专利名称：一种基于rfid技术的数据交换系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通讯技术领域，特别是涉及一种基于RFID(RadioFrequency Identification，无线射频识别)技术的新型数据交换系统。
背景技术：
RFID技术被预为本世纪最有影响力的应用技术之一。RFID技术因为其灵活的实体架构可以根据不同的工具进行应用拓展。标签和移动终端结合已经在世界各地进行尝试应用，其中包括Nokia手机加入RFID功能和RFID嵌入手机中的订票业务预测以及最近备受业界注目的NFC(Near FieldCommunication，近距离通讯)技术。随着RFID技术及服务不断的完善，RFID技术嵌入手持终端(如PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理))中将在不远的将来得以实现。采用RFID技术的数据交换系统必不可少。
通常的RFID数据交换系统中，标签是处于被动式的通信方式。实际上，标签在RFID数据交换系统中无论是处于被动式还是主动式的通信方式，实现起来都没有任何技术屏障。以往的RFID数据交换系统中，标签总是处于被动状态去传输数据或者交换数据。
另一方面，标签与终端或移动终端结合使用，通常都是终端并没有对标签进行控制，真正控制标签通信的依然是阅读器。这就使RFID数据交换系统与终端系统产生了数据交换屏障，即，终端无法与RFID数据交换系统进行有机结合。
有效结合终端系统，同时灵活的使用标签通信方式将获得一个崭新的富有前景的数据交换系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于RFID技术的数据交换系统，用于解决现有技术无法进行终端与RFID数据交换系统之间的灵活数据通信。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于RFID技术的数据交换系统，包括服务器及其服务器网络、标签、阅读器；所述服务器用于对所述服务器网络中的各节点或终端之间的数据通信进行控制和管理，所述阅读器用于对所述标签进行数据读写操作，其特征在于，还包括一嵌入所述标签和/或所述阅读器的终端，用于对所述标签进行数据读写操作，并控制所述标签与所述阅读器之间的通信；及一核心网络，用于获取通信数据，实现网络连接，并根据所述通信数据进行数据交换；所述阅读器在阅读器的覆盖范围内读取所述标签发送的信息，并将所述信息经由所述服务器传入所述核心网络；所述核心网络连接不同阅读器的覆盖范围形成一数据交换网络；所述服务器通过所述数据交换网络获取所述信息，并根据所述信息控制所述标签之间的数据交换。
所述的基于RFID技术的数据交换系统，其中，所述标签以主动工作方式或被动工作方式与所述阅读器之间进行数据通信。
所述的基于RFID技术的数据交换系统，其中，所述标签通过自适应方式或外部控制方式选择所述主动工作方式或所述被动工作方式。
所述的基于RFID技术的数据交换系统，其中，所述终端以嵌入用户识别卡的方式嵌入所述标签和/或所述阅读器。
所述的基于RFID技术的数据交换系统，其中，所述标签设置有一与所述终端共用电源模块的可选单元。
所述的基于RFID技术的数据交换系统，其中，所述终端设置有一向所述标签供给电源的可选电源模块。
所述的基于RFID技术的数据交换系统，其中，所述终端包括移动终端、固定终端。
所述的基于RFID技术的数据交换系统，其中，所述核心网络为移动网或固定网。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种基于所述数据交换系统的短信息服务系统，其特征在于，包括一嵌入源标签和阅读器的第一终端、一嵌入目标标签和阅读器的第二终端；
