專利名稱：一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)及自組織的射頻識(shí)別系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別RFID (Radio Frequency Identification)技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。每個(gè)RFID標(biāo)簽中都可以存儲(chǔ)一個(gè)唯一的識(shí)別碼，識(shí)別工作無須人工干預(yù)。RFID這種無線射頻識(shí)別技術(shù)，其主要核心部件是一個(gè)電子標(biāo)簽，直徑僅為2毫米不到。它通過相距幾米到幾十米距離內(nèi)讀取器(Reader)發(fā)射的無線電波，可以讀取電子標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的信息，識(shí)別電子標(biāo)簽代表的物品、人和器具的身份。RFID技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)很多，如資料可更新、資料辨識(shí)讀取距離大、資料存儲(chǔ)量大、可重復(fù)使用、可識(shí)別運(yùn)動(dòng)物體并能同時(shí)讀取多個(gè)資料、RFID標(biāo)簽的讀取有密碼保護(hù)，不易被偽造和更改，可以大大提高安全性能。
典型的射頻識(shí)別RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖I所示，射頻識(shí)別RFID系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成標(biāo)簽(或應(yīng)答器)、RFID識(shí)讀器、識(shí)讀器天線、應(yīng)用系統(tǒng)。標(biāo)簽(Tag):由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；標(biāo)簽是RFID系統(tǒng)的信息載體，目前標(biāo)簽大多是由耦合原件(線圈、微帶天線等)和微芯片組成無源或有源單元；RFID識(shí)讀器讀取(有時(shí)還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；天線在標(biāo)簽和識(shí)讀器間傳遞射頻信號(hào)。應(yīng)用系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)，接收讀取器上送的其讀取到的標(biāo)簽電子編碼，按照特定的應(yīng)用規(guī)則實(shí)現(xiàn)電子編碼解析和上層應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)。RFID技術(shù)的基本工作原理標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag，無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)(Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽)；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。讀取器根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)不同可以是讀或讀/寫裝置，讀取器和標(biāo)簽之間一般采用半雙工通信方式進(jìn)行信息交換，同時(shí)讀取器通過耦合給無源應(yīng)答器提供能量和時(shí)序。對(duì)于實(shí)際的RFID應(yīng)用系統(tǒng)，普遍為由多個(gè)識(shí)讀器組成，為了實(shí)現(xiàn)將識(shí)讀器讀取的標(biāo)簽信息上送到后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)，一般需要為每一臺(tái)讀取器配置無線或有線的通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)與后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接，例如Ethenet、WLAN、2G/3G移動(dòng)通信技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)等廣域網(wǎng)及局域網(wǎng)的通信技術(shù)。也就是絕大多數(shù)的RFID應(yīng)用系統(tǒng)，需要配套建設(shè)相應(yīng)規(guī)模的通信網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)要求識(shí)讀器也需要配置相應(yīng)的通信模塊。現(xiàn)有典型的基于有線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的RFID應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)示意圖如圖2所示。
發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有的RFID系統(tǒng)通信方式下，一方面要求識(shí)讀器需要配置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊，增加現(xiàn)有系統(tǒng)的傳統(tǒng)通信能力，另一方面在應(yīng)用系統(tǒng)及每個(gè)識(shí)讀器之間需要建設(shè)相應(yīng)規(guī)模的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)識(shí)讀器與后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)之間的應(yīng)用數(shù)據(jù)交互。在現(xiàn)有技術(shù)模式下，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備造價(jià)及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資均有相應(yīng)的要求，尤其在識(shí)讀器部署規(guī)模較大的應(yīng)用場(chǎng)景，配套的通信設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的投資會(huì)急劇增加。