CN109579837A - 一种基于惯性测量模块的有源rfid低功耗系统 - Google Patents

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沈礼伟
毛凌
李坤
赵留柱
张能金
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/18—Stabilised platforms, e.g. by gyroscope

Abstract

本发明提供了一种基于惯性测量模块的有源RFID低功耗系统，包括微处理器模块、射频芯片模块、惯性测量单元模块、锂电池，所述微处理器模块、射频芯片模块、惯性测量单元模块分别与所述锂电池相连，所述微处理器模块分别与所述射频芯片模块、惯性测量单元模块相连，本低功耗方案结合惯性测量模块来判断犁具是否处于非使用状态，从而在传统有源RFID标签的基础上更为精准的控制标签的发射工作状态，提升标签产品寿命。

Description

一种基于惯性测量模块的有源RFID低功耗系统
技术领域
本发明涉及精准农业平台领域中农业犁具的识别与管理。
背景技术
传统农业犁具识别采用的有源RFID主要围绕着射频模块主动发射电磁波周期处理低功耗，寿命在1年左右。
大部分犁具在一年时间内的使用时间主要集中在春秋两季，其余两季都处于仓库静止状态，器件还是会主动发射电磁波，损耗电磁电量。
发明内容
为了解决上述不足的缺陷，本发明提供了一种基于惯性测量模块的有源RFID低功耗系统，本低功耗方案结合惯性测量模块来判断犁具是否处于非使用状态，从而在传统有源RFID标签的基础上更为精准的控制标签的发射工作状态，提升标签产品寿命。
本发明提供了一种基于惯性测量模块的有源RFID低功耗系统，包括微处理器模块、射频芯片模块、惯性测量单元模块、锂电池，所述微处理器模块、射频芯片模块、惯性测量单元模块分别与所述锂电池相连，所述微处理器模块分别与所述射频芯片模块、惯性测量单元模块相连。
上述的系统，其中，射频收发模块输出功率和通信频道可通过程序进行配置，主动发射电磁信号，与阅读器通信。
上述的系统，其中，惯性测量单元模块用于测量物体三轴姿态角以及加速度。
上述的系统，其中，所述惯性测量单元模块包括三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态，用来判断犁具是否处于使用状态。
上述的系统，其中，微处理器模块实现对射频模块、惯性测量单元模块的配置；以及对收发信息的处理。
上述的系统，其中，所述锂电池对所有内部模块供电。
本发明提供了一种基于惯性测量模块的有源RFID低功耗系统具有以下有益效果：该发明系统解决了上述阐述的目前犁具有源RFID便签寿命短的问题，标签大部分的功耗来源于射频模块发射电磁波通信，本发明更为精准的判断控制射频模块的工作；有效的提升有源RFID标签寿命周期，减少来标签频繁更换所带来的费用与人员成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为本发明提供的一种基于惯性测量模块的有源RFID低功耗系统的模块示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
参照图1所示，本发明提供的一种基于惯性测量模块的有源RFID低功耗系统，包括微处理器模块、射频芯片模块、惯性测量单元模块、锂电池，所述微处理器模块、射频芯片模块、惯性测量单元模块分别与所述锂电池相连，所述微处理器模块分别与所述射频芯片模块、惯性测量单元模块相连。
本发明中当带有标签的犁具放在仓库静止时，惯性测量单元模块采集标签当前姿态数据传输给微处理器模块判断当前状态是闲置状态，控制射频模块与惯性测量单元模块休眠，系统整体处于最低功耗状态；当带有标签的犁具挂载在农具上工作时，惯性测量单元模块采集标签当前姿态数据传输给微处理器模块判断当前状态是挂载工作状态，控制射频模块发射信号与阅读器通信。该发明系统解决了上述阐述的目前犁具有源RFID便签寿命短的问题，标签大部分的功耗来源于射频模块发射电磁波通信，本发明更为精准的判断控制射频模块的工作；有效的提升有源RFID标签寿命周期，减少来标签频繁更换所带来的费用与人员成本。
本发明一优选而非限制的实施例中，射频收发模块输出功率和通信频道可通过程序进行配置，主动发射电磁信号，与阅读器通信。
本发明中惯性测量单元模块是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。一般的，一个IMU包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态，用来判断犁具是否处于使用状态。
本发明一优选而非限制的实施例中，微处理器模块实现对射频模块、惯性测量单元模块的配置；对收发信息的处理。锂电池对所有内部模块供电。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种基于惯性测量模块的有源RFID低功耗系统，其特征在于，包括微处理器模块、射频芯片模块、惯性测量单元模块、锂电池，所述微处理器模块、射频芯片模块、惯性测量单元模块分别与所述锂电池相连，所述微处理器模块分别与所述射频芯片模块、惯性测量单元模块相连。
2.如权利要求1所述的一种基于惯性测量模块的有源RFID低功耗系统，其特征在于，射频收发模块输出功率和通信频道可通过程序进行配置，主动发射电磁信号，与阅读器通信。
3.如权利要求1所述的一种基于惯性测量模块的有源RFID低功耗系统，其特征在于，惯性测量单元模块用于测量物体三轴姿态角以及加速度。
4.如权利要求3所述的一种基于惯性测量模块的有源RFID低功耗系统，其特征在于，所述惯性测量单元模块包括三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态，用来判断犁具是否处于使用状态。
5.如权利要求4所述的一种基于惯性测量模块的有源RFID低功耗系统，其特征在于，微处理器模块实现对射频模块、惯性测量单元模块的配置；以及对收发信息的处理。
6.如权利要求5所述的一种基于惯性测量模块的有源RFID低功耗系统，其特征在于，所述锂电池对所有内部模块供电。
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