一种光充电无源可见光标签读写器装置的制造方法_2

文档序号:10158002阅读:来源:国知局
收模块11、调制编码模块12、驱动模块10组成;其中,标签控制模块15连接光能接收模块11、调制编码模块12,光能接收模块11连接光充电器3,驱动模块10连接光发射器2、调制编码模块12 ;读写控制模块19连接启动器6、电源模块13、光能发射模块8、通信模块14、解调解码模块18,电源模块13连接启动器6、光能发射模块8、判决模块9、通信模块14、解调解码模块18,光供电器7连接光能发射模块8,判决模块9连接光电接收器5、解调解码模块18 ;光供电器7通过可见光充电载波信号17与光充电器3对应,光发射器2通过可见光信息16与光电接收器5对应;光供电器7与光充电器3的对应以及光发射器2与光电接收器5的对应,在工作时需同时满足;
[0037]所述读写器4利用可见光通信的方式,向光标签I发送可见光信息,以光的形式给光标签I提供电能,并接收来自光标签I的可见光信息16,以实现与光标签I之间的数据读出或写入操作,分析、处理、验证、存储接收到光标签I的信息,与外部设备进行数据通信;
[0038]所述读写控制模块19用于对读写器4的各模块进行功能控制,读写、存储数据,分析处理,验证接收到的光标签I信息,向光能发射模块8发送信号,控制光能发射模块8和光供电器7发送可见光充电载波信号17,并由通信模块14与外部设备进行数据交换;
[0039]所述启动器6用于感测光标签I的触发,当有光标签I进入到读写器4的工作区域触发启动器6时,启动器6向电源模块13发出启动信号,让电源模块13为读写器4各模块供电;启动器6有机械触发和光电触发两种方式I)机械触发,靠外部施加力量开启,米用轻触开关、行程开关等机械触发电路实现;2)光电触发,利用热释电传感、红外反射传感实现启动触发;
[0040]所述电源模块13用于接收启动器6的启动信号,以及给读写器4的各功能模块提供电能;
[0041]所述光能发射模块8将读写控制模块19发送来的信息,进行调制编码,并用调制编码后的信息,激励光供电器7发出可见光充电载波信号17 ;
[0042]所述光供电器7在光能发射模块8的激励下,发送可见光充电载波信号17,可见光充电载波信号17除了能提供足够光标签I工作的光能,还携带了经过调制的可见光载波信息,能够向光标签I发送可见光形式的信息;
[0043]所述光电接收器5用于感应接收来自光标签I的可见光信息16,并转换成相应的电信号;
[0044]所述判决模块9用于接收来自光电接收器5转换后的电信号,转换成数字信号;
[0045]所述解调解码模块18用于对判决模块9输出的数字信号,进行解调、解码,并输出给读写控制模块19处理;
[0046]所述通信模块14用于与外部设备建立通信,向外部设备发送数据,接收外部设备的数据,实现数据交互、机构控制;
[0047]所述光标签I靠从读写器4获得的光能供电而上电工作,以可见光通信的方式,向读写器4发送可见光信息16,接收来自读写器4的可见光充电载波信号17,以实现与读写器4之间的信息读出或写入操作,分析、验证、存储、处理接收到读写器4的信息;
[0048]所述标签控制模块15用于对光标签I的各模块进行功能控制,读写、存储数据,分析处理接收到的读写器4的数据信息,并输出待发送的信息到调制编码模块12 ;
[0049]所述光充电器3接收来自读写器4的光供电器7发送的可见光充电载波信号17,并转化为相应的电信号;同时,还可以感应外界环境可见光,用于光标签I的能量补充供给;
[0050]所述光能接收模块11,主要有两个功能1、从光充电器3接收到的可见光充电载波信号17转化为相应的电信号中,收集转化为电能,用作电源为光标签I各模块提供电能;2、从接收转化的相应电信号中解调提取出加载在可见光充电载波信号17上的信息,并转化为数字信号,输出给标签控制模块15进行下一步处理;
[0051]所述调制编码模块12对标签控制模块15发送来的各种信息进行编码,并调制成适合无线光信道传输的信号;
[0052]所述驱动模块10用于根据调制编码模块12发送来的信号,驱动光发射器2发送可见光信息16 ;
