《電子技術(shù)應(yīng)用》
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有源電子標(biāo)簽與物聯(lián)網(wǎng)的概念探討
RFID中國網(wǎng)
廖應(yīng)成 廖小南
四川新睿泰智能科技有限公司(原成都西谷曙光)
摘要:   我們可以將物聯(lián)網(wǎng)理解為互聯(lián)網(wǎng)向世界各個(gè)細(xì)節(jié)的延伸,。如果說互聯(lián)網(wǎng)的重要特征是計(jì)算機(jī)與其它計(jì)算機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)連接的話,,物聯(lián)網(wǎng)的重要特征則是低成本低功耗的單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的無線連接。   物聯(lián)網(wǎng)至少應(yīng)該解決如下幾個(gè)問題:
Abstract:
Key words :

       1.物聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)要求
  我們可以將物聯(lián)網(wǎng)理解為互聯(lián)網(wǎng)向世界各個(gè)細(xì)節(jié)的延伸。如果說互聯(lián)網(wǎng)的重要特征是計(jì)算機(jī)與其它計(jì)算機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)連接的話,,物聯(lián)網(wǎng)的重要特征則是低成本低功耗的單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的無線連接。
  物聯(lián)網(wǎng)至少應(yīng)該解決如下幾個(gè)問題:
  “你是誰,?”(身份識(shí)別和認(rèn)證),;
  “你在哪里?”(定位),;
  “你的狀況,?”(傳感器數(shù)據(jù)采集);
  “請(qǐng)你做xx工作,,….”(指令下達(dá)),。
  其次,解決這些問題所使用的手段還必須要滿足如下幾個(gè)基本要求:
  低成本的要求,對(duì)無處不在的成萬上億的人和物進(jìn)行身份識(shí)別和信息采集的成本,,必須是低廉的,。
  無線傳輸和按需工作的要求,要將千千萬萬的物與物,,物與人,,人與人連接在一起,顯然無線連接必然是主要采用的方式,。為了避免環(huán)境的電磁污染,,這就需要對(duì)大量的無線信號(hào)所占用的時(shí)間和空間進(jìn)行控制,只容許它們?cè)谛枰ぷ鞯挠邢蘅臻g和有限時(shí)間內(nèi)發(fā)射信號(hào),。

  高度集成的要求,,承擔(dān)信息傳輸?shù)脑O(shè)備還必須體積很小。
  所使用的無線設(shè)備必須是超低功耗的,。
  它們必須是可以進(jìn)行雙向通信的,,即既有數(shù)據(jù)采集也有信號(hào)控制。
  它們還應(yīng)具有遠(yuǎn)距離通信的能力(往往需要超過千米),,例如路燈控制等,。
  顯然,物聯(lián)網(wǎng)不可能僅只是一個(gè)單一性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò),,而應(yīng)該是各種信息傳輸和采集手段的集成,。是一個(gè)包括條碼、各種傳感器,、有源電子標(biāo)簽,、計(jì)算機(jī)、手機(jī),、各種通信公網(wǎng)等在內(nèi)的“泛在網(wǎng)”,。然而,當(dāng)我們從上到下梳理一下物聯(lián)網(wǎng)的整個(gè)信息連接和傳輸過程,,我們不難發(fā)現(xiàn):用于遠(yuǎn)距離信息傳輸所需的各種公用通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)建立,,而且十分成熟,最多也僅僅是改進(jìn)升級(jí)而已,。而在與人或物直接相關(guān)的最下層,,條碼標(biāo)簽,無源電子標(biāo)簽等近距離識(shí)別技術(shù),,以及各種采集物品狀態(tài)信息的常用傳感器技術(shù)(溫度,,濕度,壓力等)也都相對(duì)比較成熟,。問題的關(guān)鍵在于,,如何在滿足以上基本要求的前提下將傳感器,、條碼標(biāo)簽,以及無源電子標(biāo)簽等所采集到的有關(guān)物和人的這些信息,,傳到幾十米,,甚至到1公里外的公共網(wǎng)絡(luò)中!
