CN111095014B - 标签和标签位置确定装置及方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种标签以及由该标签发送关于标签搜索信号的响应信号的方法。公开了一种用于发送响应信号的方法，包括以下步骤：从多个从节点中的至少一个从节点接收标签搜索信号，该标签搜索信号包括用于识别标签的识别数据；通过使用接收到的标签搜索信号对标签内的能量存储元件充电；从接收到的标签搜索信号中获取用于识别标签的识别数据；确定获取的识别数据是否与预先存储在标签中的标识信息匹配；以及当能量存储元件被充电至一定数值或更高并且所获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息相匹配时，输出关于所述标签搜索信号的响应信号。

Description

标签和标签位置确定装置及方法
技术领域
本公开涉及位置确定设备和方法。更具体地，本公开涉及一种用于通过使用多个无线装置来确定标签位置的设备和方法。
背景技术
除了一般的卫星定位系统以外，还需要开发一种用于精确确定室内或室外对象位置的技术。当前，已经开发了各种位置确定技术，并且使用无源射频(RF)识别(RFID)标签和超宽带微波信号的系统很广泛地得到了使用。
通常，具有20mm至50mm尺寸的RFID标签在低充电频率下无需电源即可工作，但是所确定的标签的定位准确度可能较低。另外，在使用有源标签(标签中包括电源)的位置确定系统的情况下，所确定的标签的定位准确度可能相对较高，但是由于电源包括在标签中，所以有源标签本身的尺寸增大。
一般的标签需要用于操作的上行链路和下行链路，并且需要包括接收器。在一般的位置确定系统中，由于有源标签需要电力来操作，因此在标签内部包括电源，由此标签本身的尺寸增大。此外，由一般位置确定系统确定的标签的位置准确度低，并且由于产生标签的成本高，因此难以确保确定标签位置所需的标签数量。
发明内容
技术问题
根据实施例，提供了标签和用于确定标签位置的设备及方法。特别地，提供了使用射频信号的标签和用于确定标签位置的设备。
问题的解决方案
根据用于解决上述技术问题的本发明实施例，一种由标签执行的发送关于标签搜索信号的响应信号的方法包括：从多个从节点中的至少一个从节点接收标签搜索信号，所述标签搜索信号包括用于识别所述标签的识别数据；通过使用接收到的所述标签搜索信号对所述标签内的能量存储元件充电；从接收到的所述标签搜索信号中获取用于识别所述标签的所述识别数据；确定获取的识别数据是否与预先存储在标签中的标识信息相匹配；以及当能量存储元件被充电至一定数值或更高并且所获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息相匹配时，输出关于所述标签搜索信号的响应信号。标签搜索信号可以是在主节点的请求下从多个从节点广播的。
根据用于解决上述技术问题的本公开的另一个实施例，一种用于发送关于标签搜索信号的响应信号的标签包括：天线，从多个从节点中的至少一个从节点接收标签搜索信号并输出响应信号，标签搜索信号包括用于识别标签的识别数据；收集器，包括能量存储元件，并且通过使用接收到的标签搜索信号来对能量存储元件充电；以及控制器，被配置为从接收到的标签搜索信号中获取识别数据，确定获取的识别数据是否与预先存储在标签中的标识信息相匹配，并在能量存储元件被充电至一定数值或更高并且获取的识别数据与预先存储在所述标签中的标识信息相匹配时，控制天线输出第一响应信号。
标签搜索信号可以是在主节点的请求下从多个从节点广播的。当获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息相匹配并且能量存储元件被充电至一定数值或更高时，可以输出第一响应信号。即使从标签搜索信号获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息不匹配，收集器也可以对能量存储元件充电。
根据用于解决上述技术问题的本发明的另一个实施例，一种位置确定系统包括：用户装置所连接的主节点；多个从节点；以及至少一个包括自我识别数据的标签。
主节点可以无线地或通过有线连接到多个从节点，主节点可以连接到用户装置，并且主节点和多个从节点可以在包括自我标签标识信息的至少一个标签所位于的空间中各自输出通过使用目标标签的识别数据调制的标签搜索信号。
可以经由用户通信接口从连接到主节点的用户装置接收目标标签的识别数据，并且通过主节点将目标标签的识别数据发送给多个从节点。
至少一个标签中的每一个可以接收通过使用识别数据调制的标签搜索信号，并通过使用接收到的标签搜索信号或位于标签所处的周围环境中的辅助充电装置的电力来对标签内部的能量存储元件充电。
至少一个标签中的每一个可以从通过使用识别数据调制的标签搜索信号中获得标签的识别数据，并且当获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息匹配时，输出响应信号。
主节点和多个从节点中的每一个可以从至少一个标签接收第一响应信号，并且多个从节点中的每一个可以向主节点发送(重新转换)通过使用从至少一个标签接收到的第一响应信号生成的第二响应信号。
主节点可以从多个从节点中的至少一个接收在标签中生成的第二响应信号，并且主节点可以将从多个从节点接收到的第二响应消息和从标签接收到的第一相应消息发送给连接到主节点的用户装置。
第二响应信号可以包括关于第一响应信号或第一响应信号的到达时间的信息，并且第二响应信号可以是将多个从节点从标签接收到的第一响应信号重新发送(重新转换)给主节点的信号。
用户装置可以通过使用接收到的第一响应信号和第二响应信号来确定目标标签在至少一个标签所位于的空间中的位置，并将确定的目标标签的位置提供给用户。
主节点可以通过使用接收到的第一响应信号和第二响应信号来确定目标标签在至少一个标签所位于的空间中的位置，并将确定的目标标签的位置发送给用户装置。
主节点可以包括电源、控制器、通信器和用户通信接口。该通信器可以包括响应信号接收器、标签搜索信号发送器和标签搜索请求发送器，其中该响应信号接收器可以包括被配置为从标签接收第一响应信号的第一响应信号接收器以及被配置为从多个从节点接收第二响应信号的第二响应信号接收器。
主节点可以进一步包括天线，其中天线可以连接到通信器中包括的响应信号接收器、标签搜索信号发送器、标签搜索请求发送器、第一响应信号接收器和第二响应信号接收器。根据本公开的另一实施例，通信器、响应信号接收器、标签搜索信号发送器、标签搜索请求发送器、第一响应信号接收器和第二响应信号接收器可各自进一步包括天线。
第二响应信号接收器可以连接到控制器、响应信号接收器、以及第一响应信号接收器，第二响应信号接收器可以连接到标签搜索信号发送器，并且标签搜索信号发送器可以连接到控制器。控制器可以进一步连接到用户通信接口。
从节点可以包括电源、控制器和通信器。从节点可以进一步包括天线。通信器可以进一步包括第一响应信号接收器、标签搜索请求接收器、标签搜索信号发送器和第二响应信号发送器。天线可以连接到第一响应信号接收器、标签搜索请求接收器、标签搜索信号发送器和第二响应信号发送器。第二响应信号发送器可以连接到控制器，第一响应信号接收器可以连接到标签搜索信号发送器，并且标签搜索信号发送器可以连接到控制器。主节点可以经由有线或无线链路连接到多个从节点。
标签可以包括收集器、响应信号发送器、天线和控制器。收集器还可包括整流器、能量存储元件和识别数据获取器。整流器可以将射频(RF)振荡信号转换成直流(DC)信号，并且通过使用DC信号的能量来对能量存储元件进行充电。
整流器可以连接到识别数据获取器和能量存储元件。识别数据获取器可以连接到控制器，或者数据获取器可以不与控制器分开设置，而是可以包括在控制器中。
天线可以连接到整流器和响应信号发送器，控制器可以连接到响应信号发送器，并且能量存储元件可以将能量传输给控制器和响应信号发送器。根据本公开的实施例，能量存储元件可以包括电容器。
根据一个实施例，一种对位置确定系统进行操作的方法包括：主节点从与所述主节点连接的用户装置接收标签搜索请求，所述标签搜索请求用于搜索至少一个包括识别数据的标签；所述主节点将包括所述识别数据的标签搜索请求发送给与所述主节点连接的多个从节点；所述主节点和所述多个从节点中的至少两个从节点将通过使用识别数据调制的标签搜索信号输出到至少一个标签所位于的空间；以及至少一个标签接收通过使用识别数据调制的标签搜索信号。
接收通过使用识别数据调制的标签搜索信号可以包括：通过使用接收到的所述标签搜索信号对所述标签内的能量存储元件充电；从接收到的所述标签搜索信号中获取用于识别所述标签的所述识别数据；确定获取的识别数据是否与预先存储在标签中的标识信息相匹配；以及当接收到的识别数据与预先存储在标签中的标识信息相匹配时，输出关于标签搜索信号的响应信号。接收通过使用识别数据调制的标签搜索信号还可以包括：当确定识别数据与标识信息相匹配时，向空间发送定位脉冲。
所述对位置确定系统进行操作的方法还可以包括：所述主节点和所述多个从节点接收所述标签响应于所述标签搜索信号而输出的第一响应信号；多个从节点通过使用接收到的第一响应信号生成第二响应信号，并将生成的第二响应信号发送给主节点；主节点将接收到的第一响应信号和第二响应信号发送给与主节点连接的用户装置；用户装置通过使用接收到的第一响应信号和第二响应信号，确定输出第一响应信号的标签的位置；以及由用户装置向用户提供关于确定的标签位置的信息。
用户装置对标签位置的确定可以包括：测量所有主节点-从节点对之间的超宽带单脉冲到达时间之间的差；以及通过使用超宽带单脉冲的到达时间之间的所测量的差，在与主节点相连的坐标系中计算标签的坐标和与主节点相关联的坐标原点。为了提高所确定的标签的位置准确性，可以重复该对位置确定系统进行操作的方法的全部或一部分。
此外，根据用于解决上述技术问题的本公开的实施例，可以提供一种计算机可读记录介质，其上记录有用于在计算机上执行由标签执行的发送关于标签搜索信号的响应信号的方法的程序。
