一种产品信息监测装置和能量动态调整的感知方法与流程

本发明涉及加载传感器的WISP标签和能量管理方法，具体为一种产品信息监测装置和能量动态调整的感知方法。

背景技术：

随着电子工业的发展进入崭新阶段，其对技术的要求也越来越高。目前电子工业面临的挑战是如何利用Wi-Fi、蓝牙、以太网等现代科技提升产品管理的效率和准确性。具体到生产线方面，高效实时地采集产品数据信息，可以节省很大人力物力，进而提升生产效率。

目前已有无源标签应用于生产线的产品信息管理，通过阅读器对标签信息的识别和处理，可实现仓储物流管理中对货物入库、出库、库存盘点和区域定位、转移等信息的监控。但此类应用中的标签大都是可读不可写的无源标签，内部存储信息固定，不易修改，只用于货物识别，无法实时写入数据，无法与传感器进行数据交换。

技术实现要素：

本发明针对生产线上的感知监控任务，如温度监测、压力检测、加速度检测等，提供了一种产品信息监测装置和能量动态调整的感知方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种产品信息监测装置，包括阅读器和加载传感器的WISP标签，阅读器设置在产品生产线上每一环节的末尾，WISP标签安装在产品上，随产品在生产线上运动，阅读器可发出射频信号，WISP标签可接收射频信号并利用射频信号进行充电。

本专利中利用的加载传感器的WISP标签是一种可计算RFID标签，具有无源、数据处理能力强、携带方便等优点，传感器采集数据不受时间地点限制，除固定信息外还可以感知传感器相关数据的变化情况，且标签与阅读器数据传输实时性强。本专利利用这一特点，将WISP标签与传感器、传送带结合进行产品信息监控，可以实现对商品温度、质量、加速度等信息的实时监测。

上述的一种产品信息监测装置的能量动态调整的感知方法，包括以下步骤：

第一步：产品进入生产线后在生产线上运动，WISP标签跟随产品在产品线上运动，当运动到第一环节的末尾处时，WISP标签进入阅读器的有效充电范围，WISP标签开始接收射频信号进行充电；

第二步：WISP标签跟随产品运动离开第一环节末尾阅读器的有效充电范围后进入第二环节，并利用存储的电量进行若干次感知，直到进入第二环节的有效充电范围；

第三步:WISP标签进入第二环节末尾处阅读器的有效充电范围后，开始接收射频信号进行充电，当充电的电量满足，式中为第二环节中WISP标签的感知次数，为WISP标签向阅读器传输一次感知数据所需的能量，此时WISP标签将第二环节的感知数据传输给阅读器；

第四步：感知数据传输完成后，WISP标签接着进行充电，为第i环节的感知进行电量的存储，i=3,4,5…，n-1，n为生产线环节的数目；

第五步：WISP标签根据第i-1环节存储的电量和第i环节的长度，均匀分布感知位置，WISP标签在第i环节感知位置进行感知后进入第i环节末尾处阅读器的有效充电范围后，开始接收射频信号进行充电，当充电的电量满足，式中为第i环节中WISP标签的感知次数，此时WISP标签将第i环节的感知数据传输给阅读器，感知数据传输完成后，WISP标签接着进行充电，为第i+1环节的感知进行电量的存储，依次类推，直至完成第n-1环节感知数据传输；

第六步：n-1环节感知数据传输完成后，WISP标签接着进行充电，为第n环节的感知进行电量的存储，WISP标签随后进入最后一个环节，在最后一个环节进行感知，然后在最后一个环节末尾处阅读器的有效充电范围充电后，将感知数据传出。

上述的一种产品信息监测装置的能量动态调整的感知方法，包括以下步骤：

第一步：产品进入生产线后在生产线上运动，WISP标签跟随产品在产品线上运动，当运动到第一环节的末尾处时，WISP标签进入阅读器的有效充电范围，WISP标签开始接收射频信号进行充电；

