CN105095943A - 反射式无源光学标签、光读写装置及智能光分配网络 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种反射式无源光学标签、光读写装置及智能光分配网络，其中无源光学标签包括：光接收器、光反射器、芯片和光电池，其中，上述光接收器，与上述芯片相连接，用于接收光信号，将上述光信号转换成电信号，并向上述芯片发送上述电信号；上述芯片，用于处理上述电信号；存储标签信息；控制上述光反射器反射或吸收光读写装置发送的连续光，以向上述光读写装置发送信号；上述光反射器，与上述芯片相连接，用于在上述芯片的控制下反射或吸收上述连续光；上述光电池，用于将光能转换成电能并存储电能，向上述光接收器、上述光反射器和上述芯片提供电能。通过本发明，实现了一种非接触式无源光标签。

Description

反射式无源光学标签、光读写装置及智能光分配网络
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种反射式无源光学标签、光读写装置及智能光分配网络。
背景技术
进入现代化社会，各种生产技术日益成熟，产品极大丰富，为了加速产品的流通，以及保证对产品的质量追溯，如：为了保障食品安全需要对食品的各个环节追根溯源，都需要对产品进行包装和标签，而光学标签是一种常用的方式，如：条形码或二维码，这是非接触式的无源光学标签，如图1所示，这种标签一旦生成就不能更改，光读写装置通过激光扫描或电荷耦合元件(Charge-coupledDevice，简称为CCD)扫描对条形码或二维码的信息进行读取，如：超市收银员对商品条形码扫描来结算价格，手机对二维码扫描来连接相应的网站等。
现代社会也是一个信息社会，各种信息以多媒体方式存储和传输，特别是视频媒体已从传统的磁带(VHS)录像带转向光盘(DigitalVersatileDisc，简称为DVD)，它是对光盘刻录凹凸点，而对应激光光读写装置对这些点反射率对应数据0和1进行数据读取的，如图2所示，同时光盘相对光读写装置转动，使得光读写装置能对整个光盘数据进行读取，这里光盘是无源的，但是需要移动才能对信息进行读取。因此光学标签的技术已经应用到现代社会的方方面面。
同时现代社会对信息传输的高要求使得光纤网络成为主要的通讯网络。在整个光纤网路中有大量的光纤及连接点，如何辨别这些光纤以及其连接的状况成为运营商费时费力的事，为了提高工作效率，减少工作强度，给每个光连接点加一个智能标签，然后由光读写装置自动阅读，相关数据上报网管，使得光纤连接点检测自动化逐步成为共识，实现可视和可管的光纤网络。
目前智能光分配网络主要采用的标签技术是接触式标签技术，比较典型的是1-Wire接口，或电可擦可编只读存储器(ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory，简称为EEPROM接口，需要给标签供电。接触式标签技术对于标签结构的设计及可靠性提出了更高的要求，同时在某些改造场景中因为物理连接而不够灵活。鉴于此，需要找到一种可能使得标签还是保持非接触式的读写，同时也能满足密集光纤连接头的光节点要求的其他标签的读写技术。
发明内容
针对相关技术中接触式标签结构复杂且连接不灵活、以及非接触式标签在密集场景下相互干扰的问题，本发明提供一种反射式无源光学标签、光读写装置及智能光分配网络，以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种无源光学标签，包括：光接收器、光反射器、芯片和光电池，其中，所述光接收器，与所述芯片相连接，用于接收光信号，将所述光信号转换成电信号，并向所述芯片发送所述电信号；所述芯片，用于处理所述电信号；存储标签信息；控制所述光反射器反射或吸收光读写装置发送的连续光，以向所述光读写装置发送信号；所述光反射器，与所述芯片相连接，用于在所述芯片的控制下反射或吸收上述连续光；所述光电池，用于将光能转换成电能并存储电能，向所述光接收器、所述光反射器和所述芯片提供电能。
优选地，所述光电池，用于从所述光读写装置接收所述光能和/或从其他光源接收所述光能。
优选地，所述光反射器包括：液晶显示屏((LiquidCrystalDisplay：LCD))。
优选地，所述无源光学标签为平面结构，所述光反射器位置所述平面结构的中央。
根据本发明的另一个方面，提供了一种无源光学标签，包括：光反射器、芯片和光伏电池接收器，其中，所述光伏电池接收器，与所述芯片相连接，用于将光能转换成电能，向所述芯片和所述光反射器提供电能；以及接收光信号，将所述光信号转换成电信号，并向所述芯片发送所述电信号；所述芯片，用于处理所述电信号；存储标签信息；控制所述光反射器反射或吸收上述连续光，以向所述光读写装置发送信号；所述光反射器，与所述芯片相连接，用于在所述芯片的控制下反射或吸收上述连续光。
优选地，所述光反射器包括：LCD。
优选地，所述无源光学标签为平面结构，所述光反射器位置所述平面结构的中央。
根据本发明的又一个方面，提供了一种光读写装置，包括：光接收器、光发射器和芯片，其中，所述光接收器，与所述芯片相连接，用于接收无源光学标签通过对光的反射或吸收而发送的光信号，将所述光信号转换成电信号，并向所述芯片发送所述电信号；所述芯片，用于处理所述电信号；对光学标签进行读/写操作；以及控制所述光发射器发送所述连续光；所述光发射器，与所述芯片相连接，用于载所述芯片的控制下发送连续光，以及将所述芯片发送的电信号调制成光信号，并发送调制得到的光信号。