本公开的有利效果
通过使用根据本公开的标签，可以准确地确定附有标签的对象的位置。
附图说明
图1是示意性示出根据实施例的位置确定系统在室内操作的过程的图。
图2是示意性示出根据实施例的位置确定系统的操作过程的图。
图3a和图3b是示出一般位置确定系统与根据本公开的位置确定系统之间的差异的图。
图4是根据实施例的由标签执行的发送响应信号的方法的流程图。
图5是根据实施例的由主节点执行的接收响应信号的方法的流程图。
图6a和图6b是示意图，用于描述通过使用识别数据而调制的标签搜索信号，并且描述通过使用标签接收的标签搜索信号来进行充电以及通过使用充电得到的能量来发送第一响应信号的过程。
图7是根据实施例的由从节点执行的接收响应信号的方法的流程图。
图8是示意性示出在位置确定系统中确定标签的位置的方法的图。
图9是用于描述由连接到主节点的用户装置执行的确定标签位置的方法的图。
图10是示出根据实施例的标签可充电的范围和标签位置可识别的范围的图。
图11是示出根据实施例的标签中的能量存储元件的充电周期和能量存储元件的放电周期的图。
图12是示出根据实施例的标签的结构的图。
图13是根据实施例的主节点的框图。
图14是用于详细描述图13的实施例中的通信器的图。
图15是示出根据另一实施例的主标签的结构的图。
图16是根据实施例的从节点的框图。
图17是用于详细描述图16的实施例中的通信器的图。
图18是示出对确定标签位置时发生的误差进行实验性测量的结果的图。
图19是示出应用了位置确定系统的实施例的图。
图20是示出可应用位置确定系统的另一实施例的图。
图21是用于描述确定系统的可扩展性的图。
具体实施方式
提供一种用于发送关于标签搜索信号的响应信号的标签，该标签包括：天线，从多个从节点中的至少一个从节点接收所述标签搜索信号并输出所述响应信号，所述标签搜索信号包括用于识别所述标签的识别数据；收集器，包括能量存储元件，并且通过使用接收到的标签搜索信号来对能量存储元件充电；以及控制器，被配置为从接收到的标签搜索信号中获取识别数据，确定获取的识别数据是否与预先存储在标签中的标识信息相匹配，并在能量存储元件被充电至一定数值或更高并且获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息相匹配时，控制天线输出所述响应信号，其中标签搜索信号是在主节点的请求下从多个从节点广播的。
提供一种由包括能量存储元件的标签执行的方法，该方法发送关于标签搜索信号的响应信号，该方法包括：从多个从节点中的至少一个从节点接收标签搜索信号，所述标签搜索信号包括用于识别所述标签的识别数据；通过使用接收到的所述标签搜索信号对所述标签内的所述能量存储元件充电；从接收到的所述标签搜索信号中获取用于识别所述标签的所述识别数据；确定获取的识别数据是否与预先存储在标签中的标识信息相匹配；以及当所述能量存储元件被充电至一定数值或更高并且所获取的识别数据与预先存储在所述标签中的标识信息相匹配时，输出关于标签搜索信号的响应信号，其中标签搜索信号是在主节点的请求下从多个从节点广播的。
提供一种计算机可读记录介质，其上记录有用于在计算机上执行由标签执行的发送关于标签搜索信号的响应信号的方法的程序。
本公开的方式
将简要定义在说明书中使用的术语，并且将详细描述本公开。
考虑到在本公开中的功能，从当前广泛使用的通用术语中选择了在本公开中使用的术语，但是这些术语可以根据本领域普通技术人员的意图、先例、或新技术的出现而变化。而且，申请人可以任意选择一些术语，在这种情况下，将在本公开的具体描述中详细描述所选择的术语的含义。因此，必须基于术语的含义以及整个说明书中的描述来定义本文中所使用的术语。
当部件“包括”或“包含”元件时，除非有与之相反的具体描述，否则该部件还可以包括其他元件，而不排除其他元件。在下面的描述中，诸如“单元”和“模块”之类的术语表示用于处理至少一个功能或操作的单元，其中单元和块可以被具体实现为硬件或软件，或者通过组合硬件和软件来具体实现。
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例，使得本领域的普通技术人员可以容易地实现本公开的实施例。然而，本公开可以用多种不同的形式来实现，并且不限于本文描述的那些实施例。此外，在附图中，省略了与描述无关的元件以清楚地描述本公开，并且贯穿说明书，相同的附图标记表示相同或相似的元件。
根据本公开，本公开的标签解决了一般的无源射频识别(RFID)标签的问题，并且不需要单独的电源，价格便宜，以及可以像有源RFID标签那样提供标签位置的高准确度。特别地，与一般的位置确定系统不同，根据本公开的位置确定系统能够仅激活期望的标签(例如，目标标签)，而忽略其他标签，并且同时从特定工业、科学和医学(ISM)带宽的任意电磁源来对标签充电。
根据本公开，可以提供小型且低功率的RFID标签。而且，根据本公开，可以提供用于在RFID标签和读取器之间传输数据的低功率通信装置，以及用于对RFID标签进行远程充电的相对高功率的窄带装置。
根据本公开，可以提供一种用于解决以下问题的RF位置确定系统：在使用固定的有源RFID标签将标签的位置信息提供给移动设备的复杂通信环境中，RFID标签位置的准确度低。所确定的标签的位置信息可以远距离地直接发送给位于位置指定区域的中心处的读取器。本公开使用长距离协调器和传输指令中的时间信息，以调整和调度移动标签与位置指定标签之间的通信时间。
图1是示意性示出根据实施例的位置确定系统在室内操作的过程的图。
根据一个实施例，位置确定系统使用户能够容易地找到位于室内的对象。为了在房屋内找到对象，用户可以将小的柔性标签附着到目标对象，该柔性标签包括用于识别标签的识别数据。根据本公开的实施例，用户可以将标签附着到目标对象以使用位置确定系统，并且在用户装置中登记附着到目标对象的标签的识别数据。
根据实施例，标签的识别数据可以包括：标签标识信息；登记确认信息，与是否在用户装置中登记了标签有关；以及网络标识信息，其中网络包括主节点、从节点和标签。用户可以接收从位置确定系统确定的关于标签位置的信息，并且可以通过使用接收到的关于标签位置的信息来确定目标对象的位置。根据实施例，可以将标签和与附有标签的对象有关的信息相匹配，并且可以将匹配的标签和与附有标签的对象有关的信息以表的形式存储在用户装置中或连接到该用户装置的网络中，但是实施例并不限于此。
参考图1，用户可以将标签预先附着到钱包102、遥控器104、鞋子106和玩具108，以便通过使用位置确定系统来确定位于房屋中的对象的位置。用户可以通过使用标签所位于的空间内的多个节点之间的通信，来确定附有标签的对象的位置。根据本公开的实施例，节点包括从节点200和主节点300，其中从节点200和主节点300可以是基于网络类型的协调器或接入点。根据一个实施例，主节点300可以是移动终端(例如，智能电话或个人数字助理(PDA))，并且可以访问互联网或蜂窝网络。
用户可以将位置确定系统应用于各种用户应用。例如，根据本公开的位置确定系统可以在以下应用中使用：寻找丢失的对象、检测对象的快速运动、跟踪具有附有标签的对象的人的位置(例如，跟踪老年人的位置)以及教育儿童。
另外，根据本公开的实施例的标签不需要更换电池，体积小并且具有较低的制造成本，因此用户可以容易地使用所需数量的标签。另外，根据本公开的实施例的标签具有低功耗，并且具有所确定的标签的高定位准确度。根据实施例，使用从本公开的标签接收的第一响应信号的用户装置可以在10cm的误差内确定标签所附的对象的位置。
根据实施例，在标签、主节点和从节点之间发送和接收的标签搜索信号、第一响应信号和第二响应信号可以是具有超宽带/窄带频率特性的无线信号。另外，标签搜索信号、第一响应信号和第二响应信号可以是单脉冲信号。根据一个实施例，标签搜索信号、第一响应信号和第二响应信号可以是超宽带单脉冲信号。
在根据本公开的位置确定系统中，主节点或从节点中包括的第一响应信号接收器和第二响应信号接收器可以是具有大于1/T(T：脉冲持续时间)的带宽的包络检测器。根据本公开的主节点和从节点之间的链路可以表示仅使用单个脉冲的无线信号来确定标签的位置的通信。
根据本公开的位置确定系统可以包括标签、主节点、多个从节点、以及用户装置，并且用于确定标签位置的设备可以包括主节点、多个从节点、以及用户装置。根据本公开的标签不需要单独的电源，具有小尺寸，并且可以同时使用多个标签。
本说明书中描述的主节点或多个从节点可以是基于网络类型的协调器、路由器或接入点。另外，根据本公开的主节点可以经由用户通信接口连接至用户装置，或者经由用户装置连接至互联网或蜂窝网络。
图2是示意性示出根据实施例的位置确定系统的操作过程的图。
位置确定系统可以包括：主节点300，其通过用户通信接口连接到用户装置；多个从节点200，在空间上与主节点分离，并通过有线或无线方式连接到主节点；包括自识别数据的至少一个标签100；以及用户装置400。例如，主节点可以将用于搜索标签的标签搜索请求发送给从节点，并且从节点可以应主节点的请求将标签搜索信号广播到标签所位于的空间。
根据一个实施例，标签100可以包括收集器120、控制器140和响应信号发送器160。例如，标签100响应于标签搜索信号而输出的第一响应信号可以是超宽带(UWB)信号，因此响应信号发送器可以是UWB发送器。
根据一个实施例，从节点200可以包括电源220、控制器240、第一响应信号接收器260和第二响应信号发送器280。例如，从节点200接收的第一响应信号可以是UWB信号，因此第一响应信号接收器260可以是UWB接收器。根据一个实施例，第二响应信号发送器280可以是重新转换发送器或转发器。
根据一个实施例，主节点300可以包括电源320、控制器340、第一响应信号接收器360、第二响应信号接收器380和用户通信接口390。如上所述，标签搜索信号、第一响应信号和第二响应信号可以是UWB信号，并且第一响应信号接收器360可以包括UWB接收器，第二响应信号接收器380可以包括重新转换接收器。
