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CN109447218B - Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法 - Google Patents

Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及无线传感网络通信领域，特别涉及Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法。包括WIFI接收器和若干个WIFI标签，其特征在于：所述WIFI标签包括WIFI模组、单片机、电源，所述WIFI模组和电源均与单片机连接；还包括WIFI标签发射方法。本发明的Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法通过WIFI模组和WIFI接收器的配合，完成标签数据上报工作，可配置性强，且通讯时间短，增加了数据上报的安全性，配套设备的成本较低，具有较强的实用性；通过单片机与WIFI模组的配合，可控制WIFI模组进行休眠和启动，并通过休眠时间的设置，使单片机在无数据传输时，保持休眠状态，进一步的节约电源电量，使WIFI标签具有良好的续航能力。

Description

Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法
技术领域
本发明涉及无线传感网络通信领域，特别涉及Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法。
背景技术
RFID技术中所衍生的产品大概有三大类：无源RFID产品、有源RFID产品、半有源RFID产品。有源RFID产品，是最近几年慢慢发展起来的，其远距离自动识别的特性，决定了其巨大的应用空间和市场潜质。在远距离自动识别领域，如智能监狱，智能医院，智能停车场，智能交通，智慧城市，智慧地球及物联网等领域有重大应用。有源RFID在这个领域异军突起，属于远距离自动识别类。产品主要工作频率有超高频433MHZ，微波2.45GHZ和5.8GHZ。
现有技术的有源标签电池寿命短，续航能力较弱，且存在单个节点容量小(一般500内)的问题；其次，现有技术的配套设备总价较高，并且可配置性差。
发明内容
本发明的目的在于：提供了Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法，不仅仅解决了现有的有源标签电池寿命短，续航能力较弱，且存在单个节点容量小的问题，还解决了现有技术的配套设备总价较高，并且可配置性差的问题。
本发明采用的技术方案如下：
Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法，包括WIFI接收器和若干个WIFI标签，其特征在于：所述WIFI标签包括WIFI模组、单片机、电源，所述WIFI模组和电源均与单片机连接；
还包括WIFI标签发射方法，所述WIFI标签发射方法包括以下步骤：
步骤1：单片机上电，将WIFI模组启动；
步骤2：WIFI模组与WIFI接收器进行通讯；
步骤3：通讯结束后，WIFI模组送至结束信号至单片机；
步骤4：单片机设置休眠时间，并控制WIFI模组休眠；
步骤5：单片机进行休眠；
步骤6：单片机定时唤醒，进入步骤1。
本发明的Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法通过WIFI模组和WIFI接收器的配合，完成标签数据上报工作，可配置性强，且通讯时间短，增加了数据上报的安全性，配套设备的成本较低，具有较强的实用性；通过单片机与WIFI模组的配合，可控制WIFI模组进行休眠和启动，并通过休眠时间的设置，使单片机在无数据传输时，保持休眠状态，进一步的节约电源电量，使WIFI标签具有良好的续航能力；通过WIFI标签发射方法，及时控制单片机休眠，并控制WIFI模组休眠，达到最优的节电效果。
进一步地，所述步骤1的具体步骤包括以下步骤：单片机上电，发送WIFI模组启动指令和WIFI模组初始化指令，WIFI模组进行初始化。通过WIFI模组每次休眠后的初始化，使WIFI模组任意一次标签数据发射流程都按预设系统工作，不受之前WIFI模组之前标签数据发射流程产生的数据影响。
进一步地，所述步骤2包括以下具体步骤：
