專利名稱:有源rfid系統(tǒng)同步喚醒通信的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種無線通信的同步方法,特別是涉及基于有源RFID電子標(biāo)簽和讀寫器的低功耗同步喚醒與跳頻方法。
背景技術(shù):
RFID是射頻識別(Radio Frequency Identification)的簡稱,它是利用無線電技術(shù)在閱讀器和電子標(biāo)簽之間建立通信,達(dá)到信息的查詢、身份確認(rèn)、條件檢索等目的。根據(jù)實(shí)現(xiàn)的方式不同,RFID可分為兩類有源RFID系統(tǒng)和無源RFID系統(tǒng)。無源RFID的電子標(biāo)簽上不帶電池,其工作所需要的全部電源都依靠轉(zhuǎn)換接收到的閱讀器發(fā)送的電磁波而獲得,所以其閱讀器的發(fā)射功率一般較大。與之相反,有源RFID電子標(biāo)簽自身具 備電池,可提供全部器件工作的電源,因而相應(yīng)閱讀器的發(fā)射功率要求不高,而且有效閱讀距離也較前者有所增加。因此,有源RFID對于特殊人群管理、車輛的電子牌照、追蹤定位、移動支付等應(yīng)用領(lǐng)域有著光明的前景。有源RFID由于采用電池供電,對功耗相當(dāng)敏感,目前多采用常態(tài)休眠定時(shí)喚醒的工作方式來減低功耗,但當(dāng)有源RFID的電子標(biāo)簽和讀寫器均工作于此模式時(shí),就涉及到兩者的同步問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種有源RFID電子標(biāo)簽和有源RFID讀寫器間同步喚醒與跳頻的方法,確保該有源RFID系統(tǒng)的低功耗工作模式。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題可以通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
實(shí)施一種有源射頻識別RFID系統(tǒng)的同步喚醒通信方法,所述有源射頻識別RFID系統(tǒng)包括電子標(biāo)簽和讀卡器。所述電子標(biāo)簽包括標(biāo)簽微型控制器MCU,電連接該標(biāo)簽微型控制器MCU的標(biāo)簽射頻模塊和標(biāo)簽報(bào)警模塊,以及為所述標(biāo)簽微型控制器MCU、標(biāo)簽射頻模塊和標(biāo)簽報(bào)警模塊提供電能的標(biāo)簽電源模塊;所述讀卡器包括讀卡微型控制器MCU,電連接該讀卡微型控制器MCU讀卡報(bào)警模塊提供電能的讀卡電源模塊。尤其是所述方法包括如下步驟
A.上電后,所述電子標(biāo)簽向讀卡器發(fā)送信息數(shù)據(jù);
B.上電后,所述讀卡器等待步驟A所述來自電子標(biāo)簽的信息數(shù)據(jù);在收到所述信息數(shù)據(jù),所述讀卡器向所述電子標(biāo)簽發(fā)送回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述讀卡器進(jìn)入睡眠狀態(tài);
C.所述電子標(biāo)簽收到步驟B所述來自所述讀卡器的回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽進(jìn)入睡眠狀態(tài);
D.所述電子標(biāo)簽和讀卡器循環(huán)完成同步喚醒通信過程,所述同步喚醒通信過程是指所述電子標(biāo)簽和讀卡器被同時(shí)地喚醒,經(jīng)過一輪數(shù)據(jù)通信后都各自進(jìn)入睡眠狀態(tài)。所述電子標(biāo)簽和讀卡器采用定時(shí)同步通信方式,那么所述步驟A至步驟D包括如下分步驟,
Al.上電后,所述電子標(biāo)簽向讀卡器發(fā)送包括睡眠定時(shí)時(shí)長T的信息數(shù)據(jù);
BI.上電后,所述讀卡器等待步驟Al所述來自電子標(biāo)簽的信息數(shù)據(jù);在收到所述信息數(shù)據(jù),所述讀卡器記錄所述定時(shí)時(shí)長T,隨后所述電子標(biāo)簽發(fā)送回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述讀卡器進(jìn)入睡眠狀態(tài),同時(shí)開始計(jì)時(shí);
Cl.所述電子標(biāo)簽收到步驟BI所述來自所述讀卡器的回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽進(jìn)入睡眠狀態(tài),同時(shí)開始計(jì)時(shí);
Dl.當(dāng)所述電子標(biāo)簽計(jì)時(shí)達(dá)到所述睡眠定時(shí)時(shí)長T時(shí),該電子標(biāo)簽被喚醒,向所述讀卡器發(fā)送通信信息數(shù)據(jù);
D2.當(dāng)所述讀卡器計(jì)時(shí)達(dá)到所述睡眠定時(shí)時(shí)長T時(shí),該讀卡器在設(shè)定的讀卡時(shí)間段內(nèi)等待是否收到步驟Dl所述通信信息數(shù)據(jù);在所述讀卡時(shí)間段內(nèi),如果所述讀卡器收到步驟 Dl所述通信信息數(shù)據(jù),向所述電子標(biāo)簽發(fā)送回復(fù)通信信息數(shù)據(jù),隨后該讀卡器進(jìn)入睡眠狀態(tài),并開始計(jì)時(shí),執(zhí)行分步驟D4 ;在所述讀卡時(shí)間段內(nèi),如果所述讀卡器沒有收到步驟Dl所述通信信息數(shù)據(jù),該讀卡器進(jìn)入睡眠狀態(tài),執(zhí)行分步驟D5 ;