优选地，所述光发射器包括：发光二极管(LED)或激光二极管(LD)。
根据本发明的又一个方面，提供了一种无源光学标签系统，其特征在于，包括：无源光学标签和光读写装置，其中，
所述无源光学标签包括：第一光接收器、光反射器、第一芯片和光电池，其中，所述第一光接收器，与所述第一芯片相连接，用于接收第一光信号，将所述第一光信号转换成第一电信号，并向所述第一芯片发送所述第一电信号；所述第一芯片，用于处理所述第一电信号；存储标签信息；以及控制所述光反射器反射或吸收所述光读写装置发送的连续光，以向所述光读写装置发送信号；所述光反射器，与所述第一芯片相连接，用于在所述第一芯片的控制下反射或吸收连续光；所述光电池，用于将光能转换成电能并存储电能，向所述第一光接收器、所述光反射器和所述第一芯片提供电能；
所述光读写装置，包括：第二光接收器、光发射器和第二芯片，其中，所述第二光接收器，与所述第二芯片相连接，用于接收第二光信号，将所述第二光信号转换成第二电信号，并向所述第二芯片发送所述第二电信号；所述第二芯片，用于处理所述第二电信号；对所述无源光学标签进行读/写操作；以及控制所述光发射其发送所述连续光；所述光发射器，与所述第二芯片相连接，用于在所述第二芯片的控制下发送所述连续光，以及将所述第二芯片的电信号调制成第三光信号，并发送所述第三光信号。
优选地，所述光发射器包括：LED或LD。
根据本发明的再一个方面，提供了一种无源光学标签系统，包括：无源光学标签和光读写装置，其中，
所述无源光学标签，包括：光反射器、第一芯片和光伏电池接收器，其中，所述光伏电池接收器，与所述第一芯片相连接，用于将光能转换成电能，向所述第一芯片和所述光反射器提供电能；以及接收第一光信号，将所述第一光信号转换成第一电信号，并向所述第一芯片发送所述第一电信号；所述第一芯片，用于处理所述第一电信号；存储标签信息；控制所述光反射器反射或吸收所述光读写装置发送的连续光，以向所述光读写装置发送信号；所述光反射器，与所述第一芯片相连接，用于在所述第一芯片的控制下反射或吸收所述连续光；
所述光读写装置，包括：光接收器、光发射器和第二芯片，其中，所述光接收器，与所述第二芯片相连接，用于接收第二光信号，将所述第二光信号转换成第二电信号，并向所述第二芯片发送所述第二电信号；所述第二芯片，用于处理所述第二电信号；对所述无源光学标签进行读/写操作；以及控制所述光发射器发送连续光；所述光发射器，与所述第二芯片相连接，用于在所述第二芯片的控制下发送所述连续光；以及将所述第二芯片发送的第三电信号调制成第三光信号，并发送所述第三光信号。
根据本发明的另一个方面，提供了一种智能光分配网络，包括：包括多个连接器端口的连接盒；多个线缆，每一个线缆包含相对的末端以及固定到每一个末端上的相应连接器，每一个连接器被配置为可拆卸地固定在连接器端口内，其中，
每一个连接器上设置有一个上述无源光学标签，其中，每一个无源光学标签存储有自身的标签身份信息；每一个连接器端口上设置有一个上述光读写装置，并且每一个光读写装置设置在当连接器被插入在连接器端口时，使光读写装置与该连接器上无源光学标签正对的位置；每一个光读写装置，用于对自身对应的无源光学标签进行读写操作；每一个无源光学标签，用于响应自身对应的光读写装置的读/写操作。
优选地，所述每一个光读写装置，还用于与网络管理系统进行通信，接收网络管理系统的消息和/或向网络管理系统发送信息。
优选地，所述每一个光读写装置，用于响应网络管理系统的请求，对自身对应的无源光学标签进行读/写操作。
优选地，还包括：管理装置，用于控制各个光读写装置，并向网络管理系统上报各个光读写装置上报的信息。
根据本发明的再一个方面，提供了一种无源光学标签的读写方法，包括：光读写装置向无源光学标签发送第一指令，其中所述第一指令用于询问标签状态；所述光读写装置向所述无源光学标签发送连续光；所述光读写装置接收所述无源光学标签接收到所述第一指令后通过反射或吸收所述连续光发送的第一光信号，其中，所述第一光信号携带有所述无源光学标签的目前状态。
优选地，所述方法还包括：所述光读写装置向所述无源光学标签发送第二指令，其中，所述第二指令用于询问所述无源光学标签的身份信息；所述光读写装置向所述无源光学标签发送所述连续光；所述光读写装置接收所述无源光学标签接收到第二指令后通过反射或吸收所述连续光发送的第二光信号，其中，所述第二信号携带有所述身份信息。
优选地，上述方法还包括：所述光读写装置判断所述身份信息是否正确；当所述身份信息错误时，所述光读写装置赋予所述无源光学标签新的身份信息。
优选地，上述方法还包括：所述光读写装置判断所述身份信息是否为空白；当所述身份信息为空白时，所述光读写装置为所述无源光学标签赋予新的身份信息。
优选地，上述方法还包括：所述光读写装置向所述无源光学标签发送第三指令，其中，所述第三指令用于为所述无源光学标签赋予身份信息。
优选地，上述方法还包括：所述光读写装置向所述无源光学标签发送第四指令，其中，所述第四指令用于指示结束通讯；所述光读写装置向所述无源光学标签发送所述连续光；所述光读写装置接收所述无源光学标签收到所述第四指令后通过反射或吸收所述连续光发送的第四光信号，其中所述第四光信号携带有同意结束的信息。
