Rfid有源標籤及其軟體升級方法、系統的製作方法
2023-05-22 20:01:46 2
專利名稱：Rfid有源標籤及其軟體升級方法、系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)技術領域， 特別涉及到一種RFID有源標籤及其軟體升級方法、系統。
背景技術：
RFID是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象並獲取 相關數據，識別工作無須人工幹預，作為條形碼的無線版本，RFID技術具有條形碼所不具備 的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標籤上數據可以加密、存儲數據容量更大、 存儲信息更改自如等優點，其應用將給零售、物流等產業帶來革命性變化。現有的RFID有源標籤均採用單片機實現，從生產線下來的RFID有源標籤是密封 的，出廠後，在標籤數量比較大的情況下，如果需要對標籤應用軟體進行升級，則必須返廠， 採用專業的工具打開標籤外殼，取出單片機晶片，然後通過單片機晶片燒寫工具將新版本 的應用軟體燒寫到單片機晶片中，再將單片機晶片放回標籤中，這種方法不僅耗時耗力，而 且破壞外殼，還增大了標籤的成本。
發明內容
本發明的目的之一為提供一種RFID有源標籤及其軟體升級方法、系統，既降低了 維護成本，又提高了 RFID有源標籤的軟體維護速度。本發明提出了一種RFID有源標籤軟體升級方法，預先在所述標籤的單片機晶片 中植入Boot Loader軟體，所述方法包括所述標籤接收到上位機發送的標籤應用軟體升級請求後重啟；所述Boot Loader 軟體運行並通過無線通訊接口從上位機上下載新版標籤應用軟體，若下載成功，則引導下 載到的新版標籤應用軟體啟用。優選地，所述方法進一步包括預先為所述標籤應用軟體設置升級標誌位，所述標 籤重啟前，對所述上位機進行身份驗證，若驗證通過，則置位所述升級標誌位；否則，丟棄所 述升級請求。優選地，所述Boot Loader軟體運行後，首先查看所述標籤應用軟體的升級標誌 位，若所述升級標誌位為置位，則通過無線通訊接口從所述上位機上下載新版標籤應用軟 件；若所述升級標誌位為復位，則引導所述標籤應用軟體啟用。優選地，所述從上位機下載新版標籤應用軟體步驟具體包括下載版本信息並暫存；逐幀下載版本數據並保存到標籤應用軟體數據存儲區；下載版本中斷向量並保存到應用中斷向量表存儲區。優選地，所述下載版本信息後還包括比較所述版本信息攜帶的版本大小是否與標籤應用軟體數據存儲區的大小相同， 若是，則執行下載版本數據並保存到標籤應用軟體數據存儲區步驟；否則，返回錯誤碼消息給所述上位機，本次升級請求處理完畢。優選地，所述Boot Loader軟體通過如下方法判斷新版標籤應用軟體是否下載成 功比較下載完成的版本數據攜帶的循環冗餘校驗(Cyclic Redundancy Check,CRC) 信息與暫存的版本信息攜帶的CRC信息是否一致，若一致，則下載成功；否則，下載失敗。本發明還提出了一種RFID有源標籤軟體升級系統，包括上位機和RFID有源標籤，所述上位機，用於發起標籤應用軟體升級請求，並提供新版標籤應用軟體；所述RFID有源標籤，用於通過無線通訊接口從所述上位機上下載新版標籤應用 軟體，並引導下載到的新版標籤應用軟體啟用。優選地，所述RFID有源標籤包括應用管理模塊，用於為標籤應用軟體設置標誌位；接收標籤應用軟體升級請求； 對發送所述標籤應用軟體升級請求的上位機進行身份驗證；置位所述標籤應用軟體的升級 標誌位；Boot Loader模塊，用於引導標籤應用軟體啟用；或者通過無線通訊接口下載新版 標籤應用軟體，並引導下載成功的新版標籤應用軟體啟用。優選地，所述RFID有源標籤還包括初始化模塊，用於將所述RFID有源標籤的映射中斷向量表內存區域初始化為所 述Boot Loader模塊運行所需的數據；或者初始化為所述標籤應用軟體運行所需的數據。