步骤201：WIFI模组向WIFI接收器发送标签数据；
步骤202：WIFI模组接收来自WIFI接收器的应答数据；
步骤203：WIFI模组对来自WIFI接收器的应答数据进行监听，若监听到应答，进行步骤204；若WIFI接收器未应答，返回步骤201，重复步骤203到达要预设的上限时，进行步骤204；
步骤204：通讯结束。通过对应答数据的监听，做出通讯是否结束的判断，确保标签数据上报流程的完整；WIFI接收器未应答，通过WIFI模组进行重复发送标签数据的设置，避免受到信号干扰时，发生标签数据漏报的情况，确保标签数据的准确性；通过设置WIFI模组进行重复发送标签数据的次数上限的设置，确保WIFI模组在受干扰或故障的情况下，能继续执行后续动作。
进一步地，所述步骤3的具体步骤包括：
S301：单片机设置为正常休眠时间和异常休眠时间；
S302：根据步骤203的通讯过程判断通讯结束的原因，若在步骤203中，监听到应答的情况下单片机采用正常休眠时间；若重复步骤203到达要预设的上限，单片机采用异常休眠时间；
S303：发送休眠指令至WIFI模组，WIFI模组进行休眠。通过进行正常休眠时间和异常休眠时间的分别设置，异常休眠时间短于正常休眠时间，经过较短异常休眠时间后，单片机唤醒，进而唤醒WIFI模组，重新开始上报流程，保证上报的及时性。
进一步地，所述WIFI标签还包括唤醒开关，所述电源和单片机均与唤醒开关连接。WIFI模组不仅仅可通过单片机的定时器唤醒，还可通过唤醒开关进行物理唤醒，在用户需要WIFI标签上报时，可通过唤醒开关进行物理唤醒，起到及时使用的目的。
进一步地，所述步骤1和步骤201之间还包括模拟MAC地址步骤，所述模拟MAC地址步骤包括WIFI接收器和WIFI模组分别模拟出第一虚拟MAC地址和第二虚拟MAC地址，并由第一虚拟MAC地址、第二虚拟MAC地址分别代替WIFI接收器的初始MAC地址和WIFI模组的初始MAC地址进行通讯；WIFI接收器设置为只接收来自于第二虚拟MAC地址的标签数据，WIFI模组设置为只接受来自第一虚拟MAC地址的WIFI接收器作出的应答数据。通过模拟第一虚拟MAC地址和第二虚拟MAC地址，并限制WIFI接收器和WIFI模组的通讯MAC进行限制，即使在同一区域内设置有多套系统，也可以防止不同系统之间相互影响；同一系统内的Wifi标签由于都使用的第二虚拟MAC向WIFI接收器通讯，只是通讯报文不同，所以在WIFI接收器看来，所有WIFI模组都是相同的MAC地址，可使WIFI接收器接收的WIFI标签数量不受限制。
进一步地，所述步骤2还包括：在步骤201时，WIFI模组对标签数据进行加密，WIFI接收器接受标签数据后进行解密，对标签数据进行良好的保护，避免标签数据被别人恶意获取标签数据。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明的Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法通过WIFI模组和WIFI接收器的配合，完成标签数据上报工作，可配置性强，且通讯时间短，增加了数据上报的安全性，配套设备的成本较低，具有较强的实用性；
2.本发明的Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法通过单片机与WIFI模组的配合，可控制WIFI模组进行休眠和启动，并通过休眠时间的设置，使单片机在无数据传输时，保持休眠状态，进一步的节约电源电量，使WIFI标签具有良好的续航能力；
3.本发明的Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法通过WIFI标签发射方法，及时控制单片机休眠，并控制WIFI模组休眠，达到最优的节电效果。
4.本发明的Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法通过模拟第一虚拟MAC地址和第二虚拟MAC地址，并限制WIFI接收器和WIFI模组的通讯MAC进行限制，即使在同一区域内设置有多套系统，也可以防止不同系统之间相互影响；同一系统内的Wifi标签由于都使用的第二虚拟MAC向WIFI接收器通讯，只是通讯报文不同，所以在WIFI接收器看来，所有WIFI模组都是相同的MAC地址，可使WIFI接收器接收的WIFI标签数量不受限制，解决单个节点容量小的问题。