[0053]所述光发射器2用于在驱动模块10的作用下,发送可见光信息16。
[0054](二)所述的可见光无源光充电标签与读写器装置的充供电和启动方式,步骤如下:
[0055]P1、读写器4上电后,进入待机状态,读写器4的电源模块13只为启动器6供电;
[0056]P2、当光标签I触发启动器6后,读写器4进入工作状态,电源模块13为读写器各模块供电;
[0057]P3、读写器4的光供电器7、光能发射模块8上电后,光供电器7按设定的频率发光,向光标签I提供的光能;
[0058]P4、光标签I由光充电器3感应光供电器7发出的光,并转换成对应频率的电信号,当光能接收模块8的可识别频率与光供电器7的发光频率相符合时,光能接收模块11将光充电器3输出的电信号收集转化为电能,并向光标签I的其他模块供电,使各模块上电工作;光标签I的光充电器3、光能接收模块11同时还从外界环境光中,获得能量。
[0059](三)所述的光标签I与读写器4的通信模式,有半双工和全双工两种:1、在半双工方式下,读写器4和光标签I交替发送接收数据,两个信道不会相互干扰,上下行通信信道的可见光波段可以重叠、覆盖;2、在全双工通信下,读写器4到光标签I的下行通信信道和光标签到读写器的上行通信信道,分别将信号加载在两组不同波段的可见光载波,使得上行通信信道的可见光波段与下行通信信道的可见光波段没有重叠,从而保证两个信道不会相互干扰。
[0060](四)光标签I进入到读写器4工作区域,触发启动器6后,从读写器4获得电能,光标签I和读写器4各模块都上电工作后,两者的通信分为两个过程:
[0061]I)光标签I向读写器4发送可见光信息16,读写器4接收来自光标签的可见光信息16。
[0062]在光标签I端:S1、标签控制模块15将待发送信息输入至调制编码模块12 ;S2、调制编码模块12对标签控制模块15输出的信息,进行调制、编码后,并输出到驱动模块10 ;S3、驱动模块10根据经过调制编码的信息,驱动光发射器2发出可见光信息16。
[0063]在读写器端:R1、光电接收器5接收来自光标签I上光发射器2发来的可见光信息16,并转换成相应的电信号;R2、再由判决模块9将光电接收器5转换的模拟电信号,转换成相应的数字信号,并输出到解调解码模块18 ;R3、解调解码模块18将数字信号进行解调解码,转换成原始的信息并输出至读写控制模块19 ;R4、读写控制模块19对解调解码模块18输出的信息,进行分析处理。
[0064]2)读写器4向光标签I发送可见光充电载波信号17,光标签I接收来自读写器4的可见光充电载波信号17。
[0065]在读写器4端:S1、读写控制模块19将待发送信息输入至光能发射模块8 ;S2、光能发射模块对读写控制模块19输出的信息进行调制编码;S3、光供电器7根据经过光能发射模块8调制编码的信息,发送携带了信息的可见光充电载波信号17。
[0066]在光标签I端:Rl、光充电器3接收来自读写器4上光供电器7发来的可见光充电载波信号17,转换成对应的电信号;R2、光能接收模块11从光充电器3接收到并转换的电信号中,解调解码提取出加载在可见光充电载波信号的信息17,并转化为相应的数字信号;R3、标签控制模块15对光能接收模块11输出的信息,进行分析处理。
[0067](五)所述的光标签1与读写器4建立通信链路的方式如下:
[0068]在光标签1和读写器4各模块都上电正常工作后,读写器4和光标签1进行正常的数据交换前,首先要通过双向的身份认证方式,建立通信链路,步骤为:
[0069]L1:光标签1向读写器4发送一个数据RB ;
[0070]L2:读写器4收到数据RB后,读写器4采用内部存放的认证数据MR和算法FunM(x),对数据RB进行处理后得到RB1,RB1和读写器4的一个数据RA组成ANS AB,并向光标签1发送一个应答数据ANS AB。
[0071 ] L3:光标签1收到ANS AB后,从ANS AB中提取出RB 1,用光标签1中的认证数据MK和算法DFunM(x),对ANS AB中的RB1部分进行解
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