CN110929534A - 一种双模多id的有源标签盘存系统 - Google Patents

一种双模多id的有源标签盘存系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双模多ID的有源标签盘存系统,其特征在于所述有源标签盘存系统包含:双模网关和若干双模标签。双模网关由广播发射单元、ID接收单元、网关主控单元、外部接口单元以及网关供电单元组成。双模标签由ID发射单元、广播接收单元、标签主控单元、状态指示单元以及标签供电单元组成。双模标签按周期侦听网关的广播信号,在接收到网关发送的盘存指令后进入ID发送阶段,并根据设置在ID发送阶段结束后切换新的ID,进入下轮盘存流程中。本发明的标签盘存系统可以实现多ID的切换,可以实现灵活的标签状态判定,有效规避了单ID标签在使用场景上的限制。

Description

一种双模多ID的有源标签盘存系统
技术领域
本发明涉及射频识别领域,尤其涉及一种双模多ID的有源标签盘存系统。
背景技术
随着射频识别技术的发展,越来越多的标签走进日常生活中,极大方便了人们的出行、购物等体验,也为传统行业带来了新生。
射频识别(RFID)技术在使用频段上可以分为低频、超高频和微波频段,每个频段都有各自的使用范围和特点。微波频段(2.4GHz)的只读射频识别卡在资产管控、人员定位领域得到了较为广泛的使用,但受限于只读的特性,其无法与读卡器进行互动,系统的扩展性、灵活性不高,且固定的广播周期带来能量的损失或降低了标签的统计成功率。
发明内容
本发明的技术解决问题:针对现有技术的不足,提供一种双模多ID的有源标签盘存系统,实现标签在多个盘存状态之间的跳转,丰富了只读标签卡的应用范围。具体技术方案如下:
为实现上述目的,本发明提供一种双模多ID的有源标签盘存系统,该系统包括:
(1)双模网关,所述双模网关由广播发射单元、ID接收单元、网关主控单元、外部接口单元以及网关供电单元组成;
(2)双模标签,所述双模标签由ID发射单元、广播接收单元、标签主控单元、状态指示单元以及标签供电单元组成; ID发射单元拥有K个全网唯一的ID编号,每个盘存周期由标签主控单元从K个中选择一个发射;状态指示单元为蜂鸣器或LED等声光提示器。
双模网关以及双模标签的广播发送单元和广播接收单元采用的无线传输体制一;ID接收单元和ID发射单元采用无线传输体制二;无线传输体制一与无线传输体制二不同。
所述的双模多ID的有源标签盘存系统网关侧的标签盘存流程是:
A1、网关供电单元给网关供电;
A2、网关主控单元初始化广播发射单元、ID接收单元、外部接口单元;广播发射单元处于盘存指令广播就绪状态,此时ID接收单元处于关闭状态,外部接口单元处于就绪状态;
A3、网络主控单元根据外部接口输入的指令,在盘存指令中写入盘存状态P_t、等待时间N、发送频率H以及窗口长度M,并打开广播发射单元发送盘存指令;其中盘存状态P_t属于P_1至P_K之间,K值为大于1的整数,每个盘存状态对应一个全网唯一的ID号,标签每被盘存一次后,t值加一或由P_K跳转至P_1;等待时间N、发送频率H以及窗口长度M为根据标签密度进行动态调节的参数,当标签密度大时可将N值和M值调大,H值调小;当标签密度小时可将N值和M值调小,H值调大。
A4、广播发射单元持续发送盘存开始指令N秒后,网卡主控单元关闭广播发送单元,打开ID接收单元;
A5、ID接收单元接收标签发送的ID信号;
A6、网关主控单元根据所需盘存的标签状态P_t,统计所有标签的ID值;
A7、网关主控单元根据设定的停止盘存条件,关闭ID接收单元,通过外部接口单元输出所有的ID值,广播发射单元进入就绪状态,进入下一轮盘存流程中,其中停止盘存条件可为连续E秒钟未接收到新ID号或盘存时间超过Q秒。
所述的双模多ID的有源标签盘存系统标签侧的标签盘存流程是:
B1、标签供电单元给标签供电;
B2、标签主控单元初始化广播接收单元、ID发送单元、状态指示单元以及内部的盘存状态机的状态;
