CN101923630A

CN101923630A - 物品的双向通讯保护方法及***

Info

Publication number: CN101923630A
Application number: CN2010102731770A
Authority: CN
Inventors: 汪明建; 陈明鑫
Original assignee: Hangzhou Century Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Century Co Ltd
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2010-12-22

Abstract

本发明提供一种双向通讯的物品保护方法。该方法提供有双向通讯的物品保护***，***设有多个可连接在受保护物品上的电子标签，电子标签设有第一控制器单元、低频无线接收单元、高频无线发射单元、传感器单元、第一电源管理单元。本发明的电子标签在未移动到信号激励器有效区域时和电子标签未被非法破坏时，不发射高频的无线信号，始终让电子标签处于低功耗的休眠状态，一旦移到信号激励器附近时，电子标签被有效强度的低频信号触发，启动发射高频信号，兼具了高频信号和低频信号的应用优点，通过电子标签和/或信号激励器启动声光报警使得电子标签能够实现低功耗地有效保护物品。

Description

物品的双向通讯保护方法及***

技术领域

本发明涉及物品的保护方法和保护***，尤其涉及一种用低频信号唤醒电子标签、高频信号应答的双向传输数据的保护方法和***，用于为贵重资产保护及超市、卖场商品保护。

背景技术

传统的电子标签保护装置只用了标签单方向发射信号给控制器,控制器根据有无标签的信号来判断物品是否存在,来判断物品是否安全。这种技术存在的问题是标签必须定时发射高频信号,发射无线信号时,电流大,电池容量有限,标签寿命就短。

传统的物品保护的电子标签采用高频技术,传输距离远,不利于现场发现物品被拿走。

物品保护的电子标签采用低频技术双向通讯,电子标签装载电池容量有限时发射的距离只有几个厘米,没有实际用途。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种双向通讯的物品保护方法，既能够有效保护物品又能够使电子标签能够长时间的使用。为此，本发明采用以下技术方案：所述方法提供有双向通讯的物品保护***，所述***设有：

多个可连接在受保护物品上的电子标签，所述电子标签设有第一控制器单元、低频无线接收单元、高频无线发射单元、传感器单元、第一电源管理单元；

用于唤醒电子标签的一个或多个信号激励器，所述信号激励器设有第二控制器单元、低频无线发射单元、高频无线接收单元、第二电源管理单元；

电子标签和/或信号激励器设有报警单元；

所述第二控制器单元控制低频无线发射单元定时发送低频询问信号触发进入低频询问信号有效区域的所述电子标签；

所述电子标签上电后的工作状态具有休眠模式和正常保护模式；

所述电子标签在其低频无线接收单元接收低频询问信号后，被触发而从休眠模式转入正常保护模式，由高频无线发射单元将电子标签的身份及状态信息以高频信号的方式发给信号激励器；

信号激励器由高频无线接收单元接收电子标签所发射的高频信号，根据接收到的电子标签通过高频信号所发射的身份及状态信息,判断是否需要报警。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可同时采用以下进一步的技术方案：

电子标签的第一控制器单元通过定时对传感器单元进行检测而定时对电子标签的状态自检，并判断是否需要报警，电子标签将所述状态信息在电子标签转入正常保护模式时发送给信号激励器。

所述低频无线发射单元由信号调制处理电路，电容、电感串联谐振发射电路组成。

低频无线接收单元可采用由检测水平X轴信号的谐振电路, 检测垂直Y轴信号的谐振电路, 检测空间Z轴信号的谐振电路中的任意两种或全部组合而成的谐振电路及低频无线信号检测电路组成；检测水平X轴信号的谐振电路、检测垂直Y轴信号的谐振电路、检测空间Z轴信号的谐振电路均由电感和电容并联组成。

所述低频信号频段可为51KHz～58KHz、125KHz～135KHz中的一种或多种任意组合；所述高频信号频率为2MHz～14MHz、315MHz～320MHz、415M～455MHz、800MHz～950MHz、2.3GHz～2.6GHz中的一种或多种任意组合。