例如，从节点200和主节点300可各自包括电源，并通过使用从电源供应的电力将标签搜索信号输出到标签所位于的空间。
根据本公开的标签100中的收集器可以通过使用接收到的标签搜索信号来给标签中的能量存储元件充电，并且标签100中的控制器140可以从接收到的标签搜索信号中获得识别数据，并将获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息进行比较。换句话说，根据本公开的标签搜索信号是充电信号，可以用作由识别数据调制的充电信号，并且同时用作包括识别数据的信号以用于标签搜索。
标签中的控制器140可以在能量存储元件被充电至一定数值或更高并且所获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息匹配时，控制响应信号发送器160输出第一响应信号。根据本公开的从节点200和主节点300可以从标签100接收第一响应信号，并且从节点200可以将通过使用接收到的第一响应而生成的第二响应信号发送给主节点300。根据实施例，第二响应信号可以包括关于第一响应信号的到达时间的信息，并且是用于将从节点200从标签100接收到的第一响应信号重新发送(重新转换)给主节点300的信号，因此可以具有与第一响应信号相同的频率特性。
根据本公开的主节点300可以从标签100接收第一响应信号，从从节点200接收第二响应信号，并且通过用户通信接口390将接收到的第一响应信号和第二响应信号发送给用户装置400。
图3a和图3b是示出一般位置确定系统与根据本公开的位置确定系统之间的差异的图。
图3a是示意性地示出在根据本公开的位置确定系统中的标签与节点之间执行的通信的图。
根据本公开的标签100包括用于以单脉冲的形式发送响应信号的单个响应信号发送器(例如，UWB发送器)，并且可以将响应信号输出到多个从节点200和主节点300所位于的空间。根据本公开的标签可以接收通过使用识别数据调制的标签搜索信号，并且通过使用接收到的标签搜索信号对标签中的能量存储元件充电，同时通过使用接收到的标签搜索信号中包括的识别数据来执行标签认证过程。
例如，与一般标签不同，根据本公开的标签100不包括单独的接收器，不需要节点之间的下行链路，并且在认证标签搜索信号是否是用于激活自身的信号时，通过使用由识别数据调制的标签搜索信号来充电。因此，由于根据本公开的标签不包括电源(电池)和接收器，因此可以使标签小型化。
当获取的识别数据与预先存储在根据本公开的标签中的标签标识信息匹配时，标签可以通过使用标签中的天线经由在多个从节点与主节点之间形成的上行链路来输出响应信号。根据实施例，当所获取的识别数据与预先存储在标签中的标签标识信息匹配并且将标签中的能量存储元件充电至一定数值或更高时，标签可以输出响应信号。因此，根据本公开的标签即使在接收到通过使用与其标识信息相匹配的识别数据调制的标签搜索信号时，也可以不立即输出响应信号。
根据一个实施例，根据本公开的标签可以通过响应信号发送器以大约3V的电压具有非常低的电流消耗(例如，大约200Ua)，并且经由有线或无线链路彼此连接的主节点和从节点可以将ISM无线标准中允许的最高10W的电力传输给标签。另外，根据本公开的标签被充电的速率可以是1ms至10ms，但是不限于此。而且，标签充电的速率可以根据距主节点或从节点的距离而变化。
图3b是示意性示出在一般位置确定系统中的标签与节点之间执行的通信的图。
与根据本公开的标签100不同，一般标签包括单独的接收器，并且节点经由单独的下行链路向标签发送标签搜索信号或包括关于标签激活命令的信息的信号。然而，如图3a所示，使用根据本公开的标签100的位置确定系统不需要与节点之间的下行链路，通过使用由识别数据调制的标签搜索信号来充电并同时认证标签搜索信号是否是用于激活自身的信号，并且通过上行链路立即输出响应信号。根据本公开的标签的收集器可以接收能量和数据并且不需要立即响应，并且标签中的单个响应信号发送器(例如，UWB发送器)可以经由上行链路向所有节点输出响应信号。
图4是根据实施例的由标签执行的发送响应信号的方法的流程图。
在操作S410中，标签100可以从主节点300和连接到主节点的多个从节点200接收标签搜索信号。例如，标签100接收的标签搜索信号是UWB单脉冲信号，并且可以通过使用用于识别标签的识别数据以脉冲为单位被调制。另外，在本公开中，标签搜索信号可以是在一定时间段中振荡的交流(AC)信号。
在操作S420中，标签100可以通过使用接收到的标签搜索信号来对标签100中的能量存储元件充电。例如，标签100可以将接收到的标签搜索信号转换成直流(DC)能量，并且用DC能量对能量存储元件充电。根据本公开的实施例，能量存储元件可以包括至少一个电容器。根据本公开的能量存储元件可以向标签中的控制器、天线和响应信号发送器中的至少之一提供电力。
在操作S430中，标签100可以从接收到的标签搜索信号获得识别数据。例如，由标签100从主节点和/或从节点接收到的标签搜索信号可以是通过使用识别数据进行了二进制调制的信号。标签100可以接收通过使用识别数据进行了二进制调制的标签搜索信号，对接收到的标签搜索信号进行解调，并且从解调后的标签搜索信号获得识别数据。
根据实施例，可以通过使用识别数据以分组为单位来调制根据本公开的标签搜索信号。根据本公开的从节点200和主节点300能够识别的标签的数量可以根据通过以分组为单位进行调制而接收到的标签搜索信号中的分组长度而变化。
在操作S440中，标签100可以确定所获取的识别数据是否与预先存储在标签中的标签标识信息匹配。例如，根据本公开的标签100可以预先存储用于识别每个标签的标识信息。标签100可以将包括在标签搜索信号中并且获取自从主节点和/或从节点输出的标签搜索信号的识别数据与预先存储在标签中的标识信息进行比较，以执行认证接收到的标签搜索信号是否激活自身的标签认证过程。
在操作S450中，当所获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息匹配时，标签100可以输出响应信号。例如，当所获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息匹配并且标签中的能量存储元件被充电至一定数值或更高时，标签100可以输出响应信号。然而，根据实施例，即使当接收到包括与预先存储在标签中的标识信息不匹配的识别数据的标签搜索信号时，根据本公开的标签也可以通过使用接收到的标签搜索信号来对标签中的能量存储元件充电。根据本公开的响应信号可以被提供为用于低功耗的UWB单脉冲。另外，根据本公开的响应信号可以是用于位置确定的信标信号。
图5是根据实施例的由主节点执行的接收响应信号的方法的流程图。
在操作S510中，主节点300可以将包括用于识别标签的识别数据的标签搜索请求发送给从节点。例如，主节点300可以经由用户通信接口连接到用户装置，并且从用户装置接收用于识别标签的识别数据。主节点300可以将从用户装置接收的识别数据发送给从节点。根据本公开的识别数据包括用于本质上识别用户要确定位置的标签的所有类型的信息。此外，主节点300可以单独地包括电源(例如，辅助RF电源)以从电源接收电力。
在操作S520中，主节点300可以将标签搜索信号输出到标签所位于的空间。根据实施例，主节点300可以通过将标签搜索信号广播到标签所位于的空间来将标签搜索信号输出到标签所位于的空间。例如，主节点300可以与从节点200一起输出标签搜索信号，或者以一定的时间差与从节点200分开地输出标签搜索信号。从主节点300输出的标签搜索信号和从从节点200输出的标签搜索信号可以同步，但是不一定需要同步。
根据一个实施例，主节点300可以通过使用识别数据来调制标签搜索信号，并且可以将通过使用识别数据调制的标签搜索信号输出到至少一个标签所位于的空间。从根据本公开的主节点300或从节点200输出的标签搜索信号可以通过使用识别数据以分组为单位被调制。
在操作S530中，主节点300可以从标签100接收第一响应信号。在操作S540中，主节点300可以从从节点200接收第二响应信号。例如，在本说明书中，第一响应信号可以表示从标签发送给主节点或从节点的RF信号，第二响应信号可以表示其中由从节点接收到的第一响应信号从从节点重新发送给主节点的RF信号。
根据实施例，第二响应信号可以包括关于第一响应信号在标签和多个从节点之间的到达时间的信息。
在操作S550中，主节点300可以将接收到的第一响应信号和第二响应信号发送给用户装置。例如，主节点300可以经由用户通信接口将接收到的第一响应信号和第二响应信号发送给用户装置。根据一个实施例，当主节点300自身通过使用第一和第二响应信号确定标签的位置时，主节点300可以不将接收到的第一和第二响应信号发送给连接到主节点300的另一无线装置。
图6a和图6b是示意图，用于描述通过使用识别数据而调制的标签搜索信号，并且描述通过使用标签接收的标签搜索信号来进行充电以及通过使用充电得到的能量来发送第一响应信号的过程。
图6a是用于描述由主节点和从节点执行的通过使用识别数据来调制标签搜索信号的过程的图。
根据本公开的从节点200和主节点300可以通过使用从用户接收的识别数据来调制标签搜索信号。参考图6a，以脉冲类型的形式表示的标签搜索信号通过使用包括0和1的二进制识别数据沿着时间轴来进行调制。通过使用二进制识别数据调制的标签搜索信号可以基于识别数据以不同的幅度、频率或周期表示。
例如，根据本公开的从节点200和主节点300所使用的识别数据可以包括以下至少一项：存储在标签中的标签标识信息；表示该标签是否存储在用户装置中的登记确认信息；包括主节点、至少一个从节点和标签在内的网络的标识信息(网络ID)；以及对标签或网络的识别的识别范围(期望的ID范围)。
根据本公开的标签搜索信号可以以1Kbps至10Kbps内的数据传输速率来调制。此外，可以以0.99占空比来调制标签搜索信号，而不会由于数据传输而明显损失充电速度。根据本公开的通过使用识别数据调制的标签搜索信号可以以分组为单位进行调制，并且为了保证数据的稳定接收，以分组为单位调制的标签搜索信号可以以一定周期重复发送。
