專利名稱：有源電子標(biāo)簽及其應(yīng)用系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息傳輸技術(shù)，具體涉及有源電子標(biāo)簽及其應(yīng)用系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的有源電子標(biāo)簽，主要用于對(duì)人、物和車輛等目標(biāo)的遠(yuǎn)距離身份識(shí)別和管理。 其基本工作方法是，通過(guò)射頻通信的方式，讀取被識(shí)別目標(biāo)上所安裝的有源電子標(biāo)簽的ID 號(hào)，再通過(guò)該ID號(hào)調(diào)用預(yù)先儲(chǔ)存在控制處理器(如計(jì)算機(jī))的數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)于該ID號(hào)的 相關(guān)資料，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的識(shí)別和管理。因而，這種技術(shù)的應(yīng)用，必須要和控制處理器中相 關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)相連接。目前有源電子標(biāo)簽最普遍使用的一種工作方式是周期性主動(dòng)發(fā)射自身的ID號(hào)。 即預(yù)先通過(guò)內(nèi)部時(shí)鐘設(shè)置，每隔一定的時(shí)間間隔(例如，1秒、5秒或10分鐘)啟動(dòng)電子標(biāo) 簽中的晶振和頻綜，發(fā)射一定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包信息。為了省電的原因，往往僅只發(fā)射短的ID 信息，然后再進(jìn)入睡眠狀態(tài)，這減少了系統(tǒng)的工作時(shí)間，在一定程度上起到了延長(zhǎng)電池使用 壽命的作用。然而，使用這種方法存在的問(wèn)題包括造成環(huán)境的電磁污染、信號(hào)擁堵和相互干 擾，缺乏工作的靈活性和適應(yīng)性等。在申請(qǐng)?zhí)枮?00710196801. X的專利申請(qǐng)文件中公開(kāi)了一種智能電子標(biāo)簽系統(tǒng)， 其采用雙向通信，減少了對(duì)環(huán)境的電磁污染、信號(hào)擁堵和相互干擾等問(wèn)題，但是，有源電子 標(biāo)簽在周期性的蘇醒后對(duì)信號(hào)機(jī)發(fā)送的短信號(hào)進(jìn)行識(shí)別時(shí)，會(huì)對(duì)接收到的許多無(wú)效信號(hào)進(jìn) 行軟件識(shí)別以確定是否為需要的短信息，這樣無(wú)疑使有源電子標(biāo)簽消耗掉大量的電力。使用低頻檢波電路檢測(cè)到低頻指令信號(hào)后，啟動(dòng)高頻收發(fā)機(jī)中的晶振和頻綜等， 使高頻收發(fā)機(jī)進(jìn)入可收發(fā)信號(hào)的狀態(tài)。盡管在檢波電路檢測(cè)到指令信號(hào)前，系統(tǒng)并不耗電， 然而，由于一般低頻檢波電路的靈敏度非常低，所能檢測(cè)到信號(hào)的距離就非常近。即使要想 通過(guò)增大低頻信號(hào)發(fā)射功率的辦法，來(lái)增加喚醒距離也非常困難。因而，采用低頻檢波電路 喚醒辦法來(lái)工作的有源電子標(biāo)簽，不僅讀寫(xiě)距離有限，設(shè)備體積較大，使用缺乏靈活性。而 且，系統(tǒng)的成本也高。因而其應(yīng)用范圍也就受到很大的限制。為了增加電子標(biāo)簽的功能，以及使用靈活性，有的有源電子標(biāo)簽，還采用了高低頻 兩套通信系統(tǒng)同時(shí)工作的方法。例如，采用了低頻125KHz和高頻2. 4GHz兩套收發(fā)系統(tǒng)，還 有的則采用超寬帶UWB和2. 4GHz兩套收發(fā)系統(tǒng)。這不僅大大增加了標(biāo)簽的復(fù)雜性，增大了 成本，而且所能發(fā)揮的作用也非常有限。現(xiàn)有的有源電子標(biāo)簽一般采用，窄帶點(diǎn)頻的工作方式。而一般窄帶點(diǎn)頻的工作方 式，很容易受到外界的干擾。而且，由于溫度變化，晶振自身老化造成的晶振工作頻率的偏 移，以及實(shí)際應(yīng)用中可能存在的多徑效應(yīng)、多普勒效應(yīng)等，都將使系統(tǒng)工作的可靠性和穩(wěn)定 性受到很大的影響，特別是在那些干擾較大的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，以及被識(shí)別目標(biāo)處于快速移動(dòng)的 應(yīng)用場(chǎng)合?，F(xiàn)有的有源電子簽，正如在IEEE有源電子標(biāo)簽國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定工作組，新近(2009 年3月，7月和9月)提供的文件中所陳述的一樣“為了減少能耗，當(dāng)今大多數(shù)有源標(biāo)簽使用的都是單向發(fā)射ID的方式。其唯一的目的就是識(shí)別和定位，而沒(méi)有考慮擁堵和信號(hào)碰撞 問(wèn)題。有源電子標(biāo)簽需要具有雙向和遠(yuǎn)距離通信的能力，需要具有處理海量標(biāo)簽的能力，但 同時(shí)消耗的功率要非常低。但目前還沒(méi)有一個(gè)建議的方案能夠滿足這個(gè)需要?！彪S著物聯(lián)網(wǎng)概念的提出，人們希望利用有源電子標(biāo)簽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小，成本低，功 耗低等優(yōu)點(diǎn)，來(lái)解決物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸中，如何在人或物與公共通信網(wǎng)絡(luò)幾米到上千米的距 離之間，建立起一種簡(jiǎn)單可靠的，低成本和低功耗的無(wú)線通信聯(lián)系這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。這就要求 有源電子標(biāo)簽必須要具有按需工作的雙向通信能力，更大的工作適應(yīng)性和靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種雙向通信的有源電子標(biāo)簽及應(yīng)用該有源電子標(biāo)簽 的系統(tǒng)及方法，從而減少有源電子標(biāo)簽接收無(wú)效信號(hào)并識(shí)別的時(shí)間。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用有源電子標(biāo)簽的系統(tǒng)，包括控制處理 器；協(xié)調(diào)器，用于在第一頻道上連續(xù)不間斷地重復(fù)發(fā)送指令信號(hào)；有源電子標(biāo)簽，用于在監(jiān) 聽(tīng)狀態(tài)的時(shí)間段內(nèi)接收指令信號(hào)；讀寫(xiě)器，與控制處理器相連接，用于在有源電子標(biāo)簽接收 到指令信號(hào)之后與有源電子標(biāo)簽在第二頻道上建立通信，其中，有源電子標(biāo)簽包括第一過(guò) 濾模塊，用于對(duì)有源電子標(biāo)簽在第一頻道上接收到的接收信號(hào)進(jìn)行第一過(guò)濾，以排除無(wú)效 的信號(hào)；第二過(guò)濾模塊，用于對(duì)通過(guò)第一過(guò)濾的接收信號(hào)進(jìn)行合法性判斷，以確認(rèn)接收信號(hào) 是否為指令信號(hào)。其中，第一過(guò)濾模塊為硬過(guò)濾模塊，在硬件側(cè)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾；第二過(guò)濾模塊 為軟過(guò)濾模塊，配置在第一過(guò)濾模塊之后，通過(guò)判斷接收信號(hào)的地址碼是否正確來(lái)進(jìn)行合 法性判斷。