一種有源rfid低功耗周期喚醒方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及RFID領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]RFID是射頻識(shí)別（RadioFrequencyIdentification)的簡(jiǎn)稱，它是利用無(wú)線電技 術(shù)在讀寫器和電子標(biāo)簽之間建立通信，達(dá)到信息查詢的目的。與傳統(tǒng)的條形碼技術(shù)相比，具 有傳輸數(shù)據(jù)率高、通信距離遠(yuǎn)、可同時(shí)處理多個(gè)標(biāo)簽、標(biāo)簽信息可修改、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu) 點(diǎn)，因此成為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵使能技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003] 按照實(shí)現(xiàn)方式的不同，RFID分為無(wú)源RFID和有源RFID兩種。無(wú)源RFID標(biāo)簽自 身不帶電池，工作需要的電源從讀寫器的電磁場(chǎng)中獲取。有源RFID標(biāo)簽自身具備電池，無(wú) 需從讀寫器的電磁場(chǎng)中獲取電源進(jìn)行工作。
[0004] 喚醒技術(shù)主要存在于有源RFID領(lǐng)域，用于觸發(fā)標(biāo)簽進(jìn)入工作狀態(tài)。在RFID應(yīng)用 中，標(biāo)簽大部分時(shí)間是不工作的，而用于接收讀寫器信號(hào)的電路狀態(tài)（接收狀態(tài)）往往需要 較高功耗，嚴(yán)重影響標(biāo)簽壽命，因此一般采用喚醒技術(shù)：標(biāo)簽大部分時(shí)間處于一種極低功耗 的休眠狀態(tài)，讀寫器要訪問(wèn)標(biāo)簽時(shí)，首先通過(guò)喚醒信號(hào)喚醒標(biāo)簽，使標(biāo)簽進(jìn)入可以接收讀寫 器信號(hào)的狀態(tài)，再發(fā)送有效讀寫器信號(hào)與標(biāo)簽交互。
[0005] 喚醒技術(shù)典型地分為外部喚醒、周期（內(nèi)部）喚醒兩種。外部喚醒包括采用低頻 喚醒、紅外喚醒、磁場(chǎng)喚醒等；周期喚醒是指在不與讀寫器進(jìn)行信息交互時(shí)，標(biāo)簽周期性處 于休眠狀態(tài)、偵聽狀態(tài)，在偵聽狀態(tài)，標(biāo)簽可以接收讀寫器的喚醒信號(hào)，進(jìn)而進(jìn)入工作狀態(tài)， 與讀寫器進(jìn)行信息交互。由于在偵聽狀態(tài)下，標(biāo)簽處于接收狀態(tài)，功耗較高，因此標(biāo)簽偵聽 時(shí)間（處于偵聽狀態(tài)的時(shí)間，也稱休眠狀態(tài)超時(shí)時(shí)間）一般遠(yuǎn)小于休眠時(shí)間（處于休眠狀 態(tài)的時(shí)間），休眠狀態(tài)和偵聽狀態(tài)共同組成標(biāo)簽的一個(gè)喚醒周期。
[0006] 外部喚醒一般功耗較低，但需要增加額外的硬件消耗，導(dǎo)致成本增加，且喚醒距離 往往與射頻作用距離相差甚遠(yuǎn)，因此在有源RFID中，周期應(yīng)用廣泛。
[0007] 對(duì)于采取周期喚醒的標(biāo)簽，由于讀寫器不能準(zhǔn)確預(yù)知標(biāo)簽何時(shí)進(jìn)入偵聽狀態(tài)，要 確保能夠喚醒標(biāo)簽，讀寫器需要連續(xù)發(fā)送"休眠時(shí)間+偵聽時(shí)間"的信號(hào)。如附圖1所示， 標(biāo)簽可能在讀寫器剛開始發(fā)送信號(hào)時(shí)就進(jìn)入偵聽狀態(tài)，收到該信號(hào)；也可能在讀寫器發(fā)送 最后一條信號(hào)時(shí)進(jìn)入偵聽狀態(tài)，收到該信號(hào)，平均而言，標(biāo)簽在（休眠時(shí)間+偵聽時(shí)間）/ 2的時(shí)間內(nèi)無(wú)謂地處于功耗較高的準(zhǔn)備接收讀寫器有效信號(hào)的狀態(tài)，增加了功耗。
