一种超声无源标签读写器的通信方法及装置

本发明涉及超声波无源标签，尤其是涉及一种超声无源标签读写器的通信方法及装置。

背景技术：

1、当前物联网产业发展迅速，其中id(identity document)身份识别技术是推动物联网产业发展的重要因素。目前市面上的有源标签因内部装有电池或者其他通过外接电源方式，其寿命依赖于电池等供电设备，频繁更换电池，充电等操作导致有源标签在使用过程中不稳定，不方便，因此其应用场景十分受限。

2、在这种情况下，无源标签越来越受到重视，当前市面上的无源标签绝大多数是射频识别技术(rfid)，其在门禁系统、公交系统、银行系统等应用非常广泛，但其容易受到金属器件的干扰，降低了传输可靠性，尤其是贴装在金属表面几乎无法正常工作。

3、对此，一些现有技术公开了基于超声的无源标签读写器的通信方式，但是现有的基于超声的无源标签通信方式，普遍具有以下缺陷：

4、1、超声信号的收发过程需要更高的精度。

5、2、对设备的功耗要求更高，不能有效节省通信能量。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了提供一种超声无源标签读写器的通信方法及装置，利用单个超声换能器即可实现进行能量和信息传递，可有效节约硬件成本，并且采用时分复用方式对进行数据编码，纠错能力强，且简单明了，同时解码简单不占用过多运算资源。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种超声无源标签读写器的通信方法，包括：

4、发送充能信号，并等待反馈，其中，所述充能信号被配置为不间断的持续第一设定时长的超声波信号；

5、若在预配置的等待时间内接收到反馈响应信号，则发送识别指令或写入指令，其中，所述发送识别指令或写入指令由多个第一信号单元和/或第二信号单元组合而成，所述第一信号单元包括不间断的持续第二设定时长的超声波信号和持续第二时长的空信号，所述第二信号单元包括不间断的持续第三设定时长的超声波信号，所述第三设定时长是第二设定时长的2倍；

6、当发送识别指令后，接收一个或多个数据串，其中所述数据串由多个第一信号单元和/或第二信号单元组合而成，各数据串之间间隔有持续第四设定时长的空信号；

7、当发送写入指令后，发送一个或多个数据串，其中所述数据串由多个第一信号单元和/或第二信号单元组合而成，各数据串之间间隔有持续第四设定时长的空信号；

8、所述第四设定时长均大于第二设定时长的两倍。

9、所述发送充能信号，并等待反馈，具体包括：

10、初始化计数值n为1；

11、以n*k作为第一设定时长，发送充能信号，其中，k为单位时长；

12、若在预配置的等待时间内未接收到反馈响应信号，则对计数值n进行加1，并重新确定第一设定时长后，发送充能信号。

13、所述发送充能信号，并等待反馈，还包括：

14、若在预配置的等待时间内接收到反馈响应信号，则保存计数值n为当前取值。

15、一种超声无源标签读写器的通信方法，包括：

16、接收充能信号，并在充能结束后，发送反馈响应信号，其中，所述反馈响应信号由多个第一信号单元和/或第二信号单元组合而成，所述第一信号单元包括不间断的持续第二设定时长的超声波信号和持续第二时长的空信号，所述第二信号单元包括不间断的持续第三设定时长的超声波信号，所述第三设定时长是第二设定时长的2倍；

17、接收到发送识别指令后，将存储于存储器中的数据以一个或多个数据串的方式对外发送，其中所述数据串由多个第一信号单元和/或第二信号单元组合而成，各数据串之间间隔有持续第四设定时长的空信号；

18、接收到写入指令后，接收一个或多个数据串，并写入存储器中，其中所述数据串由多个第一信号单元和/或第二信号单元组合而成，各数据串之间间隔有持续第四设定时长的空信号。

19、所述方法还包括：

20、当所有数据写入存储器中后，发送校验码信号，该校验码信号由多个第一信号单元和/或第二信号单元组合而成。

21、一种超声无源标签读写器的通信装置，包括：

22、超声换能器，基于电能生成超声波信号，以及将超声波转换为电信号；

23、充能发送单元，被配置为：发送充能信号，并等待反馈，其中，所述充能信号被配置为不间断的持续第一设定时长的超声波信号；

24、指令发送单元，被配置为：若在预配置的等待时间内接收到反馈响应信号，则发送识别指令或写入指令，其中，所述发送识别指令或写入指令由多个第一信号单元和/或第二信号单元组合而成，所述第一信号单元包括不间断的持续第二设定时长的超声波信号和持续第二时长的空信号，所述第二信号单元包括不间断的持续第三设定时长的超声波信号，所述第三设定时长是第二设定时长的2倍；

25、数据读取单元，被配置为：发送识别指令后，接收一个或多个数据串，其中所述数据串由多个第一信号单元和/或第二信号单元组合而成，各数据串之间间隔有持续第四设定时长的空信号；

26、第一数据发送单元，被配置为：发送写入指令后，并在其后发送一个或多个数据串，其中所述数据串由多个第一信号单元和/或第二信号单元组合而成，各数据串之间间隔有持续第四设定时长的空信号；

27、所述第四设定时长均大于第二设定时长的两倍。

28、所述充能发送单元包括：

29、计数值初始化子单元，被配置为：初始化计数值n为1；

30、充能控制子单元，被配置为：以n*k作为第一设定时长，发送充能信号，其中，k为单位时长；

31、迭代控制子单元，被配置为：若在预配置的等待时间内未接收到反馈响应信号，则对计数值n进行加1，并重新确定第一设定时长后，发送充能信号。

32、所述充能发送单元包括：

33、计数值存储子单元，被配置为：若在预配置的等待时间内接收到反馈响应信号，则保存计数值n为当前取值。

34、一种超声无源标签读写器的通信装置，包括：

35、超声换能器，基于电能生成超声波信号，以及将超声波转换为电信号；

36、充能反馈单元，被配置为：接收充能信号，并在充能结束后，发送反馈响应信号，其中，所述反馈响应信号由多个第一信号单元和/或第二信号单元组合而成，所述第一信号单元包括不间断的持续第二设定时长的超声波信号和持续第二时长的空信号，所述第二信号单元包括不间断的持续第三设定时长的超声波信号，所述第三设定时长是第二设定时长的2倍；

37、第二数据发送单元，被配置为：接收到发送识别指令后，将存储于存储器中的数据以一个或多个数据串的方式对外发送，其中所述数据串由多个第一信号单元和/或第二信号单元组合而成，各数据串之间间隔有持续第四设定时长的空信号；

38、数据写入单元，被配置为：接收到写入指令后，接收一个或多个数据串，并写入存储器中，其中所述数据串由多个第一信号单元和/或第二信号单元组合而成，各数据串之间间隔有持续第四设定时长的空信号。

39、所述装置还包括：

40、校验发送单元，被配置为：当所有数据写入存储器中后，发送校验码信号，该校验码信号由多个第一信号单元和/或第二信号单元组合而成。

41、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

42、1、利用单个超声换能器即可实现进行能量和信息传递，可有效节约硬件成本，并且采用时分复用方式对进行数据编码，纠错能力强，且简单明了，同时解码简单不占用过多运算资源。

43、2、针对不同标签，不同通信距离或者环境，能够自适应充能时间，节约通信能量消耗。