CN108768464A - 一种射频数据传输方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种射频数据传输方法和***，所述射频数据传输方法包括：电子标签监听阅读器发送的传输使能报文；当所述电子标签接收到所述阅读器发送的所述传输使能报文或者当所述电子标签超过预设的发送间隔时间仍未接收到所述阅读器发送的所述传输使能报文时，所述电子标签向所述阅读器发送传输请求报文；在所述阅读器接收到所述传输请求报文后，所述电子标签监听所述阅读器发送的信道选择报文；所述电子标签根据所述信道选择报文启用有线信道或者无线信道；所述电子标签通过所启用的有线信道或者无线信道把数据发送到所述阅读器。本发明能够最大程度地节约能耗，并保证数据采集的实时性和持续性。

Description

一种射频数据传输方法和***

技术领域

本发明涉及物联网领域和射频技术领域，具体涉及一种射频数据传输方法和***。

背景技术

射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术，具有读取快捷、易于操控和使用灵活等优势。射频识别技术适用于构建物联网，射频识别设备作为物联网的前端，能够实现数据采集的功能。

在利用射频识别设备进行数据传输的过程中，电子标签需要在获得工作电源后才能启动数据发送。现有技术中，为了进行更全面的数据采集，通常只能频繁地唤醒电子标签，如此一来，虽然能够在一定程度保证了数据采集的实时性和持续性，但却增加了射频识别设备的能耗。随着设置在物联网前端的射频识别设备的数量增长，射频识别设备的能耗问题日益突出。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种射频数据传输方法和***，能够最大程度地节约能耗，并保证数据采集的实时性和持续性。

第一方面，本发明提供了一种射频数据传输方法，该方法具体包括：

电子标签监听阅读器发送的传输使能报文；

当电子标签接收到阅读器发送的传输使能报文或者当电子标签超过预设的发送间隔时间仍未接收到阅读器发送的传输使能报文时，电子标签向阅读器发送传输请求报文；

在阅读器接收到所述传输请求报文后，电子标签监听阅读器发送的信道选择报文；

电子标签根据信道选择报文启用有线信道或者无线信道；

电子标签通过所启用的有线信道或者无线信道把数据发送到阅读器。

本发明提供一种射频数据传输方法，根据物联网实际应用中所需要的数据采集频率发送传输使能报文和设置发送间隔时间，当电子标签接收到阅读器发送的传输使能报文或者当电子标签超过预设的发送间隔时间仍未接收到阅读器发送的传输使能报文时，电子标签向阅读器发送传输请求报文，在其他时间电子标签则保持静默，不向阅读器发送传输请求报文。只在特定时间启动电子标签，能在最大程度节约能耗，有利于物联网的普及，同时保证阅读器可持续地接收到电子标签所发送的数据。另外，根据信道选择报文选择有线信道或者无线信道进行数据传输，两种传输方式互不干扰，防止数据传输中断，保证持续、实时地进行数据传输。

进一步的，电子标签内还设置有传感器，还包括：

当电子标签接收到阅读器发送的传输使能报文或者当电子标签超过预设的发送间隔时间仍未接收到阅读器发送的传输使能报文时，唤醒传感器进行数据采集；

电子标签把传感器所采集的数据传输到阅读器；

电子标签完成数据传输后，控制传感器进行休眠状态。

上述实施例中，传感器默认为休眠状态，当电子标签接收到阅读器发送的传输使能报文或者当电子标签超过预设的发送间隔时间仍未接收到阅读器发送的传输使能报文时传感器被唤醒，当传感器完成数据采集、数据处理和数据传输后，又重新进入到休眠状态，以节约传感器的能耗。同时，引入传感器进行数据采集，传感器进行数据采集后，把采集到的数据写入电子标签，进一步通过射频识别技术进行数据传输，能够进行更全面的数据采集。

第二方面，本发明提供了一种射频数据传输***，包括电子标签和阅读器；

所述电子标签，用于监听所述阅读器发送的传输使能报文和计算所述电子标签未接收到所述阅读器发送的所述输使能报文的时间，并当接收到所述阅读器发送的所述传输使能报文或者当超过预设的发送间隔时间仍未接收到所述阅读器发送的所述传输使能报文时，向所述阅读器发送传输请求报文；

所述阅读器，用于在接收到所述传输请求报文后向所述电子标签发送信道选择报文；

所述电子标签还用于根据所述信道选择报文启用有线信道或者无线信道，并通过所启用的有线信道或者无线信道把数据发送到所述阅读器。

本发明提供一种射频数据传输***，监听阅读器发送的传输使能报文的同时还计算电子标签未接收到阅读器发送的传输使能报文的时间，当接收到传输使能报文和等待时间超过发送间隔时间时电子标签向阅读器发送传输请求报文，其他时间则不发送传输请求报文，通过上述数据传输逻辑进行射频数据传输，能够最大程度地节约能耗，同时保证阅读器可持续地接收到电子标签所发送的数据。另外，当天线出现故障时或者当传输重要数据时，选择有线信道进行数据传输，防止数据传输中断，保证持续、实时地进行数据传输。