其中，硬過(guò)濾模塊包括調(diào)制方式過(guò)濾子模塊，調(diào)制方式過(guò)濾子模塊對(duì)接收信號(hào)進(jìn) 行解調(diào)，并讀取解調(diào)之后的信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI值，當(dāng)RSSI值不大于環(huán)境噪聲 時(shí)，拒絕對(duì)該接收信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理，有源電子標(biāo)簽從監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換至待機(jī)狀態(tài)中的睡眠 狀態(tài)。其中，硬過(guò)濾模塊包括解碼方式過(guò)濾子模塊，解碼方式過(guò)濾子模塊對(duì)接收信號(hào)進(jìn) 行解碼，并讀取解碼之后的信號(hào)，當(dāng)確定解碼后的信號(hào)為無(wú)信號(hào)或其它亂碼信號(hào)時(shí)，拒絕該 接收信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理，有源電子標(biāo)簽從監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換至待機(jī)狀態(tài)中的睡眠狀態(tài)。其中，協(xié)調(diào)器是受控制處理器的控制而進(jìn)行工作的，或者，協(xié)調(diào)器是根據(jù)預(yù)先設(shè)置 的進(jìn)程獨(dú)立工作的。其中，協(xié)調(diào)器與讀寫(xiě)器集成在一個(gè)模塊中。此外，本發(fā)明還提供了另一種應(yīng)用有源電子標(biāo)簽的系統(tǒng)，包括控制處理器；協(xié)調(diào) 器，用于在第一頻道上連續(xù)不間斷地重復(fù)發(fā)送指令信號(hào)，指令信號(hào)包括喚醒指令和動(dòng)作指 令；有源電子標(biāo)簽，用于在監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)的時(shí)間段內(nèi)接收喚醒指令而被喚醒，并根據(jù)動(dòng)作指令進(jìn) 行操作；其中，有源電子標(biāo)簽包括第一過(guò)濾模塊，用于對(duì)有源電子標(biāo)簽在第一頻道上接收 到的接收信號(hào)進(jìn)行第一過(guò)濾，以排除無(wú)效的信號(hào)；第二過(guò)濾模塊，用于對(duì)通過(guò)第一過(guò)濾的接 收信號(hào)進(jìn)行合法性判斷，以確認(rèn)接收信號(hào)是否為指令信號(hào)。此外，本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用有源電子標(biāo)簽的方法，包括步驟S502 協(xié)調(diào)器在 第一頻道上連續(xù)不間斷地重復(fù)發(fā)送指令信號(hào)；步驟S504 有源電子標(biāo)簽在監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)的時(shí)間
5段內(nèi)接收指令信號(hào)；步驟S506 讀寫(xiě)器與有源電子標(biāo)簽在第二頻道上建立通信，其中，步驟 S504包括子步驟S5042 對(duì)有源電子標(biāo)簽在第一頻道上接收到的接收信號(hào)進(jìn)行第一過(guò)濾， 以排除無(wú)效的信號(hào)，以及其中，步驟S504還包括子步驟S5044 對(duì)通過(guò)第一過(guò)濾的接收信號(hào) 進(jìn)行合法性判斷，以確認(rèn)接收信號(hào)是否為指令信號(hào)。其中，子步驟S5042進(jìn)一步包括對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并讀取解調(diào)之后的信號(hào)的 接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI值，當(dāng)RSSI值不大于環(huán)境噪聲時(shí)，拒絕對(duì)該接收信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處 理，有源電子標(biāo)簽從監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換至待機(jī)狀態(tài)中的睡眠狀態(tài)。其中，子步驟S5042進(jìn)一步包括對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解碼，并讀取解碼之后的信號(hào)， 當(dāng)確定解碼后的信號(hào)為無(wú)信號(hào)或其它亂碼信號(hào)時(shí)，拒絕對(duì)該接收信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理，有源 電子標(biāo)簽從監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換至待機(jī)狀態(tài)中的睡眠狀態(tài)。此外，本發(fā)明還提供了一種有源電子標(biāo)簽，包括第一過(guò)濾模塊，用于對(duì)有源電子 標(biāo)簽在第一頻道上接收到的接收信號(hào)進(jìn)行第一過(guò)濾，以排除無(wú)效的信號(hào)；以及第二過(guò)濾模 塊，用于對(duì)通過(guò)第一過(guò)濾的接收信號(hào)進(jìn)行合法性判斷，以確認(rèn)接收信號(hào)是否為指令信號(hào)。其中，第一過(guò)濾模塊為硬過(guò)濾模塊，在硬件側(cè)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾；第二過(guò)濾模塊 為軟過(guò)濾模塊，配置在第一過(guò)濾模塊之后，通過(guò)判斷接收信號(hào)的地址碼是否正確來(lái)進(jìn)行合 法性判斷。其中，硬過(guò)濾模塊包括調(diào)制方式過(guò)濾子模塊，調(diào)制方式過(guò)濾子模塊對(duì)接收信號(hào)進(jìn) 行解調(diào)，并讀取解調(diào)之后的信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI值，當(dāng)RSSI值不大于環(huán)境噪聲 時(shí)，拒絕對(duì)該接收信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理，有源電子標(biāo)簽從監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換至待機(jī)狀態(tài)中的睡眠 狀態(tài)。其中，硬過(guò)濾模塊包括解碼方式過(guò)濾子模塊，解碼方式過(guò)濾子模塊對(duì)接收信號(hào)進(jìn) 行解碼，并讀取解碼之后的信號(hào)，當(dāng)確定解碼后的信號(hào)為無(wú)信號(hào)或其它亂碼信號(hào)時(shí)，拒絕對(duì) 該接收信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理，有源電子標(biāo)簽從監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換至待機(jī)狀態(tài)中的睡眠狀態(tài)。本發(fā)明所提供的一種雙向通信的有源電子標(biāo)簽及應(yīng)用該有源電子標(biāo)簽的系統(tǒng)及 方法，通過(guò)簡(jiǎn)單硬件過(guò)濾法和最佳硬件過(guò)濾法過(guò)濾掉大量的無(wú)效信號(hào)，大大減少了使用軟 件做進(jìn)一步判別的必要性，以及花費(fèi)在接收無(wú)效信號(hào)上的時(shí)間，從而更顯著地實(shí)現(xiàn)了有源 電子標(biāo)簽低功耗的目的；此外，有源電子標(biāo)簽在雙向通信的基礎(chǔ)上，能夠做到按需工作和遠(yuǎn) 距離信息傳輸；而且，本發(fā)明技術(shù)實(shí)施簡(jiǎn)單，成本低，保密性好。