優選地，所述Boot Loader模塊包括判斷子模塊，用於查看標籤應用軟體的升級標誌位；判斷是升級所述標籤應用軟 件，還是引導所述標籤應用軟體啟用；下載子模塊，用於下載新版標籤應用軟體；弓丨導子模塊，用於引導標籤應用軟體啟用。本發明進一步提出了一種RFID有源標籤，所述標籤包括應用管理模塊，Boot Loader 模塊，應用管理模塊，用於為標籤應用軟體設置升級標誌位；接收標籤應用軟體升級請 求；對發送所述標籤應用軟體升級請求的上位機進行身份驗證；置位所述標籤應用軟體的 升級標誌位；Boot Loader模塊，用於引導標籤應用軟體啟用；或者通過無線通訊接口下載新版 標籤應用軟體，並引導下載成功的新版標籤應用軟體啟用。優選地，所述標籤還包括初始化模塊，用於將所述標籤的映射中斷向量表內存區域初始化為所述Boot Loader模塊運行所需的數據；或者初始化為所述標籤應用軟體的運行所需的數據。優選地，所述Boot Loader模塊包括 判斷子模塊，用於查看標籤應用軟體的升級標誌位；判斷是升級所述標籤應用軟 件，還是引導所述標籤應用軟體啟用；下載子模塊，用於下載新版標籤應用軟體；弓丨導子模塊，用於引導標籤應用軟體啟用。本發明利用RFID有源標籤的現有無線通訊接口對標籤應用軟體進行無線升級，這樣既不破壞RFID有源標籤外殼，簡單快捷，又降低了維護成本，提高了 RFID有源標籤的 軟體維護速度。
圖1是本發明所述RFID有源標籤第一實施例原理框圖；圖2是本發明所述RFID有源標籤第二實施例原理框圖；圖3是圖1或圖2中Boot Loader模塊的第一實施例原理框圖；圖4是本發明所述RFID有源標籤軟體升級系統第一實施例示意圖；圖5是本發明所述RFID有源標籤軟體升級方法第一實施例流程圖；圖6是本發明所述RFID有源標籤軟體升級方法第二實施例流程圖；圖7是本發明所述RFID有源標籤軟體升級方法第三實施例流程圖。本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施例方式如圖1所示，是本發明所述RFID有源標籤的第一實施例原理框圖；包括應用管理 模塊10，Boot Loader模塊11，其中應用管理模塊10，用於為標籤應用軟體設置升級標誌位；接收標籤應用軟體升級 請求；對發送所述標籤應用軟體升級請求的上位機進行身份驗證；並在身份驗證通過時， 置位所述標籤應用軟體的升級標誌位；Boot Loader模塊11，用於引導標籤應用軟體啟用；或者通過無線通訊接口下載 新版標籤應用軟體，並引導下載成功的新版標籤應用軟體啟用。本發明中，新版標籤應用軟體包括版本信息、版本數據以及版本中斷向量，而所述 版本信息攜帶有版本大小、版本號以及CRC信息；所述版本數據是逐幀下載到Boot Loader 模塊11上的，每幀數據包括本幀數據長度、幀序號以及CRC信息。如圖2所示，是本發明所述RFID有源標籤的第二實施例原理框圖；本實施例中，所 述標籤包括應用管理模塊10、Boot Loader模塊11、初始化模塊12，其中，應用管理模塊10，Boot Loader模塊11，功能同第一實施例，這裡不再複述；初始化模塊12，用於在所述Boot Loader模塊11被啟用時，將所述標籤的映射中 斷向量表內存區域初始化為所述Boot Loader模塊11運行所需的數據；或者在標籤應用軟 件被啟用時，將所述標籤的映射中斷向量表內存區域初始化為標籤應用軟體的運行所需的 數據。如圖3所示，是圖1或圖2中Boot Loader模塊11的第一實施例原理框圖；包括判斷子模塊110，用於在Boot Loader模塊11被啟用時，查看標籤應用軟體的升級 標誌位；判斷是升級所述標籤應用軟體，還是引導所述標籤應用軟體啟用；下載子模塊111，用於在標籤應用軟體的升級標誌位置位時，下載新版標籤應用軟 件；引導子模塊112，用於引導標籤應用軟體啟用。