        2. 有源電子標(biāo)簽
  2.1.物聯(lián)網(wǎng)對(duì)有源電子標(biāo)簽的期待
  由于有源電子標(biāo)簽本身就是一種單片機(jī)加無線微功率收發(fā)機(jī)的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu),,且具有體積小,、成本低、功耗低和可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)奶匦?,它自然也就成為人們解決公網(wǎng)以下物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸問題的希望所在,。我們可以在IEEE有源電子標(biāo)簽國際標(biāo)準(zhǔn)制定小組提交的立項(xiàng)報(bào)告中,清楚看出人們對(duì)它的這種期待:
     2.2.有源電子標(biāo)簽的現(xiàn)狀
  從同一個(gè)文件中,,我們還可以了解到有源電子標(biāo)簽的現(xiàn)狀:
  “為了減少能耗,,當(dāng)今大多數(shù)有源標(biāo)簽使用的都是單向發(fā)射ID的方式,,其唯一的目的就是識(shí)別和定位,,而沒有考慮擁堵和信號(hào)碰撞問題。有源電子標(biāo)簽需要具有雙向通信和遠(yuǎn)距離通信的能力,,需要具有處理海量標(biāo)簽的能力,,但同時(shí)消耗的功率非常低。”
  “目前還沒有一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)提案能夠滿足這個(gè)需要,!”就是當(dāng)前有源電子標(biāo)簽的現(xiàn)狀,。
  為了對(duì)有源電子標(biāo)簽現(xiàn)狀有一個(gè)更清楚的陳述,我們不妨先將各種有源電子標(biāo)簽做一個(gè)簡(jiǎn)單的比較,:包括基本物理性能,,工作方式,,以及功能等,并對(duì)其中存在的一些主要問題加以簡(jiǎn)單評(píng)述,。
  2.3.基本物理性能比較
 ?。?)通信頻率
  400MHz, 800MHz,, 900MHz超高頻系統(tǒng)的帶寬窄,,用戶多,頻段十分擁擠干擾大:
  433MHz:車載臺(tái),、業(yè)余臺(tái),、對(duì)講機(jī)、各種數(shù)傳電臺(tái)充斥,;
  800MHz~ 900MHz:與移動(dòng)通信存在相互干擾,;
  5.8GHz技術(shù)要求高,技術(shù)尚未十分成熟,,現(xiàn)有的芯片通信距離近,,功耗大,且成本高;
  2.4GHz已相當(dāng)成熟,,成本也低,,作為電子標(biāo)簽使用通信速率足夠,相應(yīng)的產(chǎn)品也比較多,。盡管該頻段也有不少用戶,,但由于該頻段規(guī)劃管理較好,一般都是新產(chǎn)品,,采用了新技術(shù)(跳頻或擴(kuò)頻技術(shù))相互之間兼容共存性較好,。
  (2)通信方式
  現(xiàn)有一般標(biāo)簽,,包括大多數(shù)400MHz,、800MHz、900MHz和一般2.4GHz有源電子標(biāo)簽,,出于技術(shù)難度和成本考慮,,基本上采用的都是相對(duì)落后的點(diǎn)頻窄帶通信方式。這種通信方式直接帶來的問題是:
  系統(tǒng)穩(wěn)定性差,。由于系統(tǒng)工作頻點(diǎn)很窄,,因而,決定系統(tǒng)工作頻率的晶振,,將因?yàn)闇囟茸兓仄┖妥陨砝匣a(chǎn)生自振頻率的變化,,導(dǎo)致系統(tǒng)工作頻點(diǎn)的變化,使系統(tǒng)的工作頻點(diǎn)偏離有限的工作范圍,,從而使系統(tǒng)不能正常工作,。這樣的例子非常多。
  標(biāo)簽移動(dòng)速度受限制,。當(dāng)電子標(biāo)簽快速移動(dòng)時(shí),,由于多徑效應(yīng)和多譜勒效應(yīng)的影響,都有可能造成信號(hào)頻率偏移出原本很窄的系統(tǒng)工作范圍,,同樣使系統(tǒng)不能正常工作,。
  與其它無線系統(tǒng)的共存性差。點(diǎn)頻窄帶的通信方式很容易受到環(huán)境噪聲的干擾,,同時(shí)也容易干擾到別的通信系統(tǒng),,特別是在400MHz、800MHz和900MHz這樣一些特別擁擠的頻段,。而采用直序擴(kuò)頻通信方式,,即使系統(tǒng)在某一個(gè)或幾個(gè)點(diǎn)上受到干擾,系統(tǒng)都可以通過通信碼片之間的相關(guān)關(guān)系,,將被干擾部分修復(fù),,因而系統(tǒng)通信不易受到影響,。由于擴(kuò)頻系統(tǒng)工作在較寬的一個(gè)頻帶上,在每一個(gè)工作頻點(diǎn)上的發(fā)射能量就很小,,因而也就很難干擾到別的通信系統(tǒng),。