本技術(shù)方案在不增加單臺(tái)設(shè)備通信模塊，以及最小規(guī)模的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的情況下，可實(shí)現(xiàn)識(shí)讀器之間、識(shí)讀器與后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)之間的低成本快速組網(wǎng)，極大降低應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)施成本；另一方面，通過識(shí)讀器之間路由發(fā)現(xiàn)及路由自組織的算法，可以方便實(shí)現(xiàn)智能化的RFID應(yīng)用系統(tǒng)的路由組織及管理；最后基于構(gòu)建的讀卡器之間的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽信息在不同讀卡器之間的交互能力。I、識(shí)讀器之間的網(wǎng)絡(luò)通信方法
現(xiàn)有技術(shù)下，識(shí)讀器天線功能僅與標(biāo)簽，通過電磁波(無線)的方式，實(shí)現(xiàn)信息交互。如圖3所示，本技術(shù)方案，在原有識(shí)讀器天線與標(biāo)簽交互的電磁波信道(圖中藍(lán)色部分)之外，在不同識(shí)讀器天線之間，通過采用區(qū)別于與標(biāo)簽通信的電磁波信道(圖中紅色部分)實(shí)現(xiàn)不同識(shí)讀器之間的信息交互。對(duì)于同一臺(tái)識(shí)讀器，用于與標(biāo)簽及其他識(shí)讀器通信的天線，可采用同一天線，或分別采用獨(dú)立的天線實(shí)現(xiàn)。識(shí)讀器一一識(shí)讀器信道，識(shí)讀器――標(biāo)簽信道采用不同的頻點(diǎn)進(jìn)行物理區(qū)隔；此外，由于識(shí)讀器一一識(shí)讀器之間的距離相對(duì)識(shí)讀器一一標(biāo)簽較遠(yuǎn)，故不同識(shí)讀器之間的信道可采用較高的功率及合適頻點(diǎn)實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的通信。2、識(shí)讀器之間的網(wǎng)絡(luò)組織方法如圖4所示，通過不同識(shí)讀器之間通過管理信息信道實(shí)現(xiàn)路由信息交互及組織。信息包括識(shí)讀器信息、識(shí)讀器通信能力、上級(jí)識(shí)讀器信息、下級(jí)識(shí)讀器信息、應(yīng)用系統(tǒng)信息、其他管理信息等。信息內(nèi)容說明如下
識(shí)讀器信息識(shí)讀器硬件ID、識(shí)讀器應(yīng)用別名、所在識(shí)讀器層級(jí)編號(hào)、其他相關(guān)信 Γ
是否具備通信能力、通信能力種類、具體通信信息(IP地址、路由協(xié)議
力等)、其他相關(guān)信息
是否有上級(jí)識(shí)讀器信息，上級(jí)識(shí)讀器信息個(gè)數(shù)、上級(jí)識(shí)讀器管理信息， ±m(xù)mmB其他相關(guān)信息_
權(quán)利要求
1.本技術(shù)方案在不增加單臺(tái)設(shè)備通信模塊，以及最小規(guī)模的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的情況下，可實(shí)現(xiàn)識(shí)讀器之間、識(shí)讀器與后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)之間的低成本快速組網(wǎng)，極大降低應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)施成本；另一方面，通過識(shí)讀器之間路由發(fā)現(xiàn)及路由自組織的算法，可以方便實(shí)現(xiàn)智能化的RFID應(yīng)用系統(tǒng)的路由組織及管理；最后基于構(gòu)建的讀卡器之間的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽信息在不同讀卡器之間的交互能力。
本申請(qǐng)?zhí)岚傅年P(guān)鍵點(diǎn)和欲保護(hù)點(diǎn) ·1.識(shí)讀器之間的網(wǎng)絡(luò)通信方法。
·2.識(shí)讀器之間的網(wǎng)絡(luò)組織方法。
·3.識(shí)讀器之間的組織、調(diào)度方法。
·4.標(biāo)簽信息在不同識(shí)讀器之間的交互的方法。
全文摘要
本發(fā)明的名稱是一種網(wǎng)絡(luò)自組織的射頻識(shí)別系統(tǒng)及方法，涉及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，本技術(shù)方案在不增加單臺(tái)設(shè)備通信模塊，以及最小規(guī)模的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的情況下，可實(shí)現(xiàn)識(shí)讀器之間、識(shí)讀器與后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)之間的低成本快速組網(wǎng)，極大降低應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)施成本；另一方面，通過識(shí)讀器之間路由發(fā)現(xiàn)及路由自組織的算法，可以方便實(shí)現(xiàn)智能化的RFID應(yīng)用系統(tǒng)的路由組織及管理；最后基于構(gòu)建的讀卡器之間的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽信息在不同讀卡器之間的交互能力。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102946647SQ20121018375
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者李朱峰, 王春明, 劉偉 申請(qǐng)人:北京奧爾斯電子科技有限公司