当所述源标签向所述目标标签发送一短信息时，所述第一终端向所述源标签编写信息，并控制所述源标签向所述阅读器发起一指令获取所述目标标签的信息，所述服务器根据所述信息并通过所述核心网络将所述短信息发送至所述目标标签，所述目标标签获取所述短信息并通知所述第二终端。
本发明的有益技术效果在于本发明通过把终端和RFID技术结合起来，并加入了通信网络(包括核心网络、核心业务服务器网络)构建成的一个数据交换系统。本发明灵活地利用了标签的通信方式，结合终端灵活地操作控制，使数据交换系统灵活而且实用，其中终端包括移动终端和固定终端。移动终端相比固定终端应用场合会更加灵活和实用。
基于RFID数据交换系统的短信息服务系统(Short Message ServiceSystem，SMSS)简称RFID短信息服务平台，其开辟了一种结合RFID与手持终端的复合技术的新型业务。这种业务类似风靡全球的短信息服务(ShortMessage Service，SMS)，本质上区别于以往电信运营商的短信息服务平台。RFID短信息服务平台的短信息实际上是数据交换系统的数据。RFID短信息服务平台是一个很好的手机终端技术应用平台，这可能会影响整个人与人互动的生活模式。
NFC技术实际上就是RFID技术和手机的结合使用。增加通信网络连接的RFID数据交换系统，也能够实现当前NFC的功能，此外，还扩大了通信距离，克服了近距离通信的弊端，同时类似NFC，可以开启点对点高速数据通信。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1是本发明基于RFID的数据交换系统结构图；图2是本发明的数据交换单向流程图。
具体实施例方式
请参阅图1，是本发明基于RFID的数据交换系统结构图，该系统包括五个实体，分别是服务器11、阅读器Reader 12、标签13、嵌入标签13的手持终端14及核心网络15。
服务器11，是核心业务服务器，其用于实现所属服务器网络中的各个节点或终端之间进行数据交互、信息交流等业务，以及通过网络监视器(Monitor)对系统进行控制和监管。整个服务器网络除了包括路由、集线器和网络监视器，还可包括上层服务软件模块、应用软件模块和/或网络管理软件模块。
阅读器12，用于对标签13进行数据的读写操作。阅读器12内部又包括处理器单元、记忆单元及射频单元。
处理器单元控制射频单元进行射频信号收发，同时也操作本地与服务器11进行数据交换，通常可以通过RS232或以太网口。记忆单元则是为处理器单元存储初始化信息或者相关操作程序代码。
标签13，设有记忆单元、状态逻辑控制单元、发射接收单元等标签功能模块；其中，记忆单元用于存储一些基本信息，如用户ID等基本信息；状态逻辑控制单元用于实现标签13的监控以及与阅读器12进行通讯的协议交互；发射接收单元负责把状态逻辑控制单元发送的信息通过空中接口传送给阅读器12。
标签13还设有与终端14共用电源模块的可选单元，从而更好地解决标签13的电源问题，标签13与阅读器12之间的通信协议也会相应改变。如果这种特定的应用模式解决了电源问题，当用户对交互速度要求越来越高时，标签13和阅读器12完全可以进行真正的全双工通信。从而本质上改变ISO18000-6及EPC GEN2等相关协议。
嵌入标签13的手持式终端14，是集成有各种个人信息处理功能的移动单元。其具有与标签13进行交互的功能，如通过与标签13之间的I/O(Input/Output，输入输出)接口对标签信息进行数据读/写操作；同时还设有供标签13使用的可选电源模块。
标签13嵌入终端14内，该嵌入是指标签13类似于终端14的SIM(Subscriber Identity Module，用户识别卡)卡，既可以拔出也可以插入终端14使用。终端14可对标签13进行数据擦写，同时还可对标签13和阅读器12之间的通信进行控制。