  通信距離比較:在同樣發(fā)射功率和調(diào)制方式的情況下,采用DSSS通信方式的系統(tǒng),,由于有擴(kuò)頻增益,,因而通信距離更遠(yuǎn)。
 ?。?)通信速率
  高頻系統(tǒng)通信速率比低頻系統(tǒng)高,。
  (4)保密性
  直序擴(kuò)頻可以通過使用PN碼來增加空中通信的保密性,。另外,,由于高頻系統(tǒng)通信速率比低頻系統(tǒng)更高,也就為使用軟件加密提供更大的數(shù)據(jù)空間,。
 ?。?)體積大小
  高頻系統(tǒng)由于波長(zhǎng)短,因而,,標(biāo)簽的尺寸可以做得很小,。
 ?。?)繞射,,反射,鉆縫傳輸能力
  低頻系統(tǒng)繞射能力比高頻系統(tǒng)好,,而高頻系統(tǒng)穿過細(xì)小縫隙傳輸?shù)哪芰Ρ鹊皖l信號(hào)好,。高頻信號(hào)更多通過建筑物表面反射信號(hào)來實(shí)現(xiàn)繞障礙物傳輸。大量的應(yīng)用實(shí)踐表明,,通過合理利用高頻信號(hào)的傳播特征,,2.4GHz DSSS 有源電子標(biāo)簽可以很好地滿足各種近距離通信的需要。
         2.3.工作方式比較
  2.3.1. 目前國內(nèi)外有源電子標(biāo)簽的基本工作方式
 ?。?)周期性向外發(fā)射自身ID號(hào)的方式,。這是目前普遍采用的工作方式:當(dāng)電子標(biāo)簽采用這種工作方式工作時(shí),它的發(fā)射功率,,發(fā)射的時(shí)間間隔,,發(fā)射頻道信道都是固定的。這種工作方式也是實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)(RealTime Location System, RTLS)ISO國際標(biāo)準(zhǔn)中,,定位標(biāo)簽的基本工作方式,。
  (2)采用低頻喚醒高頻工作的方式,。為了降低電子標(biāo)簽的功耗,,電子標(biāo)簽中安裝有一個(gè)無源低頻檢波系統(tǒng),,系統(tǒng)通過低頻激勵(lì)器天線發(fā)射出的強(qiáng)的低頻喚醒信號(hào),使電子標(biāo)簽中的低頻檢波器產(chǎn)生一個(gè)開啟高頻通信系統(tǒng)的信號(hào),,從而使電子標(biāo)簽將進(jìn)入某種工作狀態(tài),,工作完成后再進(jìn)入休眠待激活狀態(tài)。由于標(biāo)簽中的低頻檢波系統(tǒng)是無源的,,因而這種低頻系統(tǒng)激活天線所發(fā)射的功率必須要很大,,而且它能激活標(biāo)簽的范圍也非常有限。因而,,系統(tǒng)工作靈活性受到很大限制,。
  (3)采用兩套通信系統(tǒng)的工作方式:包括超寬帶UWB加2.4GHz,  UWB 加 125kHz 低頻,,以及 2.4GHz加 125kHz低頻,,(參閱IEEE有源電子標(biāo)簽國際標(biāo)準(zhǔn)工作組,在2009年3月到2010年1月各次會(huì)議上所提供的相關(guān)文件),。類似RTLS國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC24730-2, 以及ISO/IEC JTC I/SC 31/WG 3/SG1)中所定義的系統(tǒng),,電子標(biāo)簽中安裝了一套有源的的低頻接收機(jī),周期性(200ms)地監(jiān)聽并接收來自Programmer和Exciter的信號(hào),。采用這種工作方式,,僅僅是為了實(shí)現(xiàn)雙向通信。這種工作方式存在的問題是,,標(biāo)簽本身變得十分復(fù)雜,,標(biāo)簽耗電大,電池壽命短,,而且,,標(biāo)簽與Programmer和Exciter之間的通信距離也非常近,因而,,能夠利用這種雙向通信機(jī)會(huì),,來增加系統(tǒng)工作的靈活性和適應(yīng)性的作用也就非常有限。超長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間也是該系統(tǒng)存在的問題,。
  2.3.2. 現(xiàn)有有源電子標(biāo)簽存在的若干問題