B3、广播接收单元每隔T秒定时侦听网关发送的盘存指令;ID发送单元选择当前待发送的ID值;状态指示单元复位;其中T值由实际系统调试时优化获得,且T<N。
B4、标签广播接收单元侦听到网关侧发送的盘存开始指令后,判断当前盘存状态P_r与盘存指令中的状态P_t是否一致,如一致则执行B5、否则继续执行B3;
B5、标签主控单元等待时间N秒,关闭广播接收单元,打开ID发送单元,在状态指示单元输出状态变更;
B6、ID发送单元在设定的时间窗口M秒内按指定频率H发送第r个ID;
B7、标签主控单元在打开ID发送单元的M秒后,关闭ID发送单元,将盘存状态加一,并为ID发送单元更新ID值,在状态指示单元输出状态变更;
B8、标签主控单元打开广播接收单元,执行步骤B3,进入下一轮盘存流程。
采用本发明获得的有益效果:本发明的标签可以在多个ID之间切换,且标签在大部分时间均处于侦听信号阶段,一方面可以降低标签的功耗,另一方面可以为不同ID绑定不同的业务流程,丰富可扩展了只读ID卡的应用场景。
附图说明
图1所示为本发明的系统组成框图;
图2所示为本发明的网关侧盘存流程示意图;
图3所示为本发明的标签侧盘存流程示意图;
图4所示为本发明的一个实施例示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明提出一种双模多ID的有源标签盘存系统包括以下两部分组成:
(1)C01双模网关,所述双模网关由广播发射单元、ID接收单元、网关主控单元、外部接口单元以及网关供电单元组成;
(2)C02双模标签,所述双模标签由ID发射单元、广播接收单元、标签主控单元、状态指示单元以及标签供电单元组成; ID发射单元拥有K个全网唯一的ID编号,每个盘存周期由标签主控单元从K个中选择一个发射;状态指示单元为蜂鸣器或LED等声光提示器。
双模网关以及双模标签的广播发送单元和广播接收单元采用的无线传输体制一;ID接收单元和ID发射单元采用无线传输体制二;无线传输体制一与无线传输体制二不同
图2给出了本发明所述双模多ID的有源标签盘存系统网关侧盘存流程示意图。
步骤A1、网关供电单元给网关供电;
步骤A2、网关主控单元初始化广播发射单元、ID接收单元、外部接口单元;广播发射单元处于盘存指令广播就绪状态,此时ID接收单元处于关闭状态,外部接口单元处于就绪状态;
步骤A3、网络主控单元根据外部接口输入的指令,在盘存指令中写入盘存状态P_t、等待时间N、发送频率H以及窗口长度M,并打开广播发射单元发送盘存指令;其中盘存状态P_t属于P_1至P_K之间,K值为大于1的整数,每个盘存状态对应一个全网唯一的ID号,标签每被盘存一次后,t值加一或由P_K跳转至P_1;等待时间N、发送频率H以及窗口长度M为根据标签密度进行动态调节的参数,当标签密度大时可将N值和M值调大,H值调小;当标签密度小时可将N值和M值调小,H值调大。
步骤A4、广播发射单元持续发送盘存开始指令N秒后,网卡主控单元关闭广播发送单元,打开ID接收单元;
步骤A5、ID接收单元接收标签发送的ID信号;
步骤A6、网关主控单元根据所需盘存的标签状态,统计所有标签的ID值;
步骤A7、网关主控单元根据设定的停止盘存条件,关闭ID接收单元,通过外部接口单元输出所有的ID值,广播发射单元进入就绪状态,进入下一轮盘存流程中,其中停止盘存条件可为连续E秒钟未接收到新ID号或盘存时间超过Q秒。
图3给出了本发明所述双模多ID的有源标签盘存系统标签侧盘存流程示意图。
步骤B1、标签供电单元给标签供电;
步骤B2、标签主控单元初始化广播接收单元、ID发送单元、状态指示单元以及内部的盘存状态机的状态;
步骤B3、广播接收单元每隔T秒定时侦听网关发送的盘存指令;ID发送单元选择当前待发送的ID值;状态指示单元复位;其中T值由实际系统调试时优化获得,且T<N。
步骤B4、标签广播接收单元侦听到网关侧发送的盘存开始指令后,判断当前盘存状态P_r与盘存指令中的状态P_t是否一致,如一致则执行B5、否则继续执行步骤B3;