下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)技術(shù)方案。在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的有源電子標(biāo)簽的系統(tǒng)示意圖，其中，協(xié)調(diào)器與控制處理器 (即，圖中的網(wǎng)絡(luò)及控制計(jì)算機(jī))相連接；圖2為根據(jù)本發(fā)明的有源電子標(biāo)簽的另一系統(tǒng)示意圖，其中，協(xié)調(diào)器與控制處理 器(即，圖中的網(wǎng)絡(luò)及控制計(jì)算機(jī))相分離；圖3為根據(jù)本發(fā)明的有源電子標(biāo)簽的工作狀態(tài)的示意圖；以及圖4為根據(jù)本發(fā)明的有源電子標(biāo)簽使用硬件和軟件對(duì)無(wú)效信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾所需時(shí) 間比較的示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的有源電子標(biāo)簽的應(yīng)用方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所提出的一種有源電子標(biāo)簽及應(yīng)用該有源電子標(biāo)簽的系統(tǒng)及方法，現(xiàn)結(jié)合 附圖和具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。首先，在第一實(shí)施例中披露了一種應(yīng)用有源電子標(biāo)簽的系統(tǒng)，如圖1、圖2中所示， 包括控制處理器(即，圖1、圖2中的網(wǎng)絡(luò)及控制計(jì)算機(jī))；協(xié)調(diào)器，用于在第一頻道上連續(xù) 不間斷地重復(fù)發(fā)送指令信號(hào)；有源電子標(biāo)簽，用于在監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)的時(shí)間段內(nèi)(在如圖3中所示 的監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)，當(dāng)有源電子標(biāo)簽為了省電的目的，采用周期性睡眠，蘇醒后監(jiān)聽(tīng)信號(hào)一瞬間的 低功耗工作方式時(shí)。這里的監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)的時(shí)間段就是這蘇醒后監(jiān)聽(tīng)信號(hào)的瞬間；這個(gè)時(shí)間段 的長(zhǎng)短，取決于有源電子標(biāo)簽排除無(wú)效信號(hào)，或接收完有效信號(hào)所需的時(shí)間)接收指令信 號(hào)；讀寫(xiě)器，與控制處理器相連接，用于在有源電子標(biāo)簽接收到指令信號(hào)之后與有源電子標(biāo) 簽在第二頻道上建立通信。有源電子標(biāo)簽在處理接收信號(hào)時(shí)，是一個(gè)頻綜和晶振已經(jīng)開(kāi)啟 并已經(jīng)穩(wěn)定工作的狀態(tài)，其處理信號(hào)過(guò)程包括軟過(guò)濾模塊(未示出)，用于判斷有源電子 標(biāo)簽在第一頻道上接收的信號(hào)的地址碼是否正確；以及硬過(guò)濾模塊(未示出)，用于在信號(hào) 被軟過(guò)濾模塊處理之前，在硬件側(cè)對(duì)信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，以排除無(wú)效的信號(hào)。此外，還披露了另一種應(yīng)用有源電子標(biāo)簽的系統(tǒng)，包括控制處理器(即，圖1、圖2 中的網(wǎng)絡(luò)及控制計(jì)算機(jī))；協(xié)調(diào)器，用于在第一頻道上連續(xù)不間斷地重復(fù)發(fā)送指令信號(hào)，指 令信號(hào)包括喚醒指令和動(dòng)作指令；有源電子標(biāo)簽，用于在監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)的時(shí)間段內(nèi)(在如圖3中 所示的監(jiān)聽(tīng)狀態(tài))接收喚醒指令而被喚醒，并根據(jù)動(dòng)作指令進(jìn)行動(dòng)作。優(yōu)選地，有源電子標(biāo) 簽包括軟過(guò)濾模塊(未示出)，用于判斷有源電子標(biāo)簽在第一頻道上接收的信號(hào)的地址碼 是否正確；以及硬過(guò)濾模塊(未示出)，用于在信號(hào)被軟過(guò)濾模塊處理之前，在硬件側(cè)對(duì)信 號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，以排除無(wú)效的信號(hào)。在這種系統(tǒng)中，僅完成了控制端(即，協(xié)調(diào)器)向有源電 子標(biāo)簽的單向通信，但是實(shí)現(xiàn)了有源電子標(biāo)簽不用與讀寫(xiě)器交互就可以接收來(lái)自控制端的 指令并執(zhí)行，簡(jiǎn)化了控制流程。此外，進(jìn)一步披露了一種應(yīng)用有源電子標(biāo)簽的方法，包括步驟S502 協(xié)調(diào)器在控 制處理器的控制下在第一頻道上連續(xù)不間斷地重復(fù)發(fā)送指令信號(hào)；步驟S504 有源電子標(biāo) 簽在監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)的時(shí)間段內(nèi)接收指令信號(hào)；步驟S506 讀寫(xiě)器與有源電子標(biāo)簽在第二頻道上 建立通信，其中，步驟S504包括子步驟S5044 判斷有源電子標(biāo)簽在第一頻道上接收的信號(hào) 的地址碼是否正確，以及其中，步驟S504還包括子步驟S5042 在子步驟S5044之前，在硬 件側(cè)對(duì)信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，以排除無(wú)效的信號(hào)。此外，還披露了一種有源電子標(biāo)簽，(如圖1、圖2所示)包括軟過(guò)濾模塊(未示 出)，用于判斷有源電子標(biāo)簽在喚醒頻道上接收到的信號(hào)的地址碼是否正確；以及硬過(guò)濾 模塊(未示出)，用于在信號(hào)被軟過(guò)濾模塊處理之前，在硬件側(cè)對(duì)信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，以排除無(wú) 效的信號(hào)。圖1為根據(jù)本發(fā)明的有源電子標(biāo)簽的系統(tǒng)示意圖，其中協(xié)調(diào)器與控制處理器相連 接。圖2為根據(jù)本發(fā)明的有源電子標(biāo)簽的另一系統(tǒng)示意圖，其中協(xié)調(diào)器與控制處理器相分
1 O如圖1、圖2所示，有源電子標(biāo)簽的系統(tǒng)包括協(xié)調(diào)器、讀寫(xiě)器、標(biāo)簽(即，有源電子 標(biāo)簽)以及控制處理器(即，網(wǎng)絡(luò)及控制計(jì)算機(jī))。其中，讀寫(xiě)器與控制處理器相連接，協(xié)調(diào)器與控制處理器相連接(如圖1中所示)或相分離(如圖2中所示)。有源電子標(biāo)簽、 讀寫(xiě)器以及協(xié)調(diào)器具有信號(hào)接收強(qiáng)度指示功能(RSSI功能)，分別包括低成本，低功耗的 微功率單芯片無(wú)線微功率收發(fā)機(jī)和控制收發(fā)機(jī)的單片機(jī)，或者包括低成本，低功耗的微功 率具有收發(fā)機(jī)及單片機(jī)功能的單一芯片，有源電子標(biāo)簽既可接收來(lái)自協(xié)調(diào)器的指令信號(hào)， 也可以與讀寫(xiě)器進(jìn)行通信。為了避免一般窄帶點(diǎn)頻通信方式所帶來(lái)的易受外界干擾、溫度 變化引起的晶振自身老化而造成晶振工作頻率的偏移，以及實(shí)際應(yīng)用中可能存在的多徑效 應(yīng)，多普勒效應(yīng)等諸多問(wèn)題，同時(shí)也是為能對(duì)無(wú)效信號(hào)進(jìn)行更有效的硬件過(guò)濾，以進(jìn)一步降 低電子標(biāo)簽的功耗，并通過(guò)擴(kuò)頻或編碼增益，增加它們之間的通信距離。