  由于2.3.1中,,(2)和(3)兩種標(biāo)簽不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,,體積大,,而且由于低頻通信距離很短,使標(biāo)簽的工作靈活性大大降低,,其應(yīng)用范圍也就受到很大的限制,。因而,我們這里主要討論目前普遍使用的第一種標(biāo)簽工作方式存在的問題:
  首先,,它們?cè)跁r(shí)間上和空間上,,不能按需工作,,即在需要工作的時(shí)候才工作,在需要工作的地方才工作,;其次,,它們也不能根據(jù)實(shí)際需要,來對(duì)標(biāo)簽的工作參數(shù)和方式進(jìn)行調(diào)整,。
 ?。?)它們將不可避免地造成環(huán)境的電磁污染:試想,隨著電子標(biāo)簽越來越廣泛的應(yīng)用,,特別是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用的展開,,如果大量電子標(biāo)簽始終不停地向外發(fā)射各種各樣的射頻信號(hào),,我們將被迫生活在一個(gè)充滿大量電磁信號(hào)的環(huán)境中,,這顯然是我們每一個(gè)人都無法忍受的生活空間。
 ?。?)在一般情況下,,在一個(gè)時(shí)刻,,我們往往僅只對(duì)一個(gè)特定目標(biāo)對(duì)象的識(shí)別感興趣,因而,,我們只需要接收該目標(biāo)電子標(biāo)簽的信號(hào)即可,,而其它標(biāo)簽發(fā)射的信號(hào)就是干擾信號(hào)。不僅如此,,大量的標(biāo)簽發(fā)射的信號(hào),,還會(huì)干擾到工作在這一公用頻道上的其它無線系統(tǒng)。
 ?。?)電子標(biāo)簽不停地向外發(fā)射信號(hào),,還會(huì)增加電池的消耗,降低電池的使用壽命,。
  (4)電子標(biāo)簽不停地向外發(fā)射信號(hào)時(shí)所消耗的能量與發(fā)射功率成正比,,對(duì)于遠(yuǎn)距離識(shí)別,,例如船只等,電子標(biāo)簽必須要使用大的發(fā)射功率來發(fā)射信號(hào),,這將大大減少電子標(biāo)簽電池的壽命,。
  (5)另外,,電子標(biāo)簽發(fā)射信號(hào)的間隔越短,,電池消耗就越快,很多實(shí)際應(yīng)用又要求對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行快速讀取,,例如,,對(duì)快速經(jīng)過的車輛的識(shí)別,。而這與電子標(biāo)簽為了省電的目的,需要增加發(fā)射信號(hào)的時(shí)間間隔是相矛盾的,。
 ?。?)如果我們需要電子標(biāo)簽除了發(fā)射自身ID外,還需要發(fā)射更多的相關(guān)信息,,則電子標(biāo)簽每次發(fā)射所需的時(shí)間將更長(zhǎng),,這就需要占用系統(tǒng)更多的空中時(shí)間并消耗更多的電池能量。這不但增大了信號(hào)碰撞的幾率,,而且減少了電池的使用壽命,。
  (7)由于標(biāo)簽不能根據(jù)需要調(diào)整自身的發(fā)射功率,,因而,,當(dāng)它用于定位時(shí),也就不能很好地適應(yīng)不同空間大小范圍的工作環(huán)境,。
 ?。?)保密性差:當(dāng)用于軍事目的時(shí),由于電子標(biāo)簽始終向外發(fā)射信號(hào),,信號(hào)裸露時(shí)間長(zhǎng),,裸露的空間范圍大,因而敵人很容易截取和分析裸露的信號(hào),。
 ?。?)適應(yīng)性差:由于電子標(biāo)簽不能隨時(shí)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要,來調(diào)整自身的工作參數(shù)和工作方式,,因而工作適應(yīng)性差,。
   2.4. 現(xiàn)有有源電子標(biāo)簽?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)的功能
  現(xiàn)有的有源電子標(biāo)簽,一般只能承擔(dān)身份識(shí)別和簡(jiǎn)單定位的功能,。凡是涉及需要雙向通信才能完成的許多功能:例如授權(quán)認(rèn)證,,數(shù)據(jù)讀寫記錄,工作指令傳輸?shù)榷几緹o法實(shí)現(xiàn),,更不用說在低成本,,低功耗的前提下,滿足當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸?shù)母鞣N需要了,。
