CN113472382B - 无线通信方法、装置、电子标签及存储介质 - Google Patents

无线通信方法、装置、电子标签及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种无线通信方法、装置、电子标签及存储介质，应用于电子标签，所述电子标签包括DC‑DC转换器以及处理模块。该无线通信方法包括：在获取到直流电信号时，将所述直流电信号输入至所述DC‑DC转换器，其中，所述直流电信号由环境中的射频信号转换得到，所述DC‑DC转换器用于将所述直流电信号转换为所述处理模块的供电能量；在检测到所述DC‑DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送。本申请的电子标签无需携带供电电源，直接通过DC‑DC转换器收集环境中的射频信号的能量来满足电子标签的正常工作，适用于于极端困难环境。

Description

无线通信方法、装置、电子标签及存储介质
技术领域
本申请涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种无线通信方法、装置、电子标签及存储介质。
背景技术
传统的无线通信系统通常采用电池或者固定电源供电，其生存性、健壮性受到一定的限制，特别是在传感器网络或者物联网等需要布设众多无线节点的通信场景中。此类通信中，受到无线节点生存环境(高温、有毒气体)等的制约，对数量众多的节点人工更换电池不仅耗时耗力，在有毒、辐射等对人体有害的环境，更换电池更是不可能。因此，有必要涉及一种无需携带供电电源的通信节点设备，以适用于更广泛的应用场景。
发明内容
鉴于上述问题，本申请提出了一种无线通信方法、装置、电子标签及存储介质。
第一方面，本申请实施例提供了一种无线通信方法，应用于电子标签，所述电子标签包括DC-DC转换器以及处理模块，所述方法包括：在获取到直流电信号时，将所述直流电信号输入至所述DC-DC转换器，其中，所述直流电信号由环境中的射频信号转换得到，所述DC-DC转换器用于将所述直流电信号转换为所述处理模块的供电能量；在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送。
第二方面，本申请实施例提供了一种无线通信装置，应用于电子标签，所述电子标签包括DC-DC转换器以及处理模块，所述装置包括：能量收集模块，用于在获取到直流电信号时，将所述直流电信号输入至所述DC-DC转换器，其中，所述直流电信号由环境中的射频信号转换得到，所述DC-DC转换器用于将所述直流电信号转换为所述处理模块的供电能量；反向散射模块，用于在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子标签，包括：DC-DC转换器；一个或多个处理器；存储器；一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个应用程序配置用于执行上述第一方面提供的无线通信方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读取存储介质，所述计算机可读取存储介质中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行上述第一方面提供的无线通信方法。
本申请提供的方案，应用于电子标签，该电子标签包括DC-DC转换器以及处理模块。在获取到直流电信号时，通过将直流电信号输入至DC-DC转换器，以将该直流电信号转换为处理模块的供电能量，并在检测到DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过处理模块将该电子标签的标签信息以反向散射方式发送，其中，直流电信号由环境中的射频信号转换得到。从而本申请的电子标签无需携带供电电源，直接通过DC-DC转换器收集环境中的射频信号的能量来满足电子标签的正常工作，适用于于极端困难环境。且由于仅需DC-DC转换器就可以实现供电能量的收集和存储，无需设计太多电路，使得电子标签可以被设计的更为轻薄，增加了产品表现力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本申请一个实施例的无线通信系统的一种示意图。
图2示出了根据本申请一个实施例的无线通信系统的另一种示意图。
图3示出了根据本申请一个实施例的无线通信系统的又一种示意图。
图4示出了根据本申请一个实施例的无线通信方法的一种流程图。
图5示出了根据本申请另一个实施例的无线通信方法的一种流程图。
图6示出了根据本申请提供的DC-DC转换器的一种结构示意图。
图7示出了根据本申请另一个实施例的无线通信方法中步骤S250的一种流程图。
图8示出了根据本申请实施例提供的无线通信方法中一种整体模块示意图。
图9示出了根据本申请实施例提供的无线通信方法中一种整体电路示意图。
图10示出了根据本申请实施例提供的无线通信方法中另一种整体模块示意图。
