CN102663485A - 一种智能电子标签系统及其信息交互方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能电子标签系统，包括电子标签和读写器，所述电子标签的存储区包括数据段和代码段，所述代码段用于存储能够实现一定功能且能够被所述读写器解释和执行的程序代码。本发明还提供了相应的信息交互方法。相对于现有技术，本发明具有下列技术效果：1、能够实时获取和存储物品动态信息。2、避免了阅读器与后台服务器进行频繁的数据通讯，减少了传输和通讯消耗。3、不需要改变现有电子标签的物理结构，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及物联网及普适计算技术领域，具体地说，本发明涉及一种智能电子标签系统及其信息交互方法。
背景技术
电子标签是一种非接触式的自动射频识别(RFID)技术，利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别的目的。它是非接触的，无须光学可视，完成识别工作时无须人工干预、适于实现自动化且不易损坏，可远距离识别高速运动物体，并可同时识别多个射频卡，操作快捷方便等，可以轻松满足信息流量不断增大和信息处理速度不断提高的需求。目前，电子标签已广泛用于现代物流、电子商务、交通管理、电子政务及军事管理等国民经济的各个领域。
电子标签系统包括电子标签(或应答器)和阅读器(或读写器)。电子标签由芯片与天线组成，而每一个标签具有唯一的电子编码，在具体应用中标签附在物体上以标识目标对象，当电子标签接收到读写器的发射信号时，电子标签根据读写器发射的指令完成相应的动作，并将响应信息发回读写器。读写器通过发射信号传送指令给电子标签，并接收标签返回的信号，在初步的过滤、处理信号之后，将有用的数据通过网络和数据管理系统交互，从而完成对电子标签的信息获取和解析。然而，现有的电子标签本质上是一个静态的存储部件，用于存储物品标识和该物品的静态信息，而难以获取和存储实时性较强的物品动态信息。对于物品动态信息，通常需要由阅读器读取物品标识，再根据物品标识访问后台服务器而获得。这就需要阅读器与后台服务器进行频繁的数据通讯，导致巨大的传输和通讯消耗。
综上所述，当前迫切需要一种能够实时获取和存储物品动态信息的电子标签系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够实时获取和存储物品动态信息的电子标签系统。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种智能电子标签系统，包括电子标签和读写器，所述电子标签的存储区包括数据段和代码段，所述代码段用于存储能够实现一定功能且能够被所述读写器解释和执行的程序代码。
其中，所述程序代码所实现的功能是感知功能、计算功能或主动通信功能。
其中，所述数据段包括静态数据段和动态数据段。
其中，所述电子标签的存储区包括ID、L1、L2、L3、L4字段、静态数据段、代码段和动态数据段；其中，ID是智能电子标签的唯一标识号，L1用于指示代码段的起始位置，L2用于指示代码段的终止位置，L3用于指示动态数据段的起始位置，L4用于指示动态数据段的长度。
其中，所述电子标签采用通用的有源或者无源可读写电子标签。
其中，所述电子标签的通信频段包括低频、高频、超高频或微波通信频段。
其中，所述读写器还包括传感器。
其中，所述读写器还包括通信模块。
本发明还提供了一种基于上述智能电子标签系统的信息交互方法，包括下列步骤：
1)阅读器扫描附近的智能电子标签；
2)阅读器从智能电子标签读取程序代码；
3)在阅读器上执行所述程序代码，获取执行结果。
所述智能电子标签系统的信息交互方法还包括下列步骤：
4)将执行结果写入电子标签中。
相对于现有技术，本发明具有下列技术效果：
1、能够实时获取和存储物品动态信息。
2、避免了阅读器与后台服务器进行频繁的数据通讯，减少了传输和通讯消耗。
3、不需要改变现有电子标签的物理结构，成本低廉。
附图说明
图1示出了本发明一个实施例的智能电子标签及其动态存储结构；
图2示出了本发明一个实施例中电子标签和读写器之间的局部交互示意图；
