒窗口时间以及读卡器的有效作用范围进行设定，本实施例中，学生标签工作周期为2s，2s内有1.2ms为唤醒标签的窗口时间，读卡器的有效作用范围为以其为中心的半径5米的范围内；开启读卡器工作电源，读卡器的发射支路一直发送无线唤醒信号，唤醒频点为423.4MHz，发送数据的功率10dBm；同时，接收支路一直工作于接收模式，工作的频点为433.2MHz。对于学生标签而言，在距离读卡器无线信号有效作用距离之外，其一直处于休眠状态，本实施例所提供的系统中，采用16M外接晶振的射频芯片nRF905，在掉电模式时的耗电典型值仅为2.5μA，单片机耗电不超过1μA。当学生标签被唤醒时，射频芯片nRF905的耗电典型值12.2mA，单片机耗电也不超过100μA。故整个学生标签是低功耗工作的，这保证了电池长期有效的工作。 
当学生标签进入读卡器的有效作用距离，在1.2ms的时间内其被唤醒，之后，其每隔2s发送一次表明自己身份及电池状态的数据，此时，学生标签即处于唤醒状态，读卡器即可读取相应学生标签的信息，之后，学生标签再次进入休眠状态，从而完成整个识别过程。 
需要说明的是，在具体实施时，读卡器发送的无线唤醒信号要有一定的强度并且要连续不断的发射；学生标签在唤醒频点进入接收模式时的窗口时间不可太长，时间长则产生大功耗；学生标签的射频天线尺寸不能太长，3cm左右即可，天线尺寸越长，越接近于433MHz信号的四分之一波长，则标签可被唤醒的距离、与读卡器通信的距离越远。对于有些学校大门比较大的场合，可以考虑加长学生标签天线；读卡器的接收天线和发射天线在摆放时要离开一定距离， 本发明设定2米的间距，这是因为两天线距离太近，无线唤醒信号对读卡器的信号接收有大的干扰；学生标签的唤醒频点与其发送数据时的频点要错开，具体选择什么频点可以由实际测试决定，原则上就是无线唤醒信号不能对读卡器自身的无线数据接收造成干扰。 
上述实施例并不能认为是对本发明标签识别系统的技术方案的限定，凡是根据本发明技术方案所采取的等效变换，亦应在本发明的保护范围内。 

Claims (9)

1.一种无线唤醒式有源学生标签识别系统，包括随身携带的学生标签(1)和安装于学校大门口的读卡器(2)，其特征在于：所述的学生标签(1)主要由射频模块(11)、射频天线(12)以及电源模块(13)组成，所述的读卡器(2)主要由接收射频模块(21)、发射射频模块(22)、与接收射频模块(21)相对应连接的接收天线(23)、与发射射频模块(22)相对应连接的发射天线(24)以及串口通信模块(25)组成，所述的发射射频模块(22)通过发射天线(24)一直发送无线唤醒信号，所述的学生标签(1)具有唤醒和休眠两种状态，当学生标签(1)进入读卡器(2)接收天线(23)的有效作用距离内，学生标签(1)接收到无线唤醒信号，并将其身份号码、电量状态数据发送至读卡器(2)后进入休眠状态。
2.根据权利要求1所述的无线唤醒式有源学生标签识别系统，其特征在于：所述的接收天线(23)的有效作用距离为以读卡器(2)为中心的半径为0～20米的距离。
3.根据权利要求1或2所述的无线唤醒式有源学生标签识别系统，其特征在于：所述的学生标签(1)的电源模块(13)为纽扣式干电池。
4.根据权利要求1所述的无线唤醒式有源学生标签识别系统，其特征在于：所述读卡器(2)的接收射频模块(31)与发射射频模块(32)工作在不同的频段。
5.根据权利要求1所述的无线唤醒式有源学生标签识别系统，其特征在于：所述学生标签(1)的射频天线(12)长度为2～4cm。
6.根据权利要求1所述的无线唤醒式有源学生标签识别系统，其特征在于：该系统还包括与读卡器(2)的串口通信模块(25)相电连接的上位机(3)。
7.一种权利要求1所述的无线唤醒式有源学生标签识别系统的识别方法，通过如下过程实现：
(a)、预设所述学生标签的工作周期、唤醒窗口时间；读卡器有效作用距离；
(b)、读卡器持续发送无线唤醒信号，在读卡器的有效作用距离之外，所述的学生标签处于休眠状态；
(c)、当学生标签进入读卡器的有效作用距离内，其接收到读卡器的唤醒信号，持续唤醒窗口时间后进入唤醒状态；
(d)、在唤醒状态下，所述的学生标签在工作周期内向读卡器发送其身份号码、电量状态数据，发送完毕再次进入休眠状态。
8.根据权利要求7所述的识别方法，其特征在于：步骤(a)中，所述的学生标签工作周期为1.5～2.5s，唤醒窗口时间为1～1.5ms，读卡器有效作用距离为以读卡器为中心的半径为0～20米的距离。
9.根据权利要求7所述的识别方法，其特征在于：所述的读卡器发送唤醒信号的频点为423.4MHz，其接收信号的频点为433.2MHz。
CN 201010217720 2010-07-05 2010-07-05 无线唤醒式有源学生标签识别系统及其识别方法 Pending CN101968901A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010217720 CN101968901A (zh) 2010-07-05 2010-07-05 无线唤醒式有源学生标签识别系统及其识别方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010217720 CN101968901A (zh) 2010-07-05 2010-07-05 无线唤醒式有源学生标签识别系统及其识别方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101968901A true CN101968901A (zh) 2011-02-09