进一步的，电子标签内还设置有传感器，传感器用于接受电子标签的控制进行数据采集；

所述传感器，用于进行数据采集；

所述电子标签还用于当接收到阅读器发送的传输使能报文或者当超过预设的发送间隔时间仍未接收到阅读器发送的传输使能报文时，唤醒传感器进行数据采集；并把传感器所采集的数据通过有线信道或者无线信道传输到阅读器，并在完成数据传输后控制传感器进行休眠状态。

上述实施例中，本***还包括传感器，当电子标签接收到阅读器发送的传输使能报文或者当电子标签超过预设的发送间隔时间仍未接收到阅读器发送的传输使能报文时，唤醒传感器；当传感器完成数据采集、数据处理和数据传输后，控制传感器重新进入休眠状态。通过上述技术方案，节约传感器的能耗，同时进行更全面的数据采集。

附图说明

图1为本发明一种射频数据传输方法的流程图；

图2为本发明一种射频数据传输方法中判定阅读器的安全级别并向阅读器发送数据的流程图；

图3为本发明一种射频数据传输方法中对阅读器进行安全验证的流程图；

图4为本发明一种射频数据传输方法中数据延时发送的流程图；

图5为本发明一种射频数据传输方法中选择供能模式的流程图；

图6为本发明一种射频数据传输***的结构示意图；

图7为本发明一种射频数据传输***的交互示意图；

图8为本发明一种射频数据传输***中通过有线信道发送数据的结构示意图；

图9为本发明一种射频数据传输***中对电子标签进行定位的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、接口、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

如图1所示，图1为本发明一种射频数据传输方法的流程图。一种射频数据传输方法，该方法具体包括：

S101.电子标签监听阅读器发送的传输使能报文；

S102.当电子标签接收到阅读器发送的传输使能报文或者当电子标签超过预设的发送间隔时间仍未接收到阅读器发送的传输使能报文时，电子标签向阅读器发送传输请求报文；

S103.在阅读器接收到传输请求报文后，电子标签监听阅读器发送的信道选择报文；

S104.电子标签根据信道选择报文启用有线信道或者无线信道；

S105.电子标签通过所启用的有线信道或者无线信道把数据发送到阅读器。

电子标签在监听传输使能报文的同时，还判断在预定的发送间隔时间内是否收到阅读器发送的传输使能报文。当电子标签接收到传输使能报文或者等待时间超过发送间隔时间时，自动向阅读器传输数据，保证阅读器可持续地接收到数据，同时能够节约能耗。具体地，发送间隔时间可根据实际应用需要设置，如当发送间隔时间为100秒时，则当电子标签在100秒内没有收到阅读器发送的传输使能报文，电子标签就会自动向阅读器发送传输请求报文。另外，本实施例中电子标签和阅读器之间除了通过无线信道连接外，还通过有线信道进行连接，防止数据传输中断。一般情况下通过无线信道进行数据传输，在某些特殊情况下，如无线信道受损时，则可生成信道选择报文选择有线信道，再通过有线信道进行数据传输。

上述实施例中，根据物联网实际应用中所需要的数据采集频率发送传输使能报文和设置发送间隔时间，当电子标签接收到阅读器发送的传输使能报文或者当电子标签超过预设的发送间隔时间仍未接收到阅读器发送的传输使能报文时，电子标签向阅读器发送传输请求报文，在其他时间电子标签则保持静默，不向阅读器发送传输请求报文。只在特定时间启动电子标签，能够在最大程度地节约能耗，有利于物联网的普及，同时保证阅读器可持续地接收到电子标签所发送的数据。另外，根据信道选择报文选择有线信道或者无线信道进行数据传输，两种传输方式互不干扰，可在当天线出现故障时或者当传输重要数据时通过有线信道进行数据传输，防止数据传输中断，保证持续、实时地进行数据传输。

如图2所示，图2为本发明一种射频数据传输方法中判定阅读器的安全级别并向阅读器发送数据的流程图。在电子标签把数据发送到阅读器之前，先确定阅读器的安全级别，再根据不同的安全级别决定是直接发送数据还是需要进行安全验证，具体包括：

S201.电子标签获取阅读器生成的级别文件，级别文件包括阅读器的设备编码；

S202.电子标签根据级别文件解析出阅读器的设备编码；

S203.电子标签在预设的权限数据库内匹配阅读器的设备编码，得到匹配结果；

S204.电子标签根据匹配结果判定阅读器的安全级别，并根据安全级别和预设的数据发送规则控制电子标签对阅读器发送数据；安全级别包括第一级别和第二级别，数据发送规则包括：当阅读器的安全级别为第一级别时，电子标签直接向阅读器发送数据；当阅读器的安全级别为第二级别时，电子标签对阅读器进行安全验证，仅当安全验证通过时电子标签才向阅读器发送数据。

