CN113630664A - 数据采集传输系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物联网无线数据传输技术领域，公开了一种数据采集传输系统及方法。所述数据采集传输系统，包括电子标签设备和阅读器设备。电子标签设备既用于对数据进行采集，又用于对数据进行传输。在对数据进行采集与存储时，电子标签设备中的电源模块对电子标签设备中数据采集模块、电子标签模块进行供电。在完成数据采集、存储以后，则关闭电源模块。电源模块仅需在数据采集、存储过程中开启，其余时间段均处于关闭状态，从而有效降低了能耗。数据传输过程中，利用阅读器设备发送的数据请求命令激活电子标签模块，数据传输过程中电源模块无需开启，从而有效地降低了数据传输过程中的功耗，解决了物联网数据传输的能耗问题。

Description

数据采集传输系统及方法

技术领域

本发明涉及物联网无线数据传输技术领域，特别是涉及一种数据采集传输系统及方法。

背景技术

随着物联网领域的发展，近距离无线传输技术发展迅猛，当前流行的近距离无线数据传输技术包括RFID(Radio Frequency Identification，射频识别技术)、Bluetooth(蓝牙，一种基于低成本的近距离无线连接，为固定和移动设备建立通信环境特殊的近距离无线技术连接)、Wi-Fi(一种无线通信技术)、UWB(Ultra Wide Band，一种无线载波通信技术)、Zig-Bee(紫蜂协议，一种低速短距离传输的无线网上协议)和NFC(Near FieldCommunication，一种近距离无线通信技术)等技术，适用于不同场景中。然而，上述无线数据传输技术均对前端物联网数据采集终端的供电容量和能力有较高的要求，因而限制了终端研发和场景应用。如何在保证一定无线数据传输距离的情况下，解决物联网数据传输的能耗问题成为一个亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对如何在保证一定无线数据传输距离的情况下，解决物联网数据传输的能耗问题，提供一种数据采集传输系统及方法。

一种数据采集传输系统，包括电子标签设备和阅读器设备，所述电子标签设备包括数据采集模块、电子标签模块和电源模块，所述数据采集模块用于采集数据；所述电子标签模块与所述数据采集模块电连接，用于存储所述数据采集模块采集的数据；所述电源模块分别与所述数据采集模块和所述电子标签模块电连接，所述电源模块用于定时开启以对所述数据采集模块和所述电子标签模块进行供电，所述电源模块在数据采集存储完成后关闭；所述阅读器设备，用于发送数据请求命令；所述电子标签模块还与所述阅读器设备无线连接，所述电子标签模块还用于被所述数据请求命令激活，将所述数据无线传输至所述阅读器设备。

上述数据采集传输系统，包括电子标签设备和阅读器设备。电子标签设备既用于对数据进行采集，又用于对数据进行传输。在对数据进行采集与存储时，电源模块对数据采集模块、电子标签模块进行供电。在完成数据采集、存储以后，则关闭电源模块。电源模块仅需在数据采集、存储过程中开启，其余时间段均处于关闭状态，从而有效降低了能耗。数据传输过程中，电子标签模块无需额外供电，从而有效地降低了数据传输过程中的功耗，解决了物联网数据传输的能耗问题。

在其中一个实施例中，所述数据采集模块包括传感器单元，与所述电源模块电连接，用于采集模拟信号的数据；模数转换单元，分别与所述电源模块和所述传感器单元电连接，用于将所述模拟信号的数据转换为数字信号的数据。

在其中一个实施例中，所述电子标签模块包括存储器，分别与所述模数转换单元和所述电源模块电连接，用于对所述数据采集模块采集的数据进行存储；无源电子标签芯片，与所述存储器电连接并与所述阅读器设备无线连接，用于被所述数据请求命令激活，将所述存储器存储的数据无线传输至所述阅读器设备。

在其中一个实施例中，所述存储器以覆盖重写方式写入所述数据采集模块采集的数据。

在其中一个实施例中，所述电子标签模块还包括数据接入接口，分别与所述数据采集模块和所述存储器电连接，用于连接所述数据采集模块和所述存储器；电源接口，分别与所述电源模块和所述存储器电连接，用于连接所述电源模块和所述存储器。