Family

ID=43548050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010217720 Pending CN101968901A (zh) 2010-07-05 2010-07-05 无线唤醒式有源学生标签识别系统及其识别方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101968901A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102938048A (zh) * 2012-10-22 2013-02-20 乐山师范学院 一种有源识别卡单发系统
CN103034883A (zh) * 2013-01-11 2013-04-10 上海华申智能卡应用系统有限公司 射频识别方法与系统
CN104952137A (zh) * 2015-07-21 2015-09-30 华北理工大学 高校宿舍夜不归宿检测系统
CN107038764A (zh) * 2016-07-21 2017-08-11 上海先斯智能技术有限公司 一种基于rfid的考勤系统
CN108475450A (zh) * 2016-03-10 2018-08-31 Iloq有限公司 近场通信标签
CN111583476A (zh) * 2020-06-05 2020-08-25 金瓜子科技发展（北京）有限公司 车辆出入管理系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2911799Y (zh) * 2005-12-06 2007-06-13 杭州思讯科技发展有限公司 一种具有储存信息及识别功能的电子校徽
CN101093556A (zh) * 2007-07-27 2007-12-26 北京华大恒泰科技有限责任公司 有源射频识别标签、系统及其读写方法
US20080191876A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-14 Physical Optics Corporation Wireless personal information carrier having logic for connecting a battery only during data transfers
CN201181479Y (zh) * 2008-04-18 2009-01-14 北京时代凌宇科技有限公司 一种有源身份识别标签
CN201725376U (zh) * 2010-07-05 2011-01-26 健雄职业技术学院 无线唤醒式有源学生标签识别系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2911799Y (zh) * 2005-12-06 2007-06-13 杭州思讯科技发展有限公司 一种具有储存信息及识别功能的电子校徽
US20080191876A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-14 Physical Optics Corporation Wireless personal information carrier having logic for connecting a battery only during data transfers
CN101093556A (zh) * 2007-07-27 2007-12-26 北京华大恒泰科技有限责任公司 有源射频识别标签、系统及其读写方法
CN201181479Y (zh) * 2008-04-18 2009-01-14 北京时代凌宇科技有限公司 一种有源身份识别标签
CN201725376U (zh) * 2010-07-05 2011-01-26 健雄职业技术学院 无线唤醒式有源学生标签识别系统

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102938048A (zh) * 2012-10-22 2013-02-20 乐山师范学院 一种有源识别卡单发系统
CN102938048B (zh) * 2012-10-22 2016-05-25 乐山师范学院 一种有源识别卡单发系统
CN103034883A (zh) * 2013-01-11 2013-04-10 上海华申智能卡应用系统有限公司 射频识别方法与系统
CN103034883B (zh) * 2013-01-11 2016-02-10 上海华申智能卡应用系统有限公司 射频识别方法与系统
CN104952137A (zh) * 2015-07-21 2015-09-30 华北理工大学 高校宿舍夜不归宿检测系统
CN108475450A (zh) * 2016-03-10 2018-08-31 Iloq有限公司 近场通信标签
CN108475450B (zh) * 2016-03-10 2020-12-01 Iloq有限公司 近场通信标签
CN107038764A (zh) * 2016-07-21 2017-08-11 上海先斯智能技术有限公司 一种基于rfid的考勤系统
CN111583476A (zh) * 2020-06-05 2020-08-25 金瓜子科技发展（北京）有限公司 车辆出入管理系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101968901A (zh) 无线唤醒式有源学生标签识别系统及其识别方法
CN201725376U (zh) 无线唤醒式有源学生标签识别系统
CN102289693B (zh) 一种基于有源射频识别的电子车牌系统及其通信控制方法
CN102129591B (zh) 一种低功耗的有源rfid传感标签及其控制方法
CN203192045U (zh) Rfid考勤管理装置
CN202650103U (zh) 一种远距离感应门禁系统
CN202373001U (zh) 低频激活式被动有源射频识别装置
CN203535671U (zh) 一种智能学生证
CN102110223A (zh) 一种rfid远距离读卡系统及其方法
CN103729895A (zh) 唤醒电子标签的方法、装置及系统
CN102184445B (zh) 电子标签唤醒方法及电子标签
CN106413061A (zh) 基于蜂窝的窄带物联网的通信系统
CN107038764A (zh) 一种基于rfid的考勤系统
CN202231713U (zh) 一种基于跳频机制的防窃听有源rfid系统
CN204440573U (zh) 一种基于rfid技术的图书馆智能管理系统
CN102801871B (zh) 射频智能卡及其控制方法
CN110490288A (zh) 一种低功耗多协议兼容的电子标签系统
CN205193845U (zh) 基于移动互联网技术的一体化数据采集器
CN104318633A (zh) 一种基于uhf rfid的etc系统的obu结构
CN107305730B (zh) 无线远程抄表系统电源管理方法
CN106779019A (zh) 一种智能包装的超低功耗无线传感标签硬件
CN102799839A (zh) 有源rfid系统同步唤醒通信的方法
CN204117204U (zh) 指纹识别的rfid考勤管理装置
CN207752486U (zh) 一种基于蓝牙的有源rfid录卡装置
CN107895184B (zh) 基于NB-IoT的阅读器及其进出校判断、定位方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20110209