5.本发明的Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法相对于RFID标签，WIFI标签可在接收器的覆盖范围内无定向限制与WIFI接收器进行通讯，且可通用将WIFI接收器级联的方式，扩大覆盖范围，进而在面积较大的使用场景运用，快速的进行标签数据上报。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的WIFI标签发射方法的一种流程图；
图2是本发明的单片机的电气连接图；
图3是本发明的WIFI模组的电气连接图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合图1至图3对本发明作详细说明。
实施例一
Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法，包括WIFI接收器和若干个WIFI标签，其特征在于：所述WIFI标签包括WIFI模组、单片机、电源，所述WIFI模组和电源均与单片机连接；
所述WIFI模组选用ESP8266模组；
所述单片机选用单片机STM8L101；
还包括WIFI标签发射方法，所述WIFI标签发射方法包括以下步骤：
步骤1：单片机上电，将WIFI模组启动；
步骤2：WIFI模组与WIFI接收器进行通讯；
步骤3：通讯结束后，WIFI模组送至结束信号至单片机；
步骤4：单片机设置休眠时间，并控制WIFI模组休眠；
步骤5：单片机进行休眠；
步骤6：单片机定时唤醒，进入步骤1。
RFID标签只有在阅读器天线定向波速范围内的RFID标签才可被读写，本发明的Wifi标签定时上报系统及WIFI标签发射方法相对于RFID标签，WIFI标签可在接收器的覆盖范围内无定向限制与WIFI接收器进行通讯，且可通用将WIFI接收器级联的方式，扩大覆盖范围，进而在面积较大的使用场景运用，快速的进行标签数据上报；通过WIFI模组和WIFI接收器的配合，完成标签数据上报工作，可配置性强，且通讯时间短，增加了数据上报的安全性，配套设备的成本较低，具有较强的实用性；通过单片机与WIFI模组的配合，可控制WIFI模组进行休眠和启动，并通过休眠时间的设置，使单片机在无数据传输时，保持休眠状态，进一步的节约电源电量，使WIFI标签具有良好的续航能力；通过WIFI标签发射方法，及时控制单片机休眠，并控制WIFI模组休眠，达到最优的节电效果。
具体的，将标签数据存储于WIFI模组中，设置单片机休眠时间；通过电源给单片机上电，进而发送启动指令至WIFI模组，WIFI模组启动；WIFI接收器通过广播模式不断的监听有效范围内来自于WiFi标签传输的信号，根据通讯协议的要求验证是否是合法的建链申请，并执行与WIFI模组的通讯；通过单片机接收来自于WIFI模组的结束信号，并控制WIFI模组进行休眠；单片机开始定时休眠和定时唤醒，进而唤醒处于休眠状态的WIFI模组，重新开始上报流程。
实施例二
在实施例一的基础上，所述步骤1的具体步骤包括以下步骤：单片机上电，发送WIFI模组启动指令和WIFI模组初始化指令，WIFI模组进行初始化。通过WIFI模组每次休眠后的初始化，使WIFI模组任意一次标签数据发射流程都按预设系统工作，不受之前WIFI模组之前标签数据发射流程产生的数据影响。
实施例三
在上述实施例的基础上，所述步骤2包括以下具体步骤：
步骤201：WIFI模组向WIFI接收器发送标签数据；
步骤202：WIFI模组接收来自WIFI接收器的应答数据；
步骤203：WIFI模组对来自WIFI接收器的应答数据进行监听，若监听到应答，进行步骤204；若WIFI接收器未应答，返回步骤201，重复步骤203到达要预设的上限时，进行步骤204；
步骤204：通讯结束。通过对应答数据的监听，做出通讯是否结束的判断，确保标签数据上报流程的完整；WIFI接收器未应答，通过WIFI模组进行重复发送标签数据的设置，避免受到信号干扰时，发生标签数据漏报的情况，确保标签数据的准确性；通过设置WIFI模组进行重复发送标签数据的次数上限的设置，确保WIFI模组在受干扰或故障的情况下，能继续执行后续动作。
进一步地，所述步骤3的具体步骤包括：
S301：单片机设置为正常休眠时间和异常休眠时间；
S302：根据步骤203的通讯过程判断通讯结束的原因，若在步骤203中，监听到应答的情况下单片机采用正常休眠时间；若重复步骤203到达要预设的上限，单片机采用异常休眠时间；