图11示出了根据本申请实施例提供的震荡电路的一种电路示意图。
图12示出了根据本申请实施例提供的无线通信方法中信号调制示意图。
图13示出了根据本申请一个实施例的无线通信装置的一种框图。
图14是本申请实施例的用于执行根据本申请实施例的无线通信方法的电子标签的框图。
图15是本申请实施例的用于保存或者携带实现根据本申请实施例的无线通信方法的程序代码的存储单元。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
5G时代的到来同时带动物联网(IoT，Internet of things)设备的进步，功耗在IOT设备中处于重要考虑因素。相比于传统智能终端如智能手机，平板，IOT设备需要满足体积轻薄，稳定，维护成本低的要求。因此在IOT设备中采用低功耗的通讯技术为科技发展的趋势。现有低功耗设备主要有基于蜂窝网的NB-IOT,蓝牙低功耗BLE(Bluetooth lowenergy)，然后这类设备虽然功耗设计较低但是仍然需要电池，不适用于一些极端、困难场景如嵌入墙体。
发明人经过长期研究，提出了一种无线通信方法、装置、电子标签及存储介质，利用DC-DC转换器作为电子标签内的能量收集装置和能量管理装置，从而在实际运用中，电子标签可以利用DC-DC转换器收集并存储环境中的射频能量作为内部供电。因此，电子标签可以仅由标签天线与标签芯片构成，无需电池。理论上只要标签不遭受物理层面的损毁，标签可以永远使用下去。也即本申请的电子标签可以支持更长的待机时间，且由于无需更换电池，设备可应用于极端，困难环境如嵌入墙体，且由于无需电池，能量收集装置和能量管理装置仅需DC-DC转换器即可实现，本申请的电子标签可以被设计的更为轻薄，产品体积更小，增加产品表现力。下面对本申请实施例提供的无线通信方法进行介绍。
参考图1，示出了本申请一个实施例示出的无线通信系统的示意图。该无线通信系统包括：发射机11、电子标签12和接收机13。
其中，发射机11用于为电子标签11提供射频能量。具体地，发射机11向电子标签12发送射频信号，以使得电子标签12在接收到射频信号时，能够依据该射频信号能量开始工作。可选地，射频信号可以是正弦载波信号，发射机11可以是载波发射器(CarrierEmitter，CE)。
其中，电子标签12由耦合原件及芯片组成，其通常具有唯一的电子编码，其不包含电池。可选地，电子标签12在接收到发射机11发出的射频信号时，可以收集射频信号的能量作为内部供电。电子标签12在具备足够的能量后，可以将存储在电子标签12中的标签信息通过反向散射的形式发射出去。可选的，电子标签12在接收发射机11发出的载波信号时，若内部收集的能量足够，则可以直接对载波信号进行调制以反射出存储在电子标签中的标签信息。可选的，调制后的反向散射信号可支持传输速率更高的无线通讯协议传输，如蓝牙，无线保真(Wireless Fidelity，WIFI)，zigbee紫峰协议等。在一些实施例中，电子标签12可以应用于可穿戴设备，植入式医疗设备，环境监控传感设备等IOT设备。
其中，接收机13用于接收电子标签12发送的反向散射信号，并对解码该反向散射信号，以解析出电子标签12的标签信息。在一些实施例中，接收机12可以是手机、平板等智能终端。
在一些实施例中，接收机13和发射机11可以集成在同一计算机设备中，如图2，手机既可以作为发射机11，发送载波信号给电子标签，也可以作为接收机13接收电子标签回传的BLE(Bluetooth Low Energy，蓝牙低功耗)反射信号。在另一些实施例中，接收机13和发射机11也可以集成在不同的计算机设备中，如图3，独立的载波发射器设备作为发射机11，发送载波信号给电子标签，电子标签将标签信息通过反向散射的形式发射至作为接收机13的手机。
请参阅图4，图4示出了本申请一个实施例提供的无线通信方法的流程示意图。在具体的实施例中，该无线通信方法可应用于如图9所示的无线通信装置700以及配置有所述无线通信装置700的电子标签(图10)。其中，所述电子标签包括DC-DC转换器以及处理模块。下面将针对图1所示的流程进行详细的阐述，所示无线通信方法具体可以包括以下步骤：
步骤S110：在获取到直流电信号时，将所述直流电信号输入至所述DC-DC转换器，其中，所述直流电信号由环境中的射频信号转换得到，所述DC-DC转换器用于将所述直流电信号转换为所述处理模块的供电能量。
其中，DC-DC转换器(直流-直流变换器)为将直流电信号转变后有效输出固定电压的电压转换器，一般可分为三类：升压型DC-DC转换器、降压型DC-DC转换器以及升降压型DC-DC转换器。由于，由环境中的射频信号转换得到的直流电信号通常比较小，很可能无法支持电子标签中的处理模块的正常工作，因此，在本申请实施例中，DC-DC转换器可以是升压型DC-DC转换器，以将比较小的直流电信号转化为可应用于系统工作的高电压。
其中，处理模块可以是电子标签中的处理器或其他有源设备，从而DC-DC转换器收集存储的能量可以提供给处理器或其他有源设备。其中，处理器可以是微处理器MCU，其他有源设备可以是传感器，如温度、湿度传感器等。可选的，其他有源设备可以是集成于同一芯片，也可以是外挂设备，此处不作限定。