而且，重复发送的分组的长度可以为大约32个字节，并且基于分组的长度，可以为每个节点识别大约2^48个标签。根据实施例，本公开的从节点和主节点中的每一个可以通过使用识别数据来调制标签搜索信号，发送以分组为单位调制的标签搜索信号，并且同时支持(服务于)不同数量的多个标签，其数量是根据进行了二进制调制的数据分组的长度的。因为可以通过使用识别数据来调制根据本公开的标签搜索信号，所以可以不同地设置用于多个标签的位置协议。
图6b是示出由标签执行的过程的图，该过程通过使用接收到的标签搜索信号对能量存储元件进行充电，并且通过使用充电后的能量存储元件的能量来输出响应信号。
根据本公开的标签100中的收集器620可以通过使用接收到的标签搜索信号来对能量存储元件640充电。例如，收集器620可通过使用收集器620中包括的整流器将接收到的标签搜索信号转换为DC能量。收集器620可以将DC能量提供给能量存储元件640，并通过使用所提供的DC能量来对能量存储元件640中的电容器充电。当从接收到的标签搜索信号获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息匹配并且能量存储元件640被充电至一定数值或更高时，根据本公开的收集器620可以通过使用存储在能量存储元件640中的能量经过天线680输出响应信号。
图7是根据实施例的由从节点执行的接收响应信号的方法的流程图。
在操作S710中，从节点200可以从连接到从节点的主节点300接收标签搜索请求，该标签搜索请求包括用于识别标签的识别数据。例如，从节点200可以经由有线或无线链路连接到主节点，并且经由有线或无线链路从主节点300接收标签搜索请求。从节点200可以从从节点中的电源接收电力，并通过使用接收到的电力来输出标签搜索信号。
在操作S720中，从节点200可以将通过使用识别数据调制的标签搜索信号输出到标签所位于的空间。在本说明书中，从节点200或主节点300可以通过广播标签搜索信号来将标签搜索信号输出到标签所位于的空间。例如，从节点200可以通过使用从主节点接收的识别数据来调制标签搜索信号，并且将调制的标签搜索信号输出到至少一个标签所位于的空间。从节点200可以通过使用识别数据以分组为单位调制标签搜索信号。
在操作S730中，从节点200可以从标签接收响应于所输出的标签搜索信号的第一响应信号。根据实施例，从节点200发送的标签搜索信号和从节点200从标签100接收的第一响应信号可以是UWB的微波。而且，根据实施例，标签搜索信号的频带可以不同于第一响应信号和第二响应信号的频带。
在操作S740中，从节点200可以通过使用第一响应信号来生成表示标签的位置的第二响应信号，并且将所生成的第二响应信号发送给主节点300。根据实施例，从节点200可以通过将从标签100接收的第一响应信号发送给主节点，来将通过使用第一响应信号生成的第二响应信号发送给主节点300。第二响应信号可以包括关于第一响应信号在标签和从节点之间的到达时间的信息。
图8是示意性示出在位置确定系统中确定标签位置的方法的图。
根据本公开的位置确定系统可以包括标签100、从节点200和主节点300。将描述由根据实施例的位置确定系统执行的确定标签位置的方法。
根据一个实施例，主节点300可以经由用户通信接口410从用户接收识别数据，并且将包括所接收的识别数据的标签搜索请求发送给多个从节点200。多个从节点200和主节点300可以通过使用识别数据来调制标签搜索信号，并且将调制后的标签搜索信号输出到标签100所位于的空间。
根据本公开的标签100可以从位于一定阈值距离内的从节点200和主节点300接收标签搜索信号，并且响应于接收到的标签搜索信号而输出第一响应信号。当根据本公开的多个从节点200从标签100接收第一响应信号时，从节点可以将第一响应信号重新发送给主节点300。根据实施例，从节点200通过使用从标签100接收的第一响应信号生成第二响应信号并将生成的第二相应信号发送给主节点300，从而将从标签接收到的第一响应信号重新发送给主节点300。根据本公开的从节点200可以进一步包括用于将从标签100接收的第一响应信号重新发送给主节点的重新转换发送器。
根据本公开的主节点300可以测量第一响应信号从标签100到主节点300或多个从节点200的到达时间。根据本公开的第一响应信号可以包括主节点300从标签100接收的所有信号和从节点200从标签100接收的所有信号。此外，根据本公开的主节点300可以测量从多个从节点200发送给主节点300的第二响应信号的到达时间。主节点300可以通过使用第一响应信号和第二响应信号的测量的到达时间来确定标签的位置。
根据实施例，关于由主节点300通过使用第一响应信号和第二响应信号的到达时间来确定标签的位置，从节点200可以彼此合并以减少每个节点安装的标签数量。因此，主节点300可以基于合并的从节点200来测量第一响应信号和第二响应信号的到达时间，并且通过使用所测量的第一响应信号和第二响应信号的到达时间来确定标签的位置。
例如，主节点300可以计算第一响应信号的到达时间与第二响应信号的到达时间之间的时间差，并通过使用计算的时间差来确定标签100的位置。主节点300可以计算直接从标签100接收到的第一响应信号的到达时间、多个从节点200从标签100接收的第一响应信号的到达时间、以及从从节点200重新发送的第二响应信号的到达时间之间的差。根据本公开，由主节点、用户装置和位置确定系统执行的通过使用第一响应信号的到达时间和第二响应信号的到达时间来确定标签位置的方法可以包括一般的到达时间差(TDOA)方法。将参考图9详细描述通过使用第一响应信号的到达时间与第二响应信号的到达时间之间的时间差来确定标签位置的具体计算过程。
根据实施例，根据本公开的主节点300可以通过使用到达时间之间的差基于节点的位置来计算标签在空间中的笛卡尔坐标，确定最接近标签的节点，并向所确定的最近节点重复发送用于确定标签位置的标签搜索请求。因为在本说明书中描述的标签搜索请求可以包括从用户装置接收的用于识别特定标签的识别数据，所以从节点可以输出标签搜索请求，其用于本质上输出用户期望找到的标签。
根据本公开的主节点300可以重复地发送用于确定标签位置的标签搜索请求，并且位于与标签100相距一定距离之内的从节点可以通过使用用于识别标签的识别数据来调制标签搜索信号，并将调制的标签搜索信号输出到标签所位于的空间。另外，从节点200可以将从标签100接收到的响应信号重新发送给主节点300。根据本公开的主节点响应脉冲可以被重新发送给主节点。
根据本公开的由包括标签100、主节点300和多个从节点200的位置确定系统执行的确定标签位置的方法可以重复执行，以减少所确定的标签位置的误差。根据实施例，可以执行n次测量以将误差减小到一定阈值范围(例如，0cm至10cm)。另外，当需要时，根据本公开的主节点可以在所有主节点-从节点(所有节点对)之间重复执行脉冲到达时间测量，并且获得重复测量的脉冲到达时间的平均值。根据本公开的主节点或用户装置可以通过使用重复测量的脉冲到达时间的平均值来确定标签的位置。
根据本公开的主节点300可以将表示标签100的所确定的位置的坐标发送给用户装置。可以将所确定的标签100的位置根据一般位置显示方法显示在用户装置的屏幕上。关于在用户装置的屏幕上对标签100的所确定的位置的显示，可以不显示标签和坐标轴的坐标值，而是可以通过使用标记方法(例如，点或箭头)显示基于用户装置确定的标签100的相对位置。换句话说，在用户装置中显示的所确定的标签的位置不必限于笛卡尔坐标集的形式，而是可以基于用户装置在室内空间的任意点处显示在用户显示器(或实现增强现实的显示器)上。
另外，从标签100接收的响应信号可以由多个从节点200和主节点300同时接收。参考图8，当包括两个从节点200和一个主节点300在内的三个节点之一未从标签100接收到响应信号时，在所确定的标签的位置中可能发生误差，或者可能难以确定标签的位置。然而，确定标签位置所需的节点的数量不限于此。根据一个实施例，根据本公开的第一响应信号和第二响应信号可以包括关于第一响应信号和第二响应信号的到达时间的信息。
根据实施例，确定标签100的位置的过程可以由主节点300或由用户装置400执行。例如，主节点300可以通过用户通信接口将接收到的第一响应信号和第二响应信号发送给用户装置，并且用户装置可以通过使用接收到的第一响应信号和第二响应信号来确定标签100的位置。换句话说，主节点300可以仅执行发送从标签100接收的第一响应信号或第二响应信号的功能。
图9是用于描述由连接到主节点的用户装置执行的确定标签位置的方法的图。
参考图9，t1、t2和t3表示由多个从节点200和主节点300从标签100接收的响应信号的传播时间。本说明书中描述的传播时间可以表示RF信号从第一点到达第二点的到达时间。例如，t1和t2可以分别表示第一响应信号从标签100到达从节点200所花费的时间，并且t3可以表示第一响应信号从标签100到达主节点300所花费的时间。此外，t4和t5分别表示第二响应信号从从节点200到达主节点300所花费的时间。换句话说，当从标签100接收的第一响应信号被重新发送给从节点200时，t4和t5可以分别表示第二响应信号在从节点200和主节点300之间的到达时间。
本说明书中描述的标签搜索信号、第一响应信号和第二响应信号可以分别是UWB单脉冲信号，并且第一响应信号的到达时间和第二响应信号的到达时间可以表示为脉冲的到达时间。在下文中，将描述由用户装置400执行的标签100的位置确定过程。
用户装置400可以从主节点300接收第一响应信号和第二响应信号。用户装置400可以测量从标签100发送给从节点200和主节点300的第一响应信号的到达时间(t1，t2和t3)，并且测量从多个从节点200发送给主节点300的第二响应信号的到达时间(t4和t5)。