在其中一个实施例中，所述阅读器设备包括上位机，用于设置初始化信息；射频识别阅读器，与所述上位机电连接，用于根据所述初始化信息发送所述数据请求指令。

在其中一个实施例中，所述数据采集传输系统还包括数据采集定时器，与所述电源模块电连接，用于每隔一个采集周期唤醒所述电源模块；数据传输定时器，与所述上位机电连接，用于每隔一个传输周期唤醒所述上位机。

一种数据采集传输方法，应用于上述任意一项实施例中所述的数据采集传输系统，所述方法包括定时开启电源模块；对数据进行采集与存储；在数据采集存储的过程完成后关闭所述电源模块；阅读器设备发送数据请求命令；所述电子标签模块被所述数据请求命令激活，将所述数据无线传输至所述阅读器设备。

在其中一个实施例中，所述对数据进行采集与存储包括传感器单元采集模拟信号的数据；模数转换单元将所述模拟信号的数据转换为数字信号的数据；存储器以覆盖重新的方式写入所述数据。

在其中一个实施例中，在阅读器设备发送数据请求命令前，所述方法还包括数据传输定时器每隔一个传输周期唤醒上位机；所述上位机设置射频识别阅读器的初始化信息。

在其中一个实施例中，所述定时开启电源模块包括数据采集定时器每隔一个采集周期唤醒所述电源模块。

在其中一个实施例中，在所述电子标签模块被所述数据请求命令激活，将所述数据无线传输至所述阅读器设备后，所述方法还包括重置所述数据传输定时器；判断数据采集过程是否结束；若所述数据采集过程未结束，则判断一个采集周期是否结束；若一个采集周期已结束，则重置所述数据采集定时器。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明其中一实施例的数据采集传输系统的结构框图；

图2为本发明另一实施例的数据采集传输系统的组成结构框图；

图3为本发明其中一实施例的数据采集传输系统的实现方法流程示意图；

图4为本发明其中一实施例的数据采集传输系统的对数据进行采集与存储的方法流程示意图；

图5为本发明另一实施例的数据采集传输系统的实现方法流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

现有的物联网数据采集与传输一般都是一体化设计，即由统一的电源给传感器和数据传输模块供电，或者由阅读器读取写入标签的静态数据。随着物联网领域的发展，近距离无线传输技术发展迅猛，当前流行的近距离无线数据传输技术包括RFID、Bluetooth、Wi-Fi、UWB、Zig-Bee和NFC等技术，适用于不同场景中。基于Bluetooth、Wi-Fi、UWB与Zig-Bee在物联网数据的传输过程中终端均需要供电，因此功耗较高。

本公开的目的在于提供一种低功耗的数据采集传输系统，实现数据传输过程中，电子标签设备无需额外供电，有效降低数据采集与传输过程中的功耗。图1为本发明其中一实施例的数据采集传输系统的结构框图，在其中一个实施例中，数据采集传输系统可以包括电子标签设备100和阅读器设备200。电子标签设备10可以包括数据采集模块110、电子标签模块120和电源模块130。

在本公开的一些实施例中数据采集模块110用于采集数据。电子标签模块120与数据采集模块110电连接，用于存储数据采集模块110采集的数据。电源模块130分别与数据采集模块110和电子标签模块120电连接，电源模块130用于定时开启以对数据采集模块110和电子标签模块120进行供电。电源模块130还将在数据采集模块110和电子标签模块120完成数据采集存储后关闭。阅读器设备200，用于发送数据请求命令。电子标签模块120还与阅读器设备200无线连接，电子标签模块120还用于被数据请求命令激活，将数据无线传输至阅读器设备200。

可以通过令电子标签设备10中的电源模块130定时开启，电源模块130对数据采集模块110与电子标签模块120进行供电，来唤醒数据采集模块110和电子标签模块120。数据采集模块110用于采集数据，电子标签模块120用于对数据进行存储，从而使电子标签设备10实现定时对数据进行采集与存储。在数据采集与储存的过程完成后，电源模块130将关闭。即，电源模块130仅在采集数据与储存数据的过程中对数据采集模块110与电子标签模块120进行供电，其余时间段无需工作，从而有效降低了能耗。

当阅读器设备200需要接收电子标签设备100采集的数据时，阅读器设备200向电子标签设备100发送数据请求命令。电子标签模块120在非数据采集存储阶段都处于关闭状态，阅读器设备200发送数据请求命令后，电子标签模块120将被数据请求命令激活。其中，阅读器设备200发送的数据请求指令为射频信号。电子标签模块120根据数据请求命令通过无线传输的方法，将其存储的数据发送至阅读器设备200。

