[发明专利]一种大规模无线电子标签系统的数据交付控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及低功耗无线通信领域，还涉及物联网底层传感器信息控制指令信息采集以及物联网传输层节点数据传输控制领域。本发明特别涉及到大规模组网节点情况下，如何做到保证系统低功耗性要求下，实现对传感节点下行数据实现实时性交付和信道高效性传输问题。

背景技术

随着物联网研究和应用的不断发展，人们的生活、生产各个领域产生了深刻影响。电子标签系统是物联网的一个具体应用，它可以运用在仓储库存管理，超市商品管理，档案管理，医疗病患管理等应用场景中，以实现精细化和智能化管理的目标。在这些应用领域，系统节点容量往往规模庞大，业务作业高效响应性要求高。低功耗无线传输技术是系统所解决的核心问题。

低功耗无线传输技术按照信道访问控制方式可分为时分，码分，频分，统计异步时分等方式。大规模无线标签系统数据交付过程所涉及的关键技术问题如下：

首先，由于无线信道的工作方式为半双工方式，节点访问信道过程具有排他性。多个节点在某段时间内对信道可能出现竞争式访问，这涉及到如何协调各节点对信道的访问控制，即如何实现节点对信道访问的异步推进的问题。

其次，为节省标签节点功耗，标签节点采用周期性唤醒机制来实现接收和反馈作业任务，节点在唤醒周期内和网关单元进行通信。对于网关，如何获知特定标签已经处于唤醒周期，如何在其唤醒周期内传输其下行数据，这涉及到网关单元与标签节点在数据交付之前的同步问题。

另外，大规模无线标签系统要满足数据交付的实时性，应当保证信道的使用效率，这也涉及到大规模标签系统的数据交付控制方法。

目前，相关系统就上述的某个或若干方面提出了方案，如对于上述第[0004]条，一些系统采用时分复用信道方式，给组网内所有标签节点分配各自时间片，节点在各自时间片内与网关单元通信，从而解决多节点间对信道的访问碰撞问题；对于上述第[0005]条，一些系统采用醒来询问的方式和网关单元通信，不涉及网关对节点对信道的使用协调过程；一些系统通过引入多信道协同工作方式，对数据按一定规则进行分流处理，以实现减缓信道拥塞目的。

发明内容

本发明针对上述问题，通过多信道协同工作机制，动态评估信道使用情况，灵活配置通知多个标签唤醒，实现大规模标签系统数据高效传输和信道高效使用的目标。

系统结构：

本发明对应系统的硬件涉及有源电子标签节点，无线网关和计算机。

这里的有源电子标签节点包含一个可以配置多个工作频道的无线收发单元；所述无线网关的无线特征，是指响应有源电子标签节点的无线收发单元，其至少包含2个收发单元，即用于发送通知标签唤醒的通知信号发送单元和用于传输业务数据的无线收发单元。所述计算机安装有与无线网关通信的业务中间件等软件实体。计算机和无线网关的连接，两者可以通过有线或是无线方式进行通信。无线网关和标签节点的相对位置可固定也可以变化，但要保证两种实体间处于通信范围内。其系统结构见附图1。

系统运行描述：

系统的标签节点在一般情况下处于睡眠态，标签节点周期性主动唤醒，对于传输至特定标签节点的数据，网关单元在目标标签唤醒周期内传输其数据至该标签；标签节点运行系统后首先进行组网通信，以加入网关所维护的网络下；标签组网完毕后，标签节点在在任务通知信道周期性地唤醒监听网关发送的通知信号，该信号配置目的标签唤醒系统后进行数据接收并授权访问业务数据传输信道，达到通知所述目的标签从网关单元取走任务数据的目的。网关与标签各种业务数据之间通过数据传输信道进行通信，见附图2，图3。所述实时性是指标签上下行数据的交付时延在小于对应标签节点的2倍睡眠周期大小范围内的业务数据下达。

系统工作原理：

这里以标签集群的某个标签节点(记为A)为例，叙述其从上电运行系统，到接收其任务数据的整个工作处理过程。

(1)A运行系统后，首先进行组网操作，无线网关组网处理模块响应对应的组网过程；

(2)A组网完毕后，隶属于无线网关所组建的网络节点；

(3)A进入周期性睡眠/唤醒过程，此时A无线收发单元工作频道为监听信道；监听是否存在网关发送给其的唤醒通知信号；

(4)A任务数据(记为a)下发至网关，网关执行所述数据交付控制策略将a交付至A.

相关技术问题的处理：