[實(shí)用新型]用于物流追蹤的雙向通信系統(tǒng)中的通信控制器和多個(gè)節(jié)點(diǎn)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621105183.4
• 申請(qǐng)日: 2016-10-08
• 公開（公告）號(hào): CN206977702U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃成達(dá);莊輝翔;姜新;蘇升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧康有限公司
• 主分類號(hào): H04W4/00
• 分類號(hào): H04W4/00;H04W8/00;H04W48/10;H04W52/02;H04W72/00;H04B5/00
• 代理公司: 深圳市君之泉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44366
• 代理人: 張丕陽

【技術(shù)領(lǐng)域】

本實(shí)用新型涉及雙向無線通信系統(tǒng)中的通信控制器和多個(gè)節(jié)點(diǎn)，特別涉及基于有源RFID技術(shù)來監(jiān)控貨物位置的標(biāo)簽讀取器和多個(gè)標(biāo)簽，所述有源RFID技術(shù)使用低功耗RFID標(biāo)簽和握手通信協(xié)議。

【背景技術(shù)】

傳統(tǒng)的基于RFID技術(shù)的物流追蹤系統(tǒng)可以通過有源RFID標(biāo)簽或無源RFID標(biāo)簽來實(shí)施。已知的有源RFID標(biāo)簽自身擁有電源和發(fā)射器，使得標(biāo)簽?zāi)軌驈V播信號(hào)。與無源RFID標(biāo)簽相比，有源RFID標(biāo)簽的性能包括更廣的讀取范圍以及更強(qiáng)的存儲(chǔ)能力。但是，為了獲得更強(qiáng)大的讀取范圍和存儲(chǔ)能力，則需要更高的電源功率要求。通常，有源RFID標(biāo)簽是由長壽命電池提供電力，其可以持續(xù)供電若干年，但最終仍需更換電池。

已知有兩種不同類型的有源RFID標(biāo)簽，它們是應(yīng)答機(jī) (transponder)和信標(biāo)(beacon)。有源RFID應(yīng)答機(jī)只在有讀取器(reader) 的詢問信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，才進(jìn)行通信，所以當(dāng)標(biāo)簽處于讀取器覆蓋范圍之外時(shí)，能夠節(jié)約電力，有助于延長電池壽命。有源RFID應(yīng)答機(jī)通常用于保安接駁控制以及收費(fèi)亭支付系統(tǒng)。

用作為有源RFID標(biāo)簽的信標(biāo)，在用戶設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)周期性地發(fā)送識(shí)別信息，而RFID讀取器通過天線捕獲信號(hào)并利用后端軟件確定該標(biāo)簽的位置。這種類型的有源RFID標(biāo)簽，常用于實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)(RTLS)，這在室外運(yùn)輸堆場(chǎng)和整個(gè)供應(yīng)鏈過程里比較常見。一些有源RFID標(biāo)簽在理想室外環(huán)境下能達(dá)到100米的讀取范圍。

所有這些額外的功能都將導(dǎo)致成本的增加。有源RFID標(biāo)簽的價(jià)格取決于標(biāo)簽承受惡劣條件的能力以及標(biāo)簽的其它重要功能。

低功耗藍(lán)牙(BLE)技術(shù)是一種適用于有源RFID應(yīng)用的已知無線系統(tǒng)。iBeacon是一種由Apple開發(fā)的基于BLE的協(xié)議，許多供應(yīng)商制作了兼容iBeacon的硬件發(fā)射器，其通常被稱為信標(biāo)，是一種廣播其識(shí)別碼到附近便攜式電子裝置的BLE設(shè)備。iBeacon技術(shù)使智能電話、平板電腦和其它裝置能夠在其靠近一個(gè)iBeacon標(biāo)簽時(shí)執(zhí)行某些操作。一旦檢測(cè)到iBeacon標(biāo)簽，移動(dòng)電話會(huì)利用接收到的iBeacon信息和位置信息，根據(jù)情境搜索(contextual search)激活相關(guān)的移動(dòng)應(yīng)用。在此例子里，不同的iBeacon標(biāo)簽?zāi)軌蚣せ畈煌囊苿?dòng)應(yīng)用，以便提供促銷或廣告宣傳活動(dòng)信息給使用移動(dòng)電話的用戶。

iBeacon使用BLE的接近傳感器技術(shù)廣播一個(gè)通用唯一識(shí)別碼，該識(shí)別碼會(huì)被具有兼容應(yīng)用或運(yùn)行系統(tǒng)的一個(gè)讀取器接捕獲。該識(shí)別碼以及與其一起發(fā)送的數(shù)據(jù)可以被用來確定該設(shè)備的物理位置、客戶追蹤、或觸發(fā)該設(shè)備上一個(gè)基于位置的操作，如在社交媒體簽到，或者推送通知。

然而，如果將BLE的iBeacon用于有源RFID應(yīng)用，需要克服一些障礙。目前用于有源RFID應(yīng)用的iBeacon方案的一些限制有：

1、BLE標(biāo)準(zhǔn)提供40個(gè)頻道。其中只有三個(gè)廣播頻道(37、38和 39)能夠用于iBeacon應(yīng)用。在沒有信號(hào)沖突的情況下，可以產(chǎn)生最多400 個(gè)時(shí)隙(根據(jù)iBeacon廣播間隔100ms，和大約0.75毫秒的廣告包時(shí)間，即(100/0.75)×3廣播頻道)。對(duì)于標(biāo)簽讀取器要讀取潛在上千個(gè)有源RFID 標(biāo)簽的應(yīng)用來說，使用BLE的iBeacon方案不可行，因?yàn)樾盘?hào)沖突的概率會(huì)隨著iBeacon標(biāo)簽數(shù)目的上升而增加。

2、無論是否存在標(biāo)簽讀取器，iBeacon方案都會(huì)持續(xù)廣播。這將造成電池電力的浪費(fèi)，縮短電池壽命，增加有源RFID標(biāo)簽的更換速率，從而增加使用成本。此外，在FAA規(guī)則下，要求禁止在飛行中的飛機(jī)上設(shè)備有RF信號(hào)發(fā)射，因此使用該廣播方案的RFID將不被允許應(yīng)用在飛機(jī)上。

3、iBeacon方案沒有可靠的標(biāo)簽和讀取器之間的數(shù)據(jù)交互。使用iBeacon方案的標(biāo)簽不知道標(biāo)簽讀取器是否已經(jīng)成功獲取其數(shù)據(jù)，因?yàn)樽x取器不會(huì)發(fā)送應(yīng)答給標(biāo)簽。因此標(biāo)簽不得不周期性地持續(xù)廣播其數(shù)據(jù)。

4、iBeacon方案沒有數(shù)據(jù)安全性，因?yàn)槿魏蜝LE裝置都能夠嗅探(sniff)和聽到由標(biāo)簽廣播的數(shù)據(jù)。

因此，對(duì)于有源RFID應(yīng)用，有必要以一個(gè)增強(qiáng)的方式使用BLE 技術(shù)，以便既能利用其低成本和低功耗的優(yōu)勢(shì)，又能克服傳統(tǒng)iBeacon方案的缺點(diǎn)。

此外，如果標(biāo)簽讀取器能夠讀取其覆蓋范圍內(nèi)無限數(shù)目的標(biāo)簽，這將是優(yōu)選的。如果標(biāo)簽讀取器能夠迅速且可靠地從標(biāo)簽提取身份識(shí)別有效載荷(identification payload)，就會(huì)更好。如果能延長標(biāo)簽的電池壽命以持續(xù)很多年，又會(huì)更好。