專利名稱：一種智能電子標簽系統(tǒng)及其信息交互方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)及普適計算技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，本發(fā)明涉及ー種智能電子標簽系統(tǒng)及其信息交互方法。
背景技術(shù)：
電子標簽是ー種非接觸式的自動射頻識別(RFID)技術(shù)，利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別的目的。它是非接觸的，無須光學(xué)可視，完成識別工作時無須人工干預(yù)、適于實現(xiàn)自動化且不易損壞，可遠距離識別高速運動物體，并可同時識別多個射頻卡，操作快捷方便等，可以輕松滿足信息流量不斷增大和信息處理速度不斷提高的需求。目前，電子標簽已廣泛用于現(xiàn)代物流、電子商務(wù)、交通管理、電子政務(wù)及軍事管理等國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。電子標簽系統(tǒng)包括電子標簽(或應(yīng)答器)和閱讀器(或讀寫器)。電子標簽由芯片與天線組成，而每ー個標簽具有唯一的電子編碼，在具體應(yīng)用中標簽附在物體上以標識目標對象，當(dāng)電子標簽接收到讀寫器的發(fā)射信號吋，電子標簽根據(jù)讀寫器發(fā)射的指令完成相應(yīng)的動作，并將響應(yīng)信息發(fā)回讀寫器。讀寫器通過發(fā)射信號傳送指令給電子標簽，并接收標簽返回的信號，在初歩的過濾、處理信號之后，將有用的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)交互，從而完成對電子標簽的信息獲取和解析。然而，現(xiàn)有的電子標簽本質(zhì)上是ー個靜態(tài)的存儲部件，用于存儲物品標識和該物品的靜態(tài)信息，而難以獲取和存儲實時性較強的物品動態(tài)信息。對于物品動態(tài)信息，通常需要由閱讀器讀取物品標識，再根據(jù)物品標識訪問后臺服務(wù)器而獲得。這就需要閱讀器與后臺服務(wù)器進行頻繁的數(shù)據(jù)通訊，導(dǎo)致巨大的傳輸和通訊消耗。綜上所述，當(dāng)前迫切需要一種能夠?qū)崟r獲取和存儲物品動態(tài)信息的電子標簽系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崟r獲取和存儲物品動態(tài)信息的電子標簽系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了ー種智能電子標簽系統(tǒng)，包括電子標簽和讀寫器，所述電子標簽的存儲區(qū)包括數(shù)據(jù)段和代碼段，所述代碼段用于存儲能夠?qū)崿F(xiàn)一定功能且能夠被所述讀寫器解釋和執(zhí)行的程序代碼。其中，所述程序代碼所實現(xiàn)的功能是感知功能、計算功能或主動通信功能。其中，所述數(shù)據(jù)段包括靜態(tài)數(shù)據(jù)段和動態(tài)數(shù)據(jù)段。其中，所述電子標簽的存儲區(qū)包括ID、LI、L2、L3、L4字段、靜態(tài)數(shù)據(jù)段、代碼段和動態(tài)數(shù)據(jù)段；其中，ID是智能電子標簽的唯一標識號，LI用于指示代碼段的起始位置，L2用于指示代碼段的終止位置，L3用于指示動態(tài)數(shù)據(jù)段的起始位置，L4用于指示動態(tài)數(shù)據(jù)段的長度。其中，所述電子標簽采用通用的有源或者無源可讀寫電子標簽。
其中，所述電子標簽的通信頻段包括低頻、高頻、超高頻或微波通信頻段。其中，所述讀寫器還包括傳感器。其中，所述讀寫器還包括通信模塊。本發(fā)明還提供了一種基于上述智能電子標簽系統(tǒng)的信息交互方法，包括下列步驟I)閱讀器掃描附近的智能電子標簽；2)閱讀器從智能電子標簽讀取程序代碼；3)在閱讀器上執(zhí)行所述程序代碼，獲取執(zhí)行結(jié)果。所述智能電子標簽系統(tǒng)的信息交互方法還包括下列步驟4)將執(zhí)行結(jié)果寫入電子標簽中。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有下列技術(shù)效果I、能夠?qū)崟r獲取和存儲物品動態(tài)信息。2、避免了閱讀器與后臺服務(wù)器進行頻繁的數(shù)據(jù)通訊，減少了傳輸和通訊消耗。3、不需要改變現(xiàn)有電子標簽的物理結(jié)構(gòu)，成本低廉。