核心网络15，用于实现通信数据记录(如记录各个局域网内阅读器的覆盖范围内的标签ID号)，并实现各个局域网衔接及数据交换功能。
与现有的RFID数据交换系统相比，本发明的RFID数据交换系统增设了终端14与标签13的互动功能。将标签13和/或阅读器12嵌入终端14作为一个通信网络中的节点或终端。终端14直接访问标签13，与标签13进行直接数据交换，即，终端14可以对嵌入其中的标签13进行数据读写，并控制标签13与阅读器12之间的通信。嵌入终端104中的标签13可以通过主动方式向阅读器12提出通信请求，同时也可以通过被动方式等待阅读器12的连接，即，嵌入终端14中的标签13可以根据不通情况选择主动式或者被动式的工作方式。这种选择可以是标签13自适应选择也可以是由外部控制选择。
以往，标签13以被动式工作方式进行工作时，是由阅读器12周期性向标签13发送刺激信息，标签13再做响应，以形成整个数据交换链路。当标签13增加了主动式工作方式，标签13与阅读器12之间的数据通信就更加灵活多变。故，嵌入标签13的终端14与RFID数据交换系统结合使用，终端14与RFID数据交换系统之间的数据交换也就会更加方便、灵活。下面进一步介绍本发明RFID数据交换系统中各组成部分之间的作用关系1)，终端14对标签13写数据，标签13发送数据到阅读器12；2)，阅读器12向标签13发送信息，标签13则可以把接收到的信息交换给终端14；3)，阅读器12刺激标签13，开启RFID数据通信；4)，标签13刺激阅读器12，开启RFID数据通信；5)，终端14控制标签13刺激阅读器12，开启RFID数据通信。
另一方面，至于阅读器12嵌入终端14，其是在原有一些终端的基础上增设一个阅读器的功能。
当一终端14同时集成有阅读器12和标签13时，该终端14的阅读器12要阅读另一终端的标签，为了不把嵌入的源标签误认为目标标签，该终端14的阅读器12和标签13要在通信时进行相关的隔离。这种隔离可以通过硬件或软件来实现。
阅读器12可以在其阅读器的覆盖范围内读取并记录下标签13的ID及识别信息，如姓名等关键信息。此外，阅读器12能把ID及相关主要识别信息首先传送给服务器11，再由服务器11传送到核心网络15。通过核心网络15，不同的阅读器的覆盖范围就可以连接在一起，形成一个数据交换网络。通过在数据交换网络内探询阅读器的覆盖范围内的标签ID，可以定位标签13的位置，进一步进行标签之间的数据交换。
上述核心网络15是实现本系统核心业务的网络，可以是移动网也可以是固定网。
上述进行通信的前提条件是嵌入标签13的终端14必须处于阅读器的覆盖范围内。
下面进一步描述本发明两个基于RFID数据交换系统的应用场景。
第一应用场景基于RFID数据交换系统的短信息服务系统SMSS；基于RFID数据交换系统的短信息服务系统SMSS简称RFID短信息服务平台。RFID短信息服务平台的短信息实际上就是数据交换系统的数据，RFID短信息服务平台是一个很好的移动终端技术应用平台，从而有可能会增加并影响整个人与人互动的生活模式。
当位于甲地的标签欲向位于乙地的标签发短信息，将位于甲地的标签称为源标签，而位于乙地的标签称为目标标签。甲地终端(即嵌入源标签的终端)向源标签编写信息，然后控制源标签向该阅读器的覆盖范围内的阅读器发起探询目标标签指令，即查询目标标签的ID，此时源标签采用的是主动式通信方式，即处于探询状态。经由阅读器、服务器、核心网络发送到目标标签场区。此时，目标标签采用的是被动式通信方式，即处于等待连接状态。通过核心网络，短信息内容传送到目标标签。目标标签会给乙地终端(嵌入目标标签的终端)发出获得信息警报，并根据用户要求进行下一步操作。具体数据传输如下图2所示，这样，数据收发基本完成，RFID短信息收发得以实现。