D3.所述電子標(biāo)簽在設(shè)定的回復(fù)信息時(shí)間段內(nèi)檢測是否收到分步驟D2所述來自所述讀卡器的回復(fù)通信信息數(shù)據(jù);在所述回復(fù)信息時(shí)間段內(nèi),如果所述電子標(biāo)簽收到分步驟D2所述來自所述讀卡器的回復(fù)通信信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽進(jìn)入睡眠狀態(tài),同時(shí)開始計(jì)時(shí),執(zhí)行分步驟D4 ;在所述回復(fù)信息時(shí)間段內(nèi),如果所述電子標(biāo)簽沒有收到分步驟D2所述來自所述讀卡器的回復(fù)通信信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽進(jìn)入睡眠狀態(tài),同時(shí)開始計(jì)時(shí),執(zhí)行分步驟D5 ;
D4.返回分步驟Dl;
D5.返回分步驟Dl。所述電子標(biāo)簽和讀卡器都采用時(shí)鐘校準(zhǔn)過程,那么分步驟Dl至分步驟D2包括如下分步驟,
Dll.當(dāng)所述電子標(biāo)簽計(jì)時(shí)達(dá)到所述睡眠定時(shí)時(shí)長T時(shí),該電子標(biāo)簽被喚醒,向所述讀卡器發(fā)送通信信息數(shù)據(jù);該通信信息數(shù)據(jù)包括當(dāng)前電子標(biāo)簽的實(shí)時(shí)時(shí)鐘;
D21.當(dāng)所述讀卡器計(jì)時(shí)達(dá)到所述睡眠定時(shí)時(shí)長T時(shí),該讀卡器在設(shè)定的讀卡時(shí)間段內(nèi)等待是否收到步驟Dll所述通信信息數(shù)據(jù);在所述讀卡時(shí)間段內(nèi),如果所述讀卡器收到步驟Dl所述通信信息數(shù)據(jù),將分步驟Dll所述電子標(biāo)簽的實(shí)時(shí)時(shí)鐘與所述讀卡器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘比較,如果電子標(biāo)簽的實(shí)時(shí)時(shí)鐘與讀卡器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘的差值在設(shè)定的允許時(shí)差范圍外,將所述電子標(biāo)簽的實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)定為所述讀卡器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘;同時(shí),所述讀卡器向所述電子標(biāo)簽發(fā)送回復(fù)通信信息數(shù)據(jù),隨后該讀卡器進(jìn)入睡眠狀態(tài),并開始計(jì)時(shí),執(zhí)行分步驟D4 ;在所述讀卡時(shí)間段內(nèi),如果所述讀卡器沒有收到步驟Dll所述通信信息數(shù)據(jù),該讀卡器進(jìn)入睡眠狀態(tài),執(zhí)行分步驟D5。所述電子標(biāo)簽和讀卡器工作于同步跳頻模式,那么步驟A至步驟D包括如下分步驟,
A31.上電后,所述電子標(biāo)簽初始設(shè)置為工作在初始頻道上,在該初始頻道R)上向讀卡器發(fā)送信息數(shù)據(jù);所述信息數(shù)據(jù)包括下次通信的跳轉(zhuǎn)頻道Fe ;
B31.上電后,所述讀卡器初始設(shè)置為工作在初始頻道上,所述讀卡器等待步驟A31所述來自電子標(biāo)簽的信息數(shù)據(jù);在收到所述信息數(shù)據(jù)后,所述讀卡器在所述初始頻道上向所述電子標(biāo)簽發(fā)送回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述讀卡器調(diào)整通信頻道至所述跳轉(zhuǎn)頻道Fe,進(jìn)入睡眠狀態(tài);
C31.所述電子標(biāo)簽在初始頻道上收到步驟B31所述來自所述讀卡器的回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽調(diào)整通信頻道至所述跳轉(zhuǎn)頻道Fe,進(jìn)入睡眠狀態(tài);
D31.所述電子標(biāo)簽被喚醒后,在跳轉(zhuǎn)頻道Fe發(fā)送通信信息數(shù)據(jù);該通信信息數(shù)據(jù)包括下次通信的要使用的跳轉(zhuǎn)頻道Fe的更新數(shù)值;
D32.所述讀卡器被喚醒后,在跳轉(zhuǎn)頻道Fe等待是否有來自所述電子標(biāo)簽的通信信息數(shù)據(jù);如果所述讀卡器收到所述電子標(biāo)簽的通信信息數(shù)據(jù),該讀卡器在當(dāng)前跳轉(zhuǎn)頻道Fe發(fā)送回復(fù)通信信息數(shù)據(jù),將通信頻道的數(shù)值更新為電子標(biāo)簽發(fā)送的跳轉(zhuǎn)頻道Fe的更新數(shù)值,進(jìn)入睡眠狀態(tài),執(zhí)行步驟D34 ;如果所述讀卡器沒有收到所述電子標(biāo)簽的通信信息數(shù)據(jù),該讀卡器的通信頻道恢復(fù)至初始頻道F0,執(zhí)行步驟B31 ;
D33.如果所述電子標(biāo)簽在當(dāng)前的跳轉(zhuǎn)頻道Fe收到步驟D32所述來自所述讀卡器的回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽將通信頻道的數(shù)值更新至所述跳轉(zhuǎn)頻道Fe的更新值,進(jìn)入睡眠狀態(tài),執(zhí)行步驟D34 ;如果所述電子標(biāo)簽在當(dāng)前的跳轉(zhuǎn)頻道Fe沒有收到步驟D32所述來自所述讀卡器的回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽將通信頻道恢復(fù)至初始頻道H),進(jìn)入睡眠狀態(tài),執(zhí)行步驟A31 ;
D34.執(zhí)行步驟D31。所述電子標(biāo)簽和讀卡器還可以工作在報(bào)警模式下,那么步驟D5包括如下分步驟, D51.所述電子標(biāo)簽累積未與讀卡器通信的標(biāo)簽延時(shí)時(shí)長,所述讀卡器累積未與電子
標(biāo)簽通信的讀卡延時(shí)時(shí)長;