RFID电子标签的原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，从而达到识别目标的目的。在电子标签模块120进入阅读器设备200的磁场范围内后，接收阅读器设备200发出的射频信号，射频信号在磁场中根据电磁感应将产生感应电流，从而电子标签模块120可以凭借感应电流的能量将存储的数据发送出去。因此，在数据传输阶段整个电子标签设备100都无需开启电源模块130进行供电，因此大大降低了数据采集传输系统的运行功耗，从而可以实现物联网数据的低功耗采集与传输。

上述数据采集传输系统，包括电子标签设备100和阅读器设备200。电子标签设备100既用于对数据进行采集，又用于对数据进行传输。在对数据进行采集与存储时，电子标签设备100中的电源模块130定时开启对数据采集模块110和电子标签模块120进行供电。在完成数据采集、存储以后，电源模块130则关闭。电源模块130仅需在数据采集、存储的过程中开启，其余时间段均处于关闭状态，从而有效降低了能耗。

在对数据传输时，阅读器设备200发送的数据请求指令唤醒电子标签模块120，电子标签模块120根据数据请求指令将其存储的数据传输至阅读器设备200。在数据传输过程中，整个电子标签设备100都无需供电，从而有效地降低了数据传输过程中的功耗，解决了物联网数据传输的能耗问题。

图2为本发明另一实施例的数据采集传输系统的组成结构框图，在其中一个实施例中，数据采集模块110可以包括传感器单元111和模数转换单元112，在本公开的一些实施例中，将模数转换单元112简写为ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)单元112。传感器单元111与电源模块130电连接，传感器单元111用于采集模拟信号的数据。ADC单元112分别与电源模块130和传感器单元111电连接，用于将模拟信号的数据转换为数字信号的数据。

传感器单元111可以为电流传感器、电压传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器、速度传感器、RFID信息采集器等各种用于信息采集的传感器。需要进行说明的是，电源模块130向传感器单元111供电后，传感器单元111才能启动并采集数据。其中，传感器单元111采集到的数据为模拟信号。

然而，在数字系统中通常处理的是数字信号，因此在本公开的一些实施例中可以利用ADC单元112将模拟信号的数据转换为相应的数字信号数据。利用电源模块130对ADC单元112进行供电，以支持ADC单元112完成信号转换操作。经过ADC单元112的信号转换后，电子标签模块120就可以对数字信号的数据进行存储。

在其中一个实施例中，电子标签模块120可以包括存储器121和无源电子标签芯片122。存储器121分别与数据采集模块110和电源模块130电连接，用于对数据采集模块110采集的数据进行存储。无源电子标签芯片122与存储器121电连接并与阅读器设备200无线连接，用于被所述数据请求命令激活，将存储器121存储的数据无线传输至阅读器设备200。需要进行说明的是，在存储器121储存数据的过程中，电源模块130也需要向存储器121进行供电。

在其中一个实施例中，存储器121可以使用EEPROM芯片。EEPROM(ElectricallyErasable Programmable read only memory)是指带电可擦可编程只读存储器，是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。使用EEPROM芯片对数据进行存储，可以保证存储器121在断电后存储的数据也不会丢失。即使在存储完成后断开对存储器121的供电，存储器121中存储的数据也不会丢失，因而电源模块130无需保持时刻对EEPROM芯片进行供电，可以有效降低数据采集传输系统的运行功耗。

现有的基于RFID技术的数据传输方法与系统通常使用有源RFID电子标签来进行无线数据传输。换而言之，现有基于RFID的数据传输方法与系统在进行数据传输的过程中，需要向RFID芯片进行供电才可以保证正常工作，从而导致功耗较高。虽然存在NFC这样一种无需对终端供电的技术，然而NFC是一种近距离连接协议，其无线数据传输距离仅为10cm内，因此NFC的使用场景非常受限。

在其中一个实施例中，可以使用遵循ISO/IEC 18000-6C协议的UHF无源RFID标签芯片，来实现无源的数据读写与传输，负责接收并识别阅读器设备200发来的命令，控制存储区121读数据以及发射数据。UHF通常是指特高频无线电波，特高频(UHF，Ultra HighFrequency)为频率范围在300MHz～3000MHz，波长在1m～1dm的无线电波。该波段的无线电波又被称为分米波。