上述实施例中，为了保证数据安全，需要在发送数据之前根据预设的权限数据库阅读器的安全级别，权限数据库内记载有各个阅读器的设备编码和对应的安全级别。把阅读器的安全级别分为第一级别和第二级别，当阅读器为第一级别时，阅读器的安全级别较高，电子标签直接向阅读器发送数据；当阅读器为第二级别时，阅读器的安全级别较低，电子标签对阅读器进行安全验证才向阅读器发送数据。

如图3所示，图3为本发明一种射频数据传输方法中对阅读器进行安全验证的流程图。阅读器保存非对称加密算法的公开密钥，电子标签保存与公开密钥配对的私有密钥，电子标签对阅读器进行安全验证具体包括：

S301.电子标签向阅读器发送验证请求报文；

S302.电子标签获取阅读器发送的验证响应报文，验证响应报文为阅读器根据验证请求报文和公开密钥对设备编码进行加密而成；

S303.电子标签利用私有密钥对接收到的验证响应报文进行解密，得到解密后的设备编码；

S304.电子标签对比加密前的设备编码和解密后的设备编码是否一致，如果一致，则安全验证通过，如果不一致，则安全验证不通过。

上述实施例中，利用非对称加密算法对阅读器进行安全验证。当阅读器的安全级别为第二级别时，阅读器根据公开密钥把设备编码加密成验证响应报文并发送给电子标签，电子标签利用私有密钥对验证响应报文进行解密得到解密后的设备编码，通过对比加密前的设备编码和解密后的设备编码是否一致进行安全验证。非对称加密算法有助于提高安全验证过程中的安全性。

如图4所示，图4为本发明一种射频数据传输方法中延时发送的流程图。一种射频数据传输方法，还包括对在同一时间需要进行数据发送的电子标签进行延时发送。传输请求报文包括电子标签的标识码，在电子标签把数据发送到阅读器之前，当阅读器在同一时间内接收到多个电子标签发送的传输请求报文时，还包括：

S401.获取阅读器发送的电子标签对应的发送延时，发送延时为阅读器根据预设的延时计算规则和电子标签对应的标识码计算所得，标识码为阅读器解析传输请求报文所得；

S402.电子标签在接收到发送延时后对发送延时执行倒计时，并在倒计时完成后把数据发送到阅读器。

在某些应用场景中，电子标签的数量庞大，当同一时间内有多个电子标签向阅读器发送数据时，会在阅读器端发生数据拥塞。上述实施例中，阅读器通过传输请求报文解析出不同电子标签对应的标识码，再根据不同的标识码，控制电子标签分别执行不同的延时后再进行数据发送，能够使得各个电子标签错开发送时间，有效避免数据拥塞，保障物联网的稳定运行。

如图5所示，图5为本发明一种射频数据传输方法中选择供能模式的流程图。在电子标签向阅读器发送传输请求报文后，本发明还包括根据不同的触发类型选择不同的供能模式，具体包括：

S501.根据电子标签对阅读器的传输使能报文的监听结果判断电子标签的触发类型，所述触发类型包括：使能触发和延时触发；

S502.根据触发类型按照预设供能规则确定电子标签的供能模式，供能模式包括：被动供能和主动供能。

预设供能规则包括：

当电子标签在接收阅读器发送的传输使能报文后向阅读器发送传输请求报文时，触发类型为使能触发，确定电子标签的供能模式为被动供能；当电子标签在超过预设的发送间隔时间仍未接收到阅读器发送的传输使能报文后向阅读器发送传输请求报文时，触发类型为延时触发，确定电子标签的供能模式为主动供能；

被动供能为电子标签通过对阅读器产生的电磁波进行电磁感应来实现供能，主动供能为电子标签通过预设的内部电源实现供能。

上述实施例中，电子标签内设置有内部电源。当电子标签的触发类型为使能触发时，此时阅读器通过产生的电磁波来与电子标签进行数据传输，电子标签可通过对阅读器产生的电磁波进行电磁感应来实现供能；而当电子标签的触发类型为延时触发时，只能通过电子标签通过内部电源实现供能。电子标签根据触发类型选择不同的供能模式，能够根据实际情况调配供能模式，提高内部电源的使用寿命。

可选的，一种射频数据传输方法，电子标签内还设置有传感器，电子标签可通过传感器进行数据采集后把传感器采集的数据发送到阅读器，电子标签通过传感器进行数据采集具体包括：

当电子标签接收到阅读器发送的传输使能报文或者当电子标签超过预设的发送间隔时间仍未接收到阅读器发送的传输使能报文时，唤醒传感器进行数据采集；

电子标签把传感器所采集的数据传输到阅读器；

电子标签完成数据传输后，控制传感器进行休眠状态。

上述实施例中，传感器默认为休眠状态，当电子标签接收到阅读器发送的传输使能报文或者当电子标签超过预设的发送间隔时间仍未接收到阅读器发送的传输使能报文时传感器被唤醒，当传感器完成数据采集、数据处理和数据传输后，又重新进入到休眠状态，以节约传感器的能耗。同时，引入传感器进行数据采集，传感器进行数据采集后，把采集到的数据写入电子标签，进一步通过射频识别技术进行数据传输，能够进行更全面的数据采集。