第二步：WISP标签跟随产品运动离开第一环节末尾阅读器的有效充电范围后进入第二环节，并利用存储的电量进行若干次感知，直到进入第二环节的有效充电范围；

第三步:WISP标签进入第二环节末尾处阅读器的有效充电范围后，开始接收射频信号进行充电，当充电的电量满足，式中为第二环节中WISP标签的感知次数，为WISP标签向阅读器传输一次感知数据所需的能量，此时WISP标签将第二环节的感知数据传输给阅读器；

第四步：感知数据传输完成后，WISP标签接着进行充电，为第j环节的感知进行电量的存储，j=3,4,5…，n-1，n为生产线环节的数目；

第五步：WISP标签根据第j-1环节存储的电量和剩余电量实时确定第j环节的感知位置，当时，感知位置；当时，感知位置，当时，感知位置，式中，为第j-1环节阅读器的坐标位置，为第j环节阅读器的坐标位置，B为标签内电容的容量，为阅读器的有效充电范围，为标签感知一次消耗的电量，为感知位置的最后一个感知位置的坐标，为感知位置的最后一个感知位置的坐标，WISP标签在第j环节感知位置进行感知后进入第j环节末尾处阅读器的有效充电范围后，开始接收射频信号进行充电，当充电的电量满足，式中为第j环节中WISP标签的感知次数，此时WISP标签将第j环节的感知数据传输给阅读器，感知数据传输完成后，WISP标签接着进行充电，为第j+1环节的感知进行电量的存储，依次类推，直至完成第n-1环节感知数据传输；

第六步：n-1环节感知数据传输完成后，WISP标签接着进行充电，为第n环节的感知进行电量的存储，WISP标签随后进入最后一个环节，在最后一个环节进行感知，然后在最后一个环节末尾处阅读器的有效充电范围充电后，将感知数据传出。

本专利为一种基于WISP标签的产品信息监测装置和能量动态调整的感知方法。加载传感器的WISP标签具有无源、数据处理能力强、携带方便等优点，传感器采集数据不受时间地点限制，除固定信息外还可以感知传感器相关数据的变化情况，且标签与阅读器数据传输实时性强。本专利利用这一特点，将WISP标签与传送带结合进行产品信息监控，可以实现对商品温度、质量、加速度等信息的实时监控。本发明还提供了监测装置能量感知方法，提高标签能量利用率。

附图说明

图1系统模块分布设计。

图2为第一种感知方法的感知位置示意图。

图3为第二种感知方法的感知位置示意图。

图中：1-阅读器，2-WISP标签，3-传送带，4-产品，5-传感器，6-匹配天线。

具体实施方式

一种产品信息监测装置，包括阅读器1和加载传感器5的WISP标签2，阅读器1设置在产品生产线上每一环节的末尾，不跟随传送带3一起动，既能给WISP标签提供能量，又能完成数据传输。WISP标签安装在产品4上，随产品4在生产线上运动，检测产品各环节的质量，如压力传感器可以监测每一环节的重量是否合格，超声波传感器可以监测位置信息，温度、湿度传感器也可以监测对应的信息。WISP标签靠阅读器提供能量，WISP标签可以获得的能量与距阅读器的距离有关，距离越近，获得能量越多，距离越远，获得能量越少。传感器采集到数据后，与阅读器通信传输数据则消耗能量。WISP标签2与阅读器1的有效通信距离为1.5米。

一条产品生产线，分为n个环节，每个环节由机器完成不同的操作，如添加零件，液体灌装，位置矫正等等。系统需要对每一环节实施监控，在每一环节检测压力、相对位置、温度等。生产线上分布着阅读器，位置固定在每一环节的末尾，连接的天线紧挨传送带，负责收集数据。传送带上分布有外加传感器的WISP标签，每个标签对应一个产品，随产品运动至每一生产环节，传感器用来采集数据，标签将数据处理后传给阅读器。当标签进入有效充电范围时，开始充电，并把上一环节的感知压力数据传给阅读器，数据传输完成后，继续充电但不进行数据通信。当标签离开有效充电范围，利用存储的电量进行若干次压力感知，直到进入下一个充电范围。

