一种网关设备及电子价签系统的制作方法

本申请涉及物联网价签技术领域，具体为一种网关设备及电子价签系统。

背景技术：

近年来，线上线下融合的新零售业态正逐步得到市场广泛关注，同时也面对着如何实现线下商超与线上电商平台之间的衔接问题，即如何将产品信息变动及时准确同步到线上线下不同的场景。传统纸质标签不能做到这一点，而电子价签(esl)可通过无线通讯及时更新商品信息并同步至各大平台，从而提高零售运行效率。因此，电子货架标签将成为新零售背后重要推手。

目前的方案中，在进行价签的信息更新时，需要与大量的价签进行数据通信，需要占据大量的时间，因而一个网关设备下管理的电子价签节点数目有限，通常为1000个左右，若需要管理更多价签，则需要添加网关设备，不利于管理。

技术实现要素：

本申请意在提供一种网关设备以及一种电子价签系统，能够解决现有的电子价签系统中，同一网关管理的价签数量有限、价签同步更新过程功耗大的问题。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种网关设备，包括：

组网模块，所述组网模块用于生成组网响应，所述组网响应包括新入网的价签被分配的唤醒的时区和对应于标志位的id信息；

更新广播生成模块，用于根据当前时区信息和获取到的更新信息，生成更新广播；

收发模块，所述收发模块用于接收价签的组网请求，所述收发模块还用于向价签发送组网响应，所述收发模块还用于向周围广播更新广播；

所述更新广播包括更新状态数据，所述更新状态数据包含当前时区内唤醒的各个价签是否需要更新的信息。

名词解释：本申请中，令价签按照固定的时间周期自动唤醒接收广播然后休眠，为了方便对价签的唤醒时间进行管理，把价签的唤醒周期等时长的划分为了若干时间段，即时区。例如以15秒为一个周期，让每个价签每15s唤醒一次，共有10000个价签，则可以把15秒划分为100个时区，每个时区15ms，把10000个价签分配到100时区中，则可以在每个时区里面唤醒100个价签。

本发明技术方案中，通过组网模块，在价签加入网络时为其划分时区，使得在每个时区内，仅有少部分价签被唤醒，因此在网关设备广播价签的更新广播时，只需要广播唤醒了的价签的更新状态即可，相比现有的方式中每次广播都要把所有的待更新的id都广播出来，这种方式可以极大的减少广播的内容，既可以降低价签接收时间，使得价签尽快接收完毕进行休眠，实现低功耗，又可以容纳和管理更多的价签，实现数万个价签的轻松管理。

进一步，所述更新状态数据为需要更新的价签的id信息。

直接广播需要更新价签的id信息数据，当需要更新的价签数量较少时，可以有效的减少数据量，进一步降低功耗。

进一步，所述更新状态数据包括若干与当前时区内唤醒的价签的id信息一一对应的标志位，标志位的值表示该标志位对应的价签的内容是否需要更新。

通过使用标志位的方法来表示各个唤醒的价签是否需要更新，相比直接广播需要更新的价签的id信息，这种方式每次广播发送的长度固定，时长更容易控制，当需更新的价签数量较多时，比直接发送id信息的数据量要小，同时，采用标志位的方式可控性以及可拓展性更好，只需要调节标志位的数量即可调节每个时区内的唤醒价签的数量。

进一步，还包括：

更新内容生成模块，根据更新请求和更新信息，生成价签的更新内容；

所述收发模块还用于接收价签的更新请求并与价签建立连接传输更新内容。

进一步，所述收发模块包括若干个广播信道模块和若干个数据信道模块，所述广播信道模块用于广播更新广播，所述数据信道模块用于接收价签的组网请求、更新请求，所述数据信道模块还用于向价签发送组网响应和更新内容。

分离发送更新广播的信道和传输数据的信道，使得两种信道各司其职，避免干扰。

进一步，更新广播生成模块包括更新数量控制模块，所述更新数量控制模块用于在生成更新状态数据时，获取各个数据信道模块的空闲状态，并根据各个数据信道模块的空闲状态，控制本次更新状态数据中，表示需要更新的标志位的数量。