根据一个实施例，当主节点300和多个从节点200固定在标签所位于的空间中时，主节点300从从节点200接收到的第二响应信号的到达时间(t4和t5)可以是不变值。根据另一实施例，在根据本公开的主节点300将标签搜索请求发送给从节点之前，可以预先执行用于测量主节点300与从节点200的所有对之间的脉冲到达时间的过程。
换句话说，根据本公开的主节点300或用户装置可以预先测量(例如，执行标准校准过程)固定在标签所位于的空间中的主节点300与多个从节点200之间的脉冲到达时间，并且将关于所测量的主节点300与多个从节点200之间的脉冲到达时间的信息存储在用户装置或主节点的存储器中。
用户装置400可以计算至少一些第一响应信号的到达时间与至少一些第二响应信号的到达时间之间的差。根据实施例，用户装置400可以通过对第一响应信号的到达时间和第二响应信号的到达时间进行加权来生成转换变量。
[等式1]
Δa＝t1+t4-t3
这里，Δa是转换函数的输入，因此表示第一转换变量，t1表示从标签100发送给从节点200的第一响应信号的到达时间，t3表示从标签100发送给主节点300的第一响应信号的到达时间，t4表示从从节点200发送给主节点300的第二响应信号的到达时间。
[等式2]
Δb＝t2+t5-t3
此处，Δb是转换函数的输入，因此表示第二转换变量，t2表示从标签100发送给从节点200的第一响应信号的到达时间，t3表示从标签100发送给主节点300的第一响应信号的到达时间，而t5表示从从节点200发送给主节点300的第二响应信号的到达时间。换句话说，用户装置可以通过使用等式1和2，通过对第一响应信号的到达时间和第二响应信号的到达时间进行加权来生成转换变量。
[等式3]
(x,y)＝F(Δa,Δb)
此处，(x，y)表示指示所确定的标签的位置的坐标，而F(Δa，Δb)表示使用生成的转换变量作为输入以及指示标签位置的坐标作为输出的转换函数。根据本公开的用户装置400可以通过对第一响应信号的到达时间和第二响应信号的到达时间进行加权来生成转换变量，并且通过使用利用生成的转换变量作为输入的转换函数来确定表示标签位置的坐标。用户装置400可以使用用户装置或主节点作为原点来计算标签在坐标系中的相对坐标。
这里，描述了用户装置400测量第一响应信号的到达时间和第二响应信号的到达时间，并且通过使用所测量的第一响应信号和第二响应信号的到达时间来确定标签的位置，但是可以由主节点300来执行通过使用测量的第一响应信号和第二响应信号的到达时间来确定标签位置的过程。用户装置400或主节点300通过使用等式1至3来确定标签位置的过程可以包括一般的三角测量方法。在本说明书中描述的第一响应信号的到达时间和第二响应信号的到达时间可以表示RF信号在两个任意点之间的飞行时间。换句话说，第一响应信号的到达时间和第二响应信号的到达时间可以表示飞行时间(TOF)。
图10是示出根据实施例的标签可充电的范围和标签位置可识别的范围的图。
根据实施例，在根据本公开的标签100中，从至少一个节点可接收标签搜索信号的距离与可充电的距离可以彼此不同。例如，标签100可以从多个从节点和主节点中的位于第一阈值距离内的至少一个节点接收标签搜索信号，获得包括在接收到的标签搜索信号中的识别数据，并基于获取的识别数据输出响应信号。而且，标签100可以通过使用从多个从节点和主节点中的位于第二阈值距离内的至少一个节点接收的标签搜索信号来对该标签中的能量存储元件充电。然而，根据另一实施例，标签可以仅由最接近标签的节点来充电。
根据实施例，与标签100的位置确定范围有关的第一阈值距离可以大于与充电范围有关的第二阈值距离。例如，第一阈值距离可以是20m至25m，第二阈值距离可以是10m，但是不限于此。换句话说，当基于圆心设置任意节点时，标签在距圆心的距离等于或小于10m的区域(以10米的半径绕任意节点的圆)中可充电，并且标签在距圆心的距离等于或小于40m至50m的区域(以40m至50m的直径绕任意节点的圆，以20m至25m的半径绕任意节点的圆)中可被识别，但是实施例不限于此。通过使用定向波束偏转天线或窄波束天线，可以改善与标签100的充电范围有关的第一阈值距离。
根据实施例，根据本公开的标签100可以通过使用位于周围环境内的辅助充电装置的电力来对该标签中的能量存储元件充电。换句话说，代替通过使用从位于第一阈值距离内的至少一个节点接收的标签搜索信号来对标签100中的能量存储元件充电，根据本公开的标签100可以通过利用周围环境中的辅助充电装置的电力对该标签中的能量存储元件充电，并利用充电的能量存储元件的电力输出响应信号。
例如，位于距节点1030第一阈值距离内的区域中的多个标签可以通过使用从节点1030接收的标签搜索信号或周围环境中的辅助充电装置的电力来同时对标签中的能量存储元件充电。位于距节点1030大于第一阈值距离且小于第二阈值距离的区域中的标签可以仅通过使用标签周围环境中的辅助充电装置来对标签中的能量存储元件进行充电。
位于距节点1030大于第一阈值距离且小于第二阈值距离的区域中的标签可能无法通过使用从节点1030接收到的标签搜索信号来对能量存储元件充电，但是可以接收标签搜索信号，在接收到的标签搜索信号中获得识别数据，并在所获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息相匹配时输出响应信号。另外，能够由根据本公开的主节点和从节点识别的标签的数量可以基于以分组为单位调制的标签搜索信号中的分组的长度而变化。
图11是示出根据实施例的标签中的能量存储元件的充电周期和能量存储元件的放电周期的图。
标签中的能量存储元件的充电和第一响应信号的输出可以如下进行。根据本公开的标签100从至少一个节点接收标签搜索信号，并且通过使用接收到的标签搜索信号在特定充电周期期间对能量存储元件充电。根据一个实施例，标签100可以通过使用接收到的标签搜索信号在特定充电周期期间对标签中的电容器充电，结果，电容器中的电压或电荷量可以增加。根据实施例，特定充电周期可以是1ms，但不限于此。
根据实施例，当标签100中的能量存储元件被充电至一定数值或更高并且当从接收到的标签搜索信号获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息相匹配时，标签100可以输出响应信号。当根据本公开的标签100输出响应信号时，标签100中的能量存储元件可以在特定放电周期期间放电。根据一个实施例，特定放电周期可以是100ns，但是不限于此。
而且，根据本公开的标签搜索信号的频带可以与第一响应信号和第二响应信号的频带不同，因此，通过标签搜索信号对标签中的能量存储元件的充电和通过第二响应信号的输出对能量存储元件的放电不会彼此干扰，并且可以在标签搜索信号的频带和第一响应信号的频带中独立地执行。
参考图11，示出了虽然在标签中的能量存储元件被充电时标签中的能量存储元件没有被放电，但是当根据本公开的标签中的能量存储元件被充电至一定数值或更高时，可以一起执行能量存储元件的充电和能量存储元件的放电。例如，当标签100输出第一响应信号时，标签中的能量存储元件可以被放电，并且即使在能量存储元件被放电时，标签100也可以从至少一个节点接收标签搜索信号。
换句话说，因为标签搜索信号的频带不同于第一响应信号和第二响应信号的频带，所以可以在标签搜索信号的频带和第一响应信号的频带中独立地执行通过标签搜索信号对标签中的能量存储元件的充电以及通过响应信号的输出对能量存储元件的放电，结果，可以一起执行通过第一响应信号的输出对能量存储元件的放电和通过标签搜索信号对能量存储元件的充电。
根据一个实施例，根据本公开的标签100中的能量存储元件可以在接收标签搜索信号之前被预充电，并且当能量存储元件被预充电时，可以通过仅确定从标签搜索信号获取的识别数据是否与标签的预先存储的标识信息相匹配，来输出第一响应信号。根据另一个实施例，标签100可以在标签中的能量存储元件被完全充电(例如，充电至一定数值或更高)之前输出响应信号，或者可以仅在标签中的能量存储元件被完全充电之后输出响应信号。可以改变根据本公开的标签100响应于标签搜索信号而输出响应信号的条件。
在一般的位置确定系统中，能够从某个节点接收标签搜索信号的所有标签都对接收到的标签搜索信号做出响应，但是在根据本公开的标签中，包括与识别数据匹配的标识信息的标签可以输出单脉冲形式的响应信号。因此，使用根据本公开的标签100的位置确定系统可以快速确定标签的位置。
图12是示出根据实施例的标签的结构的图。
根据实施例，标签100可以包括天线1240、收集器1220和控制器1260。根据另一个实施例，标签100还可以包括响应信号发送器1270。
天线1240可以从多个从节点中的至少一个从节点接收包括用于识别标签的识别数据的标签搜索信号，并且输出响应信号。根据本公开的天线1240可以包括在收集器1220中或者可以连接到整流器。因此，收集器1220可以接收标签搜索信号并且通过使用接收到的标签搜索信号来对能量存储元件充电。
收集器1220包括整流器1222、识别数据获取器1224和能量存储元件1226。例如，收集器1220可以通过使用接收到的标签搜索信号来对能量存储元件充电。根据另一个实施例，包括在收集器1220中的识别数据获取器可以包括在控制器1260中。而且，收集器1220可以通过包括天线来直接接收标签搜索信号。在这种情况下，天线1240可以仅执行发送第一响应信号的功能。根据本公开的标签不需要单独的RF接收器，并且可以通过使用收集器1220接收通过使用识别数据调制的标签搜索信号，从接收到的标签搜索信号中获得能量，并且获得包括在标签搜索信号中的识别数据。
根据本公开的收集器1220是累积器，并且可以累积能量或信息。根据本公开的收集器1220可以连接到天线1240、响应信号发送器1270和控制器1260。例如，收集器1220可以通过使用从节点接收到的标签搜索信号来对标签中的能量存储元件1226进行充电，但是可以通过使用标签周围的环境中的辅助充电装置的电力来对能量存储元件1226进行充电。而且，收集器1220可以仅由最接近包括收集器的标签的节点充电。