D52.如果所述標(biāo)簽延時(shí)時(shí)長沒有超過電子標(biāo)簽設(shè)定的標(biāo)簽延時(shí)閾值,同時(shí),所述讀卡延時(shí)時(shí)長沒有超過讀卡器設(shè)定的讀卡延時(shí)閾值,返回分步驟Dl ;
D53.如果所述標(biāo)簽延時(shí)時(shí)長超過電子標(biāo)簽設(shè)定的標(biāo)簽延時(shí)閾值,激活所述標(biāo)簽報(bào)警模塊;如果所述讀卡延時(shí)時(shí)長超過讀卡器設(shè)定的讀卡延時(shí)閾值,激活所述讀卡報(bào)警模塊。具體地,在所述步驟D53之后還包括如下步驟,
D54.所述電子標(biāo)簽向讀卡器發(fā)送通信信息數(shù)據(jù);
D55.如果所述電子標(biāo)簽收到了來自所述讀卡器的回復(fù)通信信息數(shù)據(jù),所述電子標(biāo)簽發(fā)出指示,提示所述讀卡器在通信距離內(nèi)。同現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明“有源RFID系統(tǒng)同步喚醒通信的方法”的技術(shù)效果在于
1.本發(fā)明通過RFID電子標(biāo)簽和RFID讀卡器第一次通信成功作為時(shí)間同步信號,后續(xù)通信按照既定時(shí)間喚醒,實(shí)現(xiàn)了兩者在睡眠狀態(tài)下被同步喚醒,更加低功耗;
2.本發(fā)明將時(shí)鐘信號作為通信的一部分,利用雙方時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)同步校準(zhǔn);
3.本發(fā)明同步跳頻機(jī)制,避免固定干擾。
圖I是本發(fā)明“有源RFID系統(tǒng)同步喚醒通信的方法”的有源RFID系統(tǒng)優(yōu)選實(shí)施例的電原理示意框圖;圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例電子標(biāo)簽I的工作流程示意 圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例讀卡器2的工作流程示意圖; 圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例所述電子標(biāo)簽I和讀卡器2在跳頻模式的工作流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。本發(fā)明基于有源RFID系統(tǒng),如圖I所示,該有源RFID系統(tǒng)包括RFID讀卡器2和RFID電子標(biāo)簽I。RFID電子標(biāo)簽I由用戶攜帶,RFID讀卡器2用來跟蹤物品。所述電子標(biāo)簽I包括標(biāo)簽微型控制器MCUl I,電連接該標(biāo)簽微型控制器MCU 11的標(biāo)簽射頻模塊12和標(biāo)簽報(bào)警模塊13,以及為所述標(biāo)簽微型控制器MCU11、標(biāo)簽射頻模塊12和標(biāo)簽報(bào)警模塊13提供電能的標(biāo)簽電源模塊。所述讀卡器2包括讀卡微型控制器MCU21,電連接該讀卡微型控制器MCU21的標(biāo)簽射頻模塊22和讀卡報(bào)警模塊23,以及為所述讀卡微型控制器MCU 21、讀卡射頻模塊22和讀卡報(bào)警模塊23提供電能的讀卡電源模塊。所述電子標(biāo)簽I還包括電連接所述標(biāo)簽微型控制器MCU 11的指示模塊14和距離選擇按鍵15。RFID電子標(biāo)簽I中儲存了唯一的ID號或其他數(shù)據(jù)信息。兩微型控制器MCU 11、21各自完成系統(tǒng)控制功能,各模塊均分別與相應(yīng)的MCU相連。兩射頻模塊12、22完成數(shù)據(jù)的收發(fā)功能。兩報(bào)警模塊13、23在讀卡器2與電子標(biāo)簽I間的距離超過預(yù)定距離一定時(shí)間后發(fā)出報(bào)警。RFID電子標(biāo)簽I的距離選擇按鍵15用來選擇跟蹤距離,本優(yōu)選實(shí)施例有3米和20米兩檔,復(fù)位時(shí)默認(rèn)為3米,用戶可根據(jù)不同的應(yīng)用場合選擇適用的距離范圍,切換距離時(shí)相應(yīng)的LED燈閃爍3s左右以提示操作成功。所述指示模塊14可用來定位物品及相應(yīng)的操作指示。為了確保低功耗,所述RFID電子標(biāo)簽I和RFID讀卡器2常態(tài)下為睡眠狀態(tài),按照同步喚醒方法被定時(shí)喚醒,完成兩者的通信。所述標(biāo)簽電源模塊和讀卡電源模塊在本優(yōu)選實(shí)施例中都采用鋰電池供電。所述同步喚醒包括初始同步方法系統(tǒng)上電后,有源RFID讀卡器工作于接收狀態(tài),有源RFID電子標(biāo)簽向所述讀卡器發(fā)送信息,讀卡器收到信息后,向所述電子標(biāo)簽發(fā)送回復(fù)信號,雙方以此時(shí)為時(shí)間始點(diǎn),開始進(jìn)入同步。由上述方案本發(fā)明提出一種有源射頻識別RFID系統(tǒng)的同步喚醒通信方法,包括如下步驟
A.上電后,所述電子標(biāo)簽I向讀卡器2發(fā)送信息數(shù)據(jù);
B.上電后,所述讀卡器2等待步驟A所述來自電子標(biāo)簽I的信息數(shù)據(jù);在收到所述信息數(shù)據(jù),所述讀卡器2向所述電子標(biāo)簽發(fā)送回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述讀卡器2進(jìn)入睡眠狀態(tài);
C.所述電子標(biāo)簽I收到步驟B所述來自所述讀卡器2的回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽I進(jìn)入睡眠狀態(tài);