可选的，在电子标签控制传感器进行休眠状态后，所述方法具体还包括：

电子标签接收传感器在休眠前发送的休眠报文，所述休眠报文包括传感器的设备识别码、状态识别码、MAC地址和IP地址；

在需要进行数据采集时，电子标签根据休眠报文生成唤醒报文，并向传感器发送唤醒报文，所述传感器接收所述唤醒报文后对所述唤醒报文进行验证，并当验证通过时从休眠状态切换到唤醒状态，并进行数据采集；否则，继续保持休眠状态；

具体地，所述唤醒报文包括传感器的设备识别码、状态识别码、MAC地址和IP地址；根据休眠报文生唤醒报文的过程中获取感器的设备识别码、状态识别码、MAC地址和IP地址并改变状态识别码。

上述实施例中，休眠报文和唤醒报文的结构相同，都包括设备识别码、状态识别码、MAC地址和IP地址；对于同一个传感器，其休眠报文和唤醒报文的区别在于状态识别码的不同，通过改变状态识别码来切换工作状态；而设备识别码、MAC地址和IP地址则用于把唤醒报文准确发送到相应的传感器。

如图6所示，图6为本发明一种射频数据传输***的结构示意图。一种射频数据传输***，包括电子标签1和阅读器2；

所述电子标签，用于监听所述阅读器发送的传输使能报文和计算所述电子标签未接收到所述阅读器发送的所述输使能报文的时间，并当接收到所述阅读器发送的所述传输使能报文或者当超过预设的发送间隔时间仍未接收到所述阅读器发送的所述传输使能报文时，向所述阅读器发送传输请求报文；

所述阅读器，用于在接收到所述传输请求报文后向所述电子标签发送信道选择报文；所述电子标签还用于监听所述阅读器根据所述传输请求报文发送的信道选择报文；

所述电子标签还用于根据所述信道选择报文启用有线信道或者无线信道，并通过所启用的有线信道或者无线信道把数据发送到所述阅读器。

上述实施例中，在监听阅读器发送的传输使能报文的同时还计算电子标签未接收到阅读器发送的传输使能报文的时间，当接收到传输使能报文和等待时间超过发送间隔时间时，电子标签向阅读器发送传输请求报文，其他时间则不发送传输请求报文。通过上述数据传输逻辑进行射频数据传输，能够最大程度地节约能耗，同时保证阅读器可持续地接收到电子标签所发送的数据。具体地，阅读器可根据设定的频率发送信道选择报文，保证在特定的时间节点内采用可靠性较高的有线信道进行数据传输；也可在当天线出现故障时或者当传输重要数据时选择有线信道进行数据传输，防止数据传输中断，保证持续、实时地进行数据传输。

进一步，在电子标签把数据发送到阅读器之前，先判断阅读器的安全级别；

阅读器还用于生成级别文件并向电子标签发送级别文件，级别文件包括阅读器的设备编码；

电子标签还用于获取阅读器生成的级别文件，级别文件包括阅读器的设备编码；

电子标签还用于根据级别文件解析出阅读器的设备编码，在预设的权限数据库内匹配阅读器的设备编码，得到匹配结果，并根据匹配结果判定阅读器的安全级别，并根据安全级别和预设的数据发送规则控制电子标签对阅读器进发送数据；安全级别包括第一级别和第二级别；数据发送规则包括：当阅读器的安全级别为第一级别时，电子标签直接向阅读器发送数据；当阅读器的安全级别为第二级别时，电子标签进一步对阅读器进行安全验证，仅当安全验证通过时电子标签才向阅读器发送数据。

在组网的过程中，物联网一旦被入侵，前端所采集的数据将会暴露，造成数据泄露甚至导致物联网崩溃。上述实施例中，电子标签在发送数据之前，先对阅读器的安全级别进行判断。当阅读器为第一级别时，阅读器的安全级别较高，电子标签直接向阅读器发送数据；当阅读器为第二级别时，阅读器的安全级别较低，电子标签对阅读器进行安全验证才向阅读器发送数据。通过上述技术方案来防止数据泄露，保证物联网的安全。

进一步，阅读器保存非对称加密算法的公开密钥，电子标签保存与公开密钥配对的私有密钥，电子标签进一步对阅读器进行安全验证时，

电子标签具体用于向阅读器发送验证请求报文；

阅读器具体用于在接收到验证请求报文后，利用公开密钥把设备编码加密成验证响应报文，并向电子标签发送验证响应报文；

电子标签还用于获取阅读器发送的验证响应报文，验证响应报文为阅读器根据验证请求报文和公开密钥对设备编码进行加密而成；

电子标签还用于利用私有密钥对接收到的验证响应报文进行解密，得到解密后的设备编码，并对比加密前的设备编码和解密后的设备编码是否一致，如果一致，则安全验证通过，如果不一致，则安全验证不通过。

