一種有源射頻標簽通信方法及有源射頻標簽的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種有源射頻標簽通信方法及有源射頻標簽，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中有源射頻標簽長時間處于射頻天線覆蓋范圍時，標簽立刻被喚醒造成電池耗電過多的問題，該方法包括：有源射頻標簽被喚醒后，與對應射頻天線進行通信；當本次通信過程結(jié)束時，關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能并設置關(guān)閉時長，進入休眠狀態(tài)；達到所述關(guān)閉時長后，使能所述數(shù)據(jù)喚醒功能。通過本發(fā)明使得當標簽長時間處于同一射頻天線覆蓋范圍內(nèi)時，不會立刻被喚醒，節(jié)省了電池耗電，降低了能耗。
【專利說明】一種有源射頻標簽通信方法及有源射頻標簽
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻識別技術(shù)，尤其涉及一種有源射頻標簽通信方法及有源射頻標簽。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識別(RFID, Radio Frequency Identify)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。
[0003]一般來說，完整的射頻識別系統(tǒng)主要由射頻標簽、射頻讀寫設備及射頻天線和后臺計算機系統(tǒng)組成。根據(jù)射頻標簽內(nèi)部是否有電池供電，可將射頻標簽分為有源射頻標簽和無源射頻標簽。
[0004]無源射頻標簽內(nèi)部沒有電池供電，依靠讀寫器發(fā)來的電磁波來工作，因此使用過程中無需維護，使用簡單，但是無源射頻標簽的傳輸距離較近、抗干擾能力較差、并且存儲空間功能單一。
[0005]有源射頻標簽內(nèi)部有電池供電，能夠依靠自身的能量發(fā)射信號，因此傳輸距離較遠、抗干擾能力較強、存儲空間較大，得到廣泛應用。有源射頻標簽包括高頻射頻電路、單片機系統(tǒng)、電池和天線，如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中有源射頻標簽結(jié)構(gòu)示意圖，電池負責給單片機系統(tǒng)和高頻射頻電路供電，單片機控制高頻射頻電路，射頻通過天線發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包，并與對應的射頻天線進行通信。
[0006]有源射頻標簽典型的應用就是應用于多車道自由流系統(tǒng)，多車道自由流系統(tǒng)是一種沒有設置任何收費路障的快速ETC技術(shù)，車輛無須減速，就能夠自動完成收費工作。但是隨著標簽內(nèi)部電池電量的消耗，需要定期地更換電池或者充電，這給有源射頻標簽的使用帶來了新的課題，即如何延長有源射頻標簽內(nèi)部電池的單次放電壽命，降低有源射頻標簽的功耗。為了降低有源射頻標簽的平均功耗，標簽一般是處于休眠狀態(tài)，即高頻射頻電路都不工作。如圖2所示為現(xiàn)有的有源射頻標簽在多車道自由流系統(tǒng)中進行交易的通信過程:
[0007]步驟S201:當車輛進入射頻天線范圍內(nèi)時，喚醒有源射頻標簽，使標簽處于工作狀態(tài)。
[0008]步驟S202:接收對應射頻天線發(fā)送的數(shù)據(jù)包，進行數(shù)據(jù)包的解析處理，開始收費交易的通信過程。
[0009]步驟S203:進行收費交易過程中判斷交易是否成功，若成功則轉(zhuǎn)到步驟S205直接進入休眠，等待下次喚醒。若交易沒有成功，則轉(zhuǎn)到步驟S204。
[0010]步驟S204:判斷交易是否超時，若超時則轉(zhuǎn)到步驟S205使標簽直接進入休眠，若未超時則重新轉(zhuǎn)到步驟S202進行數(shù)據(jù)包的接收。
[0011]步驟S205:標簽休眠。
[0012]為了降低有源射頻標簽的功耗，當整個交易的通信過程結(jié)束后進入省電的休眠狀態(tài)，但是有源射頻標簽的數(shù)據(jù)喚醒功能一直處于工作狀態(tài)，如果有源標簽一直處于天線覆蓋的范圍內(nèi)，則其仍能收到射頻天線發(fā)送的數(shù)據(jù)包，則標簽立刻被喚醒，判斷是否再次進行交易，若不需在交易，則標簽進入休眠狀態(tài)，如此周而復始的循環(huán)。