由于遵循ISO/IEC18000-6C的UHF无源RFID标签芯片是基于无线功率传输机理的，无源标签不需要自备供电电源，可以借助于接收阅读器设备200发射的射频能量，通过倍压整流，即狄克逊泵(Dickson charge pump)建立直流供电电源，因此无源电子标签芯片122在数据传输过程中也无需对其额外进行供电，从而电子标签设备100可节约电子标签芯片的能耗。

UHF无源RFID标签芯片的空中接口适用的通信距离主要决定于阅读器设备200的发射功率和空间基本传播损耗。UHF频段RFID阅读器发射功率通常被限制为33dBm。根据基本传播损耗公式，忽略其它任何可能产生的损耗，可以算出通过无线功率传输到达标签的射频功率。因此，在本公开的一些实施例中，使用UHF无源RFID标签芯片作为无源电子标签芯片122来进行无线数据传输，不仅在数据传输过程中无需对UHF无源RFID标签芯片进行供电，还可以实现数十米及以上的无线传输距离。

电子标签设备100在数据存储阶段，电源模块130只要对数据采集模块110和存储器121供电，无需对无源电子标签芯片122供电。在数据发送阶段，则整个电子标签设备100都无需使用电源功耗，因此大大降低了数据采集传输系统的运行功耗，从而可以实现物联网数据的低功耗采集与传输。

在其中一个实施例中，电子标签模块120还可以包括天线。无源电子标签芯片122与天线电连接，无源电子标签芯片122通过天线接收阅读器设备200发送的数据请求命令，从而实现与阅读器设备200的无线连接。

在其中一个实施例中，存储器121以覆盖重写方式写入数据采集模块110采集的数据。即，数据采集模块110在一个新的采集周期中采集到的数据将覆盖存储器121中上一个采集周期中存储的数据，存储器121以覆盖重写方式对新的采集周期中采集到的数据进行存储。

在其中一个实施例中，电子标签模块120还可以包括数据接入接口123和电源接口124。数据接入接口123分别与数据采集模块110和存储器121电连接，用于连接数据采集模块110和存储器121。电源接口124分别与电源模块130和存储器121电连接，用于连接电源模块130和存储器121。

ADC模块通过输入接口向EEPROM进行数据传输过程中

进一步地，上述实施例中所述的数据接入接口123、电源接口124、存储器121、无源电子标签芯片122以及天线均封装于一个集成电路中。

在其中一个实施例中，阅读器设备200可以包括上位机210和射频识别阅读器220。在本公开的一些实施例中，将射频识别阅读器220简写为RFID阅读器220。上位机210用于设置初始化信息。RFID阅读器220与上位机210电连接，用于根据初始化信息发送数据请求指令。

在需要进行数据传输时，上位机210可以对RFID阅读器220进行初始化。上位机210对RFID阅读器220的初始化过程主要是设置需进行通信的电子标签地址。完成初始化设置后，上位机210即可控制RFID阅读器220发送数据发送命令。电子标签设备100在接收到RFID阅读器220发送的数据发送命令后，向RFID阅读器220发送储存在EEPROM芯片内的所有数据。

在其中一个实施例中，阅读器设备200也可以包括天线，天线用于放大信号。阅读器设备200放天线与RFID阅读器220电连接，RFID阅读器220通过天线将数据请求命令发送至需要进行通信的电子标签地址。在本公开的一些实施例中，需要进行通信的电子标签地址即为无源电子标签芯片122的地址。即，RFID阅读器220通过天线将数据请求命令发送至无源电子标签芯片122，从而实现与无源电子标签芯片122的无线连接。

在其中一个实施例中，数据采集传输系统还可以包括数据采集定时器和数据传输定时器。数据采集定时器与电源模块130电连接，用于每隔一个采集周期唤醒电源模块130。数据传输定时器与上位机210电连接，用于每隔一个传输周期唤醒上位机210。

在本公开的一些实施例中，可以利用数据采集定时器定时唤醒电源模块130。在实际应用中，可以根据实际的数据采样需求任意设置数据采集定时器中的采样周期。同样地，可以利用数据传输定时器定时唤醒上位机210。在实际应用中，也可以根据实际的数据传输需求任意设置数据传输定时器中的传输周期。