建議采用寬帶直序 擴(kuò)頻通信方式或其它編碼技術(shù)。它們之間可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信；距離在0. 1-2000米的范 圍內(nèi)可調(diào)；有源電子標(biāo)簽可以采用電池供電，如鋰電池供電，可以在不同的頻道之間切換， 如喚醒頻道和工作頻道；為了增加系統(tǒng)的通用性，還建議采用國(guó)際通用的2. 4GHz免費(fèi)頻 段，也可以采用其他頻段；還可根據(jù)需要，提供與傳感器相連的各種接口 ；控制處理器是能 夠執(zhí)行控制功能并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)、單片機(jī)、或其它智能設(shè)備。另外，讀寫(xiě)器還可以同時(shí)具有協(xié)調(diào)器的功能，從而使系統(tǒng)不需要單獨(dú)的協(xié)調(diào)器，讀 寫(xiě)器采用的工作方式可以是先在喚醒頻道上連續(xù)不間斷發(fā)射一定時(shí)間(發(fā)射時(shí)間至少應(yīng) 超過(guò)有源電子標(biāo)簽的睡眠周期)的指令信號(hào)，然后再切換到工作頻道上與有源電子標(biāo)簽通 信。如果讀寫(xiě)器中具有可以承擔(dān)與控制處理器相同的數(shù)據(jù)處理和儲(chǔ)存工作的單片機(jī)，讀寫(xiě) 器進(jìn)一步還可以具有控制處理器的功能，從而使系統(tǒng)不需要單獨(dú)的協(xié)調(diào)器。因此，所述系統(tǒng) 也可以是由同時(shí)具有控制處理器功能、協(xié)調(diào)器功能及讀寫(xiě)器功能的讀寫(xiě)器和有源電子標(biāo)簽 組成，或者是由同時(shí)具有協(xié)調(diào)器功能及讀寫(xiě)器功能的讀寫(xiě)器、控制處理器和有源電子標(biāo)簽 組成?？刂铺幚砥髟谛枰性措娮訕?biāo)簽執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)的地方和時(shí)間，通過(guò)有線(如圖1 中所示的情況)或無(wú)線(如圖2中所示的情況)的方式向協(xié)調(diào)器發(fā)送指示或消息，控制協(xié) 調(diào)器在喚醒頻道(即第一頻道Fl)向電子標(biāo)簽連續(xù)不間斷地重復(fù)發(fā)送指令信號(hào)(如圖3中 所示)。圖3為根據(jù)本發(fā)明的有源電子標(biāo)簽的工作狀態(tài)示意圖，圖4為根據(jù)本發(fā)明的有源 電子標(biāo)簽的在采用硬件和軟件過(guò)濾無(wú)效信號(hào)時(shí)所需時(shí)間的比較的示意圖。如圖3中所示， 有源電子標(biāo)簽絕大多數(shù)時(shí)間都處于低功耗的待機(jī)狀態(tài)，只有在被需要工作的時(shí)間和地點(diǎn)， 接收到工作指令時(shí)，才會(huì)在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入要求的工作狀態(tài)，并在完成工作任務(wù)后，迅速回到 待機(jī)狀態(tài)。處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，有源電子標(biāo)簽周期性的處于睡眠狀態(tài)或監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)，其中，處于 睡眠狀態(tài)時(shí)，晶振以及頻綜都處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)功耗很低；而處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)時(shí)，晶振以及 頻綜都處于開(kāi)啟狀態(tài)，有源電子標(biāo)簽這種周期性睡眠和蘇醒后在第一頻道上監(jiān)聽(tīng)信號(hào)一瞬 間的低功耗狀態(tài)統(tǒng)稱為待機(jī)狀態(tài)，這是有源電子標(biāo)簽可以長(zhǎng)期維持的一個(gè)基本狀態(tài)；而在 接收到協(xié)調(diào)器工作指令后，跳轉(zhuǎn)到第二頻道上與讀寫(xiě)器進(jìn)行通信，或根據(jù)指令執(zhí)行其它動(dòng) 作的狀態(tài)，稱為工作狀態(tài)，這是一個(gè)電子標(biāo)簽只能短期維持的高功耗狀態(tài)；待機(jī)狀態(tài)的睡眠 周期可以設(shè)定，而睡眠蘇醒后監(jiān)聽(tīng)信號(hào)時(shí)間的長(zhǎng)短，則取決于有源電子標(biāo)簽排除無(wú)效信號(hào)， 或接收完有效信號(hào)所需的時(shí)間。而在實(shí)際應(yīng)用中，真正需要有源電子標(biāo)簽處于高功耗工作 狀態(tài)的時(shí)間非常少，其在一般有源電子標(biāo)簽的總功耗中占的份額非常小，而其主要耗電是 在有源電子標(biāo)簽周期性監(jiān)聽(tīng)信號(hào)時(shí)的耗電，這就是說(shuō)，有源電子標(biāo)簽每次蘇醒后監(jiān)聽(tīng)無(wú)效信號(hào)的時(shí)間越短，待機(jī)狀態(tài)的工作占空比就越小，就越省電。這里工作占空比是指有源電 子標(biāo)簽每個(gè)睡眠周期中監(jiān)聽(tīng)接收信號(hào)的時(shí)間，與睡眠時(shí)間加上監(jiān)聽(tīng)接收信號(hào)的總時(shí)間的比值。如圖4中所示，處于待機(jī)狀態(tài)的有源電子標(biāo)簽在處于睡眠狀態(tài)一段時(shí)間后，由有 源電子標(biāo)簽內(nèi)部的時(shí)鐘定時(shí)啟動(dòng)晶振頻綜使其進(jìn)入監(jiān)聽(tīng)信號(hào)的狀態(tài)。在利用硬過(guò)濾模塊確 定所接收信號(hào)是無(wú)效信號(hào)后，有源電子標(biāo)簽將立即進(jìn)入睡眠狀態(tài)，等待下一次蘇醒監(jiān)聽(tīng)的 機(jī)會(huì)。這就省去了常規(guī)僅僅依靠通過(guò)地址碼軟過(guò)濾過(guò)程，來(lái)過(guò)濾無(wú)效信號(hào)時(shí)需要使用的大 量時(shí)間(如圖4所示)。只有當(dāng)硬過(guò)濾不能確定所接收的信號(hào)是否無(wú)效信號(hào)時(shí)，有源電子標(biāo) 簽才使用軟過(guò)濾過(guò)程，繼續(xù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，直到能夠確定該信號(hào)是無(wú)效信號(hào)并終止接收， 或是有效信號(hào)繼續(xù)接收完整個(gè)信號(hào)，并按信號(hào)指令執(zhí)行動(dòng)作為止?；蛘?，如果指令信號(hào)中包 含的是要求多功能標(biāo)簽與讀寫(xiě)器建立通信的信息，則有源電子標(biāo)簽根據(jù)該信息切換到不同 于喚醒頻道的工作頻道(即，第二頻道！^)與讀寫(xiě)器通信，執(zhí)行由控制處理器通過(guò)讀寫(xiě)器下 達(dá)的任務(wù)，并將獲取的數(shù)據(jù)傳遞到讀寫(xiě)器。讀寫(xiě)器將從有源電子標(biāo)簽獲取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂铺幚砥?，由控制處理器的?yīng)用程 序進(jìn)行處理。如果控制處理器通過(guò)協(xié)調(diào)器發(fā)出的指令信號(hào)，僅僅是要求有源電子標(biāo)簽發(fā)送數(shù)據(jù) 信息，則控制處理器在從讀寫(xiě)器接收到來(lái)自有源電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)后，可向有源電子標(biāo)簽發(fā) 送回執(zhí)信息并通知協(xié)調(diào)器停止發(fā)送指令信號(hào)；有源電子標(biāo)簽在收到回執(zhí)信息后，切換到低 功耗待機(jī)狀態(tài)中的睡眠狀態(tài)，等待下一次蘇醒監(jiān)聽(tīng)的機(jī)會(huì)。