在一些实施例中，电子标签包括整流器，用于将射频交流电转化为直流电，该整流器与DC-DC转换器连接。具体地，电子标签通过天线感应到周围环境中的发射机发射的射频信号后，可以通过整流器将感应接收到的射频信号转换成直流电信号(即直流电压)，由于转换成的直流电信号通常比较小，且通常为不稳定电压，无法提供给电子标签的处理模块使用，因此，在获取到直流电信号时，可以将该直流电信号输入至电子标签中的DC-DC转换器，以通过该DC-DC转换器将低整流器输出的低电压转化为可应用于系统的高电压，且转化得到的高电压也是稳定电压。从而得到所述处理模块的供电能量。
步骤S120：在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送。
在本申请实施例中，在将直流电信号输入至DC-DC转换器后，可以检测DC-DC转换器转换的供电能量是否达到指定能量，以在检测到DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，可以唤醒处理模块，以通过所述处理模块将电子标签的标签信息以反向散射方式发送。
在一些实施例中，处理模块为微处理器时，其可以在DC-DC转换器转换的供电能量未达到指定能量时，进入休眠模式，以节省系统功耗。在DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，可以将该供电能量释放于该微处理器，从而微处理器可以退出休眠模式开始工作，并将电子标签的标签信息通过无线传输的方式传输出去。其中，该无线传输可以应用于现有的各种无线通信传输协议。
其中，指定能量可以理解为电子标签中处理模块正常工作时所需要的能量。在一些实施例中，指定能量可以是处理模块的具体处理设置为不同值。作为一种方式，处理模块包括处理器和传感器时，电子标签需要发送标签信息以及传感器的数据时，指定能量可以设为第一数值，而电子标签仅需发送标签信息时，指定能量可以设为第二数值，其中，第一数值大于第二数值。从而可以根据处理器模块具体处理操作所需功耗的不同，对于设定指定能量的数值。从而满足了电子标签的多样化应用。
在一些实施例中，电子标签也可以根据当前的执行场景，自动切换调整指定能量的数值。其中，该执行场景可以包括第一场景以及第二场景，第一场景为仅发送标签信息的场景，其对应的指定能量为第一数值，第二场景为发送标签信息以及传感器信息的场景，其对应的指定能量为第二数值。当前处于第一场景时，可以自动将指定能量的数值切换为第一数值，当前处于第二场景时，可以自动将指定能量的数值切换为第二数值。从而保证了无线信号的及时传输，避免由于供电能量未达标而导致信号的延迟发送。
本申请实施例提供的无线通信方法，应用于电子标签，该电子标签包括DC-DC转换器以及处理模块。在获取到直流电信号时，通过将直流电信号输入至DC-DC转换器，以将该直流电信号转换为处理模块的供电能量，并在检测到DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过处理模块将该电子标签的标签信息以反向散射方式发送，其中，直流电信号由环境中的射频信号转换得到。从而本申请的电子标签无需携带供电电源，直接通过DC-DC转换器收集环境中的射频信号的能量来满足电子标签的正常工作，适用于于极端困难环境。且由于仅需DC-DC转换器就可以实现供电能量的收集和存储，无需设计太多电路，使得电子标签可以被设计的更为轻薄，增加了产品表现力。
请参阅图5，图5示出了本申请另一个实施例提供的无线通信方法的流程示意图。下面将针对图5所示的流程进行详细的阐述，所示无线通信方法具体可以包括以下步骤：
步骤S210：在获取到直流电信号时，将所述直流电信号输入至所述DC-DC转换器，其中，所述直流电信号由环境中的射频信号转换得到，所述DC-DC转换器用于将所述直流电信号转换为所述处理模块的供电能量。
步骤S220：在所述DC-DC转换器处于所述第一模式时，检测所述DC-DC转换器中存储的能量是否达到目标能量。
在本申请实施例中，DC-DC转换器包括两种情景模式：第一模式(冷启动)以第二模式(热启动)，其中，所述第一模式下所述供电能量的转换时长大于所述第二模式下所述供电能量的转换时长。也即第一模式下的能量收集时间更长。
具体地，在DC-DC转换器处于所述第一模式时，可以认为DC-DC转换器中存储的能量未达到目标能量，也即DC-DC转换器中蓄能电容的电压值小于目标阈值，此时，DC-DC转换器处于低压工作模式，电压转换效率比较低，使得第一模式下需要更长的时间进行供电能量的转换。
示例性地，请参阅图6，电容Cstore以及Battery可以理解为DC-DC转换器中用于存储收集能量的蓄能电容，当电容Cstore的电压值未充满(如1.8)时，可以认为DC-DC转换器处于所述第一模式(即冷启动阶段为蓄能电容电压Vstore处于0-1.8V的阶段)，因此，需要先将电容Cstore的电压值充满，然后才会对Battery进行充电，以充至系统所需能量(如1.8V至3.12V)。经过实测得到，蓄能电容电压Vstore从0蓄能至1.8V需要74秒，而蓄能电容电压Vstore从1.8V至3.12V阶段，此阶段仅需14秒。