[0013]發(fā)明人在實施本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有的有源射頻標簽進行通信的方法，存在以下技術(shù)問題:
[0014]當交易的通信過程結(jié)束后，但有源射頻標簽仍處于射頻天線的覆蓋范圍內(nèi)時，標簽會立刻被喚醒，并且可能是反復的被喚醒，不斷進行數(shù)據(jù)包的接收，然而同一射頻天線覆蓋范圍內(nèi)僅需進行一次數(shù)據(jù)流的處理，所以反復喚醒標簽消耗的電量是毫無意義的，造成電池耗電過多，電池壽命太短，沒有從根本上解決降低功耗的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的是提供一種有源射頻標簽通信方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中有源射頻標簽長時間處于射頻天線覆蓋范圍時，標簽立刻被喚醒造成電池耗電過多的問題。
[0016]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0017]本發(fā)明一方面提供了一種有源射頻標簽通信方法，該方法包括:
[0018]有源射頻標簽被喚醒后，與對應射頻天線進行通信；
[0019]當本次通信過程結(jié)束時，關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能并設置關(guān)閉時長，進入休眠狀態(tài)；
[0020]達到所述關(guān)閉時長后，使能所述數(shù)據(jù)喚醒功能。
[0021]本發(fā)明另一方面還提供了一種有源射頻標簽，該有源射頻標簽包括:
[0022]數(shù)據(jù)流處理單元，用于當有源射頻標簽被喚醒后，與對應射頻天線進行通信；
[0023]數(shù)據(jù)喚醒功能關(guān)閉單元，用于當本次通信過程結(jié)束時，關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能，進入休眠狀態(tài)；
[0024]時長控制單元，用于設置所述數(shù)據(jù)喚醒功能關(guān)閉單元關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能的關(guān)閉時長，當時間達到所述數(shù)據(jù)喚醒功能關(guān)閉時長后，使能所述數(shù)據(jù)喚醒功能。
[0025]本發(fā)明提供的有源射頻標簽通信方法及系統(tǒng)達到以下有益效果:當有源射頻標簽完成通信過程時，關(guān)閉數(shù)據(jù)使能功能并設置關(guān)閉時長，使得當標簽長時間處于同一射頻天線覆蓋范圍內(nèi)時，不會立刻被喚醒，節(jié)省了電池耗電，降低了能耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中有源射頻標簽結(jié)構(gòu)不意圖；
[0027]圖2為現(xiàn)有的有源射頻標簽在多車道自由流系統(tǒng)中進行交易的通信流程圖；
[0028]圖3為本發(fā)明提供的有源射頻標簽通信方法流程圖；
[0029]圖4為本發(fā)明實施例提供的有源射頻標簽在多車道自由流系統(tǒng)中進行交易的通信過程流程圖；
[0030]圖5為本發(fā)明實施例提供的有源射頻標簽構(gòu)成框圖。
【具體實施方式】
[0031]本發(fā)明提供一種有源射頻標簽通信方法，有源射頻標簽被喚醒后并完成一次通信處理過程，則關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能并設置關(guān)閉時長，進入休眠狀態(tài)，使得當標簽長時間處于同一射頻天線覆蓋范圍內(nèi)時，不會立刻被喚醒，節(jié)省了電池耗電，降低了能耗。[0032]本發(fā)明實施例一提供了一種有源射頻標簽通信方法，實現(xiàn)流程如圖3所示:
[0033]步驟S301:當有源射頻標簽進入射頻天線的覆蓋范圍后被喚醒。
[0034]步驟S302:有源射頻標簽被喚醒后，與對應射頻天線進行通信。
[0035]步驟S303:當本次通信過程結(jié)束時，關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能并設置關(guān)閉時長，進入休眠狀態(tài)；