有源電子標(biāo)簽的工作頻率、發(fā)射功率、接收靈敏度、睡眠-監(jiān)聽(tīng)周期等參數(shù)，可以 由協(xié)調(diào)器或讀寫(xiě)器通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送，或由自身的單片機(jī)通過(guò)有線方式發(fā)送的控制信號(hào)改變。下面再對(duì)硬件過(guò)濾及軟件識(shí)別作進(jìn)一步詳細(xì)討論，并通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算來(lái)評(píng)估硬件 過(guò)濾法和軟件識(shí)別的功耗。利用硬過(guò)濾模塊排除所接收信號(hào)中的無(wú)效信號(hào)可以通過(guò)解調(diào)方式過(guò)濾子模塊或 解碼方式過(guò)濾子模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，解調(diào)方式過(guò)濾子模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)效信號(hào)過(guò)濾(簡(jiǎn)單硬件過(guò)濾法) 具體為有源電子標(biāo)簽對(duì)解調(diào)之后的信號(hào)讀取接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI值，當(dāng)RSSI值不大于 環(huán)境噪聲時(shí)，立即終止接收，切換到低功耗待機(jī)狀態(tài)，否則，繼續(xù)接收該解調(diào)之后的信號(hào)，以 便利用軟件識(shí)別進(jìn)一步確定解調(diào)之后的信號(hào)為指令信號(hào)；解碼方式過(guò)濾子模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)效信 號(hào)過(guò)濾(最佳硬件過(guò)濾法)具體為對(duì)使用擴(kuò)頻或其它編碼技術(shù)的有源電子標(biāo)簽直接使用 自己的通信編碼對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼，如果得不到符合通信編碼的信號(hào)，則立即終止接收，切換 到低功耗待機(jī)狀態(tài)中的睡眠狀態(tài)，等待下一次蘇醒監(jiān)聽(tīng)的機(jī)會(huì)，否則，啟動(dòng)軟件識(shí)別進(jìn)一步 確定是否該信號(hào)為指令信號(hào)。由于簡(jiǎn)單硬件過(guò)濾法經(jīng)過(guò)了頻率和調(diào)制方式必須相同的兩層過(guò)濾，而最佳硬件過(guò) 濾法要經(jīng)過(guò)頻率、調(diào)制方式以及編碼方式必須相同的三層過(guò)濾，因此，相比之下，最佳硬件 過(guò)濾法能過(guò)濾掉更多的無(wú)效信號(hào)。簡(jiǎn)單硬件過(guò)濾法優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，比單純的軟件識(shí)別更省 電，且具有較廣泛的硬件支持；其缺點(diǎn)是，在利用硬件判斷RSSI值時(shí)，RSSI值可能波動(dòng)比 較大，往往需要采用讀取多次數(shù)值取平均的方式，例如，取IOOuS左右時(shí)間段內(nèi)的平均值。 另外，由于只過(guò)濾掉不滿足調(diào)制方式的信號(hào)，沒(méi)有過(guò)濾掉的無(wú)效信號(hào)也會(huì)更多一些，花費(fèi)在接收無(wú)效信號(hào)的時(shí)間也會(huì)多一些。最佳硬件過(guò)濾法的優(yōu)點(diǎn)在于不僅所需時(shí)間短(只需要 IOuS左右)，而且由于具有擴(kuò)頻或編碼增益，因而信號(hào)傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)；由于這種判別方式 對(duì)信號(hào)的篩選過(guò)濾更細(xì)，因而除了有效信號(hào)外，需要有源電子標(biāo)簽通過(guò)軟件識(shí)別的無(wú)效信 號(hào)(僅只有地址碼不同的信號(hào))將更少，也就更省電。采用最佳硬件過(guò)濾法的缺點(diǎn)在于，現(xiàn) 有的擴(kuò)頻收發(fā)機(jī)芯片，有的并沒(méi)有向外提供這個(gè)判斷結(jié)果。軟件識(shí)別是通過(guò)軟過(guò)濾模塊對(duì)接收到的信號(hào)的地址碼進(jìn)行識(shí)別，該接收到的信號(hào) 在識(shí)別之前已經(jīng)過(guò)了頻率、調(diào)制方式或外加編碼方式兩層甚至三層過(guò)濾。由于常規(guī)的信號(hào) 接收方法，是要接收完一個(gè)完整的數(shù)據(jù)信號(hào)包，而有源電子標(biāo)簽開(kāi)始接收信號(hào)時(shí)所接收到 的信號(hào)通常不是該信號(hào)的起始位置，為了能接收到一個(gè)完整的信號(hào)，接收時(shí)間至少要兩倍 于接收一個(gè)完整的指令信號(hào)所需的時(shí)間。如果按一個(gè)包長(zhǎng)為16個(gè)字節(jié)和115. 2k bps的通 信速率計(jì)算，往往需要aiiS以上接收時(shí)間。當(dāng)通過(guò)軟件識(shí)別信號(hào)的地址碼確定接收的是無(wú) 效信號(hào)時(shí)，可立即中止信號(hào)接收，即不再繼續(xù)接收后續(xù)部分，并切換到低功耗待機(jī)狀態(tài)；只 有通過(guò)軟件識(shí)別信號(hào)的地址碼正確，即該信號(hào)是指令信號(hào)，繼續(xù)接收該信號(hào)的后續(xù)部分?？?的來(lái)說(shuō)，監(jiān)聽(tīng)無(wú)效信號(hào)時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間，平均約為監(jiān)聽(tīng)到有效信號(hào)時(shí)所需時(shí)間的一半。軟件 識(shí)別的優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)單，可直接識(shí)別指令信號(hào)，另外，如果該信號(hào)是經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻或編碼后的信 號(hào)，具有擴(kuò)頻增益或編碼增益，則傳輸距離較遠(yuǎn)。但軟件識(shí)別的缺點(diǎn)是需要接收大量的無(wú)效 信號(hào)，而且接收識(shí)別信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)，這無(wú)疑增加了功耗。下面通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算來(lái)評(píng)估硬件過(guò)濾法和軟件識(shí)別的功耗。為保守起見(jiàn)，假定有 源電子標(biāo)簽睡眠監(jiān)聽(tīng)周期為1秒，頻綜晶振啟動(dòng)并穩(wěn)定需時(shí)lms，耗電1mA，則頻綜晶振每次 啟動(dòng)平均耗電為luA。假如采用簡(jiǎn)單硬件過(guò)濾法，按保守計(jì)算起見(jiàn)，頻綜晶振穩(wěn)定后，每次監(jiān)聽(tīng)(接收) 時(shí)間為IOOuS,監(jiān)聽(tīng)時(shí)電流為25mA，則平均待機(jī)耗電為2. 5uA ；考慮延時(shí)監(jiān)聽(tīng)無(wú)效信號(hào)多耗 電10uA，同樣再假定有源電子標(biāo)簽每天工作10次，每次通信數(shù)據(jù)量2000字節(jié)，每次耗時(shí) 250mS，平均工作電流為MmA，則平均工作耗電為7uA，睡眠電流為5uA，則總耗電為24. 5uA。 使用一只5號(hào)鋰電池，容量為2300mA時(shí)，考慮其它各種因素，可用容量為2000mA時(shí)，則有源 電子標(biāo)簽的電池壽命為9. 3年。如果監(jiān)聽(tīng)周期延長(zhǎng)為2秒，理論上電池壽命則可達(dá)12年。假如采用最佳硬件過(guò)濾法，按保守計(jì)算起見(jiàn)，頻綜晶振穩(wěn)定后，每次監(jiān)聽(tīng)時(shí)間為 20uS，監(jiān)聽(tīng)時(shí)電流為25mA，則平均待機(jī)電流為0. 