如圖4所示，是本發明所述RFID有源標籤軟體升級系統，包括上位機40和RFID 有源標籤41，RFID有源標籤41與上位機40通過無線通信協議進行通信，其協議格式按照具體RFID有源標籤實際的通訊格式即可，無需重新設計開發，其中，上位機40，用於發起標籤應用軟體升級請求，並提供新版標籤應用軟體；RFID有源標籤41，用於通過無線通訊接口從上位機40上下載新版標籤應用軟體， 並引導下載到的新版標籤應用軟體啟用。RFID有源標籤41可以選擇圖1所示的RFID有源標籤，也可以選擇圖2所示的 RFID有源標籤，具體參見上述對圖1、圖2的描述。如圖5所述，是本發明所述RFID有源標籤軟體升級方法的第一實施例流程圖；本 實施例中，假設標籤的單片機中已經植入了 Boot Loader軟體，本實施例具體包括如下步 驟S501 標籤收到上位機發送的標籤應用軟體升級請求；S502 標籤重啟；S503 =Boot Loader 軟體運行；S504 通過無線通訊接口從所述上位機上下載新版標籤應用軟體；S505 引導下載成功的新版標籤應用軟體啟用。如圖6所述，是本發明所述RFID有源標籤軟體升級方法的第二實施例流程圖；本 實施例中，假設標籤的單片機晶片中已經植入了 Boot Loader軟體，且標籤應用軟體已設置 了升級標誌位，即採用圖1或圖2所述的標籤，本實施例具體包括如下步驟S601 標籤收到上位機發送的標籤應用軟體升級請求；S602 對所述上位機進行身份驗證，若驗證通過，則執行S604 ；否則，執行S603 ；因為標籤接收到的升級標誌有可能不是自身的升級請求，故需要對發送升級請求 的上位機進行身份驗證，以防止上位機發送錯誤或者幹擾信號誤升級。S603 丟棄所述升級請求，即不對所述升級請求進行處理，本次升級請求處理完 畢；S604 置位標籤應用軟體升級標誌位，返回升級響應消息給所述上位機，並重啟；上位機收到響應消息後，準備新版標籤應用軟體，等待被下載。S605 =Boot Loader 軟體運行；S606 查看標籤應用軟體的升級標誌位；S607 若所述升級標誌位為置位，則執行S608 ；否則，也即升級標誌位為復位，則 執行S620 ；S608 通過無線通訊接口從上位機上下載版本信息並暫存；S609:根據所述版本信息中的版本大小，判斷待下載的版本數據的大小是否與標 籤應用軟體數據存儲區的大小相同，若是，則執行S611 ；否則，執行S610 ；本步驟是為了防止上位機準備的新版標籤應用軟體出錯，因為上位機有可能將其 他標籤的新版標籤應用軟體錯誤的提供給當前升級的標籤。S610 返回相應的錯誤碼消息給上位機，本次升級請求處理完畢；S611 返回下載響應消息給上位機；由於單片機的內存資源有限，在下載版本數據時，上位機把版本數據分成若干幀， 逐幀傳給RFID有源標籤，為了保證數據的可靠性，每幀數據的末尾都有CRC校驗信息，上位 機收到下載響應消息後，準備第一幀版本數據；
S612 通過無線通訊接口從所述上位機上逐幀下載版本數據；S613 判斷當前下載到的幀的幀序號和CRC信息是否正確，若是，則執行S615 ；否 則，執行S614;S614 返回錯誤碼消息給上位機，重新下載當前幀，執行S613 ；上位機收到錯誤碼消息後重新準備所述幀；S615:保存所述當前幀到Flash存儲區中的標籤應用軟體數據存儲區，返回下載 成功響應消息給所述上位機；上位機收到下載成功響應消息後，準備下一幀版本數據；若當前幀為最後一幀，則 準備版本中斷向量；S616 判斷當前幀是否是最後一個幀，若是，則執行步驟S618 ；否則，執行步驟 S617 ；S617 下載下一幀版本數據，執行步驟S613 ；S618 下載版本中斷向量，並保存到Flash存儲區中的應用中斷向量表存儲區；S619 比較下載完成的版本數據攜帶的CRC信息與暫存的版本信息中攜帶的CRC 信息是否一致，若是，則下載成功，執行S620 ；否則，下載失敗，執行S623 ；S620 返回升級成功響應消息給上位機；S621 清零標籤應用軟體的升級標誌位；S622 引導下載到的新版標籤應用軟體啟用，本次升級請求處理結束；S623:返回錯誤碼消息給上位機，請求上位機重新準備新版標籤應用軟體，執行 S608 ；S624 引導當前標籤應用軟體啟用，本次升級請求處理結束。