产品信息监测装置的能量动态调整的第一种感知方法，包括以下步骤：

第一步：产品进入生产线后在生产线上运动，WISP标签跟随产品在产品线上运动，当运动到第一环节的末尾处时，WISP标签进入阅读器的有效充电范围，WISP标签开始接收射频信号进行充电；

第二步：WISP标签跟随产品运动离开第一环节末尾阅读器的有效充电范围后进入第二环节，并利用存储的电量进行若干次感知，直到进入第二环节的有效充电范围；

第三步:WISP标签进入第二环节末尾处阅读器的有效充电范围后，开始接收射频信号进行充电，当充电的电量满足，式中为第二环节中WISP标签的感知次数，为WISP标签向阅读器传输一次感知数据所需的能量，此时WISP标签将第二环节的感知数据传输给阅读器；

第四步：感知数据传输完成后，WISP标签接着进行充电，为第i环节的压力感知进行电量的存储，i=3,4,5…，n-1，n为生产线环节的数目；

第五步：WISP标签根据第i-1环节存储的电量和第i环节的长度，均匀分布感知位置，WISP标签在第i环节感知位置进行感知后进入第i环节末尾处阅读器的有效充电范围后，开始接收射频信号进行充电，当充电的电量满足，式中为第i环节中WISP标签的感知次数，此时WISP标签将第i环节的感知数据传输给阅读器，感知数据传输完成后，WISP标签接着进行充电，为第i+1环节的压力感知进行电量的存储，依次类推，直至完成第n-1环节感知数据传输；

第六步：n-1环节感知数据传输完成后，WISP标签接着进行充电，为第n环节的压力感知进行电量的存储，WISP标签随后进入最后一个环节，在最后一个环节进行压力感知，然后在最后一个环节末尾处阅读器的有效充电范围充电后，将感知数据传出。

产品信息监测装置的能量动态调整的第二种感知方法，包括以下步骤：

第一步：产品进入生产线后在生产线上运动，WISP标签跟随产品在产品线上运动，当运动到第一环节的末尾处时，WISP标签进入阅读器的有效充电范围，WISP标签开始接收射频信号进行充电；

第二步：WISP标签跟随产品运动离开第一环节末尾阅读器的有效充电范围后进入第二环节，并利用存储的电量进行若干次感知，直到进入第二环节的有效充电范围；

第三步:WISP标签进入第二环节末尾处阅读器的有效充电范围后，开始接收射频信号进行充电，当充电的电量满足，式中为第二环节中WISP标签的感知次数，为WISP标签向阅读器传输一次感知数据所需的能量，此时WISP标签将第二环节的感知数据传输给阅读器；

第四步：感知数据传输完成后，WISP标签接着进行充电，为第j环节的感知进行电量的存储，j=3,4,5…，n-1，n为生产线环节的数目；

第五步：WISP标签根据第j-1环节存储的电量和剩余电量（标签在运动过程中感知需要消耗能量）实时确定第j环节的感知位置，当时，感知位置；当时，感知位置，当时，感知位置，式中，为第j-1环节阅读器的坐标位置，为第j环节阅读器的坐标位置，B为标签内电容的容量，为阅读器的有效充电范围，为标签感知一次消耗的电量，为感知位置的最后一个感知位置的坐标，为感知位置的最后一个感知位置的坐标，WISP标签在第j环节感知位置进行感知后进入第j环节末尾处阅读器的有效充电范围后，开始接收射频信号进行充电，当充电的电量满足，式中为第j环节中WISP标签的感知次数，此时WISP标签将第j环节的感知数据传输给阅读器，感知数据传输完成后，WISP标签接着进行充电，为第j+1环节的感知进行电量的存储，依次类推，直至完成第n-1环节感知数据传输；

第六步：n-1环节感知数据传输完成后，WISP标签接着进行充电，为第n环节的感知进行电量的存储，WISP标签随后进入最后一个环节，在最后一个环节进行感知，然后在最后一个环节末尾处阅读器的有效充电范围充电后，将感知数据传出。