根据本发明的又一个方面，提供了一种无源光学标签的读写装置，包括：第一发送模块，用于向无源光学标签发送第一指令，其中所述第一指令用于询问标签状态；发送模块，用于向所述无源光学标签发送所述连续光；第一接收模块，用于接收所述无源光学标签接收到所述第一指令后通过反射或吸收所述连续光发送的第一光信号，其中所述第一光信号携带有所述无源光学标签的目前状态。
优选地，上述装置还包括：第二发送模块，用于向所述无源光学标签发送第二指令，其中，所述第二指令用于询问所述无源光学标签的身份信息；所述发送模块，还用于在所述第二发送模块发送所述第二指令后向所述无源光学标签发送所述连续光；第二接收模块，用于接收所述无源光学标签接收到第二指令后通过反射或吸收所述连续光发送的第二光信号，其中，所述第二信号携带有所述身份信息。
优选地，上述装置还包括：第一判断模块，用于判断所述身份信息是否正确；第一赋予模块，用于当所述身份信息错误时，赋予所述无源光学标签新的身份信息。
优选地，上述装置还包括：第二判断模块，用于判断所述身份信息是否为空白；第二赋予模块，用于当所述身份信息为空白时，为所述无源光学标签赋予新的身份信息。
优选地，上述装置还包括：第三发送模块，用于向所述无源光学标签发送第三指令，其中，所述第三指令用于为所述无源光学标签赋予身份信息。
优选地，上述装置还包括：第四发送模块，用于向所述无源光学标签发送第四指令，其中，所述第四指令用于指示结束通讯；所述发送模块，还用于在所述第四发送模块发送所述第四指令后向所述无源光学标签发送所述连续光；第四接收模块，用于接收所述无源光学标签收到所述第四指令后通过反射或吸收所述连续光发送的第四光信号，其中，所述第四光信号携带有同意结束的信息。
通过本发明，实现了无源光学标签，无需连接电源，通过非接触的方式进行标签信息的存储和读取，并且体积较小，适用于密集光连接头的应用场景，并且可以对标签信息进行修改。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据相关技术的光标签技术的示意图；
图2是根据相关技术的DVD标签技术的示意图；
图3是根据本发明实施例的无源光学标签的结构框图；
图4是根据本发明实施例优选的无源光学标签的结构框图；
图5是根据本发明实施例的光读写装置的结构框图；
图6是根据本发明实施例的光学识别系统的示意图；
图7是根据本发明实施例的无源光学标签的读写方法的流程图；
图8是根据本发明实施例的无源光学标签的读写装置的结构框图；
图9是根据本发明实施例优选的光标签读写的示意图一；以及
图10是根据本发明实施例优选的光标签读写的示意图二。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明实施例提供了一种非接触式的光学识别(OpticalFrequencyIdentification，简称为OFID)技术，其包括无源光学标签及光读写装置，能很好的解决RFID在智能ODN中遇到的以上问题，但是本发明实施例并不限于此。
图3是根据本发明实施例的无源光学标签的结构框图，如图3所示，无源光学标签包括：光接收器10、光反射器20、芯片30和光电池40。其中，光接收器10，与芯片30相连接，用于接收光信号，将光信号转换成电信号，并向芯片30发送电信号；芯片30，用于处理电信号；存储标签信息；以及控制光反射器20反射或吸收光读写装置发送的连续光；光反射器20，与芯片30相连接，用于在芯片30的控制下反射或吸收光读写装置发送的连续光；光电池40，用于将光能转换成电能并存储电能，向光接收器10、光反射器20和芯片30提供电能。
通过本发明实施例，实现了一种反射式无源光学标签。
在本发明实施例中，上述的标签信息可以包括但不限于：标签身份信息、位置信息。
在本发明实施例的一个实施方式中，光电池40可以有双重功能，它除了能将光能转换为电能外，还可以将光信号转化为电信号，具有取代光接收器10的功能。在实际应用中，可以将光电池40和光接收器10合成为一个器件，如图4所示，该器件为光伏电池接收器50。
在本发明实施例的一个实施方式中，光电池40，可以用于从无源光学标签外部接收光能。外部光能可以是可见光或红外光，或者标签读写装置发送的光信号。
在本发明实施例的一个实施方式中，无源光学标签还可以包括：存储器，用于存储信息；芯片30，还用于向存储器写信息和/或从存储器读信息。
在本发明实施例中，上述的芯片30，可以用于通过光接收器10接收光读写装置的读取命令，读取存储的信息，通过控制光反射器20反射或吸收光读写装置发送的连续光将该信息发送至标签读取装置。当然，还可以接收光读写装置的写操作，并进行写操作，以及存储写入的信息。
在本发明实施例中，光接收器10将接收的数据信号传输给芯片30，芯片30对数据处理后，根据要求控制光反射器20反射或吸收光读写装置发送的连续光将答复信号传送给光读写装置。
在本发明实施例的一个实施方式中，光反射器20可以包括LCD等。光接收器10可以包括光子接收器等。
在本发明实施例的一个优选实施方式中，无源光学标签为平面结构，上述的光反射器20位于平面结构的中央。通过该优选实施方式，有利于光反射器20反射或吸收光读写装置的连续光。