D.所述電子標(biāo)簽I和讀卡器2循環(huán)完成同步喚醒通信過程,所述同步喚醒通信過程是指所述電子標(biāo)簽I和讀卡器2被同時(shí)地喚醒,經(jīng)過一輪數(shù)據(jù)通信后都各自進(jìn)入睡眠狀態(tài)。為了達(dá)到準(zhǔn)確同步喚醒,本發(fā)明采用定時(shí)同步喚醒方法設(shè)置參考時(shí)間T,當(dāng)有源RFID讀卡器或有源RFID電子標(biāo)簽進(jìn)入睡眠狀態(tài)后,定時(shí)器立即啟動,計(jì)時(shí)達(dá)到T時(shí),設(shè)備被喚醒。有源RFID電子標(biāo)簽被喚醒后,發(fā)送信息給有源RFID讀卡器,發(fā)送完并接收到讀卡器的回復(fù)信號后立即進(jìn)入睡眠狀態(tài)直到下次被喚醒。有源RFID讀卡器被喚醒后則等待接收標(biāo)簽的信息,收到信息后,讀卡器發(fā)出回復(fù)信號,然后進(jìn)入睡眠狀態(tài)等待下次喚醒。
因此,所述電子標(biāo)簽I和讀卡器2采用定時(shí)同步通信方式,那么所述步驟A至步驟D包括如下分步驟,
Al.上電后,所述電子標(biāo)簽I向讀卡器2發(fā)送包括睡眠定時(shí)時(shí)長T的信息數(shù)據(jù);
BI.上電后,所述讀卡器2等待步驟Al所述來自電子標(biāo)簽I的信息數(shù)據(jù);在收到所述信息數(shù)據(jù),所述讀卡器2記錄所述定時(shí)時(shí)長T,隨后所述電子標(biāo)簽發(fā)送回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述讀卡器2進(jìn)入睡眠狀態(tài),同時(shí)開始計(jì)時(shí);
Cl.所述電子標(biāo)簽I收到步驟BI所述來自所述讀卡器2的回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽I進(jìn)入睡眠狀態(tài),同時(shí)開始計(jì)時(shí);
Dl.當(dāng)所述電子標(biāo)簽I計(jì)時(shí)達(dá)到所述睡眠定時(shí)時(shí)長T時(shí),該電子標(biāo)簽I被喚醒,向所述讀卡器2發(fā)送通信信息數(shù)據(jù); D2.當(dāng)所述讀卡器2計(jì)時(shí)達(dá)到所述睡眠定時(shí)時(shí)長T時(shí),該讀卡器2在設(shè)定的讀卡時(shí)間段內(nèi)等待是否收到步驟Dl所述通信信息數(shù)據(jù);
在所述讀卡時(shí)間段內(nèi),如果所述讀卡器2收到步驟Dl所述通信信息數(shù)據(jù),向所述電子標(biāo)簽I發(fā)送回復(fù)通信信息數(shù)據(jù),隨后該讀卡器(2)進(jìn)入睡眠狀態(tài),并開始計(jì)時(shí),執(zhí)行分步驟D4 ;
在所述讀卡時(shí)間段內(nèi),如果所述讀卡器2沒有收到步驟Dl所述通信信息數(shù)據(jù),該讀卡器2進(jìn)入睡眠狀態(tài),執(zhí)行分步驟D5 ;
D3.所述電子標(biāo)簽I在設(shè)定的回復(fù)信息時(shí)間段內(nèi)檢測是否收到分步驟D2所述來自所述讀卡器2的回復(fù)通信信息數(shù)據(jù);
在所述回復(fù)信息時(shí)間段內(nèi),如果所述電子標(biāo)簽I收到分步驟D2所述來自所述讀卡器2的回復(fù)通信信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽I進(jìn)入睡眠狀態(tài),同時(shí)開始計(jì)時(shí),執(zhí)行分步驟D4 ;在所述回復(fù)信息時(shí)間段內(nèi),如果所述電子標(biāo)簽I沒有收到分步驟D2所述來自所述讀卡器2的回復(fù)通信信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽I進(jìn)入睡眠狀態(tài),同時(shí)開始計(jì)時(shí),執(zhí)行分步驟D5 ;D4.返回分步驟Dl;
D5.返回分步驟Dl。上述方案通過RFID標(biāo)簽I和RFID讀卡器2第一次通信成功作為時(shí)間同步信號,后續(xù)通信按照既定時(shí)間喚醒,實(shí)現(xiàn)了兩者在睡眠狀態(tài)下被同步喚醒,更加低功耗。為了確保同步準(zhǔn)確性,在同步過程中還加入同步校準(zhǔn)有源RFID電子標(biāo)簽向有源RFID讀卡器發(fā)送的信息包含有標(biāo)簽當(dāng)前的實(shí)時(shí)時(shí)鐘,讀卡器收到信息后,回復(fù)標(biāo)簽,并將標(biāo)簽的實(shí)時(shí)時(shí)鐘與自身實(shí)時(shí)時(shí)鐘對比,如果兩者的誤差在可接受的范圍內(nèi),則不進(jìn)行操作,直接進(jìn)入睡眠狀態(tài),若兩者的誤差超過設(shè)定的范圍,讀卡器校準(zhǔn)自身時(shí)鐘與標(biāo)簽同步,然后進(jìn)入睡眠狀態(tài)。所述電子標(biāo)簽I和讀卡器2都采用時(shí)鐘校準(zhǔn)過程,那么分步驟Dl至分步驟D2包括如下分步驟,
Dll.當(dāng)所述電子標(biāo)簽I計(jì)時(shí)達(dá)到所述睡眠定時(shí)時(shí)長T時(shí),該電子標(biāo)簽I被喚醒,向所述讀卡器2發(fā)送通信信息數(shù)據(jù);該通信信息數(shù)據(jù)包括當(dāng)前電子標(biāo)簽I的實(shí)時(shí)時(shí)鐘;
D21.當(dāng)所述讀卡器2計(jì)時(shí)達(dá)到所述睡眠定時(shí)時(shí)長T時(shí),該讀卡器2在設(shè)定的讀卡時(shí)間段內(nèi)等待是否收到步驟Dll所述通信信息數(shù)據(jù);