本发明另一个所要解决的技术问题是提供实现上述物品保护方法的双向通讯的物品保护***。为此，本发明采用以下技术方案：所述***设有：

多个用于连接在受保护物品上的电子标签，所述电子标签设有第一控制器单元、低频无线接收单元、高频无线发射单元、传感器单元、第一电源管理单元；

电子标签和/或信号激励器设有报警单元。

由于采用本发明的技术方案，电子标签在未移动到信号激励器有效区域时和电子标签未被非法破坏时，不发射高频的无线信号,始终让电子标签处于低功耗的休眠状态，一旦移到信号激励器附近时,电子标签被有效强度的低频信号触发，启动发射高频信号；尽管信号激励器接收到的是高频信号，但高频信号只在低频信号的有效区域内发射，兼具了高频信号和低频信号的应用优点，通过电子标签和/或信号激励器启动声光报警使得电子标签能够实现低功耗地有效保护物品。

附图说明

图1是本发明物品保护装置的信号走向示意图。

图2a为光报警单元的一种实施方式的原理框图。

图2b为光报警单元的另一种实施方式的原理框图。

图2c为声音报警单元的一种实施方式的原理框图。

图2d为声音报警单元的另一种实施方式的原理框图。

图3是本发明信号激励器实施例的原理框图。

图4是本发明的低频无线发射单元实施例的原理框图。

图5是本发明电子标签的实施例的原理框图。

图6a-1是本发明的低频无线接收单元一种实施方式的原理框图。

图6a-2是本发明的低频无线接收单元一种实施方式的原理框图。

图6a-3是本发明的低频无线接收单元一种实施方式的原理框图。

图6b是本发明的低频无线接收单元另一种实施方式的原理框图。

具体实施方式

本发明所提供的双向通讯的物品保护方法，所述方法提供有双向通讯的物品保护***，参照图1，所述***设有：

多个可连接在受保护物品上的电子标签，所述电子标签设有第一控制器单元、低频无线接收单元11、高频无线发射单元12、传感器单元、第一电源管理单元；

用于唤醒电子标签的一个或多个信号激励器，所述信号激励器设有第二控制器单元、低频无线发射单元21、高频无线接收单元22、第二电源管理单元；

图1中的箭头方向为信号方向。

电子标签和/或信号激励器设有报警单元；

本实施例采取的报警单元是光报警电路和声音报警电路的一种或数种的组合。

参考图2a，光报警电路采用光闪烁来报警，光报警电路由发光二极管及二极管的驱动电路组成，二极管的驱动电路可以是逻辑门驱动电路。

参照图2b，光报警电路中的二极管的驱动电路可以是微处理器单元直接驱动。

参考图2c，声音报警电路由蜂鸣器驱动电路100和蜂鸣器200组成，本实施例的蜂鸣器的驱动电路可以是振荡升压驱动电路。

参考图2d，声音报警电路中的蜂鸣器的驱动电路也可由第一或第二控制器单元的PWM(脉冲宽度可调)直接驱动。

参照图3，所述信号激励器设有第二控制器单元、低频无线发射单元、高频无线接收单元、第二电源管理单元；所述信号激励器还可设置报警单元。第二控制器单元可采用单片机及其***电路，单片机可采用单片机PIC16F883。

高频无线接收单元由射频无线集成电路、阻抗匹配电路、天线组成，其射频无线集成电路为集成芯片，其集成芯片内部由信号的滤波、解调、放大电路组成，阻抗匹配电路使射频集成电路的输入和天线之间的阻抗为50欧姆，天线为全向或定向天线，主要功能就是平时处于侦听无线信号，一旦有符合该频段信号，就打开射频无线集成电路接收数据，射频无线集成电路将无线信号还原成数字信号给第二控制单元。所述频段为高频信号频段，频率为2MHz～14MHz、315MHz～320MHz、415M～455MHz、800MHz～950MHz、2.3GHz～2.6GHz中的一种或多种任意组合。