步骤B5、标签主控单元等待时间N秒,关闭广播接收单元,打开ID发送单元,在状态指示单元输出状态变更;
步骤B6、ID发送单元在设定的时间窗口M秒内按指定频率H发送第r个ID;
步骤B7、标签主控单元在打开ID发送单元的M秒后,关闭ID发送单元,将盘存状态加一,并为ID发送单元更新ID值,在状态指示单元输出状态变更;
步骤B8、标签主控单元打开广播接收单元,执行步骤B3,进入下一轮盘存流程。
以下结合附图,详细介绍一个包含1个双模网关、5个双模标签的实施例,广播接收和发送单元采用BPSK调制解调模式,ID接收和发送单元采用GFSK调制模式。其中盘存状态K值为2,既所有标签具有2个盘存状态以及2个全网唯一的ID;等待时间N为6秒,发送频率H为1次/s,窗口长度M为5秒。标签侦听间隔T为5秒。网关正在进行P_1状态的盘存。停止盘存的条件为盘存超时Q=5秒。
5个双模标签分别具有的ID如下,其中ID1对应P_1状态,ID2对应P_2状态。
标签一:
ID1:0001,ID2:1001
标签二:
ID1:0002,ID2:1002
标签三:
ID1:0003,ID2:1003
标签四:
ID1:0004,ID2:1004
标签五:
ID1:0005,ID2:1005
标签一、标签二处于P_1状态,标签三、标签四、标签五处于P_2状态。
网关侧盘存的具体流程如下:
步骤NA1、网关供电单元给网关供电;
步骤NA2、网关主控单元初始化广播发射单元、ID接收单元、外部接口单元;广播发射单元处于盘存指令广播就绪状态,此时ID接收单元处于关闭状态,外部接口单元处于就绪状态;
步骤NA3、网络主控单元根据外部接口输入的指令,在盘存指令中写入盘存状态P_t=P_1、等待时间N=6s、发送频率H=1次/s以及窗口长度M=5,并打开广播发射单元发送盘存指令。
步骤NA4、广播发射单元持续发送盘存开始指令N=6秒后,网卡主控单元关闭广播发送单元,打开ID接收单元;
步骤NA5、ID接收单元接收标签发送的ID信号;
步骤NA6、网关主控单元根据所需盘存的标签状态P_1,统计所有标签的ID值,此时可以获得ID集合为{0001,0002};
步骤NA7、网关主控单元根据设定的停止盘存条件Q=5秒,关闭ID接收单元,通过外部接口单元输出所有的ID值,广播发射单元进入就绪状态,进入下一轮盘存流程中。
标签一和标签二盘存的具体流程如下:
NB1、标签供电单元给标签供电;
NB2、标签主控单元初始化广播接收单元、ID发送单元、状态指示单元以及内部的盘存状态机的状态;
NB3、广播接收单元每隔T=5秒定时侦听网关发送的盘存指令;ID发送单元选择当前待发送的ID值;状态指示单元复位;
NB4、标签广播接收单元侦听到网关侧发送的盘存开始指令后,判断当前盘存状态P_r=P_1与盘存指令中的状态P_t=P_1一致,执行NB5;
NB5、标签主控单元等待时间N=6秒,关闭广播接收单元,打开ID发送单元,在状态指示单元输出状态变更;
NB6、ID发送单元在设定的时间窗口M=5秒内按指定频率H每秒发送1次ID1;
NB7、标签主控单元在打开ID发送单元的M=5秒后,关闭ID发送单元,将盘存状态加一,进入盘存状态P_2,并为ID发送单元更新ID值ID2,在状态指示单元输出状态变更;
NB8、标签主控单元打开广播接收单元,执行步骤NB3,进入下一轮盘存流程。
标签三、标签四、标签五盘存的具体流程如下:
TB1、标签供电单元给标签供电;
TB2、标签主控单元初始化广播接收单元、ID发送单元、状态指示单元以及内部的盘存状态机的状态;
TB3、广播接收单元每隔T=5秒定时侦听网关发送的盘存指令;ID发送单元选择当前待发送的ID值;状态指示单元复位;
TB4、标签广播接收单元侦听到网关侧发送的盘存开始指令后,判断当前盘存状态P_r=P_2与盘存指令中的状态P_t=P_1不一致,跳转执行TB3。
传统的只读ID卡仅支持一个ID值,且处于固定周期的发送状态中,无法满足多业务场景和超低功耗的需求。