在所述讀卡時(shí)間段內(nèi),如果所述讀卡器2收到步驟Dl所述通信信息數(shù)據(jù),將分步驟Dll所述電子標(biāo)簽的實(shí)時(shí)時(shí)鐘與所述讀卡器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘比較,如果電子標(biāo)簽的實(shí)時(shí)時(shí)鐘與讀卡器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘的差值在設(shè)定的允許時(shí)差范圍外,將所述電子標(biāo)簽的實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)定為所述讀卡器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘;同時(shí),所述讀卡器2向所述電子標(biāo)簽I發(fā)送回復(fù)通信信息數(shù)據(jù),隨后該讀卡器2進(jìn)入睡眠狀態(tài),并開始計(jì)時(shí),執(zhí)行分步驟D4 ;
在所述讀卡時(shí)間段內(nèi),如果所述讀卡器2沒有收到步驟Dll所述通信信息數(shù)據(jù),該讀卡器2進(jìn)入睡眠狀態(tài),執(zhí)行分步驟D5。上述方案將時(shí)鐘信號作為通信的一部分,利用雙方時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)同步校準(zhǔn)。所述電子標(biāo)簽I和讀卡器2還可以工作在報(bào)警模式下,即在電子標(biāo)簽I與讀卡器2無法通信的情況下,那么所述步驟D5包括如下分步驟,
D51.所述電子標(biāo)簽I累積未與讀卡器2通信的標(biāo)簽延時(shí)時(shí)長,所述讀卡器2累積未與電子標(biāo)簽I通信的讀卡延時(shí)時(shí)長; D52.如果所述標(biāo)簽延時(shí)時(shí)長沒有超過電子標(biāo)簽I設(shè)定的標(biāo)簽延時(shí)閾值,同時(shí),所述讀卡延時(shí)時(shí)長沒有超過讀卡器2設(shè)定的讀卡延時(shí)閾值,返回分步驟Dl ;
D53.如果所述標(biāo)簽延時(shí)時(shí)長超過電子標(biāo)簽I設(shè)定的標(biāo)簽延時(shí)閾值,激活所述標(biāo)簽報(bào)警模塊13 ;如果所述讀卡延時(shí)時(shí)長超過讀卡器2設(shè)定的讀卡延時(shí)閾值,激活所述讀卡報(bào)警模塊23。具體地,在所述步驟D53之后還包括如下步驟,
D54.所述電子標(biāo)簽I向讀卡器2發(fā)送通信信息數(shù)據(jù);
D55.如果所述電子標(biāo)簽I收到了來自所述讀卡器2的回復(fù)通信信息數(shù)據(jù),所述電子標(biāo)簽I發(fā)出指示,提示所述讀卡器2在通信距離內(nèi)。所述發(fā)出指示可以通過所述指示模塊14實(shí)現(xiàn)。如圖2所示,RFID電子標(biāo)簽I在常態(tài)下為睡眠狀態(tài)。被定時(shí)喚醒后,發(fā)送信息給讀卡器2,發(fā)送完并接收到讀卡器2的回復(fù)信號后又立即回到睡眠狀態(tài)直到下次喚醒。如果電子標(biāo)簽I在給定時(shí)間內(nèi)沒有收到讀卡器2的回復(fù)信號,判斷其是否跟蹤超時(shí),若沒有超時(shí),立即回到睡眠狀態(tài),否則,發(fā)出報(bào)警,同時(shí)繼續(xù)發(fā)送信息,若可以收到回復(fù)信號,則說明標(biāo)簽與讀卡器正在接近,發(fā)出指示信號,對應(yīng)的指示燈閃爍。圖3中,RFID讀卡器2復(fù)位后工作在接收模式,當(dāng)收到電子標(biāo)簽I發(fā)來的信息,并回復(fù)電子標(biāo)簽I后,讀寫器2與電子標(biāo)簽I完成同步。讀寫器2在常態(tài)下為睡眠模式,在與電子標(biāo)簽I同步喚醒后,接收電子標(biāo)簽I發(fā)來的信息,并向電子標(biāo)簽I發(fā)出回復(fù)信號,讀卡器2根據(jù)電子標(biāo)簽I信息得到電子標(biāo)簽I實(shí)時(shí)時(shí)鐘,并與自身實(shí)時(shí)時(shí)鐘比較,若兩者誤差超過設(shè)定的范圍,讀卡器2根據(jù)標(biāo)簽實(shí)時(shí)時(shí)鐘校準(zhǔn)自身時(shí)鐘,若沒有超過,則不作操作,然后立即回到睡眠狀態(tài)直到下次喚醒。若在給定時(shí)間內(nèi)沒有收到電子標(biāo)簽I發(fā)來的信息,則判斷是否跟蹤超時(shí),若沒有超時(shí),則回到睡眠狀態(tài),否則,立即報(bào)警,用以給出定位信息。為避免同頻干擾,在所述同步喚醒過程中還可以采用同步跳頻方式有源RFID電子標(biāo)簽I和有源RFID讀卡器2可以工作于跳頻模式。上電后,有源RFID電子標(biāo)簽I和有源RFID讀卡器2均工作于默認(rèn)頻道H),有源RFID電子標(biāo)簽I向有源RFID讀卡器2發(fā)送的信息還包含有下次通信時(shí)的通信頻道Fe,讀卡器2收到后,在當(dāng)前頻道上回復(fù)電子標(biāo)簽1,并將通信頻道調(diào)整為Fe,然后進(jìn)入睡眠狀態(tài);電子標(biāo)簽I收到讀卡器2的回復(fù)信號后,也將通信頻道調(diào)整為Fe,然后進(jìn)入睡眠狀態(tài)。若讀卡器2等待標(biāo)簽信息超時(shí),讀卡器2回到默認(rèn)頻道H),并進(jìn)入睡眠狀態(tài);若電子標(biāo)簽I沒有收到讀卡器2的回復(fù)信號,也回到默認(rèn)頻道FO,并進(jìn)入睡眠狀態(tài)等待下次喚醒。如圖4所示,有源RFID電子標(biāo)簽I和有源RFID讀卡器2復(fù)位后均工作于默認(rèn)頻道H),有源RFID電子標(biāo)簽I向有源RFID讀卡器2發(fā)送的信息還包含有下次通信時(shí)的通信頻道Fe,讀卡器2收到后,在當(dāng)前頻道上回復(fù)電子標(biāo)簽1,并將通信頻道調(diào)整為Fe,然后進(jìn)入睡眠狀態(tài);電子標(biāo)簽I收到讀卡器2的回復(fù)信號后,也將通信頻道調(diào)整為Fe,然后進(jìn)入睡眠狀態(tài)。若讀卡器2等待標(biāo)簽信息超時(shí),讀卡器2回到默認(rèn)頻道H),并進(jìn)入睡眠狀態(tài);若電子標(biāo)簽I沒有收到讀卡器2的回復(fù)信號,也回到默認(rèn)頻道F0,并進(jìn)入睡眠狀態(tài)等待下次喚醒。由此所述電子標(biāo)簽I和讀卡器2工作于同步跳頻模式,那么步驟A至步驟D包括如下分步驟,