[0008] 同時(shí)，為確保能夠接收到讀寫器指令，標(biāo)簽的偵聽時(shí)間要足夠長(zhǎng)，至少為兩個(gè)完整 讀寫器信號(hào)時(shí)間，若對(duì)于標(biāo)簽在偵聽狀態(tài)下支持的信號(hào)不經(jīng)優(yōu)化，信號(hào)中還可能含有某些 冗余信息，導(dǎo)致標(biāo)簽的偵聽時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，進(jìn)而影響到標(biāo)簽待機(jī)功耗的增加，進(jìn)一步影響標(biāo)簽壽 命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明主要目的在于提供一種降低周期喚醒有源RFID標(biāo)簽功耗的方法，提高標(biāo) 簽壽命。其基本原理是：采用一種帶定時(shí)信息的周期喚醒信號(hào)喚醒標(biāo)簽，標(biāo)簽收到定時(shí)信息 信號(hào)后，通過(guò)定時(shí)信息判斷讀寫器有效信號(hào)到來(lái)的時(shí)間，并根據(jù)該時(shí)間進(jìn)行低功耗處理，降 低功耗。
[0010] 進(jìn)一步的，本發(fā)明所指的帶定時(shí)信息的周期喚醒信號(hào)可以是帶定時(shí)信息的任何用 于驅(qū)動(dòng)有源RFID在信號(hào)指定時(shí)刻有一段時(shí)間標(biāo)簽退出休眠狀態(tài)的信號(hào)，其特征在于信號(hào) 帶有定時(shí)信息，標(biāo)簽可以根據(jù)定時(shí)信息計(jì)算有效讀寫器指令的到達(dá)時(shí)刻，并采取相應(yīng)措施， 降低功耗。
[0011] 帶定時(shí)信息的周期喚醒信號(hào)數(shù)據(jù)幀，典型地，采用在規(guī)定的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)和信號(hào)格 式下，最短的數(shù)據(jù)幀，以降低標(biāo)簽為接收該信號(hào)需要預(yù)設(shè)的時(shí)間（偵聽時(shí)間），進(jìn)而降低標(biāo) 簽的待機(jī)功耗。
[0012] 進(jìn)一步的，帶定時(shí)信息的周期喚醒信號(hào)也可以根據(jù)應(yīng)用需要采取長(zhǎng)度超過(guò)最短數(shù) 據(jù)幀的幀結(jié)構(gòu)。
[0013] 進(jìn)一步的，為避免因帶定時(shí)信息的周期喚醒信號(hào)數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度較短，信息量偏低，應(yīng) 用中可能出現(xiàn)大量標(biāo)簽被喚醒，而讀寫器只對(duì)其中一個(gè)或幾個(gè)標(biāo)簽操作，大部分標(biāo)簽雖不 被操作，但仍需長(zhǎng)時(shí)間處于工作狀態(tài)，導(dǎo)致功耗浪費(fèi)的問(wèn)題，可以進(jìn)一步在標(biāo)簽的偵聽狀態(tài) 和工作狀態(tài)之間設(shè)置一個(gè)過(guò)渡狀態(tài)。過(guò)渡狀態(tài)的狀態(tài)超時(shí)時(shí)間比工作狀態(tài)的狀態(tài)超時(shí)時(shí)間 短的多，標(biāo)簽進(jìn)入過(guò)渡狀態(tài)后，讀寫器立即向標(biāo)簽發(fā)送信號(hào)，比如帶標(biāo)簽ID信息的點(diǎn)對(duì)點(diǎn) 操作信號(hào)、帶操作密碼的廣播操作信號(hào)等，需要響應(yīng)該信號(hào)的標(biāo)簽，進(jìn)入工作狀態(tài)；無(wú)需響 應(yīng)該指令的標(biāo)簽，在過(guò)渡狀態(tài)的狀態(tài)超時(shí)時(shí)間到達(dá)后，進(jìn)入休眠狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1傳統(tǒng)周期喚醒過(guò)程示意圖
[0015] 圖2采用帶定時(shí)信息的周期喚醒信號(hào)喚醒過(guò)程示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0016] 本發(fā)明的目的是提供一種降低周期喚醒有源RFID標(biāo)簽功耗的方法，提高標(biāo)簽壽 命。