[0036]步驟S304:達到所述關(guān)閉時長后，使能所述數(shù)據(jù)喚醒功能。
[0037]本發(fā)明實施例一提供的上述有源射頻標簽通信方法，當有源射頻標簽完成一次通信處理過程時，關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能并進入休眠狀態(tài)，使得當標簽長時間處于同一射頻天線覆蓋范圍內(nèi)時，不會立刻被喚醒，節(jié)省了電池耗電，降低了能耗，同時由于設置了數(shù)據(jù)喚醒功能關(guān)閉時長，達到關(guān)閉時長后，使能數(shù)據(jù)喚醒功能，保證有源射頻標簽進入到下一個射頻天線的覆蓋范圍時，能及時被喚醒，仍能正常進行數(shù)據(jù)流處理。
[0038]優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中在有源標簽進入休眠狀態(tài)之前可以設置定時器，通過定時器設置關(guān)閉時長，并在設置的關(guān)閉時長內(nèi)關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能。通過設置定時器，一方面能夠設置數(shù)據(jù)喚醒功能的關(guān)閉時長，另一方面可以利用定時器的中斷功能使能數(shù)據(jù)喚醒功能，當達到定時器設置的時間時，即刻使能數(shù)據(jù)喚醒功能。
[0039]本發(fā)明實施例二以上述有源射頻標簽通信方法應用于多車道自由流系統(tǒng)為例進行詳細說明，如圖4所示，當然并不引以為限，該方法可應用于各種場景。
[0040]步驟S401:當車輛進入射頻天線范圍內(nèi)時，標簽被喚醒，并處于工作狀態(tài)。
[0041]步驟S402:接收射頻天線發(fā)送的數(shù)據(jù)包，進行數(shù)據(jù)包的解析處理，開始收費交易的通信過程。
[0042]步驟S403:進行收費交易過程中判斷交易是否成功，即判斷數(shù)據(jù)流的處理流程是否結(jié)束，若成功則轉(zhuǎn)到步驟S404，若交易沒有成功，則轉(zhuǎn)到步驟S406。
[0043]步驟S404:關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能。由于關(guān)閉了數(shù)據(jù)喚醒功能，使得標簽直接進入休眠狀態(tài)，這時射頻天線的微波信號無法將標簽喚醒，并且由于標簽進入了休眠狀態(tài)，減少了電池耗電。
[0044]步驟S405:休眠前設置定時器，通過該定時器設置數(shù)據(jù)喚醒功能關(guān)閉時長T，使有源射頻標簽在T時間內(nèi)不會被喚醒，T秒后數(shù)據(jù)喚醒功能會將標簽喚醒。T的值可以是用戶根據(jù)實際情況任意設定的，但是T的值不能設置太大，否則會錯過和其它射頻天線再次交易的機會；同樣T設置太短，則使標簽被喚醒的次數(shù)增多，導致功耗較大。
[0045]步驟S406:判斷交易是否超時，即判斷本次通信過程是否超時，若超時則轉(zhuǎn)到步驟S407使標簽直接進入休眠，若未超時則重新轉(zhuǎn)到步驟S202進行數(shù)據(jù)包的接收，繼續(xù)進行數(shù)據(jù)流的處理流程。
[0046]步驟S407:標簽休眠。
[0047]優(yōu)選的，當定時器達到設定的時間段后，標簽會被數(shù)據(jù)喚醒功能喚醒，喚醒后，標簽解析射頻天線的ID( IDentity,身份標識號碼),若解析得到的射頻天線ID是上次成功交易的射頻天線，則設置為堵車狀態(tài)，并設置定時器，關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能，進入休眠狀態(tài)，重復步驟S404到步驟S407的過程，當不相同時，則表明需要進行不同的交易，則接收當前射頻天線發(fā)送的數(shù)據(jù)包，并進行當前通信過程。
[0048]以下結(jié)合具體的實際應用進行舉例說明，有源射頻標簽主要參數(shù)如下:休眠電流15uA，工作時平均電流30mA，電池容量1500mA/h，電池可用比例70%，休眠時關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能的時間段為5s，被喚醒后發(fā)現(xiàn)仍為同一射頻天線ID時，工作時間約5ms。