本发明利用双模的传输手段,内置了多个盘存状态,可以实现多个ID之间的切换,满足了超低功耗以及多业务流程扩展的需求。
以上结合附图详细说明了本发明,但是本领域的普通技术人员应当明白,说明书是用于解释权利要求的,本发明的保护范围以权利要求为准,在本发明的基础上,任何所做的修改、等同替换和改进等都应当在所要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种双模多ID的有源标签盘存系统,其特征在于包括:
M1、双模网关,所述双模网关由广播发射单元、ID接收单元、网关主控单元、外部接口单元以及网关供电单元组成;
M2、双模标签,所述双模标签由ID发射单元、广播接收单元、标签主控单元、状态指示单元以及标签供电单元组成;
所述的ID发射单元拥有K个全网唯一的ID编号,每个盘存周期由标签主控单元从K个中选择一个发射;
所述的状态指示单元为蜂鸣器或LED等声光提示器。
2.根据权利要求1所述的双模多ID的有源标签盘存系统,其特征在于包括:
所述广播发送单元和广播接收单元采用的无线传输体制一;ID接收单元和ID发射单元采用无线传输体制二;无线传输体制一与无线传输体制二不同。
3.根据权利要求1所述的双模多ID的有源标签盘存系统,其特征在于所述的网关侧的标签盘存流程是:
A1、网关供电单元给网关供电;
A2、网关主控单元初始化广播发射单元、ID接收单元、外部接口单元;广播发射单元处于盘存指令广播就绪状态,此时ID接收单元处于关闭状态,外部接口单元处于就绪状态;
A3、网络主控单元根据外部接口输入的指令,在盘存指令中写入盘存状态P_t、等待时间N、发送频率H以及窗口长度M,并打开广播发射单元发送盘存指令;
A4、广播发射单元持续发送盘存开始指令N秒后,网卡主控单元关闭广播发送单元,打开ID接收单元;
A5、ID接收单元接收标签发送的ID信号;
A6、网关主控单元根据所需盘存的标签状态P_t,统计所有标签的ID值;
A7、网关主控单元根据设定的停止盘存条件,关闭ID接收单元,通过外部接口单元输出所有的ID值,广播发射单元进入就绪状态,进入下一轮盘存流程中。
4.根据权利要求1所述的双模多ID的有源标签盘存系统,其特征在于所述的标签侧的标签盘存流程是:
B1、标签供电单元给标签供电;
B2、标签主控单元初始化广播接收单元、ID发送单元、状态指示单元以及内部的盘存状态机的状态;
B3、广播接收单元每隔T秒定时侦听网关发送的盘存指令;ID发送单元选择当前待发送的ID值;状态指示单元复位;
B4、标签广播接收单元侦听到网关侧发送的盘存开始指令后,判断当前盘存状态P_r与盘存指令中的状态P_t是否一致,如一致则执行B5、否则继续执行B3;
B5、标签主控单元等待时间N秒,关闭广播接收单元,打开ID发送单元,在状态指示单元输出状态变更;
B6、ID发送单元在设定的时间窗口M秒内按指定频率H发送第r个ID;
B7、标签主控单元在打开ID发送单元的M秒后,关闭ID发送单元,将盘存状态加一,并为ID发送单元更新ID值,在状态指示单元输出状态变更;
B8、标签主控单元打开广播接收单元,执行步骤B3,进入下一轮盘存流程。
5.根据权利要求3所述的网关侧的标签盘存流程,其特征在于所述的步骤A3中盘存状态是指:盘存状态P_t属于P_1至P_K之间,K值为大于1的整数,每个盘存状态对应一个全网唯一的ID号,标签每被盘存一次后,t值加一或由P_K跳转至P_1;
等待时间N、发送频率H以及窗口长度M为根据标签密度进行动态调节的参数,当标签密度大时可将N值和M值调大,H值调小;当标签密度小时可将N值和M值调小,H值调大。
6.根据权利要求3所述的网关侧的标签盘存流程,其特征在于所述的步骤A7中停止盘存条件为:连续E秒钟未接收到新ID号或盘存时间超过Q秒。
7.根据权利要求4所述的标签侧的标签盘存流程,其特征在于所述的步骤B3中T值由实际系统调试时优化获得,且T<N。
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