基于超高频RFID的物联网终端远程按需唤醒系统与方法与流程

基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒系统与方法
技术领域
1.本发明涉及物联网、无线通信技术领域，特别涉及基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒系统与方法。


背景技术：

2.低功耗物联网通信中有众多应用场景需要独立的电池来给终端提供长久续航能力，特别在对物联网设备体积和成本要求敏感的大规模lpwan部署场景，一般都要自带像纽扣电池这种小容量锂电池。现行的lpwan应用常用的通信方式为：休眠的终端每隔一定时间就会唤醒主控芯片，随后主控芯片采集或处理数据后启动通信收发模块，通过ap与服务器进行数据交互，最后主控处理完回执数据后再次进入休眠，如此往复。可见，在电池容量有限的场景下，决定设备电池消耗的因素有:1)soc芯片的功耗2)射频收发的功耗3)芯片唤醒次数4)每次任务的工作时长。
3.物联网终端通常需要运行在极低功耗下，典型应用场景一般需要5年左右的使用寿命，苛刻条件的使用寿命可能超过10年。为进一步提升物联网终端的使用寿命和持续工作时间，除了降低芯片本身的功耗(soc和射频)，减少终端和ap的无效通信次数至关重要。定时唤醒方式需要不断地启动主控芯片和通信模块以便检查更新，即便和服务器没有实质内容交换也要耗费电池电量，不利于终端设备的长时间续航。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：本发明针对上述问题和现有技术不足，设计一种通过超高频rfid无源标签和rfid读写器技术实现物联网终端主控芯片按需唤醒的新方式，大大减少了终端和无线ap的无用通信次数，使得设备续航时间更长，且按需唤醒的工作模式更为灵活。
5.具体技术方案如下：
6.本发明是基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒系统，包括服务器、rfid读写器、物联网iot终端和无线ap，
7.所述服务器与rfid读写器通过网络连接，根据业务逻辑向rfid读写器发起终端唤醒命令，服务器提供与物联网iot终端的业务信息交互，数据处理和存储；
8.所述rfid读写器，用于接收服务器的唤醒命令并广播下发给物联网iot终端；
9.所述物联网iot终端集成了rfid标签、主控芯片和无线收发模块，物联网iot终端接收rfid读写器命令，并通过rfid标签向主控芯片发送高电平或低电平唤醒脉冲，启动休眠中的主控芯片，所述主控芯片完成任务后再次进入休眠状态；
10.无线ap，被唤醒的主控芯片通过无线收发模块与无线ap通信，进而同服务器交换数据。
11.进一步的，还包括手持rfid读写设备，当需要人为对物联网iot终端唤醒开启业务流程时，可使用手持rfid读写设备对物联网iot终端唤醒，触发后续业务逻辑。
12.进一步的，所述rfid标签为无源rfid标签，rfid标签集成了rfid标签芯片，rfid标
签芯片上设置了gnd引脚、rf_p引脚、rf_n引脚、wakeup_vdd引脚。
13.进一步的，所述rfid标签芯片和主控芯片通过wakeup_vdd引脚相连，当rfid标签芯片被uhf射频激活启动之后，向wakeup_vdd引脚发送一个高电平脉冲，唤醒处于休眠模式的主控芯片。
14.进一步的，所述服务唤醒对象可根据rfid标签提供的id身份或rfid读写器进行分组处理，根据需求唤醒特定的组。
15.基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒方法，包括以下步骤：
16.服务器与rfid读写器通过网络连接，根据业务逻辑向rfid读写器发起终端唤醒命令，服务器提供与物联网iot终端的业务信息交互，数据处理和存储；
17.rfid读写器接收服务器的唤醒命令并广播下发给物联网iot终端；
18.物联网iot终端集成了rfid标签、主控芯片和无线收发模块，物联网iot终端接收rfid读写器命令，并通过rfid标签向主控芯片发送高电平或低电平唤醒脉冲，启动休眠中的主控芯片，所述主控芯片完成任务后再次进入休眠状态；
19.被唤醒的主控芯片通过无线收发模块与无线ap通信，进而同服务器交换数据。
20.进一步的，当需要人为对物联网iot终端唤醒开启业务流程时，可使用手持rfid读写设备对物联网iot终端唤醒，触发后续业务逻辑。
21.进一步的，所述rfid标签为无源rfid标签，rfid标签集成了rfid标签芯片，rfid标签芯片上设置了gnd引脚、rf_p引脚、rf_n引脚、wakeup_vdd引脚，所述rfid标签芯片和主控芯片通过wakeup_vdd引脚相连，当rfid标签芯片被uhf射频激活启动之后，向wakeup_vdd引脚发送一个高电平脉冲，唤醒处于休眠模式的主控芯片。