参照图4，所述低频无线发射单元Y2由信号调制处理电路Y21和由电容、电感串联构成的谐振发射电路Y22组成。低频信号频段可为51KHz～58KHz、125KHz～135KHz中的一种或多种任意组合。

信号激励器通过第二电源管理单元上电，第二控制单元控制低频无线发射单元定时发送带有自己身份码的编码数据到空中，每次持续一定时间。该低频无线信号由第二控制器内部定时器产生持续的调制载波信号，例如产生以20微秒为高电平、20微秒为低电平的调制载波信号；驱动电感、电容串联组成的所述谐振电路，产生高压信号，通过电感线圈发射到空中，持续例如100毫秒。然后停止，启动高频无线接收单元，侦听有无从电子标签发来的高频信号，若无就转入低频无线发射单元，重复发送携带自己身份码的编码数据到空中，若有电子标签发来的信息，经过高频无线接收单元解码后，若为非法移动的电子标签，启动声音或光报警单元报警，若接收到的信息为电子标签是被破坏的，启动声音或光报警单元报警。上述2种需报警情况的报警方式不同，以均用声音报警为例，解码信息为到非法移动的标签时，报警声音急促，比如响1秒，停1秒，连续进行10秒；解码信息为到电子标签被破坏时，连续响。

参照图5，所述电子标签设有第一控制器单元、低频无线接收单元、高频无线发射单元、传感器单元、第一电源管理单元；所述电子标签还可设置报警单元。所述高频和低频的频段与信号激励器相同。第一控制器单元可采用单片机及其***电路，所述单片机可采用低功耗单片机MSP430F2011。传感器单元可为开关或导线及整形输出电路组成，也可以是检测电池电压的电压传感器及整形,输出电路组成，第一电源管理单元可由低压差电源芯片组成。

参照图6b，低频无线接收单元可采用：由检测水平X轴信号的谐振电路,检测垂直Y轴信号的谐振电路,检测空间Z轴信号的谐振电路组合而成的谐振电路K21及低频无线信号检测电路组成,检测水平X轴信号的谐振电路K211是电感K2110和电容K2111并联组成,检测垂直Y轴信号的谐振电路K212是电感K2120和电容K2121并联组成,检测空间Z轴信号的谐振电路K213是电感K2130和电容K2131并联组成。

参照图6a-1、6a-2、6a-3，低频无线接收单元还可采用：由检测水平X轴信号的谐振电路, 检测垂直Y轴信号的谐振电路, 检测空间Z轴信号的谐振电路中的任2个方向组合而成的谐振电路K21及低频无线信号检测电路成,检测水平X轴信号的谐振电路K211是电感K2110和电容K2111并联组成,检测垂直Y轴信号的谐振电路K212是电感K2120和电容K2121并联组成,检测空间Z轴信号的谐振电路K213是电感K2130和电容K2131并联组成。

所述电感采用绕线空心线圈,也可以是采用磁芯的绕线电感。

报警单元可以采用图2a至图2d所示的方式中的一种。

高频发射单元由无线射频集成电路和阻抗匹配电路、天线组成，无线射频集成电路为集成芯片，集成芯片其内部包含有信号编码、调制、放大电路，和为使天线的输入阻抗达到50欧姆的阻抗匹配电路。天线为直接用线路板的基带天线。第一控制单元发命令到高频发射单元的无线射频集成电路，就可以将电子标签的状态信息的编码信号发送到空中。

电子标签上电后，传感器单元发生开关动作，第一控制器单元检测到该传感器单元的状态信号，使标签自动进入工作状态，此时，如低频无线接收单元没有接收到信号激励器发送的低频信号，电子标签处于低功耗的休眠模式。