步骤S230：在达到所述目标能量时，通过所述DC-DC转换器将所述直流电信号转换为所述处理模块的供电能量。
在本申请实施例中，在检测所述DC-DC转换器中存储的能量达到目标能量时，DC-DC转换器可以进入正常工作模式，此时电压转换效率比较高。因此，在达到目标能量时，DC-DC转换器可以快速将直流电信号转换为处理模块的供电能量。
在一些实施例中，由于第一模式下的电压转换效率比较低，转换为处理模块的供电能量比较少，无法满足系统工作的功耗需要。因此，可以仅将DC-DC转换器中存储的能量达到目标能量后，DC-DC转换器高效转换的供电能量，用来支持处理模块的工作。
步骤S240：在所述DC-DC转换器处于所述第二模式时，通过所述DC-DC转换器将所述直流电信号直接转换为所述处理模块的供电能量，其中，所述第一模式下所述供电能量的转换时长大于所述第二模式下所述供电能量的转换时长。
具体地，在DC-DC转换器处于所述第二模式时，可以认为DC-DC转换器中存储的能量已达到目标能量，此时，DC-DC转换器直接进入正常工作模式，电压转换效率比较较高，使得第二模式下供电能量的转换时长比较短。此时可以判断所述DC-DC转换器转换的供电能量是否达到系统所需能量，从而判断是否唤醒处理模块进行工作。
步骤S250：在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送。
在一些实施例中，电子标签可以包括第一控制开关，可以通过第一控制开关来控制是否将DC-DC转换器转换存储的供电能量释放给处理模块。
具体地，请参阅图7，步骤S210可以包括：
步骤S251：在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过第一控制开关将所述供电能量输出至所述处理模块。
其中，第一控制开关的一端可以连接DC-DC转换器，另一端可以连接处理模块，如图8。第一控制开关用于在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时处于导通状态，从而DC-DC转换器与处理模块之间的电路导通，进而所述DC-DC转换器可以直接将所述供电能量释放至所述处理模块。
可以理解的是，当DC-DC转换器转换输出的电压值为指定电压值时，可认为DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量，从而第一控制开关可以直接根据能量或电压检测结果从导致状态和断开状态切换。无线额外增加控制电路，直接根据DC-DC转换器的能量或电压检测结果自动切换即可。
在一些实施例中，所述第一控制开关可以由场效应管构成。由于场效应管可以直接根据电压或电流信号是否达到预设条件，来导通或断开。因此，可以直接检测DC-DC转换器转换输出的电压值是否为指定电压值，来导通或断开场效应管。其中，指定电压值大于等于场效应管的导通电压，从而可以直接根据电压情况自动导通或断开。
示例性地，请参阅图9，第一控制开关可以两个三极管(NMOS BSH105/PMOSBSH207)构成，当boost converter(即DC-DC转换器)的VBAT_OK显示为高电压(即DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量)时，NMOS BSH105导通，从而PMOS BSH207接地，进而PMOSBSH207导通，从而DC-DC转换器可以与处理模块(如传感器模块)连通，从而DC-DC转换器转换的供电能量可以释放至处理模块，以支持处理模块运作。
步骤S252：通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送。
反向散射通讯是一种无须发射机而实现信号发射与编码的无线技术。此种技术类似于雷达原理，电磁波在打到物体表面时有一部分会被反射。被反射信号的强弱取决于此物体的形状，材质与距离。在本申请实施例中，电子标签可以通过改变天线的匹配阻抗实现对反向散射信号的编码，从而将携带有所述电子标签的标签信息反向散射信号以反向散射方式发送。具体地，电子标签可以通过切换天线的匹配阻抗频率实现对反射信号的编码。
在一些实施例中，处理模块可以通过控制三极管的导通或断开，来改变天线的匹配阻抗。可以理解的是，当三极管为开路时，天线正常工作；当三极管处于通路时天线相当于被短路。处理模块可以通过施加电压信号使得三极管导通或断开，以达到开、关的效果。
在一些实施例中，不同的反向散射通信可能对信号的速率有不同的要求，如果处理模块本身不能支持很高的切换速率，也可以采用外接电压控制振荡器VCO(voltagecontrolled oscillator)的形式。可以理解的是，采用VCO的反向散射发射机可支持传输速率更高的无线通讯协议如蓝牙，WIFI，zigbee等。