  3. 具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的交互式智能電子標(biāo)簽通信技術(shù)
  如果說新近IEEE國際有源電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)制定組所提供的資料,,反映了西方當(dāng)前有源電子標(biāo)簽技術(shù)的最新水平的話,應(yīng)該說在物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵的近距離信息傳輸技術(shù)的研究中,,我們目前處于領(lǐng)先地位,。西谷公司使用了近6年的時(shí)間,在將當(dāng)今世界上最新的包括RFID和Zigbee在內(nèi)的近距離無線微功率通信技術(shù)成果,用于解決國內(nèi)生產(chǎn)實(shí)踐的各種問題過程中,,創(chuàng)造出了一種全新的交互式智能電子標(biāo)簽通信技術(shù),。這是一種具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小,,低成本,,功耗低,工作可靠,,而且具有超遠(yuǎn)距離通信能力的多功能有源電子標(biāo)簽技術(shù),。它不僅滿足了IEEE有源電子標(biāo)簽國際標(biāo)準(zhǔn)制定組對(duì)理想標(biāo)準(zhǔn)提案的所有要求,而且有過之而無不及,。例如,,在保證超低功耗的的情況下,它既可承擔(dān)遠(yuǎn)近不同距離的身份識(shí)別(幾米到2公里),,又可靈活滿足物聯(lián)網(wǎng)各種各樣無線信息傳輸?shù)男枰?。更重要的是,這種新技術(shù)是一個(gè)經(jīng)過眾多實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證了的技術(shù),。
  交互式智能電子標(biāo)簽通信技術(shù)通過標(biāo)簽自動(dòng)跳轉(zhuǎn)工作頻道的方法,,低成本地解決了標(biāo)簽雙向通信的問題1;通過無效信號(hào)快速過濾技術(shù),,解決了標(biāo)簽的功耗問題2,;利用超低功耗待機(jī)狀態(tài)與定式動(dòng)作的組合工作方式,解決了標(biāo)簽按需工作和靈活工作的問題2,;通過自動(dòng)時(shí)分,,頻分和碼分方式,解決了海量電子標(biāo)簽信息的處理問題1,;通過使用自動(dòng)改變發(fā)射功率的方式,,簡(jiǎn)單有效地解決了在不同大小應(yīng)用環(huán)境中的精確定位問題3。
  3.1. 交互式有源電子標(biāo)簽的主要工作參數(shù)
  交互式有源電子標(biāo)簽工作在國際通用的2.4GISM頻段,;采用了1Mhz帶寬的直序擴(kuò)頻(DSSS)工作方式,,這不僅提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和工作的穩(wěn)定性,而且還能在ISM公用頻帶內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)與其他無線通信系統(tǒng)的共存,。交互式有源電子標(biāo)簽還可通過快速轉(zhuǎn)換多達(dá)15個(gè)不同發(fā)射功率的方式,,支持西谷公司先進(jìn)獨(dú)創(chuàng)的定位技術(shù)。
  3.2. 基本工作方式
 ?。?)時(shí)間和空間上按需工作。交互式智能電子標(biāo)簽平常并不對(duì)外發(fā)射任何射頻信號(hào),,處于一種低功耗的待機(jī)狀態(tài)(平均功耗 < 20 uA,,平均喚醒速度為 0.5秒且任意可調(diào))當(dāng)需要工作時(shí),可在需要它工作的地方,,通過一個(gè)1 - 100 mw的協(xié)調(diào)器,,在0 - 2000米的距離上,,在喚醒頻道上將其喚醒(喚醒距離可調(diào)),并給予所需的工作指令,;電子標(biāo)簽根據(jù)工作指令進(jìn)行工作,,并在完成所要求的工作后,立即進(jìn)入喚醒頻道上的低功耗的待機(jī)狀態(tài),,等待下一次喚醒及新的工作指令,。