在其中一个实施例中，在RFID阅读器220接收到电子标签设备100发来的数据后，将重置数据采集定时器。数据采集传输系统的整体工作流程可视为周期性的工作模式，整个工作周期的时间由与电源模块130电连接的数据采集定时器决定，即一个传输周期就为数据采集传输系统的一个工作周期。数据采集传输系统的一个工作周期中又包括一个或多个采集周期。数据采集定时器从重置开始到结束为一个采集周期，数据传输定时器从重置开始到结束为一个传输周期。

在数据采集传输系统的一个工作周期中，电子标签设备100与阅读器设备200只进行一次数据传输，一次开启电源采集数据。从电源模块130工作模式的角度上看，数据采集传输系统的一个工作周期中电源模块130仅在数据采集与数据储存的过程中启动，负责向传感器单元111，ADC单元112以及存储器121进行供电，其余时间则保持关闭。

电子标签芯片遵循ISO/IEC 18000-6C协议，无需电源供电，仅靠RFID阅读器220发出的电磁波即可激活并实现数据传输。因此，在数据采集传输系统的整个工作周期内，电源模块130都无需向无源电子标签芯片122以及天线进行供电，功耗降低非常显著。

需要进行特别说明的是，在周期性工作模式下，数据的采集、存储过程并不是数据传输的先决条件，即在执行数据传输之前不是一定要先执行数据的采集、存储步骤的。因此，在实际应用中，可以根据实际需求采用例如人工启动阅读器设备200的方式来开始数据读取过程，无需等待数据采集定时器结束。

本公开还提供了一种数据采集传输系统的实现方法。数据采集传输系统可以为上述任意一项实施例中所述的数据采集传输系统。图3为本发明其中一实施例的数据采集传输系统的实现方法流程示意图，在其中一个实施例中，数据采集传输系统的实现方法包括如下步骤S100至S500。

步骤S100：定时开启电源模块。

可以通过令电子标签设备10中的电源模块130定时开启，电源模块130对数据采集模块110与电子标签模块120进行供电，来唤醒数据采集模块110和电子标签模块120。

步骤S200：对数据进行采集与存储。

数据采集模块110用于采集数据，电子标签模块120用于对数据进行存储，从而使电子标签设备10实现定时对数据进行采集与存储。

步骤S300：在数据采集存储的过程完成后关闭电源模块。

在数据采集与储存的过程完成后，电源模块130将关闭。即，电源模块130仅在采集数据与储存数据的过程中对数据采集模块110与电子标签模块120进行供电，其余时间段无需工作，从而有效降低了能耗。此时，存储器121中的数据已经被据采集存储的过程中的数据覆盖重写以及断电保存。

步骤S400：阅读器设备发送数据请求命令。

当阅读器设备200需要接收电子标签设备100采集的数据时，阅读器设备200向电子标签设备100发送数据请求命令。

步骤S500：电子标签模块被数据请求命令激活，将数据无线传输至阅读器设备。

电子标签模块120在非数据采集存储阶段都处于关闭状态，阅读器设备200发送数据请求命令后，电子标签模块120将被数据请求命令激活。其中，阅读器设备200发送的数据请求指令为射频信号。电子标签模块120根据数据请求命令通过无线传输的方法，将其存储的数据发送至阅读器设备200。

上述数据采集传输系统的实现方法，定时开启电源模块130对数据采集模块110和电子标签模块120进行供电。在完成数据采集、存储以后，电源模块130则关闭。电源模块130仅需在数据采集、存储的过程中开启，其余时间段均处于关闭状态，从而有效降低了能耗。

RFID电子标签的原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，从而达到识别目标的目的。在电子标签模块120进入阅读器设备200的磁场范围内后，接收阅读器设备200发出的射频信号，射频信号在磁场中根据电磁感应将产生感应电流，从而电子标签模块120可以凭借感应电流的能量将存储的数据发送出去。因此，在数据传输阶段整个电子标签设备100都无需开启电源模块130进行供电，因此大大降低了数据采集传输系统的运行功耗，从而可以实现物联网数据的低功耗采集与传输。

图4为本发明其中一实施例的数据采集传输系统的对数据进行采集与存储的方法流程示意图，在其中一个实施例中，对数据进行采集与存储包括如下步骤S210至S230。

步骤S210：传感器单元采集模拟信号的数据。

电源模块130向传感器单元111供电后，传感器单元111启动并采集数据。传感器单元111采集到的数据为模拟信号。传感器单元111将采集到的模拟信号传输至ADC单元112。