电子标签的第一控制器单元在低功耗休眠模式时定时唤醒至正常保护模式，检测传感器单元输出的信号，传感器单元的传感器为开关或导线及整形输出电路组成，也可以是检测电池电压的电压传感器及整形,输出电路组成,其输出信号为数字信号，要么为高要么为低,其状态变化就是电平由高到低或由低到高的变化,第一控制器单元就按照电平变化判断出标签保护的物品是否安全或是否低电压，若标签被破坏或电量不足或为保护状态电子标签而被非法移动了，就启动通过声音或光报警单元报警，同时电子标签的状态信息在电子标签处于正常保护模式时，通过高频发射单元发给信号激励器，若标签一切正常,又无信号激励器的信号时，标签进入低功耗状态。

一旦电子标签移动到信号激励器附近，低频无线接收单元的电感、电容并联谐振电路耦合到信号激励器发送的低频信号，若接收到的低频信号强度超过第一控制器单元事先设定的阀值，就退出休眠模式，进入高速运行的正常保护模式，第一控制器单元将电子标签的身份编码信息通过高频发射单元发给信号激励器，第二控制器单元判断电子标签的身份信息是否属于该信号激励器信号覆盖的范围来判断是否报警。

Claims

1.物品的双向通讯保护方法，其特征在于所述方法提供有双向通讯的物品保护***，所述***设有：

电子标签和/或信号激励器设有报警单元；

所述第二控制器单元控制低频无线发射单元定时发送低频询问信号触发进入低频询问信号有效区域内的所述电子标签；

2.如权利要求1所述的物品的双向通讯保护方法，其特征在于电子标签的第一控制器单元通过定时对传感器单元进行检测而定时对电子标签的状态自检，并判断是否需要报警，电子标签将所述状态信息在电子标签转入正常保护模式时发送给信号激励器。

3.如权利要求1所述的物品的双向通讯保护方法，其特征在于所述低频无线发射单元由信号调制处理电路，电容、电感串联谐振发射电路组成。

4.如权利要求1所述的物品的双向通讯保护方法，其特征在于低频无线接收单元可采用由检测水平X轴信号的谐振电路, 检测垂直Y轴信号的谐振电路, 检测空间Z轴信号的谐振电路中的任意两种或全部组合而成的谐振电路及低频无线信号检测电路组成；检测水平X轴信号的谐振电路、检测垂直Y轴信号的谐振电路、检测空间Z轴信号的谐振电路均由电感和电容并联组成。

5.如权利要求1所述的物品的双向通讯保护方法，其特征在于所述低频信号频段可为51KHz～58KHz、125KHz～135KHz中的一种或多种任意组合；所述高频信号频率为2MHz～14MHz、315MHz～320MHz、415M～455MHz、800MHz～950MHz、2.3GHz～2.6GHz中的一种或多种任意组合。

6.一种双向通讯的物品保护***，其特征在于所述***设有：

电子标签和/或信号激励器设有报警单元。

7.如权利要求6所述双向通讯的物品保护***，其特征在于所述低频无线发射单元由信号调制处理电路和由电容、电感串联构成的谐振发射电路组成。

8.如权利要求6所述的双向通讯的物品保护***，其特征在于低频无线接收单元可采用由检测水平X轴信号的谐振电路, 检测垂直Y轴信号的谐振电路, 检测空间Z轴信号的谐振电路中的任意两种或全部组合而成的谐振电路及低频无线信号检测电路组成；检测水平X轴信号的谐振电路、检测垂直Y轴信号的谐振电路、检测空间Z轴信号的谐振电路均由电感和电容并联组成。

9.如权利要求6所述的双向通讯的物品保护***，其特征在于所述低频信号频段可为51KHz～58KHz、125KHz～135KHz中的一种或多种任意组合；所述高频信号频率为2MHz～14MHz、315MHz～320MHz、415M～455MHz、800MHz～950MHz、2.3GHz～2.6GHz中的一种或多种任意组合。