图5是根据本发明实施例的光读写装置的结构框图，如图5所示，该装置包括：光接收器60、光发射器70和芯片80。其中，光接收器60，与芯片80相连接，用于接收光学标签通过反射或吸收连续光发送的光信号，将光信号转换成电信号，并向芯片80发送电信号；光发射器70，与芯片80相连接，用于在芯片80的控制下发送连续光；以及将电信号转换成光信号，并发送光信号；芯片80，用于处理电信号；对光学标签进行读/写操作；控制光发射器70发送连续光；以及标签信息的存储和比较。
在本发明实施例中，在光发射器70向光学标签发送信号之后，光发射器70向光学标签发送连续光。
在本发明实施例的一个实施方式中，上述光读写装置还包括：通信装置，用于与其他设备进行通信。
在对光学标签进行读写操作时，上述芯片80可以通过光发射器70发送读写命令，以及通过光接收器60接收光学标签发送的信息。
在本发明实施例中，光读写装置可以是有源设备，可以通过光发射器70发送光给无源光学标签充电，也可以发送脉冲光给无源光学标签传递相应的数据信号，其光接收器60接收无源光学标签发送的数据信号，芯片80对数据信号进行处理，同时控制光发射器60的工作状态以及发送相应的信息给无源光学标签。
在本发明实施例中，光发射器70可以包括：LED、LD等。
图6是根据本发明实施例的光学识别系统的示意图，如图6所示，该系统包括：无源光学标签1和光读写装置2。其中，无源光学标签1和光读写装置2如本发明实施例的上述描述，在此不再赘述。
光读写装置2可以对无源光学标签1发出相应的指令，无源光学标签1接收指令后，通过自己的光发射器发送相应的回复，光读写装置收到回复后对其进行处理，如果信息足够，就告知无源光学标签收到，结束；如果信息不充分，光读写装置再发出询问指令，无源光学标签根据要求再发出答复，一直到光读写装置满意为止。光读写装置与无源光学标签之间是不接触的，但相距很短，一般限制在很短距离以内，它们之间是通过光无线通讯点对点(P2P)技术进行数据传输的。
光读写装置与无源光学标签之间通讯过程可以包括：首先由光读写装置发出询问指令，无源光学标签根据指令答复其目前的状态，如：身份空白或已有身份信息等一些工作参数。然后光读写装置根据光学标签的状态发出相应的指令，如：对于无源光学标签空白，光读写装置赋予无源光学标签的身份信息；对于无源光学标签已有身份信息，光读写装置可以要求无源光学标签反馈。光读写装置可以根据反馈的信息进行评估，如果信息不正确，光读写装置重新赋予无源光学标签新的身份信息，无源光学标签执行完毕后，再反馈该信息。光读写装置对其再评估，如果信息完全正确，光读写装置发出结束，同时无源光学标签回复收到，结束。
图7是根据本发明实施例的无源光学标签的读写方法的流程图，如图7所示，该方法包括步骤S702至步骤S706。
步骤S702，光读写装置向无源光学标签发送第一指令，其中第一指令用于询问标签状态。
步骤S704，光读写装置向无源光学标签发送连续光。
步骤S706，光读写装置接收无源光学标签接收到第一指令后通过反射或吸收连续光发送的第一光信号，其中第一光信号携带有无源光学标签的目前状态。
在本发明实施例的一个实施方式中，光读写装置可以向无源光学标签发送第二指令，其中，第二指令用于询问无源光学标签的身份信息。光读写装置在发送第二指令之后，向无源光学标签发送连续光。光读写装置接收无源光学标签接收到第二指令后通过反射或吸收连续光发送的第二光信号，其中，第二信号携带有身份信息。
进一步的，光读写装置可以判断接收到的身份信息是否正确，如果不正确，光读写装置可以赋予无源光学标签新的身份信息。
进一步的，光读写装置可以判断接收到的身份信息是否为空白，如果为空白，光读写装置可以为无源光学标签赋予新的身份信息。
在本发明实施例的一个实施方式中，光读写装置可以向无源光学标签发送第三指令，其中，第三指令用于为无源光学标签赋予身份信息。
在本发明实施例的一个实施方式中，光读写装置还可以向无源光学标签发送第四指令，其中，第四指令用于指示结束通讯；在发送第四指令之后，光读写装置可以向无源光学标签发送连续光。光读写装置接收无源光学标签收到第四指令后通过反射或吸收连续光发送的第四光信号，其中第四光信号携带有同意结束的信息。
图8是根据本发明实施例的无源光学标签的读写装置的结构框图，如图8所示，包括：第一发送模块802，用于向无源光学标签发送第一指令，其中第一指令用于询问标签状态；发送模块804，用于向无源光学标签发送连续光；第一接收模块806，用于接收无源光学标签接收到第一指令后通过反射或吸收连续光发送的第一光信号，其中第一光信号携带有无源光学标签的目前状态。
在本发明实施例的一个实施方式中，上述装置还包括：第二发送模块，用于向无源光学标签发送第二指令，其中，第二指令用于询问无源光学标签的身份信息；第二接收模块，用于接收无源光学标签接收到第二指令后通过反射或吸收连续光发送的第二光信号，其中，所述第二信号携带有所述身份信息。发送模块804，还用于在发送第二指令后，向无源光学标签发送连续光。
进一步的，上述装置，还可以包括：第一判断模块，用于判断身份信息是否正确；第一赋予模块，用于当身份信息错误时，赋予无源光学标签新的身份信息。
进一步的，上述装置，还可以包括：第二判断模块，用于判断身份信息是否为空白；第二赋予模块，用于当身份信息为空白，为无源光学标签赋予新的身份信息。