第二应用场景基于RFID数据交换系统的高速传输系统；目前NFC利用RFID技术启动终端间的蓝牙或WiFi等点对点高速数据传输接口。在高速数据传输接口之前需要进行终端间的同步信息、传输速度等参数配置，以满足不同终端的通信适配。终端间的配置信息数据量很小，传输速率要求也并不高，故NFC完全可以满足要求。一般来说NFC传输的数据量很小，速度要求不高，应用场合灵活，但是缺点在于传输距离太小。一般传输距离是在10厘米左右。也就是说，通过NFC进行终端信息配置，只能在很短的空间距离内进行。
结合RFID数据交换系统，终端间的配置信息可以在RFID数据交换系统中交换，终端间的配置信息就是RFID数据交换系统中要交换的数据，以此达到远距离配置要求，克服NFC的上述缺点，从而远距离开启终端间高速数据传输接口。只要RFID数据交换系统覆盖范围足够大，远距离高速数据交换就可以开启。高速数据传输通道就可以得到建立，同样点对点高速数据传输通道也可以得到建立。
首先，终端间配置信息交换，该过程由RFID数据交换系统完成；然后，若终端间配置成功，开启高速数据传输通道，开始高速高带宽数据交换。
RFID数据交换系统所完成的终端间高速通道的认证及配置信息，属于控制信息。至于高速高带宽数据通道，因为已经克服了距离问题，故可以是有线通道也可以是无线通道，只要这些通道在这些距离中能正常通信，通信就有意义。有线通道可以是ADSL、光线等类似通信方式，无线通道包括是蓝牙、WiFi或者Wimax等类似通信方式。
由图1可知，roomA中的终端可以通过RFID数据交换系统与roomB进行数据交换，本发明基于RFID数据交换系统的短信息服务系统可以通过图1的网络连接方式获得。
图1中，终端14为手持式移动终端，或为各种可嵌入标签的固定式终端或移动式终端。
请参阅图2，是RFID数据交换系统数据交换单向流程图。结合图1，该数据交换单向流程的步骤如下步骤201，终端对标签进行信息编写；该步骤中，当源标签欲向目标标签发送信息时，终端对标签进行信息编写或者打包数据；步骤202，终端向周围搜索阅读器并发送刺激信号；步骤203，终端判断是否其所处位置是否在阅读器的覆盖范围内，即判断是否存在阅读器，若存在，则执行步骤205，否则，执行步骤204；步骤204，进行探询阅读器计数，标签通过计数器n查询是否有阅读器存在，每查询一次，计数器n计一个数，计数器n的初始值为0，k是超时计值，如果探询了k次后，探询周期结束，仍无法探询到阅读器，则发出报警信息，并返回步骤201，否则，转入步骤202；
步骤205，当探询到存在阅读器以后，可以两种方式进行数据交换第一种交换方式，阅读器读取标签信息；第二种交换方式，终端向阅读器发送标签信息，即标签向阅读器发送信息。标签可选取主动式或是被动式进行数据交换。这种方式下，阅读器获得的数据包括有用数据和源标签以及目标标签ID等关键识别信息。该识别信息供后续数据通信进行校验。
步骤206，当阅读器获得数据后，就把数据上传至服务器，即，阅读器与服务器通信。
步骤207，服务器与核心网建立连接，并向核心网发送探询目标标签指令，该命令核对匹配各服务器上报的标签ID，确认是否存在目标标签，如果存在目标标签，则执行步骤209；如果没有，则执行步骤208；步骤208，进行目标标签探询计数，服务器通过计数器n查询是否有目标标签存在，每查询一次，计数器n计一个数，计数器n的初始值为0，k是超时计值，如果探询了k次后，探询周期结束，仍未发现目标标签，则向源标签发送报警信息，并返回步骤201；当探询周期结束，发现目标标签，则执行步骤207；及步骤209，锁定目标标签，并向其发送数据。
在各个阅读器的覆盖范围内的标签ID，通信之前，核心网已经获取其ID信息并实时锁定各个标签的位置信息，以此作为数据交换的标签ID匹配及后续通信。
以上是系统数据交换单向流程，反向数据交换依然诸如此类。
图2中，终端标签对阅读器发送刺激信号，即标签进行以主动式方式工作，但标签也可以被动式方式工作，即终端对标签完成信息编写后，标签等待阅读器来阅读信息。可根据具体应用场景对标签的工作方式进行相应选取。