[0049]如果標簽一直處于射頻天線信號范圍內(nèi)，電流將一直保持30mA,標簽電池電量為將 1500*0.7=1050mA/h，能維持 1050/30=35h。
[0050]如果每次喚醒后關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能并休眠5s，喚醒工作時間是5ms，那么35h中有1/1000時間處于工作狀態(tài)，其余時間處于休眠狀態(tài)。消耗電量約為:35*(0.001*30+0.999*
0.015)=1.57mA/h0
[0051]可以看到通過本發(fā)明實施例的降低功耗設計方案，由于喚醒后關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能并休眠5s，此時間段內(nèi)不響應喚醒中斷，標簽在極端堵車情況下耗電量占電池電量的
1.57/1050=1.5%，很好的滿足了實際應用中降低功耗的要求。
[0052]通過本發(fā)明的上述技術(shù)方案，得到一種有源射頻標簽在多車道自由流系統(tǒng)中節(jié)電并降低功耗的設計方法，解決了標簽在多車道自由流系統(tǒng)應用中，當堵車時使車輛長時間處于射頻天線覆蓋范圍下，耗電過多、電池壽命太短的問題。并且當定時器達到設定的時間段后，判斷當前射頻天線ID是否為上次成功交易的射頻天線ID，當是上次交易的射頻天線ID時，繼續(xù)關(guān)閉所述數(shù)據(jù)喚醒功能并設置定時器，進入休眠狀態(tài)，不會立刻喚醒標簽后馬上關(guān)閉標簽，并且因為只有在達到設置的時間段后才喚醒標簽，避免了多次反復喚醒標簽，達到了降低功耗的目的。
[0053]本發(fā)明實施例三還提供了一種有源射頻標簽降低功耗的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的構(gòu)成如圖5所示,該系統(tǒng)包括:
[0054]數(shù)據(jù)流處理單元51，用于當有源射頻標簽被喚醒后，與對應射頻天線進行通信，并進行數(shù)據(jù)流的處理流程。
[0055]數(shù)據(jù)喚醒功能關(guān)閉單元52，用于當本次通信過程結(jié)束時，關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能，進入休眠狀態(tài)。
[0056]時長控制單元53，用于設置所述數(shù)據(jù)喚醒功能關(guān)閉單元關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能的關(guān)閉時長，當時間達到所述數(shù)據(jù)喚醒功能關(guān)閉時長后，使能所述數(shù)據(jù)喚醒功能。
[0057]其中，時長控制單元53可以為一定時器，用于在有源射頻標簽進入休眠狀態(tài)之前，設定關(guān)閉所述射頻信號響應功能的時長，并在達到所述關(guān)閉時長后，由所述定時器使能所述射頻信號響應功能。
[0058]優(yōu)選的，該有源標簽還包括一判斷單元，用于所述時長控制單元53使能所述數(shù)據(jù)喚醒功能后，當再次喚醒所述有源射頻標簽時，判斷當前射頻天線身份標識碼ID是否與最近一次進行通信過程的射頻天線ID相同，
[0059]當相同時，關(guān)閉所述數(shù)據(jù)喚醒功能并設置定時器，進入休眠狀態(tài)；
[0060]當不相同時，與當前射頻天線進行通信，并進行數(shù)據(jù)流的處理流程。
[0061]具體的，所述數(shù)據(jù)流處理單元51進行數(shù)據(jù)流處理的過程中包括:
[0062]判斷所述通信過程是否結(jié)束；
[0063]當所述通信過程結(jié)束時，關(guān)閉所述數(shù)據(jù)喚醒功能，設置關(guān)閉時長并進入休眠狀態(tài)；
[0064]當所述通信過程未結(jié)束時，判斷所述通信過程是否超時，當所述通信過程超時時，進入休眠狀態(tài)；當所述通信過程未超時時，繼續(xù)接收數(shù)據(jù)包，進行所述數(shù)據(jù)流的處理流程。[0065]本發(fā)明實施例提供的降低有源射頻標簽功耗的系統(tǒng)，當有源射頻標簽完成通信過程時，關(guān)閉數(shù)據(jù)使能功能并設置關(guān)閉時長，使得當標簽長時間處于同一射頻天線覆蓋范圍內(nèi)時，不會立刻被喚醒，節(jié)省了電池耗電，降低了能耗，并且通過定時器設置關(guān)閉時長，不僅保證有源射頻標簽進入到下一個射頻天線的覆蓋范圍時，仍能正常進行數(shù)據(jù)流處理，而且能夠較好的利用其中斷功能，當達到定時時長時能使能數(shù)據(jù)喚醒功能。