22.进一步的，所述服务唤醒对象可根据rfid标签提供的id身份或rfid读写器进行分组处理，根据需求唤醒特定的组。
23.本发明的有益效果如下：
24.本发明提供的基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒系统与方法，设计一种集成超高频rfid无源标签的终端，配合rfid读写器以及服务器控制逻辑，实现物联网终端主控芯片按需唤醒的方式，大大减少了终端和无线ap的无用通信次数，使得设备续航时间更长，且按需唤醒的工作模式更为灵活。
25.本发明提供的基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒系统与方法，rfid标签成本极低，通过集成rfid标签在低功耗物联网终端中，为终端设备带来新功能，唤醒可以通过服务器逻辑触发，也可人工触发，相比定时唤醒更加灵活，通过rfid读写器在远程激活终端设备，减少了人工唤醒操作，提升工作效率；本发明按需唤醒的方式，相比定时唤醒，大大降低了终端的启动次数，减少了电量消耗，延长了低功耗物联网终端的使用寿命。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：
27.图1为本发明系统工作流程图；
28.图2为rfid标签芯片与主控芯片的连接图；
29.图3为使用本发明应用在电子价签的实例工作流程图。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。
32.实施例1
33.如图1所示，本发明是基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒系统，包括服务器、rfid读写器、物联网iot终端(wireless iot)和无线ap(wireless iot)，
34.所述服务器与rfid读写器通过网络连接，根据业务逻辑向rfid读写器发起终端唤醒命令，服务器提供与物联网iot终端的业务信息交互，数据处理和存储；
35.所述rfid读写器，用于接收服务器的唤醒命令并广播下发给物联网iot终端；
36.所述物联网iot终端集成了rfid标签、主控芯片和无线收发模块，物联网iot终端接收rfid读写器命令，并通过rfid标签向主控芯片发送高电平或低电平唤醒脉冲，启动休眠中的主控芯片，所述主控芯片完成任务后再次进入休眠状态；
37.无线ap，被唤醒的主控芯片通过无线收发模块与无线ap通信，进而同服务器交换数据。
38.优选的，还包括手持rfid读写设备，当需要人为对物联网iot终端唤醒开启业务流程时，可使用手持rfid读写设备对物联网iot终端唤醒，触发后续业务逻辑。
39.优选的，所述rfid标签为无源rfid标签，rfid标签集成了rfid标签芯片，rfid标签芯片上设置了gnd引脚、rf_p引脚、rf_n引脚、wakeup_vdd引脚。所述rfid标签芯片和主控芯片通过wakeup_vdd引脚相连，当rfid标签芯片被uhf射频激活启动之后，向wakeup_vdd引脚发送一个高电平脉冲，唤醒处于休眠模式的主控芯片，主控芯片为soc主控芯片。rfid标签芯片与主控芯片的连接如图2所示。
40.优选的，所述服务唤醒对象可根据rfid标签提供的id身份或rfid读写器进行分组处理，根据需求唤醒特定的组。
41.电子价签esl是一种广泛使用的数字化商品信息展示设备，其广泛应用于零售行业。目前市场上的电子价签一般都是自带纽扣电池供电，esl的信息更新一般采用定时唤醒更新或手动触发两种方式来更新产品信息。电子价签需要运行在极低功耗下，典型应用场景要满足至少5年的使用寿命。一般单颗cr2032电池的容量为240mah，即便考虑80％的电池利用率，2颗电池所能提供的电量仅为380mah。以每30s更新一次计算，典型的续航时间仅为4.6年。市面上还有通过光能回收技术来提升续航，但需要较多额外的器件，成本和复杂度上升，对于esl这类成本敏感型应用不利。所以，为进一步提升esl持续工作时间，除了降低esl芯片本身的功耗(soc和射频)，减少esl的无效通信次数至关重要。
42.本实施例以电子价签esl为例，利用本发明的系统，设计了一种通过集成超高频rfid无源标签的基于wiota的esl终端，配合rfid读写器以及esl服务器控制逻辑，采用本发明的方法实现esl芯片按需唤醒的新方式，其实施过程如图3所示，大大减少了esl无用通信次数，使得esl续航时间更长，且按需更新信息的模式更为灵活。
43.本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