A31.上電后,所述電子標(biāo)簽I初始設(shè)置為工作在初始頻道上,在該初始頻道上向讀卡器2發(fā)送信息數(shù)據(jù);所述信息數(shù)據(jù)包括下次通信的跳轉(zhuǎn)頻道Fe ; B31.上電后,所述讀卡器2初始設(shè)置為工作在初始頻道上,所述讀卡器2等待步驟A31所述來自電子標(biāo)簽I的信息數(shù)據(jù);在收到所述信息數(shù)據(jù)后,所述讀卡器2在所述初始頻道上向所述電子標(biāo)簽I發(fā)送回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述讀卡器2調(diào)整通信頻道至所述跳轉(zhuǎn)頻道Fe,進(jìn)入睡眠狀態(tài);
C31.所述電子標(biāo)簽I在初始頻道上收到步驟B31所述來自所述讀卡器2的回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽I調(diào)整通信頻道至所述跳轉(zhuǎn)頻道Fe,進(jìn)入睡眠狀態(tài);
D31.所述電子標(biāo)簽I被喚醒后,在跳轉(zhuǎn)頻道Fe發(fā)送通信信息數(shù)據(jù);該通信信息數(shù)據(jù)包括下次通信的要使用的跳轉(zhuǎn)頻道Fe的更新數(shù)值;
D32.所述讀卡器2被喚醒后,在跳轉(zhuǎn)頻道Fe等待是否有來自所述電子標(biāo)簽的通信信息數(shù)據(jù);
如果所述讀卡器2收到所述電子標(biāo)簽I的通信信息數(shù)據(jù),該讀卡器2在當(dāng)前跳轉(zhuǎn)頻道Fe發(fā)送回復(fù)通信信息數(shù)據(jù),將通信頻道的數(shù)值更新為電子標(biāo)簽I發(fā)送的跳轉(zhuǎn)頻道Fe的更新數(shù)值,進(jìn)入睡眠狀態(tài),執(zhí)行步驟D34 ;
如果所述讀卡器2沒有收到所述電子標(biāo)簽I的通信信息數(shù)據(jù),該讀卡器2的通信頻道恢復(fù)至初始頻道H),執(zhí)行步驟B31 ;
D33.如果所述電子標(biāo)簽I在當(dāng)前的跳轉(zhuǎn)頻道Fe收到步驟D32所述來自所述讀卡器2的回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽I將通信頻道的數(shù)值更新至所述跳轉(zhuǎn)頻道Fe的更新值,進(jìn)入睡眠狀態(tài),執(zhí)行步驟D34 ;
如果所述電子標(biāo)簽I在當(dāng)前的跳轉(zhuǎn)頻道Fe沒有收到步驟D32所述來自所述讀卡器2的回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽I將通信頻道恢復(fù)至初始頻道H),進(jìn)入睡眠狀態(tài),執(zhí)行步驟A31 ;
D34.執(zhí)行步驟D31。上述方案的同步跳頻機(jī)制,避免固定干擾。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以很容易將上述方案融合,從而在定時(shí)同步喚醒基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)同步校準(zhǔn)或同步跳頻,進(jìn)而同時(shí)實(shí)現(xiàn)同步校準(zhǔn)和同步跳頻。
權(quán)利要求
1.一種有源射頻識別RFID系統(tǒng)的同步喚醒通信方法,所述有源射頻識別RFID系統(tǒng)包括電子標(biāo)簽(I)和讀卡器(2 );所述電子標(biāo)簽(I)包括標(biāo)簽微型控制器MCU (11),電連接該標(biāo)簽微型控制器MCU (11)的標(biāo)簽射頻模塊(12)和標(biāo)簽報(bào)警模塊(13),以及為所述標(biāo)簽微型控制器MCU (11)、標(biāo)簽射頻模塊(12)和標(biāo)簽報(bào)警模塊(13)提供電能的標(biāo)簽電源模塊;所述讀卡器(2)包括讀卡微型控制器MCU (21),電連接該讀卡微型控制器MCU (21)的標(biāo)簽射頻模塊(22)和讀卡報(bào)警模塊(23),以及為所述讀卡微型控制器MCU (21)、讀卡射頻模塊(22)和讀卡報(bào)警模塊(23)提供電能的讀卡電源模塊;其特征在于所述方法包括如下步驟 A.上電后,所述電子標(biāo)簽(I)向讀卡器(2)發(fā)送信息數(shù)據(jù); B.上電后,所述讀卡器(2)等待步驟A所述來自電子標(biāo)簽(I)的信息數(shù)據(jù);在收到所述信息數(shù)據(jù),所述讀卡器(2)向所述電子標(biāo)簽發(fā)送回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述讀卡器(2)進(jìn)入睡眠狀態(tài); C.所述電子標(biāo)簽(I)收到步驟B所述來自所述讀卡器(2)的回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽(I)進(jìn)入睡眠狀態(tài); D.所述電子標(biāo)簽(I)和讀卡器(2)循環(huán)完成同步喚醒通信過程,所述同步喚醒通信過程是指所述電子標(biāo)簽(I)和讀卡器(2)被同時(shí)地喚醒,經(jīng)過一輪數(shù)據(jù)通信后都各自進(jìn)入睡眠狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有源射頻識別RFID系統(tǒng)的同步喚醒通信方法,其特征在于 所述電子標(biāo)簽(I)和讀卡器(2)采用定時(shí)同步通信方式,那么所述步驟A至步驟D包括如下分步驟, Al.