步骤S220：ADC单元将模拟信号的数据转换为数字信号的数据。

由于在数字系统中通常处理的是数字信号，因此在本公开的一些实施例中可以利用ADC单元112将模拟信号的数据转换为相应的数字信号数据。同样地，电源模块130向ADC单元112供电后，ADC单元112启动并对传感器单元111采集到的模拟信号进行转换。ADC单元112通过输入接口将转换好的数字信号数据输入存储器121。

步骤S230：存储器以覆盖重新的方式写入数据。

经过信号转换后，存储器121就可以对数字信号的数据进行存储。在进行数据采集与存储时，可以利用电源模块130向传感器单元111、ADC单元112以及存储器121进行供电。使用EEPROM芯片作为存储器121对数字信号的数据进行存储，可以保证存储器121在断电后存储的数据也不会丢失，因此在完成对数据的存储后即可断开对存储器121的供电。电源模块130仅需在数据采集、存储过程中工作，其余时间段无需工作，从而有效降低了能耗。

图5为本发明另一实施例的数据采集传输系统的实现方法流程示意图，在其中一个实施例中，在阅读器设备发送数据请求命令前，所述方法还包括如下步骤S310至S320。

步骤S310：数据传输定时器每隔一个传输周期唤醒上位机。

在本公开的一些实施例中，可以利用数据传输定时器定时唤醒上位机210。在实际应用中，也可以根据实际的数据传输需求任意设置数据传输定时器中的传输周期。

步骤S320：上位机设置RFID阅读器的初始化信息。

在需要进行数据传输时，上位机210可以对RFID阅读器220进行初始化。上位机210对RFID阅读器220的初始化过程主要是设置需进行通信的电子标签地址。完成初始化设置后，上位机210即可控制RFID阅读器220发送数据发送命令。RFID阅读器220通过天线将数据请求命令发送至需要进行通信的电子标签地址。

在其中一个实施例中，定时开启电源模块包括数据采集定时器每隔一个采集周期唤醒电源模块。可以利用数据采集定时器来定时唤醒电源模块130。在实际应用中，可以根据实际的数据采样需求任意设置数据采集定时器中的采样周期。

在其中一个实施例中，在电子标签模块被数据请求命令激活，将数据无线传输至阅读器设备后，所述方法还包括如下步骤S510至S540。

步骤S510：重置数据传输定时器。

在RFID阅读器220接收到电子标签设备100发来的数据后，将重置数据采集定时器。

步骤S520：判断数据采集过程是否结束。

判断数据采集传输系统的数据采集过程是否结束。

在其中一个实施例中，如果系统工作已结束，则关闭整个数据采集传输系统，传感器单元111不再执行采集操作，EEPROM不再执行写入操作，上位机210也不再执行数据读取操作。

步骤S530：若数据采集过程未结束，则判断一个采集周期是否结束。

如果数据采集过程尚未结束，则判断一个采集周期是否结束。

在其中一个实施例中，若一个采集周期尚未结束，则等待一个采集周期结束。

步骤S540：若一个采集周期已结束，则重置数据采集定时器。

如果一个采集周期已经结束，则重置数据采集定时器，令执行步骤返回至步骤S100，开始下一轮数据采集与传输。

数据采集传输系统的整体工作流程可视为周期性的工作模式，认定两次读取命令之间间隔的时间为一个工作周期。整个工作周期的时间由与电源模块130电连接的数据采集定时器决定，即一个传输周期就为数据采集传输系统的一个工作周期，利用定时器计时以实现周期性的数据自动采集与传输。数据采集传输系统的一个工作周期中又包括一个或多个采集周期。数据采集定时器从重置开始到结束为一个采集周期，数据传输定时器从重置开始到结束为一个传输周期。

在数据采集传输系统的一个工作周期中，电子标签设备100与阅读器设备200只进行一次数据传输，一次开启电源采集数据。从电源模块130工作模式的角度上看，数据采集传输系统的一个工作周期中电源模块130仅在数据采集与数据储存的过程中启动，负责向传感器单元111，ADC单元112以及存储器121进行供电，其余时间则保持关闭。

电子标签芯片遵循ISO/IEC 18000-6C协议，无需电源供电，仅靠RFID阅读器220发出的电磁波即可激活并实现数据传输。因此，在数据采集传输系统的整个工作周期内，电源模块130都无需向无源电子标签芯片122以及天线进行供电，功耗降低非常显著。