上述实施例中，电子标签在判断某一阅读器需要安全验证的同时，也获取得其设备编码，此为加密前的设备编码；电子标签利用私有密钥对验证响应报文进行解密所得到的设备编码为解密后的设备编码。当二者一致时，说明阅读器安全，此时安全验证通过，电子标签进一步向阅读器发送数据；当解密不成功或者二者不一致时，说明阅读器不安全，此时安全验证不通过，电子标签不会向阅读器发送数据。当阅读器为第二级别时，电子标签通过上述技术方案对阅读器进行安全验证，进一步保证数据安全。

进一步，传输请求报文包括电子标签的标识码，在电子标签把数据发送到阅读器之前，当阅读器在同一时间内接收到多个电子标签发送的传输请求报文时，多个电子标签进行延时发送；

阅读器还用于解析多个电子标签发送的传输请求报文，得到多个电子标签的标识码，并根据预设的延时计算规则和各个标识码计算出各个电子标签的发送延时后下发发送延时到对应的电子标签；

电子标签还用于在接收到发送延时后对发送延时执行倒计时，并在倒计时完成后把数据发送到阅读器。

例如，同一时间内，分别有标识码为001、005和010的三个电子标签向阅读器发送传输请求报文，解析得到001、005和010三个标识码，通过预设的延时计算规则计算出对应的发送延时为1ms、5ms和10ms，三个电子标签分别经过1ms、5ms和10ms的延时后才数据发送到阅读器。上述实施例中，电子标签的延时直接由其标识码决定，由于每个电子标签具有一个唯一的标识码，因此可以保证每个电子标签的延时都不同，使得各个电子标签错开发送时间，有效避免数据拥塞，保障物联网的稳定运行。

进一步，电子标签还用于根据对阅读器的传输使能报文的监听结果判断电子标签的触发类型，触发类型包括：使能触发和延时触发；

电子标签还用于根据触发类型按照预设供能规则确定供能模式，供能模式包括：被动供能和主动供能；

预设供能规则包括：

当电子标签在接收阅读器发送的传输使能报文后向阅读器发送传输请求报文时，触发类型为使能触发，确定电子标签的供能模式为被动供能；当电子标签在超过预设的发送间隔时间仍未接收到阅读器发送的传输使能报文后向阅读器发送传输请求报文时，触发类型为延时触发，确定电子标签的供能模式为主动供能；

被动供能为电子标签通过对阅读器产生的电磁波进行电磁感应来实现供能，主动供能为电子标签通过预设的内部电源实现供能。

上述实施例中，先判断电子标签的触发类型，再根据触发类型选择不同的供能模式，能够根据实际情况调配供能模式，提高内部电源的使用寿命。

进一步，电子标签内还设置有传感器，传感器用于接受电子标签的控制进行数据采集；

所述传感器还用于进行数据采集；

所述电子标签还用于当接收到阅读器发送的传输使能报文或者当超过预设的发送间隔时间仍未接收到阅读器发送的传输使能报文时，唤醒传感器进行数据采集，并把传感器所采集的数据通过有线信道或者无线信道传输到阅读器，并在完成数据传输后控制传感器进行休眠状态。

上述实施例中，本***还包括传感器，当电子标签接收到阅读器发送的传输使能报文或者当电子标签超过预设的发送间隔时间仍未接收到阅读器发送的传输使能报文时，唤醒传感器；当传感器完成数据采集、数据处理和数据传输后，控制传感器重新进入休眠状态。通过上述技术方案，节约传感器的能耗，同时进行更全面的数据采集。

进一步，电子标签用于接收传感器在休眠前发送的休眠报文，所述休眠报文包括传感器的设备识别码、状态识别码、MAC地址和IP地址；

电子标签还用于在需要进行数据采集时，根据休眠报文生成唤醒报文并向传感器发送唤醒报文，所述传感器接收所述唤醒报文后对所述唤醒报文进行验证，并当验证通过时从休眠状态切换到唤醒状态，并进行数据采集；否则，继续保持休眠状态；具体地，所述唤醒报文包括传感器的设备识别码、状态识别码、MAC地址和IP地址；根据休眠报文生唤醒报文的过程中获取感器的设备识别码、状态识别码、MAC地址和IP地址并改变状态识别码。

具体地，所述唤醒报文包括传感器的设备识别码、状态识别码、MAC地址和IP地址；根据休眠报文生唤醒报文的过程中获取感器的设备识别码、状态识别码、MAC地址和IP地址并改变状态识别码。