技术特征：
1.基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒系统，其特征在于：包括服务器、rfid读写器、物联网iot终端和无线ap，所述服务器与rfid读写器通过网络连接，根据业务逻辑向rfid读写器发起终端唤醒命令，服务器提供与物联网iot终端的业务信息交互，数据处理和存储；所述rfid读写器，用于接收服务器的唤醒命令并广播下发给物联网iot终端；所述物联网iot终端集成了rfid标签、主控芯片和无线收发模块，物联网iot终端接收rfid读写器命令，并通过rfid标签向主控芯片发送高电平或低电平唤醒脉冲，启动休眠中的主控芯片，所述主控芯片完成任务后再次进入休眠状态；无线ap，被唤醒的主控芯片通过无线收发模块与无线ap通信，进而同服务器交换数据。2.根据权利要求1所述的基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒系统，其特征在于：还包括手持rfid读写设备，当需要人为对物联网iot终端唤醒开启业务流程时，可使用手持rfid读写设备对物联网iot终端唤醒，触发后续业务逻辑。3.根据权利要求1所述的基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒系统，其特征在于：所述rfid标签为无源rfid标签，rfid标签集成了rfid标签芯片，rfid标签芯片上设置了gnd引脚、rf_p引脚、rf_n引脚、wakeup_vdd引脚。4.根据权利要求3所述的基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒系统，其特征在于：所述rfid标签芯片和主控芯片通过wakeup_vdd引脚相连，当rfid标签芯片被uhf射频激活启动之后，向wakeup_vdd引脚发送一个高电平脉冲，唤醒处于休眠模式的主控芯片。5.根据权利要求1所述的基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒系统，其特征在于：所述服务唤醒对象可根据rfid标签提供的id身份或rfid读写器进行分组处理，根据需求唤醒特定的组。6.基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒方法，其特征在于：包括以下步骤：服务器与rfid读写器通过网络连接，根据业务逻辑向rfid读写器发起终端唤醒命令，服务器提供与物联网iot终端的业务信息交互，数据处理和存储；rfid读写器接收服务器的唤醒命令并广播下发给物联网iot终端；物联网iot终端集成了rfid标签、主控芯片和无线收发模块，物联网iot终端接收rfid读写器命令，并通过rfid标签向主控芯片发送高电平或低电平唤醒脉冲，启动休眠中的主控芯片，所述主控芯片完成任务后再次进入休眠状态；被唤醒的主控芯片通过无线收发模块与无线ap通信，进而同服务器交换数据。7.根据权利要求6所述的基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒方法，其特征在于：当需要人为对物联网iot终端唤醒开启业务流程时，可使用手持rfid读写设备对物联网iot终端唤醒，触发后续业务逻辑。8.根据权利要求6所述的基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒方法，其特征在于：所述rfid标签为无源rfid标签，rfid标签集成了rfid标签芯片，rfid标签芯片上设置了gnd引脚、rf_p引脚、rf_n引脚、wakeup_vdd引脚，所述rfid标签芯片和主控芯片通过wakeup_vdd引脚相连，当rfid标签芯片被uhf射频激活启动之后，向wakeup_vdd引脚发送一个高电平脉冲，唤醒处于休眠模式的主控芯片。9.根据权利要求6所述的基于超高频rfid的物联网终端远程按需唤醒方法，其特征在于：所述服务唤醒对象可根据rfid标签提供的id身份或rfid读写器进行分组处理，根据需
求唤醒特定的组。

技术总结
本发明公开了基于超高频RFID的物联网终端远程按需唤醒系统及方法，涉及物联网、无线通信技术领域。具体的，服务器与RFID读写器通过网络连接，根据业务逻辑向RFID读写器发起终端唤醒命令，服务器提供与物联网IoT终端的业务信息交互，数据处理和存储；RFID读写器接收服务器的唤醒命令并广播下发给物联网IoT终端；物联网IoT终端接收RFID读写器命令，并通过RFID标签向主控芯片发送高电平或低电平唤醒脉冲，启动休眠中的主控芯片；被唤醒的主控芯片通过无线收发模块与无线AP通信，同服务器交换数据。本发明实现物联网终端主控芯片按需唤醒的方式，大大降低了终端的启动次数，减少了电量消耗，延长了低功耗物联网终端的使用寿命。命。命。


技术研发人员：邓江涛 梁霄 刘家强 黎光洁
受保护的技术使用者：重庆御芯微信息技术有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/5