在一些实施例中，电子标签也可以包括震荡电路，自行生成切换频率。具体地，电子标签可以包括第二控制开关以及震荡电路(OSC)，其中，震荡电路用于产生第一频率的第一交流信号或者第二频率的第二交流信号，第一交流信号或所述第二交流信号用于控制所述第二控制开关的导通或断开，第二控制开关的导通或断开用于改变天线阻抗。其中，第二控制开关可以是由一个或多个三级管构成，每个三极管对应一个阻抗，从而通过控制三极管的导通或断开，来改变天线的匹配阻抗。示例性，请参阅图10，震荡电路控制第二控制开关，震荡电路产生两种频率，处理模块控制震荡电路在两种频率间进行切换以实现信号调制。图11示出了一种震荡电路的电路示意图。
在本申请实施例中，在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，DC-DC转换器可以将此供电能量释放于处理模块(MCU以及其他有源设备)。然后MCU开始工作并将整理好的信息通过无线传输的方式传输出去。具体的，通过处理模块控制震荡电路在第一交流信号与所述第二交流信号之间进行切换，以实现信号的调整，从而将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送。其中，反射信号可以以蓝牙、WIFI、zigbee无线通信协议中的任意一种无线通信协议传输。
示例性地，请参阅图12，反射机发射信号为2412.045MHz，震荡电路产生频率为9.5MHz、10.2MHz的两个频率，并用此频率控制第二控制开关的开启和闭合。MCU通过控制震荡电路在这两种频率间进行切换，从而实现信号调制，得到反向散射信号。其中，反向散射反射的信号具体可以为2402.35MHz与2401.65MHz两个信号。而这两个信号落在蓝牙低功耗信道37中，并分别代表了数字信息0和1。从而实现了对反射信息的编码。如此，反向散射反射的信号携带信息可以包含特殊编码，可支持蓝牙，WIFI等各种广泛应用的无线传输协议，而非局限于专用标准协议。
本申请实施例提供的无线通信方法，应用于电子标签，该电子标签包括DC-DC转换器以及处理模块。在获取到直流电信号时，通过将直流电信号输入至DC-DC转换器，以将该直流电信号转换为处理模块的供电能量，并在检测到DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过处理模块将该电子标签的标签信息以反向散射方式发送，其中，直流电信号由环境中的射频信号转换得到。从而本申请的电子标签无需携带供电电源，直接通过DC-DC转换器收集环境中的射频信号的能量来满足电子标签的正常工作，适用于于极端困难环境。且由于仅需DC-DC转换器就可以实现供电能量的收集和存储，无需设计太多电路，使得电子标签可以被设计的更为轻薄，增加了产品表现力。同时，本申请还包括震荡电路从而可以支持传输率更高、应用更广泛的无线通信协议。
请参阅图13，其示出了本申请实施例提供的一种无线通信装置700的结构框图，应用于电子标签，所述电子标签包括DC-DC转换器以及处理模块。该无线通信装置700包括：能量收集模块710，用于在获取到直流电信号时，将所述直流电信号输入至所述DC-DC转换器，其中，所述直流电信号由环境中的射频信号转换得到，所述DC-DC转换器用于将所述直流电信号转换为所述处理模块的供电能量；反向散射模块720，用于在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送。
在一些实施例中，所述DC-DC转换器包括第一模式以及第二模式，其中，所述第一模式下所述供电能量的转换时长大于所述第二模式下所述供电能量的转换时长，该无线通信装置700还可以包括：第一检测模块，用于在所述DC-DC转换器处于所述第一模式时，检测所述DC-DC转换器中存储的能量是否达到目标能量；供电转换模块，用于在达到所述目标能量时，通过所述DC-DC转换器将所述直流电信号转换为所述处理模块的供电能量。
在一些实施例中，该无线通信装置700还可以包括：第二检测模块，用于在所述DC-DC转换器处于所述第二模式时，通过所述DC-DC转换器将所述直流电信号直接转换为所述处理模块的供电能量。
在一些实施例中，所述电子标签包括第一控制开关，所述第一控制开关用于在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时处于导通状态，将所述供电能量输出至所述处理模块，反向散射模块720可以具体用于：在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述第一控制开关将所述供电能量输出至所述处理模块；通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送。
在一些实施例中，上述第一控制开关由场效应管构成。