  (2)工作方式上按需工作,。電子標(biāo)簽可根據(jù)不同應(yīng)用的需要,,寫入該應(yīng)用所需的工作模式程序包:例如發(fā)射ID模式、發(fā)射定位信號(hào)包模式,、讀寫數(shù)據(jù)模式,、傳感器信息采集和傳輸模式,進(jìn)入與讀寫器對(duì)話的工作模式,、對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理的模式等,。而系統(tǒng)則可隨時(shí)根據(jù)不同的需要,通過協(xié)調(diào)器或讀寫器,,發(fā)射所需工作模式的指令及相關(guān)參數(shù),。
  (3)根據(jù)需要選擇最優(yōu)的工作參數(shù)和工作頻道,。交互式電子標(biāo)簽可以根據(jù)需要事先選擇不同的射頻工作參數(shù),、掃描和尋找干凈的工作頻道,而且還可以在工作過程中,,隨時(shí)根據(jù)需要通過協(xié)調(diào)器或讀寫器對(duì)工作參數(shù)進(jìn)行更改,;通過掃描和尋找干凈的工作頻道的方法,就可以避開來自正在工作的其它系統(tǒng)的干擾,。即使在工作場(chǎng)所存在像WIFI這樣的寬帶系統(tǒng),,我們也可以在兩個(gè)WIFI頻道之間的5兆帶寬范圍內(nèi),選擇所需的一兆帶寬工作頻道,。
 ?。?)利用每個(gè)標(biāo)簽ID號(hào)的唯一性,使電子標(biāo)簽根據(jù)工作指令進(jìn)行自動(dòng)時(shí)分,,頻分和碼分的方式來解決系統(tǒng)處理海量標(biāo)簽的難題,。
  3.3. 交互式電子標(biāo)簽的優(yōu)點(diǎn)
  不使需要使用兩套通信系統(tǒng)(不增加任何硬件)的情況下,以一種低成本,,低功耗,,高可靠性的方式(平均功耗 < 20 uA),保證了電子標(biāo)簽與讀寫器之間,在幾厘米到2000米的距離上,可以隨時(shí)快速地建立起一種雙向通信聯(lián)系,,從而實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽在時(shí)間和空間上,,工作參數(shù)選擇上,以及工作方式上,,都能按實(shí)際需要來工作的高效工作模式,。其帶來的好處是顯而易見的:
  (1)大大減少了對(duì)環(huán)境的電磁污染,;提高了信號(hào)的接收效率,,為與現(xiàn)有其它通信系統(tǒng)共存而不相互干擾的要求提供了有力的保證。
 ?。?)很好地解決了有源電子標(biāo)簽電池壽命問題:由于電子標(biāo)簽平常處于一種低功耗的待機(jī)狀態(tài),,只有在需要工作的非常短的時(shí)間內(nèi)才消耗有限的電能,因而,,電池壽命可以非常長(zhǎng),。特別是用于遠(yuǎn)距離目標(biāo),例如船只的識(shí)別定位,,以及陸上海上搜救等,,因?yàn)檫h(yuǎn)距離電子標(biāo)簽平常的耗電與近距離電子標(biāo)簽并沒有任何差別,而真正需要使用大功率發(fā)射信號(hào)的工作時(shí)間則非常短,,因而電池總體消耗仍然非常小,。這也是其它電子標(biāo)簽沒法做到的。
 ?。?)高度的使用靈活性:由于交互式電子標(biāo)簽可以隨時(shí)隨地根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要來調(diào)整自己的工作參數(shù),,寫入和調(diào)用不同的工作程序。因而,,它完全可以滿足包括遠(yuǎn)近距離目標(biāo)識(shí)別和定位在內(nèi)的各種物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸?shù)男枰?br />  ?。?)一卡通功能:智能電子標(biāo)簽不需要重新設(shè)置,就可以同時(shí)滿足遠(yuǎn)距離讀寫識(shí)別和幾厘米范圍內(nèi)超近距離讀寫認(rèn)證的需要,。
 ?。?)高度的保密性:除了使用一般軟件加密外,交互式電子標(biāo)簽平常并不向外發(fā)射任何信號(hào),,只有在需要工作的有限時(shí)間內(nèi),,和在需要工作的有限的空間范圍(通過調(diào)整發(fā)射功率的大小來控制信號(hào)的覆蓋范圍)內(nèi)發(fā)射信號(hào),因而,,信號(hào)曝露的幾率小,,很難被人發(fā)現(xiàn),竊取,,分析和破解,;另外,,在通過協(xié)調(diào)器向電子標(biāo)簽發(fā)射的喚醒信號(hào)時(shí),,還可以使用專用的PN碼和喚醒密碼來增加系統(tǒng)通信的保密性,。因而交互式智能電子標(biāo)簽系統(tǒng)具有非常高的通信保密特性。特別是使用西谷公司具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的唐芯系列芯片,,將更進(jìn)一步提升通信保密的等級(jí),,從而滿足國家機(jī)關(guān)和軍隊(duì)中(例如軍事物資管理和軍事物流等)各種應(yīng)用的需要。