特别地，即使当包括在接收到的标签搜索信号中的识别数据与接收到标签搜索信号的标签中的标识信息不匹配时，根据本公开的收集器1220也可以通过使用包括与标签中的标识信息不匹配的识别数据的标签搜索信号来对能量存储元件充电。根据实施例，收集器1220对能量存储元件充电的速度可以基于接收到标签搜索信号的标签与主节点或从节点之间的距离而变化。
根据实施例，收集器1220接收调制的标签搜索信号，从接收到的标签搜索信号获得识别数据，并将获取的识别数据发送给控制器。然而，根据另一实施例，控制器1260可以执行从接收到的标签搜索信号获得识别数据的过程。将由收集器1220获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息进行比较，并且当获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息匹配时，标签可以输出响应信号。
因此，标签中的收集器获得识别数据并将识别数据与预先存储在标签中的标识信息进行比较的过程可以对应于标签认证过程。标签可以执行标签认证过程以确定标签搜索信号是否是用于激活自身的信号。换句话说，收集器不仅可以接收能量，还可以通过使用识别数据来识别激活标签的命令。
控制器1260可以包括解调器。根据一个实施例，控制器1260还可以包括识别数据获取器1224。例如，控制器1260可以被配置为从接收到的标签搜索信号中获取识别数据，确定获取的识别数据是否与预先存储在标签中的标识信息相匹配，并在能量存储元件被充电至一定数值或更高并且获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息相匹配时，控制天线输出响应信号。根据一个实施例，控制器1260可以是低功率微控制器(MCU)。
当标签中的能量存储元件1226被充电至一定数值或更高并且从标签搜索信号获取的识别数据与预先存储在标签中的标识信息相匹配时，响应信号发送器1270可以从控制器1260接收响应信号发送命令，并根据接收到的响应信号发送命令通过天线1240输出响应信号。根据另一个实施例，响应信号发送器1270的功能可以由控制器1260执行。
整流器1222可以将接收到的标签搜索信号转换成直流(DC)能量。例如，根据本公开的标签搜索信号是交流(AC)信号，并且可以以特定频率振荡。整流器1222可以接收作为AC信号的标签搜索信号，将接收到的标签搜索信号转换成DC能量，并且将DC能量传输到能量存储元件1226。收集器1220可以通过使用由整流器1222获取的DC能量来对能量存储元件中的电容器充电。例如，可以通过使用用于将常规二极管电路或周期性RF频率振荡转换为DC电压的常规方法来制造整流器。
识别数据获取器1224还可以包括解调器。例如，识别数据获取器1224可以对调制的标签搜索信号进行解调，并从解调的标签搜索信号中获取识别数据。根据本公开的标签搜索信号可以由主节点或从节点通过使用识别数据以分组为单位进行了二进制调制。识别数据获取器1224可以获取识别数据并将所获取的识别数据发送到控制器，以使得控制器认证接收到的标签搜索信号是否用于激活接收到标签搜索信号的标签。根据另一实施例，识别数据获取器1224可以包括在控制器1260中，并且在这种情况下，控制器1260可以对接收到的标签搜索信号进行解调并且从解调的标签搜索信号中获取识别数据。
根据实施例，识别数据获取器1224可以是阈值装置。阈值装置可以对通过使用识别数据调制的模拟形式的标签搜索信号进行解调，通过对解调的标签搜索信号进行解码来获取识别数据，并且以二进制形式表示获取的识别数据。在本说明书中描述的识别数据可以包括以下至少一项：预先存储在标签中的标签标识信息；表示该标签是否存储在用户装置中的登记确认信息；包括主节点、至少一个从节点和标签中至少之一的网络的标识信息(网络ID)；以及标签或网络ID的标识范围(期望的ID范围)。标签标识信息可以是用于本质上识别标签的二进制数据。
与一般标签不同，本公开中描述的标签可以在没有电池(电源)的情况下操作并且不包括接收器，因此标签的尺寸可以很小(例如，大约10mm)。根据本公开的标签可以附着到任何目标对象，并且可以包括刚性基板和柔性材料，控制器或收集器位于该刚性基板上。
根据实施例，由于通过使用要找到的目标标签的识别数据来调制由节点发出的标签搜索信号，因此在至少一个标签所位于的空间中只有与识别数据匹配的一个目标标签可以响应该标签搜索信号。因此，响应于通过使用识别数据调制的标签搜索信号而输出第一响应信号的标签可以向用户提供准确的标签位置。
图13是根据实施例的主节点的框图。
主节点1300可以包括电源1320、控制器1340、通信器1360和用户通信接口1380。例如，主节点1300可以从用户装置接收识别数据，将包括接收到的识别数据的标签搜索请求发送给从节点，将通过使用识别数据调制的标签搜索信号输出到标签所位于的空间，从响应于所输出的标签搜索信号的标签接收第一响应信号，从接收第一响应信号的多个从节点接收表示标签位置的第二响应信号，并向连接到主节点的用户装置发送接收到的第一响应信号和第二响应信号。根据另一实施例，主节点1300可以不将接收到的第一响应信号和第二响应信号发送给用户装置，而是可以通过使用接收到的第一响应信号和第二响应信号来确定标签的位置。
电源1320可以向控制器1340、通信器1360和用户通信接口1380供电。例如，主节点1360可以从主节点1360中的电源1320接收电力，以输出通过使用识别数据调制的标签搜索信号。
控制器1340可以包括调制器。例如，控制器1340可以控制通信器1360将包括用于识别标签的识别数据的标签搜索请求发送给连接到主节点的多个从节点，将通过使用识别数据调制的标签搜索信号输出到标签所位于的空间中，从响应所发送的标签搜索信号的标签接收第一响应信号，并从接收到第一响应信号的多个从节点接收指示标签位置的第二响应信号。
可以经由控制器1340中包括的至少一个处理器来执行根据本公开的控制器1340的功能。根据本公开的控制器1340中包括的处理器可以是微控制器单元(MCU)，并且控制器1340的功能可以由单个处理器或由多个处理器执行。
例如，调制器可以通过使用从用户装置接收的识别数据来对标签搜索信号进行二进制调制。根据一个实施例，调制器可以通过使用从用户装置接收的识别数据来以分组为单位调制标签搜索信号。例如，根据本公开的主节点或从节点输出通过使用用于本质上识别特定标签的识别数据来调制的标签搜索信号，该过程可以对应于命令与用于调制标签搜索信号的识别数据相匹配的标签输出响应信号的过程。
根据实施例，可以以1Kbps至10Kbps的数据传输速率来调制标签搜索信号，并且可以以0.99的占空比调制标签搜索信号，而不会由于数据传输而显著地损失充电速度。
通信器1360可以包括第一响应信号接收器1362、第二响应信号接收器1364、标签搜索请求发送器1366和标签搜索信号发送器1368。例如，通信器1360可以包括至少一个天线和包络检测器。例如，根据控制器1340的控制，通信器1360可以输出标签搜索信号，从标签接收第一响应信号，从从节点接收第二响应信号，或者将标签搜索请求发送给从节点。根据实施例，标签搜索信号的频带和第一响应信号的频带可以彼此不同，并且标签搜索信号的频带可以比第一响应信号的频带更宽并且具有更大的无线功率。
主节点可以将从标签接收到响应信号的时间设置为包络的上升沿(leadingedge)，并且连接到该主节点的多个从节点中的、从标签接收到第一响应信号的从节点可以在检测到包络的上升沿时的时间点向主节点重新发送接收到的第一响应信号。可替代地，连接到该主节点的多个从节点中的、从标签接收到第一响应信号的从节点可以在检测到包络的上升沿时的时间点向主节点重新发送通过使用第一响应信号生成的第二响应信号。
主节点1360可以从接收到的第一响应信号和第二响应信号中提取包络，并且通过使用所提取的包络的上升沿或下降沿来测量第一响应信号和第二响应信号的到达时间。此外，主节点可以计算第一响应信号的到达时间与第二响应信号的到达时间之间的时间差。
而且，根据另一实施例，主节点可以将接收到的第一响应信号和第二响应信号发送给连接到主节点的用户装置，并且用户装置可以测量第一响应信号和第二响应信号的到达时间。用户装置可以测量在测量的第一响应信号的到达时间与测量的第二响应信号的到达时间之间的差。
用户通信接口1380可以将接收到的第一响应信号和第二响应信号发送给连接到主节点的用户装置，或者从用户装置接收识别数据。例如，由主节点经由用户通信接口1380接收的识别数据可以是用于本质上识别在用户装置中预先登记的标签的二进制数据。根据本公开的用户通信接口1380可以连接到控制器1340。
图14是用于详细描述图13的实施例中的通信器的图。
例如，第一响应信号接收器1362可以包括至少一个天线，并通过使用天线来接收标签响应于标签搜索信号输出的第一响应信号。根据另一个实施例，第一响应信号接收器1362可以通过使用外部天线从标签接收第一响应信号。根据一个实施例，第一响应信号接收器可以是UWB接收器。而且，第一响应信号接收器可以包括至少一个低通频率滤波器和包络检测器，并且通过使用低通频率滤波器从接收到的第一响应信号中阻断高频分量来检测低频脉冲形式的包络。
而且，第二响应信号接收器1364可以包括至少一个天线，并且从从节点接收第二响应信号。根据另一实施例，第二响应信号接收器1364可以通过使用外部天线从从节点接收第二响应信号。根据一个实施例，第二响应信号接收器1364可以是重新转换接收器380。
标签搜索请求发送器1366可以将包括从用户装置接收到的识别数据的标签搜索请求发送给连接到主节点的多个从节点。从节点可以通过使用包括在标签搜索请求中的识别数据来调制标签搜索信号，并且输出通过使用用于本质上识别用户要找到的目标标签的识别数据调制的标签搜索信号。从节点可以根据从标签搜索请求发送器1366发送的标签搜索请求来激活标签搜索信号发送器，并通过使用包括在标签搜索请求中的识别数据来调制标签搜索信号。