[0017] 本發(fā)明通過(guò)采用一種帶定時(shí)信息的周期喚醒信號(hào)喚醒標(biāo)簽，標(biāo)簽收到定時(shí)信息信 號(hào)后，通過(guò)定時(shí)信息判斷讀寫器有效信號(hào)到來(lái)的時(shí)間，并根據(jù)該時(shí)間進(jìn)行低功耗處理，降低 功耗。為進(jìn)一步降低標(biāo)簽待機(jī)功耗，建議帶定時(shí)信息的周期喚醒信號(hào)采用長(zhǎng)度盡量短的數(shù) 據(jù)幀結(jié)構(gòu)。
[0018] 該發(fā)明的【具體實(shí)施方式】包括以下三個(gè)步驟：
[0019] 第一步，根據(jù)采用的RFID協(xié)議和應(yīng)用需要，確定帶定時(shí)信息的周期喚醒信號(hào)的數(shù) 據(jù)幀結(jié)構(gòu)；
[0020] 一種典型的帶定時(shí)信息的周期喚醒信號(hào)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)如表1所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種有源RFID低功耗周期喚醒方法，其特征在于通過(guò)帶定時(shí)信息的周期喚醒信號(hào)， 將所有采用周期喚醒的標(biāo)簽同步到相同時(shí)刻醒來(lái)，進(jìn)一步接收讀寫器信號(hào)；采用周期喚醒 機(jī)制的標(biāo)簽，其工作方式為，在沒有讀寫器指令時(shí)，標(biāo)簽周期性處于低功耗的休眠狀態(tài)和短 暫的能夠接收讀寫器信號(hào)的偵聽狀態(tài)，在偵聽狀態(tài)下標(biāo)簽收到帶定時(shí)信息的周期喚醒信號(hào) 后，通過(guò)定時(shí)信息判斷當(dāng)前時(shí)刻到讀寫器有效信號(hào)到來(lái)的時(shí)刻的時(shí)間，并根據(jù)該時(shí)間進(jìn)行 低功耗處理，降低功耗。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述帶定時(shí)信息的周期喚醒信號(hào)是帶定時(shí)信 息的任何用于驅(qū)動(dòng)有源RFID標(biāo)簽在指定時(shí)刻退出休眠狀態(tài)的信號(hào)，標(biāo)簽收到該信號(hào)后可 W判斷讀寫器有效信號(hào)到來(lái)的時(shí)刻。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于帶定時(shí)信息的周期喚醒信號(hào)的數(shù)據(jù)峽，采用 在規(guī)定的數(shù)據(jù)峽結(jié)構(gòu)和信號(hào)格式下的最短的數(shù)據(jù)峽，W降低標(biāo)簽為接收該周期喚醒信號(hào)需 要預(yù)設(shè)的偵聽時(shí)間，進(jìn)而降低標(biāo)簽待機(jī)功耗。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于為避免標(biāo)簽被誤喚醒，可進(jìn)一步在標(biāo)簽的偵 聽狀態(tài)和工作狀態(tài)之間設(shè)置過(guò)渡狀態(tài)，過(guò)渡狀態(tài)的狀態(tài)超時(shí)時(shí)間比工作狀態(tài)的狀態(tài)超時(shí)時(shí) 間短很多，當(dāng)標(biāo)簽被誤喚醒時(shí)，標(biāo)簽很快進(jìn)入休眠狀態(tài)，避免功耗浪費(fèi)。
【專利摘要】一種有源RFID低功耗周期喚醒方法，本發(fā)明公開了一種通過(guò)帶定時(shí)信息的周期喚醒信號(hào)，降低采用周期喚醒機(jī)制的有源RFID系統(tǒng)中標(biāo)簽功耗的方法，該方法不僅可以降低周期喚醒標(biāo)簽的工作功耗，還可以降低平均待機(jī)功耗，明顯提高周期喚醒標(biāo)簽的壽命。
【IPC分類】G06K7-00
【公開號(hào)】CN104680100
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310637157
【發(fā)明人】趙彥全, 季葉慶
【申請(qǐng)人】北京中電華大電子設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年12月3日