圖I示出了本發(fā)明ー個實施例的智能電子標簽及其動態(tài)存儲結(jié)構(gòu)；圖2示出了本發(fā)明ー個實施例中電子標簽和讀寫器之間的局部交互示意圖；圖3示出了本發(fā)明ー個實施例中電子標簽和讀寫器之間局部交互的流程圖。
具體實施例方式下面，結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進ー步地描述。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了ー種智能電子標簽系統(tǒng)，包括電子標簽和讀寫器。電子標簽可以采用通用的有源或者無源可讀寫電子標簽(其存儲區(qū)容量一般為128位 8K位)，包括低頻、高頻、超高頻和微波等不同通信頻段；讀寫器指可以對電子標簽進行讀寫的設(shè)備。讀寫器除了具有電子標簽讀寫模塊和計算部件外，還可以具有傳感器(如溫度傳感器、濕度傳感器、加速度傳感器等)和通信模塊(如藍牙通信模塊、WiFi通信模塊 等。
其中，電子標簽的存儲區(qū)包括數(shù)據(jù)段和代碼段。代碼段用于存儲能夠?qū)崿F(xiàn)一定功能且能夠被讀寫器解釋和執(zhí)行的程序代碼。該程序代碼所實現(xiàn)的功能可以是感知功能、計算功能和主動通信功能等，具體功能可根據(jù)實際應(yīng)用需求靈活設(shè)計。例如，對于用于食品包裝箱的電子標簽，代碼段可以存儲具有位置感知和溫度感知功能的程序代碼。圖I示出了一個實施例中的電子標簽所采用的存儲結(jié)構(gòu)，該存儲結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)段、代碼段以及ー些指示字段，該存儲結(jié)構(gòu)中還將所述數(shù)據(jù)段分為靜態(tài)數(shù)據(jù)段和動態(tài)數(shù)據(jù)段。靜態(tài)數(shù)據(jù)段存儲靜態(tài)數(shù)據(jù)，例如產(chǎn)品名稱、類別、數(shù)量、重量、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)單位等信息，這些信息在整個產(chǎn)品運輸過程中是固定不變的。電子標簽的ID可以存儲在一個單獨的 字段中(如圖I所述)，也可以作為一種靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲在所述靜態(tài)數(shù)據(jù)段中，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員易于理解的。動態(tài)數(shù)據(jù)段存儲的是實時獲得的數(shù)據(jù)。例如，由智能電子標簽的位置感知功能和溫度感知功能實時獲得的動態(tài)位置數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可通過車載固定終端獲得。具體地，在整個產(chǎn)品(例如食品)運輸過程中，車載固定終端掃描電子標簽中的程序代碼并執(zhí)行該程序代碼從而動態(tài)感知位置和溫度，然后將所感知的位置和溫度數(shù)據(jù)寫入電子標簽中。將數(shù)據(jù)段分為靜態(tài)數(shù)據(jù)段和動態(tài)數(shù)據(jù)段能夠合理安排電子標簽的存儲空間，有助于快速查找和讀寫數(shù)據(jù)，減小空間資源的浪費。參考圖1，在本發(fā)明的一個實施例中，電子標簽的存儲結(jié)構(gòu)包括ID、LI、L2、L3、L4字段、靜態(tài)數(shù)據(jù)段、代碼段和動態(tài)數(shù)據(jù)段。其中，ID是智能電子標簽的唯一標識號，LI用于指示代碼段的起始位置，L2用于指示代碼段的終止位置，L3用于指示動態(tài)數(shù)據(jù)段的起始位置，L4用于指示動態(tài)數(shù)據(jù)段的長度。而靜態(tài)數(shù)據(jù)段的起始位置是固定的，所以可以不用指示；靜態(tài)數(shù)據(jù)段的終止位置緊鄰代碼段的起始位置。本發(fā)明的一個實施例中，電子標簽存儲了虛擬功能的相應(yīng)程序代碼，但電子標簽本身并沒有代碼的執(zhí)行能力，需要通過電子標簽和讀寫器的局部交互，將程序代碼讀取到讀寫器上，借助讀寫器進行代碼的解釋和執(zhí)行，再將執(zhí)行結(jié)果反饋存儲到電子標簽的動態(tài)數(shù)據(jù)空間中，從而實現(xiàn)電子標簽的感知、計算和/或主動通信功能，實現(xiàn)電子標簽的智能化。 圖2示出了一個實施例中電子標簽和讀寫器之間的局部交互示意圖。其中步驟