图3示出了本发明一个实施例中电子标签和读写器之间局部交互的流程图。
具体实施方式
下面，结合附图和具体实施例对本发明做进一步地描述。
根据本发明的一个实施例，提供了一种智能电子标签系统，包括电子标签和读写器。电子标签可以采用通用的有源或者无源可读写电子标签(其存储区容量一般为128位～8K位)，包括低频、高频、超高频和微波等不同通信频段；读写器指可以对电子标签进行读写的设备。读写器除了具有电子标签读写模块和计算部件外，还可以具有传感器(如温度传感器、湿度传感器、加速度传感器等)和通信模块(如蓝牙通信模块、WiFi通信模块等)。
其中，电子标签的存储区包括数据段和代码段。代码段用于存储能够实现一定功能且能够被读写器解释和执行的程序代码。该程序代码所实现的功能可以是感知功能、计算功能和主动通信功能等，具体功能可根据实际应用需求灵活设计。例如，对于用于食品包装箱的电子标签，代码段可以存储具有位置感知和温度感知功能的程序代码。
图1示出了一个实施例中的电子标签所采用的存储结构，该存储结构包括数据段、代码段以及一些指示字段，该存储结构中还将所述数据段分为静态数据段和动态数据段。静态数据段存储静态数据，例如产品名称、类别、数量、重量、生产日期、生产单位等信息，这些信息在整个产品运输过程中是固定不变的。电子标签的ID可以存储在一个单独的字段中(如图1所述)，也可以作为一种静态数据存储在所述静态数据段中，这是本领域技术人员易于理解的。动态数据段存储的是实时获得的数据。例如，由智能电子标签的位置感知功能和温度感知功能实时获得的动态位置数据、温度数据。这些数据可通过车载固定终端获得。具体地，在整个产品(例如食品)运输过程中，车载固定终端扫描电子标签中的程序代码并执行该程序代码从而动态感知位置和温度，然后将所感知的位置和温度数据写入电子标签中。将数据段分为静态数据段和动态数据段能够合理安排电子标签的存储空间，有助于快速查找和读写数据，减小空间资源的浪费。参考图1，在本发明的一个实施例中，电子标签的存储结构包括ID、L1、L2、L3、L4字段、静态数据段、代码段和动态数据段。其中，ID是智能电子标签的唯一标识号，L1用于指示代码段的起始位置，L2用于指示代码段的终止位置，L3用于指示动态数据段的起始位置，L4用于指示动态数据段的长度。而静态数据段的起始位置是固定的，所以可以不用指示；静态数据段的终止位置紧邻代码段的起始位置。
本发明的一个实施例中，电子标签存储了虚拟功能的相应程序代码，但电子标签本身并没有代码的执行能力，需要通过电子标签和读写器的局部交互，将程序代码读取到读写器上，借助读写器进行代码的解释和执行，再将执行结果反馈存储到电子标签的动态数据空间中，从而实现电子标签的感知、计算和/或主动通信功能，实现电子标签的智能化。
图2示出了一个实施例中电子标签和读写器之间的局部交互示意图。其中步骤(1)为阅读器扫描附近的智能电子标签，步骤(2)为阅读器从智能电子标签读取程序代码，步骤(3)为在阅读器上执行所述程序代码，获取执行结果，步骤(4)为将执行结果写入电子标签中。
图3示出了一个实施例中电子标签和读写器之间局部交互的流程图，该流程主要包含以下步骤：
步骤1：读写器扫描附近的智能电子标签。
步骤2：读写器判断是否发现周围有智能电子标签，如果是，转步骤3，否则转步骤10。
步骤3：读写器读取智能电子标签中的程序代码段。
步骤4：读写器判断程序代码段是否为空，如果程序代码段不为空转步骤5，否则转步骤10；
步骤5：将智能电子标签中的程序代码读取到读写器中。
步骤6：读写器执行程序代码，获取执行结果。
步骤7：读写器再次扫描该电子标签。
步骤8：判断智能电子标签是否仍在读写器的读写范围内，如果是，转步骤9，否则转步骤10。
步骤9：将执行结果写入智能电子标签。
步骤10：判断读写器是否继续扫描，如果是，转步骤1，否则结束。
为便于理解，下面介绍一个基于智能电子标签系统的食品运输流程管理案例，包括下列步骤：
步骤1.食品生产企业将生产的食品用包装箱密封；
步骤2.在每个包装箱上贴上智能电子标签；
步骤3.用手持阅读器往智能电子标签的存储空间中进行写操作：(1)将包装箱信息写入数据区，包括唯一标识码、食品名称、数量、生产日期等；(2)将程序代码写入程序代码区，包括位置感知和温度感知等功能的程序代码；