当前RFID系统受到环境因素明显影响，而RFID技术通信距离一般不超过20米，根据这种情况，本发明结合通信网络及移动终端系统，灵活的使用RFID自身通信方式，使三者有效结合形成一个新型的数据交换系统。源标签主动向阅读器的覆盖范围探询目标标签，目标标签再以传统RFID被动式通信方式进行数据返回。
本发明通过依靠RFID技术，同时结合成熟的移动或固定通讯网络完成特定的数据交换。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种基于RFID技术的数据交换系统，包括服务器及其服务器网络、标签、阅读器；所述服务器用于对所述服务器网络中的各节点或终端之间的数据通信进行控制和管理，所述阅读器用于对所述标签进行数据读写操作，其特征在于，还包括一嵌入所述标签和/或所述阅读器的终端，用于对所述标签进行数据读写操作，并控制所述标签与所述阅读器之间的通信；及一核心网络，用于获取通信数据，实现网络连接，并根据所述通信数据进行数据交换；所述阅读器在阅读器的覆盖范围内读取所述标签发送的信息，并将所述信息经由所述服务器传入所述核心网络；所述核心网络连接不同阅读器的覆盖范围形成一数据交换网络；所述服务器通过所述数据交换网络获取所述信息，并根据所述信息控制所述标签之间的数据交换。
2.根据权利要求1所述的基于RFID技术的数据交换系统，其特征在于，所述标签以主动工作方式或被动工作方式与所述阅读器之间进行数据通信。
3.根据权利要求2所述的基于RFID技术的数据交换系统，其特征在于，所述标签通过自适应方式或外部控制方式选择所述主动工作方式或所述被动工作方式。
4.根据权利要求1、2或3所述的基于RFID技术的数据交换系统，其特征在于，所述终端以嵌入用户识别卡的方式嵌入所述标签和/或所述阅读器。
5.根据权利要求1、2或3所述的基于RFID技术的数据交换系统，其特征在于，所述标签设置有一与所述终端共用电源模块的可选单元。
6.根据权利要求1、2或3所述的基于RFID技术的数据交换系统，其特征在于，所述终端设置有一向所述标签供给电源的可选电源模块。
7.根据权利要求1、2或3所述的基于RFID技术的数据交换系统，其特征在于，所述终端包括移动终端、固定终端。
8.根据权利要求1、2或3所述的基于RFID技术的数据交换系统，其特征在于，所述核心网络为移动网或固定网。
9.一种基于权利要求1所述数据交换系统的短信息服务系统，其特征在于，包括一嵌入源标签和阅读器的第一终端、一嵌入目标标签和阅读器的第二终端；当所述源标签向所述目标标签发送一短信息时，所述第一终端向所述源标签编写信息，并控制所述源标签向所述阅读器发起一指令获取所述目标标签的信息，所述服务器根据所述信息并通过所述核心网络将所述短信息发送至所述目标标签，所述目标标签获取所述短信息并通知所述第二终端。
全文摘要
本发明公开了一种基于RFID技术的数据交换系统，包括服务器及其服务器网络、标签、阅读器；还包括一嵌入所述标签和/或所述阅读器的终端，用于对所述标签进行数据读写操作，并控制所述标签与所述阅读器之间的通信；及一核心网络，用于获取通信数据，实现网络连接，并根据所述通信数据进行数据交换；所述阅读器在阅读器的覆盖范围内读取所述标签发送的信息，并将所述信息经由所述服务器传入所述核心网络；所述核心网络连接不同阅读器的覆盖范围形成一数据交换网络；所述服务器通过所述数据交换网络获取所述信息，并根据所述信息控制所述标签之间的数据交换。采用本发明能够实现终端与RFID数据交换系统之间的灵活数据通信。
文档编号H04L12/64GK1996851SQ20061016515
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月13日 优先权日2006年12月13日
发明者钟学毅, 程伟森 申请人:中兴通讯股份有限公司