[发明专利]一种有源射频标签及其工作模式切换方法

说明书

技术领域

本发明属于物流信息化管理技术领域，尤其涉及一种应用于物流信息化管理系统中的有源射频识别标签及其工作模式切换方法。

背景技术

随着信息技术的不断发展和普及应用，物流领域的信息化需求也日益迫切，包装、仓储、运输、使用等环节的信息化会极大提高物流系统的运作效率，并大幅降低运营成本。物流系统的信息化应用了多项高新技术成果，主要有：无线射频识别技术，IP网络技术，中间件技术，卫星定位技术等等，而无线射频识别技术是其中一种应用前景非常广阔的技术。无线射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，RFID是无线射频识别技术(Radio Frequency Identification)的英文缩写。无线射频识别技术是一项利用无线射频信号通过空间交变磁场或电磁场耦合实现无接触信息通信，并通过所传递的信息达到自动识别目标对象的技术。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，数据采集终端并将这些数据通过互联网络上传至数据处理中心，从而可以实现对目标对象的实时监控和管理，使得物流、生产等行业的信息化管理成为可能。

无线射频识别系统根据标签内部是否需要加装电池及电池供电的作用而将射频标签分为无源标签(passive)、半无源标签(semi-passive)和有源标签(active)三种类型。无源标签成本低廉，工作寿命长，但读写距离只有十几米左右、而且信息容量有限；有源标签读写距离可以达到100米以上，而且信息容量大，但制造成本相对较高，而且工作寿命受到电池的限制。目前无源射频识别系统的技术方案很多，主要问题在于工程应用和后端系统设计，而有源射频识别系统的技术方案相对较少，技术难度在于有源射频标签的工作寿命及特定的物流应用领域对射频标签的特殊要求问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，解决物流信息化管理系统中的身份识别与数据记录问题，提供一种有源射频标签及其工作模式切换方法，该种标签能适应物流系统多个环节的特殊要求，从而处于不同的工作模式，运输和仓储过程处于休眠待激活模式，遇到读写设备激活后处于数据操作模式，到达目的地准备使用时进入间歇待激活模式。有利于标签降低功耗，延长工作寿命，同时实现对物流载体的实时跟踪和定位，完成对物流系统的信息化管理功能。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种有源射频标签，包括控制器以及与所述控制器连接的UHF频段射频收发器、LF频段无线信号接收器、存储器、定时器、串口电路和电源；所述控制器分别通过SPI接口与所述UHF射频收发器和LF频段无线信号接收器连接；所述UHF射频收发器和LF频段无线信号接收器还分别连接有天线；所述控制器为PIC16F690。

上述存储器是RAM或ROM。

上述天线为LF频段无线信号接收天线，其由三组单向天线组成，所述三组单向天线分别指向互相垂直的X、Y、Z轴。

上述LF频段无线信号接收器由MCP2030芯片实现，UHF射频收发器由CC1100芯片实现。

本发明还提出一种基于上述有源射频标签的工作模式切换方法，具体包括以下步骤：

1)设定有源射频标签的三种工作模式：休眠待激活模式、数据操作模式和间歇待激活模式，使标签能够在三种工作模式之间进行切换；

2)当有源射频标签处于休眠待激活模式时，所述控制器、UHF频段收发器、存储器都处于休眠模式，只有LF频段无线信号接收器处于接收状态，当LF频段无线信号接收器接收到LF激活信号以后，使有源射频标签切换到数据操作模式；

3)当有源射频标签切换到数据操作模式时，所述控制器、UHF频段收发器、存储器处于工作状态，有源射频标签与有源射频标签数据读写设备之间通过UHF频段进行通信，此时允许对有源射频标签存储器中的数据进行读写操作，当数据读写结束之后，标签根据指令或超时自动转入休眠待激活模式或间歇待激活模式；如果数据读写设备超时没有对标签进行任何操作，有源射频标签也会自动进入到原来的休眠待激活模式；

4)当有源射频标签处于间歇待激活模式时，所述控制器在定时器的控制下自动唤醒，然后打开UHF频段无线接收器监听是否有广播激活信号，如果有，而且广播激活和有源射频标签身份识别号一致，则应答该广播信号，由数据读写设备进行读写操作，完毕之后根据数据读写设备的指令进入相应的模式。

以上UHF频段采用半双工通信方式，LF频段采用单工接收的通信方式。

本发明具备以下有益效果：