步骤4.将所有食品包装箱装入运输车，从生产地运往销售地；
步骤5.在运输过程中，车载固定阅读器扫描车厢内所有智能电子标签。阅读器将智能电子标签中储存的位置感知、温度感知功能的程序代码读取到车载阅读器上，进行解释执行以获取车辆目前的位置和当前车厢内的温度，并将位置和温度信息写入智能电子标签的数据区；
步骤6.食品运输车在整个运输过程中，阅读器以一定时间间隔扫描智能电子标签，并重复步骤5；
步骤7.当运输车达到目的地后，收货人利用手持阅读器读取智能电子标签，可以读取包装箱信息和整个运输过程的位置和温度信息，确保食品运输过程安全可靠。
根据上述案例可以看出，本发明提出的智能电子标签有如下技术效果：
1)用户可根据实际应用中的需求，自主选择智能电子标签应具有的虚拟功能(如上述案例中用户选择的位置感知功能和温度感知功能)；电子标签最初是空白的，可根据应用需求不同写入不同功能的代码(如食品运输和药品运输所需的功能不一样，后者可能需要湿度感知功能)；多个电子标签通过借助阅读器虚拟实现了感知、计算和通讯等功能，标签本身不需要额外增加任何硬件设备，也不需要改变标签本身(本发明中所用的电子标签都是目前通用的普通电子标签)，可在扩展标签应用范围的同时，维持系统的低成本；
2)通过局部交互就能在本地完成面向需求的计算任务(本案例中所有的交互都是阅读器和电子标签的本地局部交互)，无需额外的数据传输和通讯消耗，无需阅读器和后台服务器进行通讯(本发明无需后台服务器的支持)，可以提高减小数据和通讯消耗，有利于数据的隐私保护(本发明无需远程数据传输)。
另外，上述例子中，电子标签的代码段仅存存实现感知功能的代码。本领域技术人员易于理解，该代码段还可以进一步存储计算功能和通信功能代码，以实现更复杂的实时动态数据交互功能。还是以食品运输场景中的温度监控为例，在智能电子标签系统同时具有感知功能、计算功能和通信功能的前提下，可以首先感知当前温度(如30℃)，然后计算当前温度是否超过一个预先设定的阈值(比如标准温度为24℃，上下浮动不能超过阈值±5℃)，如果超过此阈值，则以主动通信方式向食品管理中心发送数据并报警。可以看出，感知功能、计算功能和通信功能配合使用，能够进一步地提高所述智能电子标签系统的智能化水平。
最后所应说明的是，以上所述的发明实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制。本领域的技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种智能电子标签系统，包括电子标签和读写器，所述电子标签的存储区包括数据段和代码段，所述代码段用于存储能够实现一定功能且能够被所述读写器解释和执行的程序代码。
2.根据权利要求1所述的智能电子标签系统，其特征在于，所述程序代码所实现的功能是感知功能、计算功能或主动通信功能。
3.根据权利要求1所述的智能电子标签系统，其特征在于，所述数据段包括静态数据段和动态数据段。
4.根据权利要求1所述的智能电子标签系统，其特征在于，所述电子标签的存储区包括ID、L1、L2、L3、L4字段、静态数据段、代码段和动态数据段；其中，ID是智能电子标签的唯一标识号，L1用于指示代码段的起始位置，L2用于指示代码段的终止位置，L3用于指示动态数据段的起始位置，L4用于指示动态数据段的长度。
5.根据权利要求1所述的智能电子标签系统，其特征在于，所述电子标签采用通用的有源或者无源可读写电子标签。
6.根据权利要求1所述的智能电子标签系统，其特征在于，所述电子标签的通信频段包括低频、高频、超高频或微波通信频段。
7.根据权利要求1所述的智能电子标签系统，其特征在于，所述读写器还包括传感器。
8.根据权利要求1所述的智能电子标签系统，其特征在于，所述读写器还包括通信模块。
9.一种基于权利要求1所述的智能电子标签系统的信息交互方法，其特征在于，包括下列步骤：
1)阅读器扫描附近的智能电子标签；
2)阅读器从智能电子标签读取程序代码；
3)在阅读器上执行所述程序代码，获取执行结果。
10.根据权利要求1所述的智能电子标签系统的信息交互方法，其特征在于，还包括下列步骤：
4)将执行结果写入电子标签中。
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