通过控制更新状态数据中，表示需要更新的标志位的数量，可以实现对每次更新的价签数量的控制，可以根据各个数据信道模块当前的负载情况而有选择性的控制每次更新的价签数量，可以实现价签更新的集中调度，配合适当的调度算法，有助于提高单位时间内更新设备的数量。相比于一次性令所有价签都进行更新的情况，可以有效防止碰撞和对环境的rf干扰，提高数据传输效率。

进一步，所述更新广播还包括用于供价签进行时钟同步的时钟同步信号。

可以方便价签进行时间同步，降低价签的时钟精准度的要求。

进一步，所述更新广播还包括信道模块空闲状态数据，所述信道模块空闲状态数据包含了各个数据信道模块的空闲状态。

可以让价签选择空闲的信道进行数据更新，提高数据传输效率，保证传输质量，降低重试次数，降低价签传输数据的功耗。

本申请还公开了一种电子价签系统，包括若干价签和任一项上述的网关设备。

该系统，通过使用上述网关设备，通过组网模块，在价签加入网络时为其划分时区，使得在每个时区内，仅有少部分价签被唤醒，因此在网关设备广播价签的更新广播时，只需要广播唤醒了的价签的更新状态即可，相比现有的方式中每次广播都要把所有的待更新的id都广播出来，这种方式可以极大的减少广播的内容，既可以降低价签接收时间，使得价签尽快接收完毕进行休眠，实现低功耗，又可以容纳和管理更多的价签，实现数万个价签的轻松管理。

进一步，所述价签包括：

休眠唤醒模块，用于在被分配的时区唤醒自己，还用于在完成数据收发或数据更新后进入休眠；

数据收发模块，用于发送组网请求和更新请求，还用于接收组网响应、更新广播以及更新内容；

数据更新模块，用于根据自己的id信息和更新广播判断自己是否需要更新，还用于根据接收到的更新内容对价签的数据进行更新。

附图说明

图1为本申请一种电子价签系统实施例的原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

本实施例公开了一种网关设备，包括组网模块、更新广播生成模块、更新内容生成模块以及收发模块。

组网模块用于根据价签发送的组网请求生成组网响应，组网响应包括新入网的价签被分配的唤醒的时区和对应于标志位的id信息；本实施例中，以15秒为一个周期，让每个价签每15s唤醒一次，共有10000个价签，则可以把15秒划分为100个时区，每个时区15ms，把10000个价签分配到100个时区中，在每个时区里面有100个价签自动唤醒。

更新广播生成模块用于根据当前时区信息和获取到的更新信息，生成更新广播；更新广播包括更新状态数据、时钟同步信号以及信道模块空闲状态数据，更新状态数据包含当前时区内唤醒的各个价签是否需要更新的信息。本实施例中，更新状态数据包括若干与当前时区内唤醒的价签的id信息一一对应的标志位，由于每个时区共有100个价签，因此对每个时区的价签分配一个值再1至100之间的id信息，并设置100个标志位，标志位按照位置顺序与100个id信息一一对应，标志位的值表示该标志位对应的价签的内容是否需要更新，标志位为1，则表示需要更新，为0，则表示该标签不需要更新。在本申请的其他实施例中，更新状态数据为需要更新的价签的id信息。网关直接广播需要更新价签的id信息数据，当需要更新的价签数量较少时，可以有效的减少数据量，进一步降低功耗。

更新内容生成模块用于根据更新请求从更新信息中获取相应的更新数据，然后根据更新数据生成价签的更新内容；

收发模块用于接收价签的组网请求以及更新请求，收发模块还用于向价签发送组网响应和更新内容，收发模块还用于向周围广播更新广播；收发模块包括若干个广播信道模块和若干个数据信道模块，广播信道模块用于广播更新广播，数据信道模块用于接收价签的组网请求、更新请求，数据信道模块还用于向价签发送组网响应和更新内容。