上電后,所述電子標(biāo)簽(I)向讀卡器(2)發(fā)送包括睡眠定時(shí)時(shí)長T的信息數(shù)據(jù);BI.上電后,所述讀卡器(2)等待步驟Al所述來自電子標(biāo)簽(I)的信息數(shù)據(jù);在收到所述信息數(shù)據(jù),所述讀卡器(2)記錄所述定時(shí)時(shí)長T,隨后所述電子標(biāo)簽發(fā)送回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述讀卡器(2)進(jìn)入睡眠狀態(tài),同時(shí)開始計(jì)時(shí); Cl.所述電子標(biāo)簽(I)收到步驟BI所述來自所述讀卡器(2)的回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽(I)進(jìn)入睡眠狀態(tài),同時(shí)開始計(jì)時(shí); Dl.當(dāng)所述電子標(biāo)簽(I)計(jì)時(shí)達(dá)到所述睡眠定時(shí)時(shí)長T時(shí),該電子標(biāo)簽(I)被喚醒,向所述讀卡器(2)發(fā)送通信信息數(shù)據(jù); D2.當(dāng)所述讀卡器(2)計(jì)時(shí)達(dá)到所述睡眠定時(shí)時(shí)長T時(shí),該讀卡器(2)在設(shè)定的讀卡時(shí)間段內(nèi)等待是否收到步驟Dl所述通信信息數(shù)據(jù); 在所述讀卡時(shí)間段內(nèi),如果所述讀卡器(2)收到步驟Dl所述通信信息數(shù)據(jù),向所述電子標(biāo)簽(I)發(fā)送回復(fù)通信信息數(shù)據(jù),隨后該讀卡器(2)進(jìn)入睡眠狀態(tài),并開始計(jì)時(shí),執(zhí)行分步驟D4 ; 在所述讀卡時(shí)間段內(nèi),如果所述讀卡器(2)沒有收到步驟Dl所述通信信息數(shù)據(jù),該讀卡器(2)進(jìn)入睡眠狀態(tài),執(zhí)行分步驟D5 ; D3.所述電子標(biāo)簽(I)在設(shè)定的回復(fù)信息時(shí)間段內(nèi)檢測是否收到分步驟D2所述來自所述讀卡器(2)的回復(fù)通信信息數(shù)據(jù);在所述回復(fù)信息時(shí)間段內(nèi),如果所述電子標(biāo)簽(I)收到分步驟D2所述來自所述讀卡器(2)的回復(fù)通信信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽(I)進(jìn)入睡眠狀態(tài),同時(shí)開始計(jì)時(shí),執(zhí)行分步驟D4 ;在所述回復(fù)信息時(shí)間段內(nèi),如果所述電子標(biāo)簽(I)沒有收到分步驟D2所述來自所述讀卡器(2)的回復(fù)通信信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽(I)進(jìn)入睡眠狀態(tài),同時(shí)開始計(jì)時(shí),執(zhí)行分步驟D5 ; D4.返回分步驟Dl; D5.返回分步驟Dl。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有源射頻識別RFID系統(tǒng)的同步喚醒通信方法,其特征在于 所述電子標(biāo)簽(I)和讀卡器(2)都采用時(shí)鐘校準(zhǔn)過程,那么分步驟Dl至分步驟D2包括如下分步驟, Dll.當(dāng)所述電子標(biāo)簽(I)計(jì)時(shí)達(dá)到所述睡眠定時(shí)時(shí)長T時(shí),該電子標(biāo)簽(I)被喚醒,向所述讀卡器(2)發(fā)送通信信息數(shù)據(jù);該通信信息數(shù)據(jù)包括當(dāng)前電子標(biāo)簽(I)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘;D21.當(dāng)所述讀卡器(2)計(jì)時(shí)達(dá)到所述睡眠定時(shí)時(shí)長T時(shí),該讀卡器(2)在設(shè)定的讀卡時(shí)間段內(nèi)等待是否收到步驟Dll所述通信信息數(shù)據(jù); 在所述讀卡時(shí)間段內(nèi),如果所述讀卡器(2)收到步驟Dl所述通信信息數(shù)據(jù),將分步驟Dll所述電子標(biāo)簽的實(shí)時(shí)時(shí)鐘與所述讀卡器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘比較,如果電子標(biāo)簽的實(shí)時(shí)時(shí)鐘與讀卡器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘的差值在設(shè)定的允許時(shí)差范圍外,將所述電子標(biāo)簽的實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)定為所述讀卡器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘;同時(shí),所述讀卡器(2)向所述電子標(biāo)簽(I)發(fā)送回復(fù)通信信息數(shù)據(jù),隨后該讀卡器(2)進(jìn)入睡眠狀態(tài),并開始計(jì)時(shí),執(zhí)行分步驟D4 ; 在所述讀卡時(shí)間段內(nèi),如果所述讀卡器(2)沒有收到步驟Dll所述通信信息數(shù)據(jù),該讀卡器(2)進(jìn)入睡眠狀態(tài),執(zhí)行分步驟D5。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有源射頻識別RFID系統(tǒng)的同步喚醒通信方法,其特征在于 所述電子標(biāo)簽(I)和讀卡器(2)工作于同步跳頻模式,那么步驟A至步驟D包括如下分步驟, A31.上電后,所述電子標(biāo)簽(I)初始設(shè)置為工作在初始頻道H)上,在該初始頻道H)上向讀卡器(2)發(fā)送信息數(shù)據(jù);所述信息數(shù)據(jù)包括下次通信的跳轉(zhuǎn)頻道Fe ; B31.