在一些实施例中，所述电子标签包括第二控制开关以及震荡电路，所述震荡电路用于产生第一频率的第一交流信号或者第二频率的第二交流信号，所述第一交流信号或所述第二交流信号用于控制所述第二控制开关的导通或断开，所述第二控制开关的导通或断开用于改变天线阻抗，反向散射模块720可以具体用于：在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述处理模块控制所述震荡电路在所述第一交流信号与所述第二交流信号之间进行切换，所述切换用于将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送。
在一些实施例中，所述反射信号以蓝牙、WIFI、zigbee无线通信协议中的任意一种无线通信协议传输。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，模块相互之间的耦合可以是电性，机械或其它形式的耦合。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
综上所述，本申请实施例提供的无线通信装置用于实现前述方法实施例中相应的无线通信方法，并具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
在本申请实施例中，电子标签的硬件结构中可以包含天线，阻抗匹配模块，射频能量收集和管理装置，编码器，微处理器MCU。其中，射频能量收集和管理装置由DC-DC转换器构成。编码器用于对反向散射信号进行编码，其可以包括第二控制开关以及震荡电路，所述震荡电路用于产生第一频率的第一交流信号或者第二频率的第二交流信号，所述第一交流信号或所述第二交流信号用于控制所述第二控制开关的导通或断开，所述第二控制开关的导通或断开用于改变天线阻抗。通过MCU控制所述震荡电路在所述第一交流信号与所述第二交流信号之间进行切换，所述切换用于将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送。
可选的，阻抗匹配网络，射频能量收集和管理装置，编码器，微处理器可以被封装在一个芯片中，如采用SiP(System in Package)的封装技术。可选的，阻抗匹配网络，射频能量收集和管理装置，也可独立于芯片外，从而不会被芯片制作工艺限制，可以采用更精确、效率更高的器件实现，提高能量收集的效率。
在一些实施例中，一般的MCU都含有集成存储器EEPROM(electrically erasableprogrammable read-only memory)。但MCU在采用自带EEPROM时功耗较大，为了进一步降低功耗，或满足特定场景也可以使用一种外挂式存储器的形式，也可采用芯片内，或外两种集成模式。其中，存储器电源来源为射频能量收集和管理装置。存储器控制以及数据交换由MCU完成。在一些实施例中，若天线已采用complex conjugate matching(阻抗共轭匹配)的方法，电子标签的硬件结构中也可不包含阻抗匹配模块。其中，阻抗匹配用于提高能量收集的效率。
在一些实施例中，电子标签的硬件结构中也可以包括一个或多个传感器。该传感器可与前述模块封装于同一芯片，也可以是外挂传感器，外挂传感器可采用低功耗传感器如温度，湿度传感器。其中，传感器供电来自于射频能量收集和管理装置。传感器的控制以及信息传送受MCU控制。
请参考图14，其示出了本申请实施例提供的一种电子标签的结构框图。该电子标签100可以是指可穿戴设备，植入式医疗设备，环境监控传感设备等有低功耗或零功耗需求的终端设备。本申请中的电子标签100可以包括一个或多个如下部件：处理器110、存储器120、DC-DC转换器130以及一个或多个应用程序，其中，一个或多个应用程序可以被存储在存储器120中并被配置为由一个或多个处理器110执行，一个或多个应用程序配置用于执行如前述方法实施例所描述的方法。
处理器110可以包括一个或者多个处理核。处理器110利用各种接口和线路连接整个电子标签100内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器120内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器120内的数据，执行电子标签100的各种功能和处理数据。可选地，处理器110可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器110可集成中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、无线通信器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器110中，单独通过一块通信芯片进行实现。
存储器120可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。存储器120可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器120可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于实现至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现下述各个方法实施例的指令等。存储数据区还可以存储电子标签100在使用中所创建的数据(比如电话本、音视频数据、聊天记录数据)等。
