本發(fā)明涉及一種電子標簽技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超高頻電子標簽傳感系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

超高頻射頻識別已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事物流、軍事倉儲、軍事資產(chǎn)和軍事裝備的管理，是聯(lián)合全資產(chǎn)可視性(Joint Total Asset Visibility，JTAV)的基礎(chǔ)。在軍用物資和軍用裝備的管理中，除了采集物品的標識信息外，同樣也需要采集物品及其周圍環(huán)境的一些信息，例如溫度、濕度和使用情況等信息。利用這些傳感信息，可以推斷出物資或裝備的性能，因此對于這些信息必須采取相應(yīng)的安全措施。

盡管軍用標準規(guī)定了超高頻電子標簽應(yīng)當具有安全能力，但由于超高頻電子標簽需要滿足成本和遠距離識別的需求，實際的標簽通常沒有密碼運算能力。目前，超高頻電子標簽的安全問題通常是通過數(shù)據(jù)加密和訪問口令的方式來保證的。在應(yīng)用中，通常利用各種商用或軍用密碼模塊，在物品的標識信息(如EPC碼)和屬性信息(如用戶區(qū)數(shù)據(jù))寫入標簽前進行加密，以防止未授權(quán)的非法用戶監(jiān)聽或讀取這些信息。標簽上的傳感信息是由傳感器直接寫入標簽的存儲區(qū)的，沒有經(jīng)過數(shù)據(jù)加密處理，不能滿足某些應(yīng)用中的安全需求。另外，由于以上的原因，超高頻標簽?zāi)壳吧胁荒芘c讀寫器實現(xiàn)雙向鑒別認證。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電子標簽傳感系統(tǒng)，用于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。

本發(fā)明一種電子標簽傳感系統(tǒng)，其中，包括：傳感器，密碼模塊， 標簽芯片、微處理器以及高能量電池；該傳感器組用于采集環(huán)境信息；該微處理器用于采集傳感器的環(huán)境信息并存儲；該標簽芯片用于與讀寫器進行通信；該密碼模塊用于進行加解密；該高能量電池用于給電子標簽傳感系統(tǒng)供電；該標簽芯片用于與讀寫器進行通信。

根據(jù)本發(fā)明的電子標簽傳感系統(tǒng)的一實施例，其中，該微處理器包括：主控模塊、密碼服務(wù)訪問模塊、傳感器控制模塊以及電源管理模塊；該電源管理模塊用于設(shè)置和控制微處理器的功耗模式；該主控模塊用于從電子標簽接收讀寫器發(fā)送的請求，實現(xiàn)增強電子標簽與讀寫器之間的雙向認證；該傳感器控制模塊用于配置并控制該傳感器的運行，并接收傳感數(shù)據(jù)，并傳遞給該主控模塊；該密碼服務(wù)訪問模塊用于接收該主控模塊的加密和解密請求，調(diào)用該密碼模塊的服務(wù)，將加密和解密結(jié)果傳遞給主控模塊。

根據(jù)本發(fā)明的電子標簽傳感系統(tǒng)的一實施例，其中，該密碼模塊還能夠根據(jù)預設(shè)信息加密接收到的讀寫器隨機數(shù)，該微處理器根據(jù)加密后的隨機數(shù)判斷接收到的讀寫器隨機數(shù)是否合法，并生成隨機數(shù)，由該密碼模塊加密后發(fā)送給該讀寫器。

綜上，本發(fā)明提供了一種超高頻電子標簽傳感系統(tǒng)，標簽集成了密碼模塊，以及溫度、濕度和振動等傳感器。本發(fā)明的超高頻電子標簽傳感系統(tǒng)，工作于超高頻段，既能夠滿足射頻識別應(yīng)用的安全需求，還可以充分利用物流、倉庫和資產(chǎn)管理應(yīng)用中現(xiàn)有的超高頻讀寫器設(shè)備。能夠采集軍用物資的標識信息，并且可以采集物資及其周圍環(huán)境信息，滿足軍用物流、倉儲、資產(chǎn)和裝備管理對射頻識別數(shù)據(jù)采集的安全需求。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明超高頻電子標簽傳感系統(tǒng)的模塊圖；

圖2所示為本發(fā)明電子標簽傳感系統(tǒng)的應(yīng)用場景示意圖；

圖3讀寫器和超高頻電子標簽傳感系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換過程。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。

圖1所示為本發(fā)明超高頻電子標簽傳感系統(tǒng)的模塊圖，如圖1所示，本發(fā)明超高頻電子標簽傳感系統(tǒng)包括：傳感器組1，密碼模塊2，微處理器3以及高能量電池4。傳感器組1用于采集環(huán)境信息；微處理器3，用于采集傳感器的環(huán)境信息，并存儲；標簽芯片5，用于與讀寫器進行通信。密碼模塊2用于進行加解密。高能量電池4用于給超高頻電子標簽傳感系統(tǒng)供電。

參考圖1，微處理器3包括：主控模塊、密碼服務(wù)訪問模塊、傳感器控制模塊以及電源管理模塊。電源管理模塊用于設(shè)置和控制微處理器3的功耗模式。主控模塊用于從超高頻電子標簽接收讀寫器發(fā)送的請求，實現(xiàn)增強電子標簽與讀寫器之間的雙向認證。傳感器控制模塊用于配置并控制各種傳感器的運行，并接收傳感數(shù)據(jù)，并傳遞給主控模塊。密碼服務(wù)訪問模塊接收主控模塊的加密和解密請求，調(diào)用密碼模塊2的服務(wù)，將加密和解密結(jié)果傳遞給主控模塊。