在本发明实施例的一个实施方式中，上述装置还包括：第三发送模块，用于向无源光学标签发送第三指令，其中，第三指令用于为无源光学标签赋予身份信息。
在本发明实施例的一个实施方式中，上述装置还包括：第四发送模块，用于向无源光学标签发送第四指令，其中，第四指令用于指示结束通讯；第四接收模块，用于接收无源光学标签收到第四指令后通过反射或吸收连续光发送的第四光信号，其中，第四光信号携带有同意结束的信息。发送模块804，还用于在发送第四指令后，向无源光学标签发送连续光。
本发明实施例的上述无源光学标签和光读取装置，可以应用到各种场景。在本发明实施例中，以在电信接线系统中应用为例进行说明。
本发明实施例的上述系统，优选地应用在光纤网络中。下面以在光线网络中为例，对本发明实施例进行描述。
在本发明实施例中，智能光分配网络可以包括：包括多个连接器端口的接线盒；多个线缆，每一个线缆包含相对的末端以及固定到每一个末端上的相应连接器，每一个连接器被配置为可拆卸地固定在连接器端口内，其中，每一个连接器上设置有一个上述无源光学标签，其中，每一个无源光学标签存储有自身的标签身份信息；每一个连接器端口上设置有一个光读写装置，并且每一个光读写装置设置在当连接器被插入在连接器端口时，使光读写装置与该连接器上无源光学标签正对的位置；每一个光读写装置，用于对自身对应的无源光学标签进行读写操作；每一个无源光学标签，用于响应自身对应的光读写装置的读写操作。
通过本发明实施例，采用无源光学标签，实现了非接触式检测，并且在密集场景下，不会存在干扰。
在本发明实施例的一个实施方式中，上述光读写装置，还用于与网络管理系统进行通信，接收网络管理系统的消息和/或向网络管理系统发送信息。
在本发明实施例的一个优选实施方式中，光读写装置，可以用于响应网络管理系统的请求，对自身对应的无源光学标签进行读写操作。优选地，还可以向网络管理系统上报读取到的信息，以及其他相关信息。
在本发明实施例的一个优选实施方式中，上述智能光分配网络还可以包括：管理装置，用于控制各个光读写装置，并向网络管理系统上报各个光读写装置上报的信息。
下面对本发明实施例的优选实施方式进行描述。
优选实施例一
本发明实施例提出了一种非接触式的无源光学标签方法，使用光电池技术对无源光学标签进行充电，以及采用光无线的技术对无源光学标签进行阅读和识别的方法和装置。该方法满足了标签无源，以及非接触式读写智能光分配网络标签的技术要求。
本发明实施例的总体技术方案如图6所示，是通过以下具体方式实现的：
本方案由一个光读写装置(相当于上述的光读写装置)，以及一个非接触式的无源光学标签(相当于上述的无源光学标签)组成，具体如图6所示。
光读写装置是由光发射器，光接收器以及芯片等组成，基本架构图见图5所示，它是一个有源设备，可以通过光发射器发送光给无源光学标签充电，也可以发送脉冲光给无源光学标签传递相应的数据信号，其光接收器接收无源光学标签发送的数据信号，芯片对数据信号进行处理，同时控制光反射器对光读写装置光进行调制以及反射相应的信息给光读写装置。
无源光学标签是由光电池，光反射器，光接收器以及芯片组成，基本架构图见图3、4所示，首先由光电池将接收的光转化为电源给其他几个单元，光接收器将接收的数据信号传输给芯片，芯片对数据处理后，根据要求启动光反射器将答复信号调制在光读写装置的光上反射给光读写装置。
由于无源光学标签是无源的，首先由光读写装置发光给无源光学标签充电，或通过外界光源给无源光学标签充电，然后由光读写装置对无源光学标签发出相应的指令，光读写装置的光恢复到给无源光学标签充电时的状态，即保持连续光的状态；无源光学标签接收指令后，芯片进行处理，然后通过光反射器将相应的回复调制在光读写装置的光上反射回光读写装置，光读写装置收到回复后对其进行处理，如果信息足够，就告知无源光学标签收到，结束；如果信息不充分，光读写装置再发出询问指令，无源光学标签根据要求再发出答复，一直到光读写装置满意为止。光读写装置与无源光学标签之间是不接触的，但相距很短，一般限制在很短距离以内，对于智能ODN中的应用可以限制在1厘米以内，它们之间是通过光无线通讯点对点(P2P)技术进行数据传输的。
光读写装置与无源光学标签之间通讯基本工作流程图见图7所示。首先由光读写装置发出询问指令，无源光学标签根据指令答复其目前的状态，如：身份空白或已有身份信息等一些工作参数。然后光读写装置发出要求，如：对于无源光学标签空白，光读写装置赋予无源光学标签新的身份信息；对于无源光学标签已有身份信息，光读写装置可以要求无源光学标签反馈。光读写装置可以根据反馈的信息进行评估，如果信息不正确，光读写装置重新赋予无源光学标签新的身份信息，无源光学标签执行完毕后，再反馈该信息。光读写装置对其再评估，如果信息完全正确，光读写装置发出结束，同时无源光学标签回复收到，结束。
优选实施例二
本发明实施例的核心是无源和非接触式无源光学标签及它与光读写装置组成的标签读写系统，通过光读写装置或外围光源给无源光学标签充电，然后通过光读写装置发送以及无源光学标签反射的半工通信方式对标签进行读写，另外无源光学标签具有可编辑，可重复使用的功能。
参见图6所示的本发明实施例的总体技术方案图，使用本方法对标签信息进行读写是由光读写装置中控制芯片的发起的，无源光学标签主要存储身份及位置信息，这些信息是由光读写装置赋予的，也可以由光读写装置对其进行修改，无源光学标签工作的电源是由其光电池通过光转换而来的，可以通过光读写装置对其充电，也可以通过外界光源对其充电。