可以理解，图14所示结构仅为示例，电子标签100还可以包括比图14所示更多或更少的组件，或是具有与图14所示完全不同的配置。本申请实施例对此没有限制。例如，为了支持传输速率更高的无线通讯协议如蓝牙，WIFI，zigbee等，电子标签100还可以包括震荡电路(OSC)，用于产生两种频率，MCU控制OSC在两种频率间进行切换以实现信号调制。或者电子标签100还可以外接电压控制振荡器VCO，以提高足够的切换频率实现信号调制。
请参考图15，其示出了本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质的结构框图。该计算机可读介质800中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行上述方法实施例中所描述的方法。
计算机可读存储介质800可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。可选地，计算机可读存储介质800包括非易失性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。计算机可读存储介质800具有执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码810的存储空间。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。程序代码810可以例如以适当形式进行压缩。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无线通信方法，其特征在于，应用于电子标签，所述电子标签包括DC-DC转换器以及处理模块，所述方法包括：
在获取到直流电信号时，将所述直流电信号输入至所述DC-DC转换器，其中，所述直流电信号由环境中的射频信号转换得到，所述DC-DC转换器用于将所述直流电信号转换为所述处理模块的供电能量；
在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送；
其中，所述指定能量包括第一数值和第二数值，所述第一数值大于所述第二数值，所述处理模块包括传感器；所述在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送，包括：
在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到所述第一数值时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以及所述传感器的数据以反向散射方式发送；
在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到所述第二数值且未到达所述第一数值时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DC-DC转换器包括第一模式以及第二模式，其中，所述第一模式下所述供电能量的转换时长大于所述第二模式下所述供电能量的转换时长，在所述在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送之前，所述方法还包括：
在所述DC-DC转换器处于所述第一模式时，检测所述DC-DC转换器中存储的能量是否达到目标能量；
在达到所述目标能量时，通过所述DC-DC转换器将所述直流电信号转换为所述处理模块的供电能量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送之前，所述方法还包括：
在所述DC-DC转换器处于所述第二模式时，通过所述DC-DC转换器将所述直流电信号直接转换为所述处理模块的供电能量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电子标签包括第一控制开关，所述第一控制开关用于在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时处于导通状态，将所述供电能量输出至所述处理模块，所述在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送，包括：
在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述第一控制开关将所述供电能量输出至所述处理模块；