上述实施例中，休眠报文和唤醒报文的结构相同，都包括设备识别码、状态识别码、MAC地址和IP地址；对于同一个传感器，其休眠报文和唤醒报文的区别在于状态识别码的不同，通过改变状态识别码来切换工作状态；而设备识别码、MAC地址和IP地址则用于把唤醒报文准确发送到相应的传感器。通过休眠报文和唤醒报文来控制传感器的工作状态，能够准确地切换对应传感器的工作状态，并以此来减少终端设备所带来巨大的能耗，便于大规模实现物联网。

如图7所示，图7为本发明一种射频数据传输***的交互示意图。一种射频数据传输方法，电子标签监听阅读器发送的传输使能报文，当电子标签接收到传输使能报文或者当电子标签超过预设的发送间隔时间仍未接收到传输使能报文时，向阅读器发送传输请求报文；阅读器根据传输请求报文，向电子标签反馈信道选择报文，电子标签根据信道选择报文选择有线信道或者无线信道，此时，射频数据传输设备之间建立连接，电子标签可向阅读器发送数据。传统的射频数据传输方法通常只能通过频繁地唤醒电子标签来保证数据采集的全面性，这极大地提高了***的能耗，为此，本射频数据传输方法提供了新的唤醒逻辑，当电子标签接收到传输使能报文或者当电子标签超过预设的发送间隔时间仍未接收到传输使能报文时，向阅读器发送传输请求报文，能够最大程度地节约能耗，并保证数据采集的实时性和持续性。

进一步，为了保证数据安全，需要在发送数据之前根据预设的权限数据库阅读器的安全级别。阅读器生成级别文件后向电子标签发送级别文件，电子标签解析级别文件得到设备编码，并在预设的权限数据库内匹配阅读器的设备编码，得到匹配结果，进而判定阅读器的安全级别。当阅读器的安全级别为第一级别时，电子标签直接向阅读器发送数据；当阅读器的安全级别为第二级别时，电子标签对阅读器进行安全验证，仅当安全验证通过时电子标签才向阅读器发送数据。通过这样的方式实现电子标签对阅读器的安全级别确认，保证数据安全。

进一步，当阅读器的安全级别为第二级别时，电子标签对阅读器进行安全验证具体包括：电子标签向阅读器发送验证请求报文，阅读器根据验证请求报文和公开密钥把设备编码加密为验证响应报文并向电子标签发送验证响应报文，电子标签利用私有密钥对接收到的验证响应报文进行解密，得到解密后的设备编码，对比加密前的设备编码和解密后的设备编码是否一致，如果一致，则安全验证通过，如果不一致，则安全验证不通过。非对称加密算法有助于提高安全验证过程中的安全性。

进一步，当阅读器在同一时间接收到多个电子标签发送的传输请求报文时，阅读器根据预设的延时计算规则和各个标识码计算得到各个电子标签的发送延时，然后向电子标签发送各自对应的发送延时，电子标签对发送延时执行倒计时，并在倒计时完成后把数据发送到所阅读器。阅读器通过传输请求报文解析出不同电子标签对应的标识码，再根据不同的标识码，控制电子标签分别执行不同的延时后再进行数据发送，能够使得各个电子标签错开发送时间，有效避免数据拥塞，保障物联网的稳定运行。

如图8所示，图8为本发明一种射频数据传输***中通过有线信道发送数据的结构示意图。有线信道即电子标签和阅读器之间通过I2C总线或者SPI总线进行数据互联；无线信道即在电子标签和阅读器上均设置有天线，电子标签和阅读器通过无线射频信号进行数据互联，通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据。现有技术的射频识别设备仅通过无线信道进行通信，而不包括有线信道。但是，无线信道容易受到外界干扰或者因为感应距离过长而失效，存在射频数据传输可靠性过低的问题。当电子标签根据信道选择报文启用有线信道时，电子标签通过有线信道把数据发送到阅读器，具体包括：

电子标签1与过渡节点3建立连接，过渡节点3设置在物联网的前端，每个过渡节点3与多个电子标签1相连；

电子标签1把数据发送到过渡节点3；

过渡节点3通过有线信道把数据发送到阅读器2，有线信道采用I2C总线或者SPI总线。

上述实施例中，有线信道具体体现在阅读器和过渡节点之间通过I2C总线或者SPI总线连接。每个过渡节点与多个电子标签相连，过渡节点与电子标签之间的连接关系可为有线或者无线。当过渡节点与电子标签之间通过有线连接时，因过渡节点设置在物联网的前端，距离较近，便于组网；优选地，过渡节点为另一阅读器，过渡节点与电子标签之间通过射频识别技术连接，这样既可以降低组网的成本和难度，又因为距离较近而在很大程度上避免了无线信道失效。

对应地，一种射频数据传输***，还包括过渡节点3，电子标签1与过渡节点3建立连接，过渡节点3设置在物联网的前端，每个过渡节3点与多个电子标签1相连；电子标签1把数据发送到过渡节点3；过渡节点3通过有线信道把数据发送到阅读器2，有线信道采用I2C总线或者SPI总线。