 ?。?)通過自動(dòng)時(shí)分,,頻分和碼分的方式,解決了在短時(shí)間內(nèi)處理海量標(biāo)簽信息的難題:
 ?。?)通過將區(qū)域定位(Cell-ID)和精確定位有機(jī)結(jié)合的方式,,交互式智能電子標(biāo)簽成功地將射頻識(shí)別(RFID)和精確定位(RTLS)兩個(gè)具有一定差異的功能集于一身。并通過使用西谷公司獨(dú)創(chuàng)的變發(fā)射功率的定位技術(shù),,很好地解決了有限定位空間中的信號(hào)反射問題,。
  (8)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低體積?。号c一般最簡(jiǎn)單的有源電子標(biāo)簽在硬件上沒有任何差別,,僅僅在軟件上采用了完全不同的控制方法。
 ?。?)已經(jīng)經(jīng)過5年多應(yīng)用實(shí)踐的考驗(yàn),,從河南高速公路車輛路徑識(shí)別嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室和多次現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際測(cè)試,到上海浦東亞洲最大公交車停車場(chǎng)智能化車輛管理項(xiàng)目的實(shí)施,;從銀行金庫的人員自動(dòng)管理系統(tǒng)項(xiàng)目的正式啟動(dòng),,到北京城市供暖系統(tǒng)的自動(dòng)溫度采集系統(tǒng)的全面鋪開,再到大批量城市單燈自動(dòng)控制系統(tǒng)的定單需求等,,……眾多的生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐和權(quán)威機(jī)構(gòu)的嚴(yán)格測(cè)試,,無一不證明這種交互式智能標(biāo)簽技術(shù)的實(shí)踐性,先進(jìn)性和巨大市場(chǎng)應(yīng)用前景,。
   4. 結(jié)論
  為了減少能耗,,當(dāng)今大多數(shù)有源電子標(biāo)簽使用的都是單向發(fā)射ID的方式,其唯一的目的就是識(shí)別和定位,,而沒有考慮信號(hào)擁堵和碰撞,,以及一系列因此而產(chǎn)生的其它各種問題;同時(shí),,它們也不能滿足各種應(yīng)用領(lǐng)域急劇增長(zhǎng)的需求,,特別是物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸?shù)募逼刃枰?shí)際上,,現(xiàn)有有源射頻識(shí)別技術(shù)以及當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)末端信息采集和控制存在的問題,,都可以簡(jiǎn)單歸結(jié)為如何解決公網(wǎng)以下,,幾米到上千米的距離范圍內(nèi),各種信息的超低成本,,超低功耗,,靈活可靠的無線傳輸?shù)膯栴}。而交互式智能電子標(biāo)簽技術(shù),,就是經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的一種簡(jiǎn)單和切實(shí)可行的解決方案,。
  參考文獻(xiàn):
  1.智能電子標(biāo)簽系統(tǒng)   國內(nèi)專利申請(qǐng)?zhí)枺?00710196801X
  2.有源電子標(biāo)簽及其應(yīng)用系統(tǒng)和方法  國際專利申請(qǐng)?zhí)枺篜CT/CN2009/075227;        
國內(nèi)專利申請(qǐng)?zhí)枺?00910252922.0,;200910252920.1
  3.一種精確實(shí)用的射頻定位新技術(shù)  國際專利申請(qǐng)?zhí)枺?PCT/CN2010/070041,。
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