具体的，本实施中网关共使用了四个信道，第一信道用于发送更新广播，即广播信道，第二信道、第三信道、第四信道用于组网和与价签同步更新内容，即数据信道，网关共设置一个广播信道模块和三个数据信道模块，广播信道模块在第一信道上发送更新广播；三个数据信道模块分别在第二信道、第三信道、第四信道上进行价签组网和价签同步的相关数据传输。广播信道模块每次会在时区开始的15个毫秒内持续的以625us的间隔时间快速广播更新广播。

更新广播生成模块包括更新数量控制模块，更新数量控制模块用于在生成更新状态数据时，获取各个数据信道模块的空闲状态，并根据各个数据信道模块的空闲状态，控制本次更新状态数据中，表示需要更新的标志位的数量。

具体的，本实施例中更新数量控制模块的控制策略为：控制本次更新状态数据中，表示需要更新的标志位的数量等于空闲的用于传输更新内容的信道的数量。如当第二信道、第三信道、第四信道都空闲时，可以令3台价签更新；第二信道、第三信道、第四信道中只要两个空闲时，则只令两台价签更新。在我们的实施例中，一次最多只让三台价签更新。这个对网关的吞吐量来说是最合理的。

时钟同步信号用于供价签进行时钟同步，在本实施例的设计中，价签的硬件时钟可以不用特别精确，500ppm的精度即可满足需求。这是因为：由于价签每次收听到a的广播后会休眠15秒，即便时钟精度在最糟糕的500ppm时，它下一次醒来的时钟误差也仅有15s*500ppm＝7.5毫秒左右，它还是会落在时区的15毫秒的内。也就是说，价签每次醒来都可以至少监听到一次第一信道的更新广播。另一方面，由于第一信道的广播间隔较小，即625us，价签每次的监听时间也可以不用太长，2ms即可听到3次第一信道的广播，这样将大大降低价签的功耗。

信道模块空闲状态数据可以方便价签在进行数据同步时，选择较为空闲的数据信道模块进行数据同步；本实施例中信道模块空闲状态数据为3位分别与3个数据信道模块对应的比特位，比特位的值为1，则表示对应的数据信道模块空闲，为0则不空闲。

如图1所示，本实施例还公开了一种电子价签系统，包括若干价签和任一项上述的网关设备，本实施例中则为10000个价签和1个网关设备。

价签包括数据更新模块、休眠唤醒模块、数据收发模块以及时钟同步模块。

休眠唤醒模块用于在被分配的时区唤醒自己，还用于在完成数据收发或数据更新后进入休眠；数据收发模块用于发送组网请求和更新请求，还用于接收组网响应、更新广播以及更新内容；数据更新模块用于根据自己的id信息和更新广播判断自己是否需要更新，数据更新模块包括信道选择模块，信道选择模块用于在当前价签需要更新时根据信道模块空闲状态数据，控制数据收发模块选择空闲的数据信道模块发起更新请求并与网关建立连接，数据更新模块还用于根据接收到的更新内容对价签的数据进行更新。时钟同步模块用于根据时钟同步信号同步自身的时间。

本实施例的方案中，在价签加入网络时为其划分时区，使得在每个时区内，仅有少部分价签被唤醒，因此在网关设备广播价签的更新广播时，只需要广播唤醒了的价签的更新状态即可，相比现有的方式中每次广播都要把所有的待更新的id都广播出来，这种方式可以极大的减少广播的内容，既可以降低价签接收时间，使得价签尽快接收完毕进行休眠，实现低功耗，又可以容纳和管理更多的价签，网络的可扩展性比较好，若需要一台网关设备要管理20000台设备，我们只需将第一信道的更新广播中的更新状态数据的100个状态位改为200个即可。可以实现数万个价签的轻松管理。

以上的仅是本申请的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本申请结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本申请的保护范围，这些都不会影响本申请实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。