通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一控制开关由场效应管构成。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述电子标签包括第二控制开关以及震荡电路，所述震荡电路用于产生第一频率的第一交流信号或者第二频率的第二交流信号，所述第一交流信号或所述第二交流信号用于控制所述第二控制开关的导通或断开，所述第二控制开关的导通或断开用于改变天线阻抗，所述在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送，包括：
在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述处理模块控制所述震荡电路在所述第一交流信号与所述第二交流信号之间进行切换，所述切换用于将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述反射信号以蓝牙、WIFI、zigbee无线通信协议中的任意一种无线通信协议传输。
8.一种无线通信装置，其特征在于，应用于电子标签，所述电子标签包括DC-DC转换器以及处理模块，所述装置包括：
能量收集模块，用于在获取到直流电信号时，将所述直流电信号输入至所述DC-DC转换器，其中，所述直流电信号由环境中的射频信号转换得到，所述DC-DC转换器用于将所述直流电信号转换为所述处理模块的供电能量；
反向散射模块，用于在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到指定能量时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送；
其中，所述指定能量包括第一数值和第二数值，所述第一数值大于所述第二数值，所述处理模块包括传感器；所述反向散射模块，具体用于：在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到所述第一数值时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以及所述传感器的数据以反向散射方式发送；在检测到所述DC-DC转换器转换的供电能量达到所述第二数值且未到达所述第一数值时，通过所述处理模块将所述电子标签的标签信息以反向散射方式发送。
9.一种电子标签，其特征在于，包括：
DC-DC转换器；
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个应用程序配置用于执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读取存储介质，其特征在于，所述计算机可读取存储介质中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113891424B (zh) * 2021-10-13 2023-08-18 东莞职业技术学院 一种基于物联网节点辅助反向散射通信的方法及设备
WO2023168605A1 (zh) * 2022-03-08 2023-09-14 Oppo广东移动通信有限公司 零功耗通信的方法、装置、设备及介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102289708A (zh) * 2011-08-08 2011-12-21 电子科技大学 一种离合状态监控电路及采用该电路的电子标签

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102243701B (zh) * 2010-05-12 2014-12-17 国民技术股份有限公司 射频识别读卡器、无线射频识别系统及方法
CN102184627A (zh) * 2011-04-21 2011-09-14 南京航空航天大学 一种用于恶劣环境的传感器数据采集装置
CN103679082A (zh) * 2012-09-24 2014-03-26 国民技术股份有限公司 射频标签、标签阅读器及射频标签充电方法
DE202018107434U1 (de) * 2018-12-27 2019-01-28 Chengdu University Of Technology Elektronische Etikette zur Unterstützung mehrerer Kommunikationsweisen
CN110598497A (zh) * 2019-09-16 2019-12-20 电子科技大学 远距离无源无线磁场量感测标签
CN111950305A (zh) * 2020-08-06 2020-11-17 普玄物联科技(杭州)有限公司 一种自充电蓝牙电子标签系统

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102289708A (zh) * 2011-08-08 2011-12-21 电子科技大学 一种离合状态监控电路及采用该电路的电子标签

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