5uA ；考慮延時(shí)監(jiān)聽(tīng)無(wú)效信號(hào)多耗電5uA，同 樣再假定有源電子標(biāo)簽每天工作10次，每次通信數(shù)據(jù)量2000字節(jié)，每次耗時(shí)250mS，平均 工作電流為24mA，則平均工作耗電為7uA，睡眠電流為5uA，則總耗電為17. 5uA。使用一只 5號(hào)鋰電池，容量為2300mA時(shí)，考慮其它各種因素，可用容量為2000mA時(shí)，則有源電子標(biāo)簽 電池的理論壽命為13年。通過(guò)比較可以認(rèn)識(shí)到，當(dāng)采用硬件過(guò)濾無(wú)效信號(hào)時(shí)，有源電子標(biāo)簽每次從睡眠狀 態(tài)切換到監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)后監(jiān)聽(tīng)信號(hào)時(shí)的耗電，已經(jīng)不再是決定有源電子標(biāo)簽電池壽命的主要方 面。因而，為了提高有源電子標(biāo)簽對(duì)工作指令的反應(yīng)速度，我們還可將有源電子標(biāo)簽的睡眠 周期縮短一倍，從ι秒改為0. 5秒。采用簡(jiǎn)單硬件過(guò)濾法，上述其它假定不變，頻綜晶振啟動(dòng)耗電OuA)，平均待機(jī)耗 電(5uA)和監(jiān)聽(tīng)無(wú)效信號(hào)耗電(20uA)增加了一倍，總耗電為39uA。電池壽命為5年。采用最佳硬件過(guò)濾法，其它假定不變，頻綜晶振啟動(dòng)耗電OuA)，待機(jī)電流(IuA)和監(jiān)聽(tīng)無(wú)效信號(hào)的耗電(IOuA)增加了一倍，總耗電為25uA。電池壽命為9年。這里再計(jì)算超遠(yuǎn)距離(2000米)有源電子標(biāo)簽的電池使用壽命，超遠(yuǎn)距離有源電 子標(biāo)簽一般僅只用于船只識(shí)別、搜救等，因而其平均工作時(shí)間，遠(yuǎn)小于一般100米左右范圍 的近距離有源電子標(biāo)簽。假定有源電子標(biāo)簽平均一天工作4次，每次通信數(shù)據(jù)量為接收 1000字節(jié)(工作電流25mA)，發(fā)射1000字節(jié)(工作電流200mA)，每次耗時(shí)收發(fā)各125mS，則 平均工作電流為1. 3uA。由于平均工作電流與其它電流相比很小，因而其不是決定有源電子 標(biāo)簽電池壽命的主要方面，顯然，超遠(yuǎn)距離有源電子標(biāo)簽的電池壽命，與一般近距離有源電 子標(biāo)簽的電池使用壽命并無(wú)差別。超遠(yuǎn)距離有源電子標(biāo)簽另一種典型應(yīng)用情況傳感器量的傳輸-溫度采集其發(fā) 射信號(hào)時(shí)的電流為200mA，假如超遠(yuǎn)距離有源電子標(biāo)簽每30秒鐘報(bào)告一次溫度，每次報(bào)告 發(fā)射數(shù)據(jù)16個(gè)字節(jié)，每次耗時(shí)2mS，每報(bào)告5次后監(jiān)聽(tīng)一次回執(zhí)和指令1ms，監(jiān)聽(tīng)電流為 35mA，有源電子標(biāo)簽睡眠電流為5uA。則其平均工作電流為18uA，則一只5號(hào)鋰電池的壽命 為可達(dá)10年。 假如采用軟件過(guò)濾法，按保守計(jì)算起見(jiàn)，頻綜晶振穩(wěn)定后，每次監(jiān)聽(tīng)的平均時(shí)間為 (包括有效信號(hào)一3mS，和無(wú)效信號(hào)-1. 5mS在內(nèi))2ms，監(jiān)聽(tīng)耗電為25mA，則平均待機(jī)電流為 5IuA ；再假定有源電子標(biāo)簽每天工作10次，每次通信數(shù)據(jù)量2000字節(jié)，每次耗時(shí)250mS，工 作電流為24mA，則平均工作耗電為7uA，智能簽的睡眠電流為5uA，則總耗電為63uA。使用 一只5號(hào)鋰電池，容量為2300mA時(shí)，考慮其它各種因素，可用容量為2000mA時(shí)，則有源電子 標(biāo)簽的電池壽命為3. 6年。如果睡眠周期為2秒，電池壽命則可達(dá)到6年。如果睡眠周期 調(diào)整為8秒，理論上，有源電子標(biāo)簽電池的使用壽命則可達(dá)到10年以上。因此，經(jīng)過(guò)硬件過(guò)濾掉大量的無(wú)效信號(hào)，再通過(guò)軟件識(shí)別來(lái)確定是否為有效信號(hào)， 使有源電子標(biāo)簽的工作時(shí)間大大減少，即工作占空比減少，從而使功耗大大降低。如上所述，僅僅使用硬件過(guò)濾法，不能完全確定有源電子標(biāo)簽接收到的信號(hào)是否 為有效信號(hào)，但硬件判斷方法卻能在非常短的時(shí)間內(nèi)(若干微妙內(nèi))，排除了絕大多數(shù)無(wú)效 信號(hào)，減少了有源電子標(biāo)簽花費(fèi)在監(jiān)聽(tīng)無(wú)效信號(hào)上的時(shí)間，從而大大降低了有源電子標(biāo)簽 的功耗。這樣，有源電子標(biāo)簽在硬件信號(hào)過(guò)濾的基礎(chǔ)上，再使用軟件過(guò)濾的工作方法，基本 解決了有源電子標(biāo)簽低功耗問(wèn)題。采用了硬件過(guò)濾信號(hào)的方法后，工作狀態(tài)時(shí)的耗電已不再是影響有源電子標(biāo)簽電 池壽命的主要因素，延長(zhǎng)電池壽命問(wèn)題轉(zhuǎn)化成降低電池本身漏電的問(wèn)題，而這些問(wèn)題相對(duì) 比較容易解決。如果將有源電子標(biāo)簽的睡眠電流再降低一些，有源電子標(biāo)簽工作效率再提高一 些，睡眠周期再加長(zhǎng)一些，就完全可以使用一般成本低，體積小的鋰錳紐扣電池來(lái)驅(qū)動(dòng)有源 電子標(biāo)簽，這必將大大增加有源電子標(biāo)簽的應(yīng)用范圍。采用硬件過(guò)濾方法的有源電子標(biāo)簽?zāi)軌虻凸牡貙?shí)現(xiàn)雙向通信、按需工作，并且 技術(shù)實(shí)施簡(jiǎn)單，成本低，保密性好，解決了現(xiàn)有標(biāo)簽的電磁污染、信號(hào)擁堵和相互干擾，缺乏 工作的靈活性和適應(yīng)性，讀寫(xiě)距離有限等問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的有源電子標(biāo)簽的應(yīng)用方法的流程如圖5所示。步驟S502 協(xié)調(diào)器在控制處理器的控制下在第一頻道上連續(xù)不間斷地重復(fù)發(fā)送 指令信號(hào)。
步驟S504 有源電子標(biāo)簽在監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)的時(shí)間段內(nèi)接收指令信號(hào)，包括子步驟S5042 在硬件側(cè)對(duì)信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，以排除無(wú)效的信號(hào)。具體為采用簡(jiǎn)單硬件過(guò)濾法，讀取解調(diào)之后的信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI值，當(dāng)RSSI值不大于環(huán)境噪聲 時(shí)，立即終止接收，并執(zhí)行步驟S510 ；或者采用最佳硬件過(guò)濾法，采用擴(kuò)頻或其它技術(shù)的有 源電子標(biāo)簽，直接使用自己的通信編碼對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼，如果得不到符合通信編碼的信號(hào)， 則立即終止接收，并執(zhí)行步驟S510。其中，有源電子標(biāo)簽可以采用鋰電池供電，采用直序擴(kuò)頻或其它編碼通信技術(shù)，以 及國(guó)際通用的2. 4GHz免費(fèi)頻段或其他頻段。子步驟S5044 判斷有源電子標(biāo)簽在第一頻道上接收的信號(hào)的地址碼是否正確。 當(dāng)確定該地址碼不正確時(shí)，立即終止接收，并執(zhí)行步驟S510。