S303：发送休眠指令至WIFI模组，WIFI模组进行休眠。通过进行正常休眠时间和异常休眠时间的分别设置，异常休眠时间短于正常休眠时间，经过较短异常休眠时间后，单片机唤醒，进而唤醒WIFI模组，重新开始上报流程，保证上报的及时性。
实施例四
在上述实施例的基础上，所述WIFI标签还包括唤醒开关，所述电源和单片机均与唤醒开关连接。WIFI模组不仅仅可通过单片机的定时器唤醒，还可通过唤醒开关进行物理唤醒，在用户需要WIFI标签上报时，可通过唤醒开关进行物理唤醒，起到及时使用的目的。
实施例五
在上述实施例的基础上，所述步骤1和步骤201之间还包括模拟MAC地址步骤，所述模拟MAC地址步骤包括WIFI接收器和WIFI模组分别模拟出第一虚拟MAC地址和第二虚拟MAC地址，并由第一虚拟MAC地址、第二虚拟MAC地址分别代替WIFI接收器的初始MAC地址和WIFI模组的初始MAC地址进行通讯；WIFI接收器设置为只接收来自于第二虚拟MAC地址的标签数据，WIFI模组设置为只接受来自第一虚拟MAC地址的WIFI接收器作出的应答数据。通过模拟第一虚拟MAC地址和第二虚拟MAC地址，并限制WIFI接收器和WIFI模组的通讯MAC进行限制，即使在同一区域内设置有多套系统，也可以防止不同系统之间相互影响；同一系统内的Wifi标签由于都使用的第二虚拟MAC向WIFI接收器通讯，只是通讯报文不同，所以在WIFI接收器看来，所有WIFI模组都是相同的MAC地址，可使WIFI接收器接收的WIFI标签数量不受限制，解决单个节点容量小的问题。
实施例六
在上述实施例的基础上，所述步骤2还包括：在步骤201时，WIFI模组对标签数据进行加密，WIFI接收器接受标签数据后进行解密，对标签数据进行良好的保护，避免标签数据被别人恶意获取标签数据。
以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.Wifi标签定时上报系统，包括WIFI接收器和若干个WIFI标签，其特征在于：所述WIFI标签包括WIFI模组、单片机、电源，所述WIFI模组和电源均与单片机连接；
还包括WIFI标签发射方法，所述WIFI标签发射方法包括以下步骤：
步骤1：单片机上电，将WIFI模组启动；
步骤2：WIFI模组与WIFI接收器进行通讯；
步骤3：通讯结束后，WIFI模组送至结束信号至单片机；
步骤4：单片机设置休眠时间，并控制WIFI模组休眠；
步骤5：单片机进行休眠；
步骤6：单片机定时唤醒，进入步骤1；
其中，所述步骤2包括以下具体步骤：
步骤201：WIFI模组向WIFI接收器发送标签数据；
步骤202：WIFI模组接收来自WIFI接收器的应答数据；
步骤203：WIFI模组对来自WIFI接收器的应答数据进行监听，若监听到应答，进行步骤204；若WIFI接收器未应答，返回步骤201，重复步骤203到达要预设的上限时，进行步骤204；
步骤204：通讯结束；
其中，所述步骤3的具体步骤包括：
S301：单片机设置为正常休眠时间和异常休眠时间；
S302：根据步骤203的通讯过程判断通讯结束的原因，若在步骤203中，监听到应答的情况下单片机采用正常休眠时间；若重复步骤203到达要预设的上限，单片机采用异常休眠时间；
S303：发送休眠指令至WIFI模组，WIFI模组进行休眠。
2.根据权利要求1所述的Wifi标签定时上报系统，其特征在于：所述步骤1的具体步骤包括以下步骤：单片机上电，发送WIFI模组启动指令和WIFI模组初始化指令，WIFI模组进行初始化。
3.根据权利要求1所述的Wifi标签定时上报系统，其特征在于：所述WIFI标签还包括唤醒开关，所述电源和单片机均与唤醒开关连接。
4.根据权利要求1所述的Wifi标签定时上报系统，其特征在于：所述步骤1和步骤201之间还包括模拟MAC地址步骤，所述模拟MAC地址步骤包括WIFI接收器和WIFI模组分别模拟出第一虚拟MAC地址和第二虚拟MAC地址，并由第一虚拟MAC地址、第二虚拟MAC地址分别代替WIFI接收器的初始MAC地址和WIFI模组的初始MAC地址进行通讯；WIFI接收器设置为只接收来自于第二虚拟MAC地址的标签数据，WIFI模组设置为只接受来自第一虚拟MAC地址的WIFI接收器作出的应答数据。
5.根据权利要求1所述的Wifi标签定时上报系统，其特征在于：所述步骤2还包括：在步骤201时，WIFI模组对标签数据进行加密，WIFI接收器接受标签数据后进行解密。
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