上述实施例中，物联网的前端设置有多个电子标签，如果每个电子标签与阅读器之间都通过有线建立连接，则会大大都增加了组网的成本和难度，不利于在物联网的大规模实现。因此，在电子标签附近设置有过渡节点，电子标签与过渡节点通信后，过渡节点通过有线信道与阅读器相连。如此一来，能够降低组网的成本和难度，当天线出现故障时切换到有线信道即可持续、实时地进行数据传输；同时，能够有效防止因外界干扰或者感应距离过长而造成的连接失效，保证射频数据传输的可靠性。

在射频识别***中，阅读器和电子标签通过空间耦合实现无接触信息传递。在大多数的应用场景中，仅仅实现信息传递是不够的，还要掌握信息的来源即电子标签的位置。

对此，在把数据发送到阅读器后，还包括对电子标签进行定位，具体包括：

通过三个阅读器分别向电子标签发送定位请求报文，并记录发送定位请求报文的时间戳；

电子标签在收到三个阅读器的定位请求报文后，分别向三个阅读器反馈定位响应报文，三个阅读器分别记录接收到定位响应报文的时间戳；

三个阅读器分别根据发送定位请求报文的时间戳和接收定位响应报文的时间戳确定电子标签的位置信息。

三个阅读器设置在不同的位置，每个阅读器通过发送定位请求报文的时间戳和接收定位响应报文的时间戳可以确定某个电子标签与自身之间的距离，三个阅读器分别确认某个电子标签与自身之间的距离后，就可对电子标签进行定位。

上述实施例中，根据发送定位请求报文的时间戳和接收定位响应报文的时间戳确定电子标签的位置信息，无需在电子标签发送给阅读器的数据包内增加用于表征位置信息的数据帧，节省数据量，减少信道开销。

如图9所示，图9为本发明一种射频数据传输***中对电子标签进行定位的结构示意图。对应地，一种射频数据传输***，包括三个阅读器2，通过三个阅读器2分别向电子标签1发送定位请求报文，并记录发送定位请求报文的时间戳；电子标签1在收到三个阅读器2的定位请求报文后，分别向三个阅读器2反馈定位响应报文，三个阅读器2分别记录接收到定位响应报文的时间戳；三个阅读器2分别根据发送定位请求报文的时间戳和接收定位响应报文的时间戳确定电子标签1的位置信息。

上述实施例中，通过电磁波在电子标签和阅读器之间传输定位请求报文和定位响应报文的时间来定位。具体地，电磁波的传输速度为V，发送定位请求报文的时间戳t1，接收到定位响应报文的时间戳t2，则阅读器到电子标签的距离L＝V(t2-t1)/2，通过三个阅读器即可确定电子标签的位置信息，方便掌握电子标签的位置。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种射频数据传输方法，其特征在于，具体包括：

电子标签监听阅读器发送的传输使能报文；

当所述电子标签接收到所述阅读器发送的所述传输使能报文或者当所述电子标签超过预设的发送间隔时间仍未接收到所述阅读器发送的所述传输使能报文时，所述电子标签向所述阅读器发送传输请求报文；

在所述阅读器接收到所述传输请求报文后，所述电子标签监听所述阅读器发送的信道选择报文；

所述电子标签根据所述信道选择报文启用有线信道或者无线信道；

所述电子标签通过所启用的有线信道或者无线信道把数据发送到所述阅读器。

2.根据权利要求1所述的一种射频数据传输方法，其特征在于，在所述电子标签把数据发送到所述阅读器之前，还包括：

所述电子标签获取所述阅读器生成的级别文件，所述级别文件包括所述阅读器的设备编码；

所述电子标签根据所述级别文件解析出所述阅读器的设备编码；

所述电子标签在预设的权限数据库内匹配所述阅读器的设备编码，得到匹配结果；

所述电子标签根据所述匹配结果判定所述阅读器的安全级别，并根据安全级别和预设的数据发送规则控制所述电子标签对所述阅读器发送数据；所述安全级别包括第一级别和第二级别，所述数据发送规则包括：当所述阅读器的安全级别为第一级别时，所述电子标签直接向所述阅读器发送数据；当所述阅读器的安全级别为第二级别时，所述电子标签对所述阅读器进行安全验证，仅当安全验证通过时所述电子标签才向所述阅读器发送数据。

3.根据权利要求2所述的一种射频数据传输方法，其特征在于，所述阅读器保存非对称加密算法的公开密钥，所述电子标签保存与所述公开密钥配对的私有密钥，所述电子标签对所述阅读器进行安全验证具体包括：