标签搜索信号发送器1368可以包括至少一个天线，并且根据控制器1340的控制来发送标签搜索信号以用于搜索标签。
图15是示出根据另一实施例的主节点的结构的图。
根据另一实施例的主节点300可以包括电源1520、标签搜索信号发送器1540、响应信号接收器1560和控制器1580。由于电源1520对应于图13的电源1320，因此省略其详细描述。例如，标签搜索信号发送器1540可以包括单个天线，并且经由单个天线输出标签搜索信号。根据另一个实施例，标签搜索信号发送器1540可以包括多个天线。根据本公开的标签搜索信号发送器1540可以是UWB发送器，并且对应于图14的标签搜索信号发送器。因此省略其详细描述。
响应信号接收器1560可以包括第一响应信号接收器1562和第二响应信号接收器1564。响应信号接收器1560可以从响应于标签搜索信号的标签接收第一响应信号，并且接收从接收到第一响应信号的从节点重新发送的第一响应信号。根据另一实施例，响应信号接收器1560可以接收来自标签的第一响应信号以及由接收到第一响应信号的从节点通过使用来自标签的第一响应信号生成的第二响应信号。响应信号接收器1560可以包括至少一个天线，并且可以根据控制器1580的控制经由天线接收第一响应信号和第二响应信号。
由于第一响应信号接收器1562对应于图14的第一响应信号接收器1362，由此省略其详细描述。由于第二响应信号接收器1564对应于图14的第二响应信号接收器1364，由此省略其详细描述。
参考图15，第一响应信号接收器1562、第二响应信号接收器1564和标签搜索信号发送器1540可各自包括至少一个天线，其中第一响应信号接收器1562和第二响应信号接收器1564可以经由包括在其中的天线分别接收第一响应信号和第二响应信号，并且标签搜索信号发送器1540可以经由包括在其中的天线发送标签搜索信号。
根据另一实施例，经由包括在主节点300中的位于第一响应信号接收器1562、第二响应信号接收器1564和标签搜索信号发送器1540外部的至少一个天线，第一响应信号接收器1562和第二响应信号接收器1564可以接收第一响应信号和第二响应信号，标签搜索信号发送器1540可以发送标签搜索信号。根据实施例，第一响应信号接收器1562、第二响应信号接收器1564和标签搜索信号发送器1540中的每一个的功能都可以由控制器1580来实现。
控制器1580可以进一步包括时间数字转换器(TDC)1590。根据另一个实施例，TDC1590可以与控制器1580分开地位于主节点或用户装置内。由于控制器1580对应于图13的控制器1340，因此这里仅描述TDC 1590。
例如，TDC 1590可以测量第一响应信号的到达时间和第二响应信号的到达时间，计算所测量的第一响应信号的到达时间与所测量的第二响应信号的到达时间之间的时间差，并以二进制形式输出计算的时间差。用户装置可以从TDC 1590接收所测量的第一响应信号的到达时间与所测量的第二响应信号的到达时间之间的所计算的时间差，并通过使用所测量的第一响应信号的到达时间与所测量的第二响应信号的到达时间之间的时间差来确定标签的位置。
图16是根据实施例的从节点的框图。
从节点1600可以包括电源1620、控制器1640、通信器1660和用户通信接口1680。例如，从节点1600可以从主节点接收识别数据，通过使用接收到的识别数据来调制标签搜索信号，并且将调制的标签搜索信号输出到标签所位于的空间。而且，从节点1600可以从标签接收响应于标签搜索信号的第一响应信号，并将接收到的第一响应信号重新发送给主节点。
电源1620可以向控制器1640、通信器1660和用户通信接口1680供电。例如，从节点1600可以使用从电源1620供应的电力来发送用于搜索标签的标签搜索信号。此外，根据一个实施例，根据本公开的主节点和多个从节点可以位于家用插座终端或家用电器中的USB终端处，并且可以通过家用插座终端接收电力或通过USB终端从家用电器接收电力。
控制器1640可以包括调制器。例如，控制器1640可以控制通信器1360接收包括用于识别标签的识别数据的标签搜索请求，将通过使用识别数据调制的标签搜索信号输出到标签所位于的空间，从标签接收响应于发送的标签搜索信号的第一响应信号，并从接收到第一响应信号的多个从节点接收表示标签位置的第二响应信号。可以经由控制器1340中包括的至少一个处理器来执行根据本公开的控制器1340的功能。
包括在根据本公开的控制器1340中的处理器可以是MCU，并且控制器1340的功能可以由单个处理器或由多个处理器执行。例如，调制器可以通过使用从用户装置接收的识别数据来调制标签搜索信号。根据一个实施例，调制器可以通过使用从用户装置接收的识别数据来以分组为单位调制标签搜索信号。
通信器1660可以包括至少一个天线和包络检测器。例如，根据控制器1640的控制，通信器1660可以输出标签搜索信号，从标签接收第一响应信号，向主节点发送第二响应信号，或者从主节点接收标签搜索请求。将参照图17具体描述通信器的详细配置。
用户通信接口1380可以将接收到的第一响应信号和第二响应信号发送给用户装置。因为根据本公开的从节点1600可以通过被连接到用户装置而用作主节点，所以从节点1600可以包括用于与用户装置通信的用户通信接口。但是，当从节点作为从节点进行操作时，用户通信接口的功能可能会部分停止。
图17是用于详细描述图16的实施例中的通信器的图。
通信器1660可以包括第一响应信号接收器1662、第二响应信号发送器1664、标签搜索请求接收器1666和标签搜索信号发送器1668。由于第一响应信号接收器1662对应于图14的主节点的第一响应信号接收器1362，因此省略其详细描述。另外，由于标签搜索信号发送器1668对应于图14的主节点的标签搜索信号发送器1368，因此省略其详细描述。
第二响应信号发送器1664可以将通过使用从标签接收的第一响应信号产生的第二响应信号发送给主节点。在本说明书中，从节点可以通过将从标签接收的第一响应信号重新发送给主节点来将第二响应信号发送给主节点。根据一个实施例，第二响应信号发送器1664可以包括至少一个转发器或重新转换发送器。标签搜索请求接收器1666可以从主节点接收包括识别数据的标签搜索请求。从节点1600可以接收标签搜索请求，从而识别连接到主节点的用户装置的用户要找到的标签。
作为本说明书中描述的用于通信的配置，主节点中包括的第一响应信号接收器、第二响应信号接收器、标签搜索请求发送器和标签搜索信号发送器，从节点中包括的第一响应信号接收器、第二响应信号发送器、标签搜索请求接收器和标签搜索信号发送器，以及标签中包括的第一响应信号发送器，可以使用天线来发送和接收无线信号。然而，根据另一实施例，主节点、从节点和标签可各自使用其中包括的单个天线。
图18是示出对确定标签位置时发生的误差进行实验性测量的结果的图。
参考图18，当通过使用根据本公开的位置确定系统来确定标签的位置时，可以识别从标签在节点对之间测量的脉冲传播时间的误差。在图18中，水平轴表示测量的次数，垂直轴表示从标签在节点对之间测量的脉冲传播时间的差。
为了测试根据本公开的位置确定系统，使用了两个节点，但是为了确定标签在平面上而不是直线上的位置，可能需要至少三个节点。同样，为了确定标签在空间中的位置而不是在单个平面中的位置，可能需要至少三个节点。
根据多次测试根据本公开的位置确定系统的结果，从标签在节点对之间多次测量的脉冲传播时间的差所表示的时间误差小至+-1ns。当通过使用根据本公开的位置确定系统在标签和节点对之间测量n次脉冲传播时间时，可以将时间误差减少
图19是示出应用位置确定系统的实施例的图。
根据实施例，根据本公开的包括标签、主节点和从节点的位置确定系统可以用于教孩子如何组织对象。在操作S1910中，标签被预先附着到目标对象。例如，父母可以将标签预先附着到要教导的对象。
在操作S1920中，可以在用户装置中登记附有标签的对象的目标区域。例如，父母可以将标签附着到目标对象，将对象定位在目标区域中，并且在用户装置中预先登记目标对象的目标区域。根据本公开的目标区域可以表示目标对象在根据父母的意图而设置的室内空间中的位置。
在操作S1930中，可以改变附有标签的对象的位置。例如，儿童可以玩附有标签的目标对象，然后将目标对象放置在指定位置，但是可以将目标对象放置在除了指定位置以外的位置。
在操作S1940中，用户装置可以实时确定附有标签的对象的位置。例如，在根据本公开的包括标签、主节点、从节点和用户装置的位置确定系统中，用户节点可以通过使用根据本公开的标签位置确定方法来确定附有标签的对象的位置。
在操作S1950中，用户装置可以确定所确定的对象的位置是否位于在用户装置中预先登记的对象的目标区域内。例如，用户装置可以将在基于用户装置的坐标系中确定的目标对象的目标坐标设置为原点，并在用户装置中预先登记具有预设阈值距离的半径的目标区域，然后确定目标对象是否位于预先登记的目标区域内。
在操作S1960中，当所确定的目标对象的位置不在目标区域内时，用户装置可以将反馈信号发送给位于目标对象的周围环境中的电子装置。例如，反馈信号可以包括图像信号，该图像信号在位于目标对象的周围环境中的电子装置的屏幕上指示将目标对象带到目标区域。根据另一实施例，反馈信号可以包括控制信号，该控制信号限制位于目标对象的周围环境中的电子装置的操作。
图20是示出可应用位置确定系统的另一实施例的图。
根据一个实施例，根据本公开的包括标签、主节点和从节点的位置确定系统可以用于教孩子如何装袋子。在操作S2010中，将标签预先附着到目标对象。例如，父母可以将标签预先附着到要教导的对象。
在操作S2020中，用户装置可以在一定时间段内学习附有标签的对象的位置。例如，用户装置可以在一周内学习附有标签的对象的位置。
在操作S2030中，用户装置可以通过使用所学习的对象的位置来学习一周中的每一天(或每个日期)要位于袋子中的对象的列表。备选地，根据另一实施例，一周中的每一天(或每个日期)要位于袋子中的对象的列表可以由用户装置直接分配。