步驟S506 讀寫(xiě)器與有源電子標(biāo)簽在第二頻道上建立通信，將從有源電子標(biāo)簽獲 取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂铺幚砥?。步驟S508 如果控制處理器通過(guò)協(xié)調(diào)器發(fā)出的指令信號(hào)，僅僅是要求有源電子標(biāo) 簽發(fā)送數(shù)據(jù)信息，則控制處理器在經(jīng)由讀寫(xiě)器接收從有源電子標(biāo)簽獲取的數(shù)據(jù)后，向有源 電子標(biāo)簽發(fā)送回執(zhí)信息，有源電子標(biāo)簽在收到回執(zhí)信息后，并執(zhí)行步驟S510。步驟S510 進(jìn)入低功耗待機(jī)狀態(tài)。下面再結(jié)合實(shí)例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明上述電子標(biāo)簽的應(yīng)用?？蓪⒂性措娮訕?biāo)簽應(yīng)用于公交車輛的考勤管理，可在每輛公交車上，安裝一個(gè)有 源電子標(biāo)簽。每個(gè)標(biāo)簽都有一個(gè)與車牌對(duì)應(yīng)的ID號(hào)。有源電子標(biāo)簽在喚醒頻道上處于周 期性監(jiān)聽(tīng)信號(hào)的狀態(tài)。我們?cè)诿總€(gè)公交車站，安裝有一個(gè)與紅外探測(cè)儀或地感線圈相連接 的協(xié)調(diào)器。當(dāng)紅外傳感器或地感線圈探測(cè)到有公交車停靠站臺(tái)時(shí)，將啟動(dòng)協(xié)調(diào)器，使其每隔 5-10秒鐘，連續(xù)2秒鐘不間斷地發(fā)射要求有源電子標(biāo)簽儲(chǔ)存該站臺(tái)編號(hào)，以及當(dāng)前時(shí)間的 指令信息。如果連續(xù)兩分鐘，站臺(tái)讀寫(xiě)器都沒(méi)收到任何信號(hào)，協(xié)調(diào)器將停止發(fā)射指令信號(hào)， 直到新的車輛進(jìn)站重新啟動(dòng)協(xié)調(diào)器。有源電子標(biāo)簽在收到這個(gè)信息后，將按照指令的要求， 記錄下該站臺(tái)編號(hào)和?？空九_(tái)的時(shí)間信息。有源電子標(biāo)簽將不會(huì)連續(xù)儲(chǔ)存兩個(gè)相同的站臺(tái) 編號(hào)，但在同一站臺(tái)編號(hào)下將儲(chǔ)存兩個(gè)時(shí)間，最早一個(gè)和最后一個(gè)時(shí)間，用于計(jì)算該輛公交 車在該站停靠的總時(shí)間。當(dāng)公交車行走完一圈回到終點(diǎn)站時(shí)，安裝在終點(diǎn)站進(jìn)口位置的協(xié) 調(diào)器，通過(guò)紅外或地感線圈感到有車輛回來(lái)時(shí)，將啟動(dòng)協(xié)調(diào)器連續(xù)不間斷地發(fā)射要求有源 電子標(biāo)簽將所記錄的信息，使用讀寫(xiě)器工作頻道，發(fā)送給與管理計(jì)算機(jī)相連的讀寫(xiě)器的指 令。管理計(jì)算機(jī)在接收到該車的記錄信息后，將在工作頻道上向該有源電子標(biāo)簽發(fā)送一個(gè) 回執(zhí)，收到回執(zhí)后，有源電子標(biāo)簽將回到監(jiān)聽(tīng)信號(hào)的待機(jī)狀態(tài)，并暫時(shí)不再接收任何信號(hào)。 與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)也將通知協(xié)調(diào)器停止工作，直到其它車輛到來(lái)。終點(diǎn)站的管理計(jì)算機(jī)就可以統(tǒng)計(jì)出每輛公交車，每天出車收車的時(shí)間，行經(jīng)的具 體線路，?？康能囌疽约懊空就？康臅r(shí)間等管理所需的信息了。如果在每個(gè)車站上，再安裝 一個(gè)與GPRS模塊相連接的讀寫(xiě)器，整個(gè)系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有公交車輛的實(shí)時(shí)定位。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用有源電子標(biāo)簽的系統(tǒng)，其特征在于，包括 控制處理器；協(xié)調(diào)器，用于在第一頻道上連續(xù)不間斷地重復(fù)發(fā)送指令信號(hào)； 有源電子標(biāo)簽，用于在監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)的時(shí)間段內(nèi)接收所述指令信號(hào)； 讀寫(xiě)器，與所述控制處理器相連接，用于在所述有源電子標(biāo)簽接收到所述指令信號(hào)之 后與所述有源電子標(biāo)簽在第二頻道上建立通信， 其中，所述有源電子標(biāo)簽包括第一過(guò)濾模塊，用于對(duì)所述有源電子標(biāo)簽在所述第一頻道上接收到的接收信號(hào)進(jìn)行第 一過(guò)濾，以排除無(wú)效的信號(hào)；第二過(guò)濾模塊，用于對(duì)通過(guò)所述第一過(guò)濾的所述接收信號(hào)進(jìn)行合法性判斷，以確認(rèn)所 述接收信號(hào)是否為所述指令信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一過(guò)濾模塊為硬過(guò)濾模塊，在硬件側(cè)對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾； 所述第二過(guò)濾模塊為軟過(guò)濾模塊，配置在所述第一過(guò)濾模塊之后，通過(guò)判斷所述接收 信號(hào)的地址碼是否正確來(lái)進(jìn)行所述合法性判斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述硬過(guò)濾模塊包括調(diào)制方式過(guò)濾子模 塊，所述調(diào)制方式過(guò)濾子模塊對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并讀取解調(diào)之后的信號(hào)的接收信 號(hào)強(qiáng)度指示RSSI值，當(dāng)所述RSSI值不大于環(huán)境噪聲時(shí)，拒絕對(duì)該接收信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理， 所述有源電子標(biāo)簽從所述監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換至待機(jī)狀態(tài)中的睡眠狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述硬過(guò)濾模塊包括解碼方式過(guò)濾子模 塊，所述解碼方式過(guò)濾子模塊對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行解碼，并讀取解碼之后的信號(hào)，當(dāng)確定解 碼后的信號(hào)為無(wú)信號(hào)或其它亂碼信號(hào)時(shí)，拒絕該接收信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理，所述有源電子標(biāo) 簽從所述監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換至待機(jī)狀態(tài)中的睡眠狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述協(xié)調(diào)器是受所述控制處 理器的控制而進(jìn)行工作的，或者，所述協(xié)調(diào)器是根據(jù)預(yù)先設(shè)置的進(jìn)程獨(dú)立工作的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述協(xié)調(diào)器與所述讀寫(xiě)器集 成在一個(gè)模塊中。