参见图5所示的本发明所述方法的光读写装置功能组件图，它是一个有源设备，包括光发射器，光接收器以及控制处理芯片。其中光发射器的作用是给无源光学标签充电以及发送数据信号给无源光学标签，同时该光通过被无源光学标签反射的方式将无源光学标签的信息传递给光读写装置；而光接收器的作用是接收由无源光学标签发送过来的光信号；最后控制处理芯片可以接收外部网管的指令，启动对无源光学标签的读写，对于空白的无源光学标签可以赋予其身份和位置信息，也可以对已有身份信息的标签进行阅读和比对，还可以对标签进行相应信息的修改，最后光读写装置将相关信息传送给网管或控制中心保存。
参见图3所示无源光学标签功能组件图。它本身是无源的，由四个功能单元组成，光电池、光反射器、光接收器及芯片。其中光反射器本身不发光，而是对入射光吸收和发送将信号发送出去的，比较典型例子是光反射器是液晶显示屏(LiquidCrystalDisplay，LCD)，而光电池接收光读写装置或其他外部光源的光将其转换为电源供其他几个单元使用，光反射器根据控制芯片的要求，将无源光学标签的信息调制在光读写装置的入射光上，然后将其反射回光读写装置；光接收器将接收到的光读写装置的指令转换为电信号传送给芯片；芯片能对指令进行处理，启动光反射器进行回复，同时它具有信息存储的功能。
参见图4所示的无源光学标签功能组件图，它本身是无源的，由三个功能单元组成，光伏电池接收器、光反射器及芯片。它是等同于图3的另一种无源光学标签实施架构图。其中光反射器本身不发光，而是对入射光吸收和发送将信号发送出去的，比较典型例子是光反射器是液晶显示屏(LCD)，而光伏电池接收器是将光电池和光接收器的功能合二为一，首先它将光读写装置或其他外部光源的光将其转换为电源供其他几个单元使用，同时将光读写装置的数据信号转化为其输出电压的变化的电信号传输给芯片，芯片对指令进行相关处理，启动光反射器将信号调制在反射光上进行回复，同时它具有信息存储的功能。
优选实施例三
在本发明实施例的一个实施例方式，见图9所示，其光读写装置的发送和接收部分通过一个分光片将其到无源光学标签上的光路重叠起来。而无源光学标签是有一个液晶屏(LCD)组成了光反射器，通过对入射光的反射和吸收来传递数据，光伏电池探测器(PhotonicVoltageDetector:简称为PVD)通过吸收照射其上的光对其充电，同时解读光读写装置发送的光信号传递的信息，为了充分有效的提高光电转换效率，光反射器(LCD)可以安置在原点，光电池和光接收器可以安置在其周围。
其工作方式如下所示：首先光读写装置打开光源对无源光学标签进行供电，然后芯片开始将信号调制在光反射器发送给无源光学标签，信号发送完毕后，光反射器返回原有的连续光状态继续给无源光学标签供电。而当标签接收信号后，将信息传递给芯片，根据要求芯片控制光反射器(例如，LCD)将回复信号调制在反射光上发送给光读写装置。这种半工通讯方式可以一直重复直到光读写装置得到所需的或所要求的信息为止。
优选实施例四
在本发明实施例的另一个实施方式中，见图10所示，其光读写装置的发送部分在中轴线上，而接收部分在其周围，这样做的好处是不需要分光片，少了一个元器件结构比较简单。而无源光学标签是有一个液晶屏(LCD)组成了光反射器，通过对入射光的反射和吸收来传递数据，而光伏电池探测器通过吸收照射其上的光对其充电，同时解读光读写装置传递的信息，为了充分有效的提高光电转换效率，光反射器(例如，LCD)可以安置在原点，光电池和光接收器可以安置在其周围。
其工作方式如下所示：首先光读写装置打开光源对无源光学标签进行供电，然后芯片开始将信号调制在光发射器发送给无源光学标签，信号发送完毕后，光发射器返回原有的连续光状态继续给无源光学标签供电。而当标签接收信号后，将信息传递给芯片，根据要求芯片控制光反射器(例如，LCD)将回复信号调制在反射光上发送给光读写装置。这种半工通讯方式可以一直重复直到光读写装置得到所需的或所要求的信息为止。
无源光学标签系统可以应用在多种场合，比较典型的应用是在智能光分配网络上，如将无源光学标签安置在光学连接头上，光读写装置安置在标签上方，当光连接头插入连接盒时，表示该光纤已经处于连接的状态，而这时标签正好处于光读写装置的下方，打开光读写装置就可以对无源光学标签进行读写；也可以将无源光学标签安置在商品上，标签上存储商品专用信息，包括价格等等，收银员通过手持光读写装置或固定光读写装置对无源光学标签进行扫描，对商品进行价格核算。还可以将无源光学标签作为交通卡，光读写装置安置在公共交通车上，如：地铁、公共汽车、出租车等，作为计费工具；当然还有一些小众化的应用，如：无源光学标签可以作为钥匙、或员工身份证，光读写装置安置在门口作为身份识别等。
从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：实现了非接触式的光反射无源光学标签，使用光电池技术对标签进行充电，以及采用光无线的技术对光标签进行阅读和识别的方法和装置，实现了标签无源以及非接触式读写。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (27)

1.一种无源光学标签，其特征在于，包括：光接收器、光反射器、芯片和光电池，其中，