在操作S2040中，可以改变附有标签的对象的位置。例如，儿童可以将附有标签的对象放在学校用的袋子中。儿童可能会在一周中的每一天(或每个日期)将所需的对象放在袋子里，但也可能没有将所需的对象放在袋子里。
在操作S2050中，用户装置可以实时确定附有标签的对象的位置。例如，在根据本公开的包括标签、主节点、从节点和用户装置的位置确定系统中，用户装置可以通过使用根据本公开的标签位置确定方法来确定附有标签的对象的位置。
在操作S2060中，用户装置可以确定被确定为位于袋子中的对象是否包括在要位于袋子中的对象的列表中。例如，可以将要位于袋子中的对象的列表预先登记在用户装置中，并且用户装置可以确定被确定为位于袋子中的对象是否与在用户装置中登记的对象的列表匹配。
在操作S2070中，当被确定为位于袋子中的对象与在用户装置中登记的对象的列表不匹配时(例如，当不应位于袋子中的对象位于袋子中或要位于袋子中的对象未位于袋子中时)，用户装置可以向位于袋子的周围环境中的用户或电子装置发送反馈信号。例如，反馈信号可以包括图像信号，该图像信号在位于目标对象的周围环境中的电子设备的屏幕上指示：存在遗漏的对象，或存在不应位于袋子中却当前位于袋子中的对象。根据另一实施例，反馈信号可以包括控制信号，该控制信号控制位于目标对象的周围环境中的电子装置的操作。
根据本公开的包括标签、主节点和从节点的位置确定系统的实施例不限于图19或图20所示的实施例，并且可用于B2B应用或家庭中对象的位置优化服务。
图21是用于描述确定系统的可扩展性的图。
根据本公开的位置确定系统使用的多个标签、主节点和多个从节点可以在第一室内空间中形成第一网络2110。此外，多个标签、主节点和多个从节点可以位于第二室内空间中以形成与第一网络2110不同的第二网络2120，并且多个标签、主节点和多个从节点可以位于第三室内空间中以形成第三网络2130。
根据实施例，位于第一网络2110、第二网络2120和第三网络2130的每一个中的多个标签、主节点和多个从节点可以在网络单元中连接，并且作为结果，可以形成更大的网络。因此，根据本公开的位置确定系统可以不仅在第一室内空间中而且在第二室内空间或第三室内空间中确定标签的位置。
通过在使用各种计算机执行的计算机程序中实现，可以将根据实施例的方法记录在计算机可读记录介质上。计算机可读记录介质可以单独地或组合地包括程序命令、数据文件和数据结构。记录在计算机可读记录介质中的程序命令可以是专门设计的或者是计算机软件领域的普通技术人员众所周知的。计算机可读记录介质的示例包括诸如硬盘、软盘和磁带之类的磁性介质，诸如CD-ROM和DVD之类的光学介质，诸如软盘之类的磁光介质，以及作为专门配置为存储和执行程序命令的硬件设备的ROM、RAM和闪存。计算机命令的示例包括由编译器准备的机器代码以及可以由计算机使用解释器来执行的高级语言。
一些实施例也可以以包括计算机可执行命令(诸如由计算机执行的程序模块)的记录介质的形式来实现。计算机可读记录介质可以是可由计算机访问的任意可用介质，并且其示例包括所有易失性和非易失性介质以及可分离和不可分离的介质。此外，计算机可读记录介质的示例可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质的示例包括所有易失性和非易失性介质以及可分离和不可分离的介质，它们已经通过用于存储诸如计算机可读命令、数据结构、程序模块和其他数据之类的信息的任意方法或技术实现。通信介质通常包括计算机可读命令、数据结构、程序模块、被调制的数据信号的其他数据、或者其他传输机制，并且其示例包括任意信息传输介质。此外，一些实施例可以被实现为包括计算机可执行命令的计算机程序或计算机程序产品，诸如由计算机执行的计算机程序。
尽管已经在上面详细描述了本公开的实施例，但是本公开的范围不限于此，并且本领域的普通技术人员使用下面权利要求中限定的本公开的基本构思进行的各种修改和改进也落入本公开的范围内。

Claims (17)

1.一种由包括能量存储元件的标签执行的方法，所述方法用于发送关于标签搜索信号的响应信号，所述方法包括：
从多个从节点中的至少一个从节点接收所述标签搜索信号，所述标签搜索信号包括用于识别所述标签的识别数据；
通过使用接收到的所述标签搜索信号对所述标签内的所述能量存储元件充电；
从接收到的所述标签搜索信号中获取用于识别所述标签的所述识别数据；
确定获取的所述识别数据是否与预先存储在所述标签中的标识信息相匹配；以及
仅当所述能量存储元件被充电至一定数值或更高并且获取的所述识别数据与预先存储在所述标签中的所述标识信息相匹配时，输出关于所述标签搜索信号的所述响应信号，
其中，所述标签搜索信号是在主节点的请求下从所述多个从节点广播的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述标签搜索信号包括：从所述多个从节点中的位于第一阈值距离内的至少一个从节点接收所述标签搜索信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，对所述能量存储元件充电包括：通过使用从所述多个从节点中的位于第二阈值距离内的至少一个从节点接收到的所述标签搜索信号，来对所述能量存储元件充电。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，对所述能量存储元件充电包括：通过使用位于大于所述第二阈值距离且小于所述第一阈值距离的距离处的辅助充电装置的电力，来对所述能量存储元件充电。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述能量存储元件充电包括：
将接收到的所述标签搜索信号转换为直流能量；
向所述能量存储元件提供所述直流能量；以及
通过使用提供的所述直流能量来对所述能量存储元件内的电容器充电。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，接收到的所述标签搜索信号通过使用所述识别数据进行了二进制调制，
其中，获取所述识别数据还包括对进行了二进制调制的标签搜索信号进行解调，以及
其中，所述识别数据是从解调的标签搜索信号中获取的。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标签搜索信号是超宽带单脉冲信号，并且通过使用所述识别数据以分组为单位进行了调制。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述多个从节点和所述主节点能够识别的标签的数量根据每个分组的长度而变化。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标签搜索信号的频带和所述响应信号的频带彼此不同，并且
通过所述标签搜索信号对所述能量存储元件的充电和通过所述响应信号的输出对所述能量存储元件的放电在所述标签搜索信号的频带和所述响应信号的频带中独立进行。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，当所述能量存储元件被充电至一定数值或更高时，所述能量存储元件的充电和所述能量存储元件的放电同时进行。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标签搜索信号是超宽带单脉冲信号或交流信号。
12.一种标签，用于发送关于标签搜索信号的响应信号，所述标签包括：
天线，从多个从节点中的至少一个从节点接收所述标签搜索信号并输出所述响应信号，所述标签搜索信号包括用于识别所述标签的识别数据；
收集器，包括能量存储元件，并且通过使用接收到的所述标签搜索信号对所述能量存储元件充电；以及
控制器，被配置为从接收到的所述标签搜索信号中获取所述识别数据，确定获取的所述识别数据是否与预先存储在所述标签中的标识信息相匹配，以及仅当所述能量存储元件被充电至一定数值或更高并且获取的所述识别数据与预先存储在所述标签中的所述标识信息相匹配时控制所述天线输出所述响应信号，
其中，所述标签搜索信号是在主节点的请求下从所述多个从节点广播的。
13.根据权利要求12所述的标签，其中，所述天线从所述多个从节点中的位于第一阈值距离内的至少一个从节点接收所述标签搜索信号，并且
所述收集器通过使用从所述多个从节点中的位于第二阈值距离内的至少一个从节点接收到的所述标签搜索信号，来对所述能量存储元件充电。
14.根据权利要求12所述的标签，其中，接收到的所述标签搜索信号通过使用所述识别数据进行了二进制调制，并且
所述控制器还包括识别数据获取器，所述识别数据获取器被配置为对进行了二进制调制的标签搜索信号进行解调并从解调的标签搜索信号中获取所述识别数据。
15.根据权利要求12所述的标签，其中，所述标签搜索信号的频带和所述响应信号的频带彼此不同，并且
通过所述标签搜索信号对所述能量存储元件的充电和通过所述响应信号的输出对所述能量存储元件的放电在所述标签搜索信号的频带和所述响应信号的频带中独立进行。
16.根据权利要求12所述的标签，其中，所述标签搜索信号是超宽带单脉冲信号或交流信号。
17.一种记录有程序的非暂时性记录介质，所述程序在被电子设备的处理器执行时使所述处理器执行发送响应信号的方法，其中，所述方法包括：
从多个从节点中的至少一个从节点接收标签搜索信号，所述标签搜索信号包括用于识别标签的识别数据；
通过使用接收到的所述标签搜索信号对所述标签内的能量存储元件充电；
从接收到的所述标签搜索信号中获取用于识别所述标签的所述识别数据；
确定获取的所述识别数据是否与预先存储在所述标签中的标识信息相匹配；以及
仅当所述能量存储元件被充电至一定数值或更高并且获取的所述识别数据与预先存储在所述标签中的所述标识信息相匹配时，输出关于所述标签搜索信号的所述响应信号，
其中，所述标签搜索信号是在主节点的请求下从所述多个从节点广播的。
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