上電后,所述讀卡器(2)初始設(shè)置為工作在初始頻道H)上,所述讀卡器(2)等待步驟A31所述來自電子標(biāo)簽(I)的信息數(shù)據(jù);在收到所述信息數(shù)據(jù)后,所述讀卡器(2 )在所述初始頻道H)上向所述電子標(biāo)簽(I)發(fā)送回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述讀卡器(2)調(diào)整通信頻道至所述跳轉(zhuǎn)頻道Fe,進(jìn)入睡眠狀態(tài); C31.所述電子標(biāo)簽(I)在初始頻道H)上收到步驟B31所述來自所述讀卡器(2 )的回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽(I)調(diào)整通信頻道至所述跳轉(zhuǎn)頻道Fe,進(jìn)入睡眠狀態(tài); D31.所述電子標(biāo)簽(I)被喚醒后,在跳轉(zhuǎn)頻道Fe發(fā)送通信信息數(shù)據(jù);該通信信息數(shù)據(jù)包括下次通信的要使用的跳轉(zhuǎn)頻道Fe的更新數(shù)值; D32.所述讀卡器(2)被喚醒后,在跳轉(zhuǎn)頻道Fe等待是否有來自所述電子標(biāo)簽的通信信息數(shù)據(jù); 如果所述讀卡器(2 )收到所述電子標(biāo)簽(I)的通信信息數(shù)據(jù),該讀卡器(2 )在當(dāng)前跳轉(zhuǎn)頻道Fe發(fā)送回復(fù)通信信息數(shù)據(jù),將通信頻道的數(shù)值更新為電子標(biāo)簽(I)發(fā)送的跳轉(zhuǎn)頻道Fe的更新數(shù)值,進(jìn)入睡眠狀態(tài),執(zhí)行步驟D34 ; 如果所述讀卡器(2 )沒有收到所述電子標(biāo)簽(I)的通信信息數(shù)據(jù),該讀卡器(2 )的通信頻道恢復(fù)至初始頻道H),執(zhí)行步驟B31 ; D33.如果所述電子標(biāo)簽(I)在當(dāng)前的跳轉(zhuǎn)頻道Fe收到步驟D32所述來自所述讀卡器(2)的回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽(I)將通信頻道的數(shù)值更新至所述跳轉(zhuǎn)頻道Fe的更新值,進(jìn)入睡眠狀態(tài),執(zhí)行步驟D34 ; 如果所述電子標(biāo)簽(I)在當(dāng)前的跳轉(zhuǎn)頻道Fe沒有收到步驟D32所述來自所述讀卡器(2)的回復(fù)信息數(shù)據(jù);所述電子標(biāo)簽(I)將通信頻道恢復(fù)至初始頻道H),進(jìn)入睡眠狀態(tài),執(zhí)行步驟A31 ; D34.執(zhí)行步驟D31。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有源射頻識別RFID系統(tǒng)的同步喚醒通信方法,其特征在于 所述電子標(biāo)簽(I)和讀卡器(2 )還可以工作在報(bào)警模式下,那么步驟D5包括如下分步驟, D51.所述電子標(biāo)簽(I)累積未與讀卡器(2)通信的標(biāo)簽延時(shí)時(shí)長,所述讀卡器(2)累積未與電子標(biāo)簽(I)通信的讀卡延時(shí)時(shí)長; D52.如果所述標(biāo)簽延時(shí)時(shí)長沒有超過電子標(biāo)簽(I)設(shè)定的標(biāo)簽延時(shí)閾值,同時(shí),所述讀卡延時(shí)時(shí)長沒有超過讀卡器(2)設(shè)定的讀卡延時(shí)閾值,返回分步驟Dl ; D53.如果所述標(biāo)簽延時(shí)時(shí)長超過電子標(biāo)簽(I)設(shè)定的標(biāo)簽延時(shí)閾值,激活所述標(biāo)簽報(bào)警模塊(13);如果所述讀卡延時(shí)時(shí)長超過讀卡器(2)設(shè)定的讀卡延時(shí)閾值,激活所述讀卡報(bào)警模塊(23)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有源射頻識別RFID系統(tǒng)的同步喚醒通信方法,其特征在于 在所述步驟D53之后還包括如下步驟, D54.所述電子標(biāo)簽(I)向讀卡器(2)發(fā)送通信信息數(shù)據(jù); D55.如果所述電子標(biāo)簽(I)收到了來自所述讀卡器(2)的回復(fù)通信信息數(shù)據(jù),所述電子標(biāo)簽(I)發(fā)出指示,提示所述讀卡器(2 )在通信距離內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明有源RFID系統(tǒng)同步喚醒通信的方法,系統(tǒng)上電后,有源RFID讀卡器工作于接收狀態(tài),有源RFID電子標(biāo)簽向所述讀卡器發(fā)送信息,讀卡器收到信息后,向所述電子標(biāo)簽發(fā)送回復(fù)信號,雙方以此時(shí)為時(shí)間始點(diǎn),開始進(jìn)入同步。在同步喚醒過程中還可以加入定時(shí)同步喚醒方法、同步校準(zhǔn)過程和同步跳頻過程。本發(fā)明通過RFID電子標(biāo)簽和RFID讀卡器第一次通信成功作為時(shí)間同步信號,后續(xù)通信按照既定時(shí)間喚醒,實(shí)現(xiàn)了兩者在睡眠狀態(tài)下被同步喚醒,更加低功耗;另外,本發(fā)明將時(shí)鐘信號作為通信的一部分,利用雙方時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)同步校準(zhǔn);而且本發(fā)明用同步跳頻機(jī)制,避免固定干擾。
文檔編號G06K7/00GK102799839SQ20111013383
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者連厚偉, 楊田榮 申請人:成都阿艾夫通信有限公司