所述电子标签向所述阅读器发送验证请求报文；

所述电子标签获取所述阅读器发送的验证响应报文，所述验证响应报文为所述阅读器根据所述验证请求报文和所述公开密钥对所述设备编码进行加密而成；

所述电子标签利用所述私有密钥对接收到的所述验证响应报文进行解密，得到解密后的设备编码；

电子标签对比加密前的设备编码和解密后的设备编码是否一致，如果一致，则安全验证通过，如果不一致，则安全验证不通过。

4.根据权利要求1所述的一种射频数据传输方法，其特征在于，所述传输请求报文包括所述电子标签的标识码，当所述阅读器在同一时间内接收到多个所述电子标签发送的所述传输请求报文时，还包括：

获取所述阅读器发送的所述电子标签对应的发送延时，所述发送延时为所述阅读器根据预设的延时计算规则和所述电子标签对应的所述标识码计算所得，所述标识码为所述阅读器解析所述传输请求报文所得；

所述电子标签在接收到所述发送延时后对所述发送延时执行倒计时，并在倒计时完成后把数据发送到所述阅读器。

5.根据权利要求1所述的一种射频数据传输方法，其特征在于，在所述电子标签向所述阅读器发送传输请求报文后，所述方法还包括：

根据所述电子标签对所述阅读器的传输使能报文的监听结果判断电子标签的触发类型，所述触发类型包括：使能触发和延时触发；

根据触发类型按照预设供能规则确定电子标签的供能模式，所述供能模式包括：被动供能和主动供能；

所述预设供能规则包括：

当所述电子标签在接收所述阅读器发送的所述传输使能报文后向所述阅读器发送所述传输请求报文时，所述触发类型为使能触发，确定所述电子标签的供能模式为被动供能；当所述电子标签在超过预设的发送间隔时间仍未接收到所述阅读器发送的所述传输使能报文后向所述阅读器发送所述传输请求报文时，所述触发类型为延时触发，确定所述电子标签的供能模式为主动供能；

所述被动供能为所述电子标签通过对所述阅读器产生的电磁波进行电磁感应来实现供能，所述主动供能为所述电子标签通过预设的内部电源实现供能。

6.一种射频数据传输***，其特征在于，包括电子标签和阅读器；

所述电子标签，用于监听所述阅读器发送的传输使能报文和计算所述电子标签未接收到所述阅读器发送的所述输使能报文的时间，并当接收到所述阅读器发送的所述传输使能报文或者当超过预设的发送间隔时间仍未接收到所述阅读器发送的所述传输使能报文时，向所述阅读器发送传输请求报文；

所述阅读器，用于在接收到所述传输请求报文后向所述电子标签发送信道选择报文；

所述电子标签还用于根据所述信道选择报文启用有线信道或者无线信道，并通过所启用的有线信道或者无线信道把数据发送到所述阅读器。

7.根据权利要求6所述的一种射频数据传输***，其特征在于，

所述阅读器还用于生成级别文件并向所述电子标签发送所述级别文件，所述级别文件包括所述阅读器的设备编码；

所述电子标签还用于根据所述级别文件解析出所述阅读器的设备编码，在预设的权限数据库内匹配所述阅读器的设备编码，得到匹配结果，并根据所述匹配结果判定所述阅读器的安全级别，并根据安全级别和预设的数据发送规则控制所述电子标签对所述阅读器发送数据；所述安全级别包括第一级别和第二级别，所述数据发送规则包括：当所述阅读器的安全级别为第一级别时，所述电子标签直接向所述阅读器发送数据；当所述阅读器的安全级别为第二级别时，所述电子标签对所述阅读器进行安全验证，仅当安全验证通过时所述电子标签才向所述阅读器发送数据。

8.根据权利要求7所述的一种射频数据传输***，其特征在于，所述阅读器保存非对称加密算法的公开密钥，所述电子标签保存与所述公开密钥配对的私有密钥，当所述电子标签对所述阅读器进行安全验证时，

所述电子标签具体用于向所述阅读器发送验证请求报文；

所述阅读器具体用于在接收到所述验证请求报文后，利用所述公开密钥把所述设备编码加密成验证响应报文，并向所述电子标签发送所述验证响应报文；

所述电子标签还用于利用所述私有密钥对接收到的所述验证响应报文进行解密，得到解密后的设备编码，并对比加密前的设备编码和解密后的设备编码是否一致，如果一致，则安全验证通过，如果不一致，则安全验证不通过。

9.根据权利要求6所述的一种射频数据传输***，其特征在于，所述传输请求报文包括所述电子标签的标识码，当所述阅读器在同一时间内接收到多个所述电子标签发送的所述传输请求报文时，多个所述电子标签进行延时发送；

所述阅读器还用于解析多个所述电子标签发送的所述传输请求报文，得到多个所述电子标签的所述标识码，并根据预设的延时计算规则和各个所述标识码计算出各个所述电子标签的发送延时后下发所述发送延时到对应的所述电子标签；

所述电子标签还用于在接收到所述发送延时后对所述发送延时执行倒计时，并在倒计时完成后把数据发送到所述阅读器。

10.一种计算机可读存储介质，包括指令，其特征在于，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行根据权利要求1至5任一项所述的方法。