(I)為閱讀器掃描附近的智能電子標簽，步驟(2)為閱讀器從智能電子標簽讀取程序代碼，步驟(3)為在閱讀器上執(zhí)行所述程序代碼，獲取執(zhí)行結(jié)果，步驟(4)為將執(zhí)行結(jié)果寫入電子標簽中。圖3示出了一個實施例中電子標簽和讀寫器之間局部交互的流程圖，該流程主要包含以下步驟步驟I :讀寫器掃描附近的智能電子標簽。步驟2 :讀寫器判斷是否發(fā)現(xiàn)周圍有智能電子標簽，如果是，轉(zhuǎn)步驟3，否則轉(zhuǎn)步驟10。步驟3 :讀寫器讀取智能電子標簽中的程序代碼段。步驟4 :讀寫器判斷程序代碼段是否為空，如果程序代碼段不為空轉(zhuǎn)步驟5，否則轉(zhuǎn)步驟10 ；步驟5 :將智能電子標簽中的程序代碼讀取到讀寫器中。步驟6 :讀寫器執(zhí)行程序代碼，獲取執(zhí)行結(jié)果。步驟7 :讀寫器再次掃描該電子標簽。步驟8:判斷智能電子標簽是否仍在讀寫器的讀寫范圍內(nèi)，如果是，轉(zhuǎn)步驟9，否則轉(zhuǎn)步驟10。步驟9 :將執(zhí)行結(jié)果寫入智能電子標簽。步驟10 :判斷讀寫器是否繼續(xù)掃描，如果是，轉(zhuǎn)步驟1，否則結(jié)束。為便于理解，下面介紹ー個基于智能電子標簽系統(tǒng)的食品運輸流程管理案例，包括下列步驟步驟I.食品生產(chǎn)企業(yè)將生產(chǎn)的食品用包裝箱密封；步驟2.在每個包裝箱上貼上智能電子標簽；步驟3.用手持閱讀器往智能電子標簽的存儲空間中進行寫操作⑴將包裝箱信息寫入數(shù)據(jù)區(qū)，包括唯一標識碼、食品名稱、數(shù)量、生產(chǎn)日期等；(2)將程序代碼寫入程序代碼區(qū)，包括位置感知和溫度感知等功能的程序代碼；步驟4.將所有食品包裝箱裝入運輸車，從生產(chǎn)地運往銷售地；步驟5.在運輸過程中，車載固定閱讀器掃描車廂內(nèi)所有智能電子標簽。閱讀器將智能電子標簽中儲存的位置感知、溫度感知功能的程序代碼讀取到車載閱讀器上，進行解釋執(zhí)行以獲取車輛目前的位置和當(dāng)前車廂內(nèi)的溫度，并將位置和溫度信息寫入智能電子標簽的數(shù)據(jù)區(qū)；步驟6.食品運輸車在整個運輸過程中，閱讀器以一定時間間隔掃描智能電子標簽，并重復(fù)步驟5;步驟7.當(dāng)運輸車達到目的地后，收貨人利用手持閱讀器讀取智能電子標簽，可以讀取包裝箱信息和整個運輸過程的位置和溫度信息，確保食品運輸過程安全可靠。根據(jù)上述案例可以看出，本發(fā)明提出的智能電子標簽有如下技術(shù)效果I)用戶可根據(jù)實際應(yīng)用中的需求，自主選擇智能電子標簽應(yīng)具有的虛擬功能(如上述案例中用戶選擇的位置感知功能和溫度感知功能)；電子標簽最初是空白的，可根據(jù)應(yīng)用需求不同寫入不同功能的代碼(如食品運輸和藥品運輸所需的功能不一樣，后者可能需要濕度感知功能)；多個電子標簽通過借助閱讀器虛擬實現(xiàn)了感知、計算和通訊等功能，標簽本身不需要額外增加任何硬件設(shè)備，也不需要改變標簽本身(本發(fā)明中所用的電子標簽都是目前通用的普通電子標簽)，可在擴展標簽應(yīng)用范圍的同時，維持系統(tǒng)的低成本；2)通過局部交互就能在本地完成面向需求的計算任務(wù)(本案例中所有的交互都是閱讀器和電子標簽的本地局部交互)，無需額外的數(shù)據(jù)傳輸和通訊消耗，無需閱讀器和后臺服務(wù)器進行通訊(本發(fā)明無需后臺服務(wù)器的支持)，可以提高減小數(shù)據(jù)和通訊消耗，有利于數(shù)據(jù)的隱私保護(本發(fā)明無需遠程數(shù)據(jù)傳輸)。另外，上述例子中，電子標簽的代碼段僅存存實現(xiàn)感知功能的代碼。本領(lǐng)域技術(shù)人員易于理解，該代碼段還可以進ー步存儲計算功能和通信功能代碼，以實現(xiàn)更復(fù)雜的實時動態(tài)數(shù)據(jù)交互功能。還是以食品運輸場景中的溫度監(jiān)控為例，在智能電子標簽系統(tǒng)同時具有感知功能、計算功能和通信功能的前提下，可以首先感知當(dāng)前溫度(如30°C )，然后計算當(dāng)前溫度是否超過ー個預(yù)先設(shè)定的閾值(比如標準溫度為24°C，上下浮動不能超過閾值±5°C )，如果超過此閾值，則以主動通信方式向食品管理中心發(fā)送數(shù)據(jù)并報警?？