本實施例中，Boot Loader軟體在標籤上電/重啟時，都會先查看標籤應用軟體的 升級標誌位，若升級標誌位為置位，則升級標籤應用軟體；若升級標誌位為復位，則直接引 導標籤應用軟體啟用，應用軟體啟用後，標籤即進入工作狀態。如圖7所示，是本發明所述RFID有源標籤軟體升級方法的第三實施例流程圖，結 合圖6，本實施例中，假設標籤處於工作狀態時收到上位機的標籤應用軟體進行升級請求 時，成功下載新版標籤應用軟體且引導所述新版標籤應用軟體啟用成功，具體包括如下步 驟S701 標籤接收到上位機發送來的標籤應用軟體升級請求；S702 對所述上位機進行身份認證，認證通過；S703 置位標籤應用軟體的升級標誌位，返回升級響應消息，並重啟；S704 =Boot Loader 軟體運行；S705 查看標籤的當前應用軟體的升級標誌位，為置位；S706 通過無線通訊接口從上位機上下載版本信息並暫存；S707:下載到的版本信息中攜帶的版本大小，與標籤應用軟體數據存儲區的大小 相同；S708 返回下載響應消息給上位機；上位機收到下載響應消息後，準備第一幀版本數據；S709:通過無線通訊接口從上位機上逐幀下載版本數據並保存到標籤應用軟體數據存儲區；本實施例假設每一幀數據的幀序號和CRC信息都正確；S710:通過無線通訊接口從上位機上下載版本中斷向量，並保存到應用中斷向量 表存儲區；S711 下載完成的版本數據攜帶的CRC信息與所述暫存的版本信息中攜帶的CRC
信息一致；S712 返回升級成功響應消息給上位機；S713 清零標籤應用軟體的升級標誌位；S714 引導下載到的新版標籤應用軟體啟用，本次升級請求處理結束。以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用 本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關 的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
權利要求
1.一種無線射頻識別RFID有源標籤軟體升級方法，其特徵在於，預先在所述標籤的單 片機晶片中植入Boot Loader軟體，所述方法包括所述標籤接收到上位機發送的標籤應用軟體升級請求後重啟；所述BootLoader軟體 運行並通過無線通訊接口從上位機上下載新版標籤應用軟體，若下載成功，則引導下載到 的新版標籤應用軟體啟用。
2.如權利要求1所述的RFID有源標籤軟體升級方法，其特徵在於，所述方法進一步包 括預先為所述標籤應用軟體設置升級標誌位，所述標籤重啟前，對所述上位機進行身份驗 證，若驗證通過，則置位所述升級標誌位；否則，丟棄所述升級請求。
3.如權利要求2所述的RFID有源標籤軟體升級方法，其特徵在於，所述BootLoader 軟體運行後，首先查看所述標籤應用軟體的升級標誌位，若所述升級標誌位為置位，則通過 無線通訊接口從所述上位機上下載新版標籤應用軟體；若所述升級標誌位為復位，則引導 所述標籤應用軟體啟用。
4.如權利要求1或3所述的RFID有源標籤軟體升級方法，其特徵在於，所述從上位機 下載新版標籤應用軟體步驟具體包括下載版本信息並暫存；逐幀下載版本數據並保存到標籤應用軟體數據存儲區；下載版本中斷向量並保存到應用中斷向量表存儲區。
5.如權利要求4所述的RFID有源標籤的軟體升級方法，其特徵在於，所述下載版本信 息後還包括比較所述版本信息攜帶的版本大小是否與標籤應用軟體數據存儲區的大小相同，若 是，則執行下載版本數據並保存到標籤應用軟體數據存儲區步驟；否則，返回錯誤碼消息給 所述上位機，本次升級請求處理完畢。