7.一種應(yīng)用有源電子標(biāo)簽的系統(tǒng)，其特征在于，包括 控制處理器；協(xié)調(diào)器，用于在第一頻道上連續(xù)不間斷地重復(fù)發(fā)送指令信號(hào)，所述指令信號(hào)包括喚醒 指令和動(dòng)作指令；有源電子標(biāo)簽，用于在監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)的時(shí)間段內(nèi)接收所述喚醒指令而被喚醒，并根據(jù)所述 動(dòng)作指令進(jìn)行操作；其中，所述有源電子標(biāo)簽包括第一過(guò)濾模塊，用于對(duì)所述有源電子標(biāo)簽在所述第一頻道上接收到的接收信號(hào)進(jìn)行第 一過(guò)濾，以排除無(wú)效的信號(hào)；第二過(guò)濾模塊，用于對(duì)通過(guò)所述第一過(guò)濾的所述接收信號(hào)進(jìn)行合法性判斷，以確認(rèn)所 述接收信號(hào)是否為所述指令信號(hào)。
8.一種應(yīng)用有源電子標(biāo)簽的方法，其特征在于，包括步驟S502 協(xié)調(diào)器在第一頻道上連續(xù)不間斷地重復(fù)發(fā)送指令信號(hào)；步驟S504 有源電子標(biāo)簽在監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)的時(shí)間段內(nèi)接收所述指令信號(hào)；步驟S506 讀寫(xiě)器與所述有源電子標(biāo)簽在第二頻道上建立通信，其中，所述步驟S504包括子步驟S5042 對(duì)所述有源電子標(biāo)簽在所述第一頻道上接收 到的接收信號(hào)進(jìn)行第一過(guò)濾，以排除無(wú)效的信號(hào)，以及其中，所述步驟S504還包括子步驟S5044:對(duì)通過(guò)所述第一過(guò)濾的所述接收信號(hào) 進(jìn)行合法性判斷，以確認(rèn)所述接收信號(hào)是否為所述指令信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述子步驟S5042進(jìn)一步包括對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并讀取解調(diào)之后的信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI值，當(dāng)所 述RSSI值不大于環(huán)境噪聲時(shí)，拒絕對(duì)該接收信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理，所述有源電子標(biāo)簽從所述 監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換至待機(jī)狀態(tài)中的睡眠狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述子步驟S5042進(jìn)一步包括對(duì)所述 接收信號(hào)進(jìn)行解碼，并讀取解碼之后的信號(hào)，當(dāng)確定解碼后的信號(hào)為無(wú)信號(hào)或其它亂碼信 號(hào)時(shí)，拒絕對(duì)該接收信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理，所述有源電子標(biāo)簽從所述監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換至待機(jī)狀 態(tài)中的睡眠狀態(tài)。
11.一種有源電子標(biāo)簽，其特征在于，包括第一過(guò)濾模塊，用于對(duì)所述有源電子標(biāo)簽在所述第一頻道上接收到的接收信號(hào)進(jìn)行第 一過(guò)濾，以排除無(wú)效的信號(hào)；以及第二過(guò)濾模塊，用于對(duì)通過(guò)所述第一過(guò)濾的所述接收信號(hào)進(jìn)行合法性判斷，以確認(rèn)所 述接收信號(hào)是否為所述指令信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述第一過(guò)濾模塊為硬過(guò)濾模塊，在硬件側(cè)對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾；所述第二過(guò)濾模塊為軟過(guò)濾模塊，配置在所述第一過(guò)濾模塊之后，通過(guò)判斷所述接收 信號(hào)的地址碼是否正確來(lái)進(jìn)行所述合法性判斷。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述硬過(guò)濾模塊包括調(diào)制方式過(guò)濾子 模塊，所述調(diào)制方式過(guò)濾子模塊對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并讀取解調(diào)之后的信號(hào)的接收 信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI值，當(dāng)所述RSSI值不大于環(huán)境噪聲時(shí)，拒絕對(duì)該接收信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處 理，所述有源電子標(biāo)簽從所述監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換至待機(jī)狀態(tài)中的睡眠狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的標(biāo)簽，其特征在于，所述硬過(guò)濾模塊包括解碼方式過(guò)濾子 模塊，所述解碼方式過(guò)濾子模塊對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行解碼，并讀取解碼之后的信號(hào)，當(dāng)確定 解碼后的信號(hào)為無(wú)信號(hào)或其它亂碼信號(hào)時(shí)，拒絕對(duì)該接收信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理，所述有源電 子標(biāo)簽從所述監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換至待機(jī)狀態(tài)中的睡眠狀態(tài)。
全文摘要
為了解決實(shí)現(xiàn)有源電子標(biāo)簽低功耗，雙向通信，按需工作和遠(yuǎn)距離信息傳輸?shù)碾y題，本發(fā)明提供了一種多功能的有源電子標(biāo)簽及其應(yīng)用的系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括控制處理器；協(xié)調(diào)器；有源電子標(biāo)簽，用于在監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)的時(shí)間段內(nèi)(即，周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽(tīng)信號(hào)的瞬間)接收指令信號(hào)，以及讀寫(xiě)器；其中，有源電子標(biāo)簽包括軟過(guò)濾模塊，用于判斷有源電子標(biāo)簽在第一頻道上接收的信號(hào)的地址碼是否正確；以及硬過(guò)濾模塊，用于在信號(hào)被軟過(guò)濾處理之前，在硬件側(cè)對(duì)信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，以排除無(wú)效的信號(hào)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了有源電子標(biāo)簽低功耗，雙向通信按需工作和遠(yuǎn)距離信息傳輸，進(jìn)而優(yōu)化了有源電子標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)通信流程，延長(zhǎng)了標(biāo)簽的使用壽命。
文檔編號(hào)G06K17/00GK102081745SQ20091025292
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者孫長(zhǎng)征, 廖應(yīng)成 申請(qǐng)人:西安西谷微功率數(shù)據(jù)技術(shù)有限責(zé)任公司