梢钥闯?，感知功能、計算功能和通信功能配合使用，能夠進ー步地提高所述智能電子標簽系統(tǒng)的智能化水平。最后所應(yīng)說明的是，以上所述的發(fā)明實施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本 發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.ー種智能電子標簽系統(tǒng)，包括電子標簽和讀寫器，所述電子標簽的存儲區(qū)包括數(shù)據(jù)段和代碼段，所述代碼段用于存儲能夠?qū)崿F(xiàn)一定功能且能夠被所述讀寫器解釋和執(zhí)行的程序代碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能電子標簽系統(tǒng)，其特征在于，所述程序代碼所實現(xiàn)的功能是感知功能、計算功能或主動通信功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能電子標簽系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)段包括靜態(tài)數(shù)據(jù)段和動態(tài)數(shù)據(jù)段。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能電子標簽系統(tǒng)，其特征在于，所述電子標簽的存儲區(qū)包括ID、LI、L2、L3、L4字段、靜態(tài)數(shù)據(jù)段、代碼段和動態(tài)數(shù)據(jù)段；其中，ID是智能電子標簽的唯一標識號，LI用于指示代碼段的起始位置，L2用于指示代碼段的終止位置，L3用于指示動態(tài)數(shù)據(jù)段的起始位置，L4用于指示動態(tài)數(shù)據(jù)段的長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能電子標簽系統(tǒng)，其特征在于，所述電子標簽采用通用的有源或者無源可讀寫電子標簽。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能電子標簽系統(tǒng)，其特征在于，所述電子標簽的通信頻段包括低頻、高頻、超高頻或微波通信頻段。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能電子標簽系統(tǒng)，其特征在于，所述讀寫器還包括傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能電子標簽系統(tǒng)，其特征在于，所述讀寫器還包括通信模塊。
9.ー種基于權(quán)利要求I所述的智能電子標簽系統(tǒng)的信息交互方法，其特征在于，包括下列步驟 1)閱讀器掃描附近的智能電子標簽； 2)閱讀器從智能電子標簽讀取程序代碼； 3)在閱讀器上執(zhí)行所述程序代碼，獲取執(zhí)行結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能電子標簽系統(tǒng)的信息交互方法，其特征在于，還包括下列步驟 4)將執(zhí)行結(jié)果寫入電子標簽中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種智能電子標簽系統(tǒng)，包括電子標簽和讀寫器，所述電子標簽的存儲區(qū)包括數(shù)據(jù)段和代碼段，所述代碼段用于存儲能夠?qū)崿F(xiàn)一定功能且能夠被所述讀寫器解釋和執(zhí)行的程序代碼。本發(fā)明還提供了相應(yīng)的信息交互方法。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有下列技術(shù)效果1、能夠?qū)崟r獲取和存儲物品動態(tài)信息。2、避免了閱讀器與后臺服務(wù)器進行頻繁的數(shù)據(jù)通訊，減少了傳輸和通訊消耗。3、不需要改變現(xiàn)有電子標簽的物理結(jié)構(gòu)，成本低廉。
文檔編號G06K17/00GK102663485SQ20121008947
公開日2012年9月12日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者唐焱, 王雙全, 陳振宇, 陳益強 申請人:中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所