6.如權利要求4所述的RFID有源標籤的軟體升級方法，其特徵在於，所述BootLoader 軟體通過如下方法判斷新版標籤應用軟體是否下載成功比較下載完成的版本數據攜帶的循環冗餘校驗(CRC)信息與暫存的版本信息攜帶的 CRC信息是否一致，若一致，則下載成功；否則，下載失敗。
7.一種RFID有源標籤軟體升級系統，包括上位機和RFID有源標籤，其特徵在於，所述上位機，用於發起標籤應用軟體升級請求，並提供新版標籤應用軟體；所述RFID有源標籤，用於通過無線通訊接口從所述上位機上下載新版標籤應用軟體， 並引導下載到的新版標籤應用軟體啟用。
8.如權利要求7所述的RFID有源標籤軟體升級系統，其特徵在於，所述RFID有源標籤 包括應用管理模塊，用於為標籤應用軟體設置標誌位；接收標籤應用軟體升級請求；對發 送所述標籤應用軟體升級請求的上位機進行身份驗證；置位所述標籤應用軟體的升級標誌 位；Boot Loader模塊，用於引導標籤應用軟體啟用；或者通過無線通訊接口下載新版標籤 應用軟體，並引導下載成功的新版標籤應用軟體啟用。
9.如權利要求7或8所述的RFID有源標籤軟體升級系統，其特徵在於，所述RFID有源 標籤還包括初始化模塊，用於將所述RFID有源標籤的映射中斷向量表內存區域初始化為所述 Boot Loader模塊運行所需的數據；或者初始化為所述標籤應用軟體運行所需的數據。
10.如權利要求8所述的RFID有源標籤軟體升級系統，其特徵在於，所述BootLoader 模塊包括判斷子模塊，用於查看標籤應用軟體的升級標誌位；判斷是升級所述標籤應用軟體，還 是引導所述標籤應用軟體啟用；下載子模塊，用於下載新版標籤應用軟體； 弓丨導子模塊，用於引導標籤應用軟體啟用。
11.一種RFID有源標籤，其特徵在於，所述標籤包括應用管理模塊，BootLoader模塊， 應用管理模塊，用於為標籤應用軟體設置升級標誌位；接收標籤應用軟體升級請求；對發送所述標籤應用軟體升級請求的上位機進行身份驗證；置位所述標籤應用軟體的升級 標誌位；Boot Loader模塊，用於引導標籤應用軟體啟用；或者通過無線通訊接口下載新版標籤 應用軟體，並引導下載成功的新版標籤應用軟體啟用。
12.如權利要求11所述的RFID有源標籤，其特徵在於，所述標籤還包括初始化模塊，用於將所述標籤的映射中斷向量表內存區域初始化為所述Boot Loader 模塊運行所需的數據；或者初始化為所述標籤應用軟體的運行所需的數據。
13.如權利要求11所述的RFID有源標籤，其特徵在於，所述BootLoader模塊包括 判斷子模塊，用於查看標籤應用軟體的升級標誌位；判斷是升級所述標籤應用軟體，還是引導所述標籤應用軟體啟用；下載子模塊，用於下載新版標籤應用軟體； 弓丨導子模塊，用於引導標籤應用軟體啟用。
全文摘要
本發明揭示了一種RFID有源標籤及其軟體升級方法、系統，所述方法為預先在標籤的單片機晶片中植入Boot Loader軟體，當所述標籤接收到上位機發送的標籤應用軟體升級請求後重啟；所述Boot Loader軟體運行並通過無線通訊接口從上位機上下載新版標籤應用軟體，若下載成功，則引導下載到的新版標籤應用軟體啟用；所述標籤包括應用管理模塊，Boot Loader模塊；所述系統包括上位機和RFID有源標籤。本發明利用RFID有源標籤的現有無線通訊接口對其標籤應用軟體進行無線升級，既降低了維護成本，又提高了RFID有源標籤的軟體維護速度。
文檔編號G06F9/445GK102073515SQ20091022865
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月23日 優先權日2009年11月23日
發明者冷衛傑, 吳奇, 徐運, 汪旭光 申請人:天津中興軟體有限責任公司