所述光接收器，与所述芯片相连接，用于接收光信号，将所述光信号转换成电信号，并向所述芯片发送所述电信号；
所述芯片，用于处理所述电信号；存储标签信息；控制所述光反射器反射或吸收光读写装置发送的连续光，以向所述光读写装置发送信号；
所述光反射器，与所述芯片相连接，用于在所述芯片的控制下反射或吸收所述连续光；
所述光电池，用于将光能转换成电能并存储电能，向所述光接收器、所述光反射器和所述芯片提供电能。
2.根据权利要求1所述的无源光学标签，其特征在于，所述光电池，用于从所述光读写装置接收所述光能和/或从其他光源接收所述光能。
3.根据权利要求1所述的无源光学标签，其特征在于，所述光反射器包括：液晶显示屏LCD。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的无源光学标签，其特征在于，所述无源光学标签为平面结构，所述光反射器位置所述平面结构的中央。
5.一种无源光学标签，其特征在于，包括：光反射器、芯片和光伏电池接收器，其中，
所述光伏电池接收器，与所述芯片相连接，用于将光能转换成电能，向所述芯片和所述光反射器提供电能；以及接收光信号，将所述光信号转换成电信号，并向所述芯片发送所述电信号；
所述芯片，用于处理所述电信号；存储标签信息；控制所述光反射器反射或吸收光读写装置发送的连续光，以向所述光读写装置发送信号；
所述光反射器，与所述芯片相连接，用于在所述芯片的控制下反射或吸收所述连续光。
6.根据权利要求5所述的无源光学标签，其特征在于，所述光反射器包括：液晶显示屏LCD。
7.根据权利要求5或6所述的无源光学标签，其特征在于，所述无源光学标签为平面结构，所述光反射器位置所述平面结构的中央。
8.一种光读写装置，其特征在于，包括：光接收器、光发射器和芯片，其中，
所述光接收器，与所述芯片相连接，用于接收无源光学标签通过对光的反射或吸收而发送的光信号，将所述光信号转换成电信号，并向所述芯片发送所述电信号；
所述芯片，用于处理所述电信号；对光学标签进行读/写操作；以及控制所述光发射器发送连续光；
所述光发射器，与所述芯片相连接，用于在所述芯片的控制下发送所述连续光，以及将所述芯片发送的电信号调制成光信号，并发送调制得到的光信号。
9.根据权利要求8所述的光读写装置，其特征在于，所述光发射器包括：发光二极管LED、激光二极管LD。
10.一种无源光学标签系统，其特征在于，包括：无源光学标签和光读写装置，其中，
所述无源光学标签包括：第一光接收器、光反射器、第一芯片和光电池，其中，
所述第一光接收器，与所述第一芯片相连接，用于接收第一光信号，将所述第一光信号转换成第一电信号，并向所述第一芯片发送所述第一电信号；
所述第一芯片，用于处理所述第一电信号；存储标签信息；以及控制所述光反射器反射或吸收所述光读写装置发送的连续光，以向所述光读写装置发送信号；
所述光反射器，与所述第一芯片相连接，用于在所述第一芯片的控制下反射或吸收所述连续光；
所述光电池，用于将光能转换成电能并存储电能，向所述第一光接收器、所述光反射器和所述第一芯片提供电能；
所述光读写装置，包括：第二光接收器、光发射器和第二芯片，其中，
所述第二光接收器，与所述第二芯片相连接，用于接收第二光信号，将所述第二光信号转换成第二电信号，并向所述第二芯片发送所述第二电信号；
所述第二芯片，用于处理所述第二电信号；对所述无源光学标签进行读/写操作；以及控制所述光发射器发送所述连续光；
所述光发射器，与所述第二芯片相连接，用于在所述第二芯片的控制下发送所述连续光；以及将所述第二芯片的电信号调制成第三光信号，并发送所述第三光信号。
11.一种无源光学标签系统，其特征在于，包括：无源光学标签和光读写装置，其中，
所述无源光学标签，包括：光反射器、第一芯片和光伏电池接收器，其中，
所述光伏电池接收器，与所述第一芯片相连接，用于将光能转换成电能，向所述第一芯片和所述光反射器提供电能；以及接收第一光信号，将所述第一光信号转换成第一电信号，并向所述第一芯片发送所述第一电信号；
所述第一芯片，用于处理所述第一电信号；存储标签信息；控制所述光反射器反射或吸收所述光读写装置发送的连续光，以向所述光读写装置发送信号；
所述光反射器，与所述第一芯片相连接，用于在所述第一芯片的控制下反射或吸收所述连续光；
所述光读写装置，包括：光接收器、光发射器和第二芯片，其中，
所述光接收器，与所述第二芯片相连接，用于接收第二光信号，将所述第二光信号转换成第二电信号，并向所述第二芯片发送所述第二电信号；
所述第二芯片，用于处理所述第二电信号；对所述无源光学标签进行读/写操作；以及控制所述光发射其发送所述连续光；
所述光发射器，与所述第二芯片相连接，用于在所述第二芯片的控制下发送所述连续光；以及将所述第二芯片发送的第三电信号调制成第三光信号，并发送所述第三光信号。
12.一种智能光分配网络，包括：包括多个连接器端口的连接盒；多个线缆，每一个线缆包含相对的末端以及固定到每一个末端上的相应连接器，每一个连接器被配置为可拆卸地固定在连接器端口内，其特征在于，
每一个连接器上设置有一个如权利要求1至7中任一项所述的无源光学标签，其中，每一个无源光学标签存储有自身的标签身份信息；
每一个连接器端口上设置有一个如权利要求8或9所述的光读写装置，并且每一个光读写装置设置在当连接器被插入在连接器端口时，使光读写装置与该连接器上无源光学标签正对的位置；