參考圖2，主控模塊31設(shè)計成一個簡單的狀態(tài)機，包括兩個狀態(tài)：認證狀態(tài)和工作狀態(tài)。在認證狀態(tài)下，實現(xiàn)讀寫器與增強電子標簽的雙向認證。電子標簽確定讀寫器為已授權(quán)讀寫器后，進入工作狀態(tài)，與讀寫器進行雙向數(shù)據(jù)交換。接收到數(shù)據(jù)交換結(jié)束或超時后，再次進入認證狀態(tài)。

圖2所示為本發(fā)明電子標簽傳感系統(tǒng)的應(yīng)用場景示意圖，讀寫器要讀取超高頻電子標簽傳感系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，首先要與標簽進行雙向認證，讀寫器認證標簽的協(xié)議方法如下：

(1)讀寫器6向標簽芯片5特定存儲區(qū)寫入認證請求和隨機數(shù)R1；

(2)標簽芯片5用中斷信號通知微處理器3，微處理器3讀取認證請求和隨機數(shù)R1；

(3)密碼模塊2通過預存的加密信息加密隨機數(shù)R1，得到加密后的隨機數(shù)R1’；微處理器3產(chǎn)生隨機數(shù)R2；將隨機數(shù)R1’和隨機數(shù)R2寫入標簽芯片5的另一存儲區(qū)；

(4)讀寫器6讀取標簽芯片5上的隨機數(shù)R1’和隨機數(shù)R2；讀寫器6根據(jù)隨機數(shù)R1’判斷標簽的合法性；讀寫器6將隨機數(shù)R2加密后得到隨機數(shù)R2’；讀寫器6將隨機數(shù)R2’寫入標簽芯片5；

(5)微處理器3接收到中斷信號后，讀取隨機數(shù)R2’；密碼模塊2利用預存的加密信息加密隨機數(shù)R2，比較兩個加密結(jié)果，判斷讀寫器6的合法性。

雙向認證通過之后，讀寫器6給超高頻傳感系統(tǒng)發(fā)送讀取傳感信息命令，標簽才會響應(yīng)，將加密后的傳感信息存入標簽數(shù)據(jù)存儲區(qū)，讀寫器6將讀取的加密傳感信息解密后傳給上位機解密后處理。

圖3所示為電子標簽傳感系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換過程的示意圖，如圖3所示，電子標簽傳感系統(tǒng)與讀寫器之間的數(shù)據(jù)交換過程包括：

讀寫器6向標簽芯片5發(fā)送讀數(shù)據(jù)命令；

標簽芯片5通知微處理器3讀數(shù)據(jù)命令；

微處理器3將數(shù)據(jù)通過密碼模塊2進行加密；

微處理器3將加密后的數(shù)據(jù)發(fā)送給標簽芯片5；

標簽芯片5將加密后的數(shù)據(jù)發(fā)送給讀寫器6，讀寫器6通過密碼模塊7進行數(shù)據(jù)的解密，并獲取解密后的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明提出一種超高頻電子標簽傳感系統(tǒng)包括：標簽芯片、超低功耗微處理器(MCU)、各種傳感器、高能量電池和密碼模塊等。超高頻電子標簽與讀寫器通信時，需要首先進行雙向認證，只有確定是合法的讀寫器和標簽，雙方才會進行通信，讀寫器才能讀取標簽的傳感信息。讀寫器識別和讀取超高頻電子標簽時，微處理器察覺不到這個 過程。讀寫器向超高頻電子標簽寫入數(shù)據(jù)后，超高頻電子標簽通過IO管腳，向微處理器發(fā)送中斷信號，微處理器就可以通過并行總線讀寫超高頻電子標簽的存儲區(qū)。微處理器與標簽芯片之間的通信是由讀寫器觸發(fā)的，微處理器與超高頻電子標簽之間不主動進行通信。微處理器將超高頻電子標簽中的數(shù)據(jù)更新完畢后，就處于極低功耗模式，只保留中斷檢測功能。

綜上，本發(fā)明提供了一種超高頻電子標簽傳感系統(tǒng)，能夠采集軍用物資的標識信息，并且可以采集物資及其周圍環(huán)境信息，滿足軍用物流、倉儲、資產(chǎn)和裝備管理對射頻識別數(shù)據(jù)采集的安全需求。

本發(fā)明的超高頻電子標簽傳感系統(tǒng)具有如下主要功能：

(1)射頻識別功能。普通電子標簽的空中接口協(xié)議符合GJB7377.1-2011協(xié)議，能夠接收讀寫器命令，并向讀寫器返回相應(yīng)的信息；

(2)傳感功能。具有溫度、濕度傳感功能，可以擴展振動、速度、加速度等其它傳感功能；

(3)數(shù)據(jù)加密解密功能。具有數(shù)據(jù)加解密的功能，傳感數(shù)據(jù)可以以密文形式存儲在標簽用戶存儲區(qū)或微控制器的存儲器中；

(4)認證功能。作為一個整體，具有與讀寫器的相互認證功能，防止未授權(quán)讀寫器讀取增強電子標簽的傳感數(shù)據(jù)。

本發(fā)明超高頻電子標簽傳感系統(tǒng)采集物資和裝備的標識信息的同時，還可以利用傳感器采集物資和裝備及其周圍環(huán)境的一些傳感信息，例如溫度、濕度等信息，以及物資和裝備使用情況等信息，并通過電子標簽傳送到讀寫器，利用這些傳感信息，可以了解物資或裝備的使用情況，并可以保證傳感信息數(shù)據(jù)的安全。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。