[0066]顯然，本領域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種有源射頻標簽通信方法，其特征在于，該方法包括: 有源射頻標簽被喚醒后，與對應射頻天線進行通信； 當本次通信過程結(jié)束時，關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能并設置關(guān)閉時長，進入休眠狀態(tài)； 達到所述關(guān)閉時長后，使能所述數(shù)據(jù)喚醒功能。
2.如權(quán)利要求1所述的有源射頻標簽通信方法，其特征在于，所述有源射頻標簽進入休眠狀態(tài)之前包括: 設置定時器，通過所述定時器設定關(guān)閉所述射頻信號響應功能的時長，并在達到所述關(guān)閉時長后，由所述定時器使能所述射頻信號響應功能。
3.如權(quán)利要求1所述的有源射頻標簽通信方法，其特征在于，使能所述數(shù)據(jù)喚醒功能后，當所述有源射頻標簽再次被喚醒時，該方法還包括:判斷當前射頻天線身份標識碼ID是否與最近一次進行數(shù)據(jù)流處理的射頻天線ID相同， 當相同時，關(guān)閉所述數(shù)據(jù)喚醒功能并設置關(guān)閉時長，進入休眠狀態(tài)； 當不相同時，與當前射頻天線進行通信，并進行數(shù)據(jù)流的處理流程。
4.如權(quán)利要求1所述的有源射頻標簽通信方法，其特征在于，所述與對應射頻天線進行通信的過程中，包括: 判斷所述通信過程是否結(jié)束； 當所述通信過程結(jié)束時，關(guān)閉所述數(shù)據(jù)喚醒功能并設置關(guān)閉時長，進入休眠狀態(tài)；當所述通信過程未結(jié)束時，判斷所述通信過程是否超時，當所述通信過程超時時，進入休眠狀態(tài)；當所述通信過程未超時時，繼續(xù)進行當前通信過程。
5.一種有源射頻標簽，其特征在于，該有源射頻標簽包括: 數(shù)據(jù)流處理單元，用于當有源射頻標簽被喚醒后，與對應射頻天線進行通信； 數(shù)據(jù)喚醒功能關(guān)閉單元，用于當本次通信過程結(jié)束時，關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能，進入休眠狀態(tài)； 時長控制單元，用于設置所述數(shù)據(jù)喚醒功能關(guān)閉單元關(guān)閉數(shù)據(jù)喚醒功能的關(guān)閉時長，當時間達到所述數(shù)據(jù)喚醒功能關(guān)閉時長后，使能所述數(shù)據(jù)喚醒功能。
6.如權(quán)利要求5所述的有源射頻標簽，其特征在于，所述時長控制單元為定時器。
7.如權(quán)利要求5所述的有源射頻標簽，其特征在于，該有源標簽還包括一判斷單元，用于所述使能單元使能所述數(shù)據(jù)喚醒功能后，當所述有源射頻標簽再次被喚醒時，判斷當前射頻天線身份標識碼ID是否與最近一次進行通信過程的射頻天線ID相同， 當相同時，關(guān)閉所述數(shù)據(jù)喚醒功能并設置關(guān)閉時長，進入休眠狀態(tài)； 當不相同時，與當前射頻天線進行通信，并進行數(shù)據(jù)流的處理流程。
8.如權(quán)利要求5所述的有源射頻標簽，其特征在于，所述數(shù)據(jù)流處理單元進行數(shù)據(jù)流處理的過程中，還用于: 判斷所述通信過程是否結(jié)束； 當所述通信過程結(jié)束時，關(guān)閉所述數(shù)據(jù)喚醒功能并設置關(guān)閉時長，進入休眠狀態(tài)；當所述通信過程未結(jié)束時，判斷所述通信過程是否超時，當所述通信過程超時時，進入休眠狀態(tài)；當所述通信過程未超時時，繼續(xù)接收數(shù)據(jù)包，進行所述數(shù)據(jù)流的處理流程。
【文檔編號】H04W52/28GK103476096SQ201210185354
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月7日
【發(fā)明者】李龍, 陳冬, 馬濤 申請人:中興通訊股份有限公司