每一个光读写装置，用于对自身对应的无源光学标签进行读写操作；每一个无源光学标签，用于响应自身对应的光读写装置的读/写操作。
13.根据权利要求12所述的智能光分配网络，其特征在于，所述每一个光读写装置，还用于与网络管理系统进行通信，接收网络管理系统的消息和/或向网络管理系统发送信息。
14.根据权利要求13所述的智能光分配网络，其特征在于，所述每一个光读写装置，用于响应网络管理系统的请求，对自身对应的无源光学标签进行读/写操作。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的智能光分配网络，其特征在于，还包括：
管理装置，用于控制各个光读写装置，并向网络管理系统上报各个光读写装置上报的信息。
16.一种无源光学标签的读写方法，其特征在于，包括：
光读写装置向无源光学标签发送第一指令，其中所述第一指令用于询问标签状态；
所述光读写装置向所述无源光学标签发送连续光；
所述光读写装置接收所述无源光学标签接收到所述第一指令后通过反射或吸收所述连续光发送的第一光信号，其中，所述第一光信号携带有所述无源光学标签的目前状态。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括：
所述光读写装置向所述无源光学标签发送第二指令，其中，所述第二指令用于询问所述无源光学标签的身份信息；
所述光读写装置向所述无源光学标签发送所述连续光；
所述光读写装置接收所述无源光学标签接收到第二指令后通过反射或吸收所述连续光发送的第二光信号，其中，所述第二信号携带有所述身份信息。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：
所述光读写装置判断所述身份信息是否正确；
当所述身份信息错误时，所述光读写装置赋予所述无源光学标签新的身份信息。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：
所述光读写装置判断所述身份信息是否为空白；
当所述身份信息为空白时，所述光读写装置为所述无源光学标签赋予新的身份信息。
20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括：
所述光读写装置向所述无源光学标签发送第三指令，其中，所述第三指令用于为所述无源光学标签赋予身份信息。
21.根据权利要求16至20中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
所述光读写装置向所述无源光学标签发送第四指令，其中，所述第四指令用于指示结束通讯；
所述光读写装置向所述无源光学标签发送所述连续光；
所述光读写装置接收所述无源光学标签收到所述第四指令后通过反射或吸收所述连续光发送的第四光信号，其中所述第四光信号携带有同意结束的信息。
22.一种无源光学标签的读写装置，其特征在于，包括：
第一发送模块，用于向无源光学标签发送第一指令，其中所述第一指令用于询问标签状态；
发送模块，用于向所述无源光学标签发送所述连续光；
第一接收模块，用于接收所述无源光学标签接收到所述第一指令后通过反射或吸收所述连续光发送的第一光信号，其中所述第一光信号携带有所述无源光学标签的目前状态。
23.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，还包括：
第二发送模块，用于向所述无源光学标签发送第二指令，其中，所述第二指令用于询问所述无源光学标签的身份信息；
所述发送模块，还用于在所述第二发送模块发送所述第二指令后向所述无源光学标签发送所述连续光；
第二接收模块，用于接收所述无源光学标签接收到第二指令后通过反射或吸收所述连续光发送的第二光信号，其中，所述第二信号携带有所述身份信息。
24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，还包括：
第一判断模块，用于判断所述身份信息是否正确；
第一赋予模块，用于当所述身份信息错误时，赋予所述无源光学标签新的身份信息。
25.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，还包括：
第二判断模块，用于判断所述身份信息是否为空白；
第二赋予模块，用于当所述身份信息为空白时，为所述无源光学标签赋予新的身份信息。
26.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，还包括：
第三发送模块，用于向所述无源光学标签发送第三指令，其中，所述第三指令用于为所述无源光学标签赋予身份信息。
27.根据权利要求22至26中任一项所述的装置，其特征在于，
还包括：第四发送模块，用于向所述无源光学标签发送第四指令，其中，所述第四指令用于指示结束通讯；
所述发送模块，还用于在所述第四发送模块发送所述第四指令后向所述无源光学标签发送所述连续光；
还包括：第四接收模块，用于接收所述无源光学标签收到所述第四指令后通过反射或吸收所述连续光发送的第四光信号，其中，所述第四光信号携带有同意结束的信息。
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