需要进行特别说明的是，在周期性工作模式下，数据采集与数据传输是独立的。数据的采集、存储过程并不是数据传输的先决条件，即在执行数据传输之前不是一定要先执行数据的采集、存储步骤的。因此，在实际应用中，可以根据实际需求采用例如人工启动阅读器设备200的方式来开始数据读取过程，无需等待数据采集定时器结束。

应该理解的是，虽然图3-图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图3-图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

可以理解的是，本说明书中上述系统、方法等的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同/相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。相关之处参见其他方法实施例的描述说明即可。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种数据采集传输系统，其特征在于，包括电子标签设备和阅读器设备，

所述电子标签设备包括数据采集模块、电子标签模块和电源模块，所述数据采集模块用于采集数据；所述电子标签模块与所述数据采集模块电连接，用于存储所述数据采集模块采集的数据；所述电源模块分别与所述数据采集模块和所述电子标签模块电连接，所述电源模块用于定时开启以对所述数据采集模块和所述电子标签模块进行供电，所述电源模块在数据采集存储完成后关闭；

所述阅读器设备，用于发送数据请求命令；

所述电子标签模块还与所述阅读器设备无线连接，所述电子标签模块还用于被所述数据请求命令激活，将所述数据无线传输至所述阅读器设备。

2.根据权利要求1所述的数据采集传输系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：

传感器单元，与所述电源模块电连接，用于采集模拟信号的数据；

模数转换单元，分别与所述电源模块和所述传感器单元电连接，用于将所述模拟信号的数据转换为数字信号的数据。

3.根据权利要求2所述的数据采集传输系统，其特征在于，所述电子标签模块包括：

存储器，分别与所述模数转换单元和所述电源模块电连接，用于对所述数据采集模块采集的数据进行存储；

无源电子标签芯片，与所述存储器电连接并与所述阅读器设备无线连接，用于被所述数据请求命令激活，将所述存储器存储的数据无线传输至所述阅读器设备。

4.根据权利要求3所述的数据采集传输系统，其特征在于，所述存储器以覆盖重写方式写入所述数据采集模块采集的数据。

5.根据权利要求3所述的数据采集传输系统，其特征在于，所述电子标签模块还包括：

数据接入接口，分别与所述数据采集模块和所述存储器电连接，用于连接所述数据采集模块和所述存储器；

电源接口，分别与所述电源模块和所述存储器电连接，用于连接所述电源模块和所述存储器。

6.根据权利要求1或2所述的数据采集传输系统，其特征在于，所述阅读器设备包括：

上位机，用于设置初始化信息；

射频识别阅读器，与所述上位机电连接，用于根据所述初始化信息发送所述数据请求指令。

7.根据权利要求6所述的数据采集传输系统，其特征在于，所述数据采集传输系统还包括：

数据采集定时器，与所述电源模块电连接，用于每隔一个采集周期唤醒所述电源模块；

数据传输定时器，与所述上位机电连接，用于每隔一个传输周期唤醒所述上位机。

8.一种数据采集传输方法，应用于权利要求1-7中任意一项所述的数据采集传输系统，其特征在于，所述方法包括：

定时开启电源模块；

对数据进行采集与存储；

在数据采集存储的过程完成后关闭所述电源模块；

阅读器设备发送数据请求命令；

所述电子标签模块被所述数据请求命令激活，将所述数据无线传输至所述阅读器设备。

9.根据权利要求8所述的数据采集传输方法，其特征在于，所述对数据进行采集与存储包括：

传感器单元采集模拟信号的数据；

模数转换单元将所述模拟信号的数据转换为数字信号的数据；

存储器以覆盖重新的方式写入所述数据。

10.根据权利要求8所述的数据采集传输方法，其特征在于，在阅读器设备发送数据请求命令前，所述方法还包括：

数据传输定时器每隔一个传输周期唤醒上位机；

所述上位机设置射频识别阅读器的初始化信息。

11.根据权利要求8所述的数据采集传输方法，其特征在于，所述定时开启电源模块包括：

数据采集定时器每隔一个采集周期唤醒所述电源模块。

12.根据权利要求9所述的数据采集传输方法，其特征在于，在所述电子标签模块被所述数据请求命令激活，将所述数据无线传输至所述阅读器设备后，所述方法还包括：

重置所述数据传输定时器；

判断数据采集过程是否结束；

若所述数据采集过程未结束，则判断一个采集周期是否结束；

若一个采集周期已结束，则重置所述数据采集定时器。

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