CN103106422A - 无源非接触式电子货架标签系统 - Google Patents

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杨菲
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Abstract

本发明涉及无源非接触式电子货架标签系统。现有系统成本高、效率低。本发明包括商品信息服务器、便携读写设备、多个无源非接触式电子货架标签。无源非接触式电子货架标签包括射频电磁场能量采集模块、双接口通讯存储器、电源管理模块、中央控制器和双稳态显示屏。便携读写设备包括与射频电磁场能量采集模块和双接口通讯存储器对应的射频通讯模块、与商品信息服务器通讯的通讯模块、电源模块、信息输入模块和显示屏。商品信息服务器运行商品信息管理系统,其硬盘中存储有商品信息数据。本发明系统中电子货架标签不需要安装电池,降低了使用和维护成本，由于采用非接触方式,不需要通过有线接触的方式进行就可以进行更新,更新方便高效。

Description

无源非接触式电子货架标签系统
技术领域
本发明属于RFID射频识别技术领域，涉及一种电子货架标签，特别涉及一种无源非接触式电子货架标签系统。
背景技术
通常在商店，超市等店铺中，大多数通过纸质的货架标签来向顾客传递价格等商品信息。在采用这种纸张为介质的货架标签时，商品内容需要通过打印或者印刷的方式，当商品内容更新时，则需要重新打印或印刷货架标签，并且需要人工进行更换管理。由于货架标签的更换维护大量依赖人工，所以货架标签的更换维护效率较低，并且容易发生价格等商品信息错误的情况。
为了解决这样的问题，近年来出现了一些电子货架标签系统，通过电子的方式显示商品信息，当商品信息发生变化时，只需要通过电子方式更新显示屏内容，不需要更换货架标签。由于采用了电子方式，这些货架标签需要通过电池进行供电，当电子货架标签内置电池时，如果商品信息更新较为频繁，电池耗电会较快，当电池耗尽时则需要更换电子货架标签内的电池，产生较大的维护开销。201210052509号中国发明专利申请公开了一种货架无源电子标签显示系统及显示方法。该系统包括多个EPD无源显示屏、一个或多个智能手持终端设备、一台远程服务器等。远程服务器上具有商品信息数据库，远程服务器通过无线网络与智能手持终端设备通讯，同步商品信息数据库。而EPD无源显示屏与智能手持终端设备之间通过数据线连接。虽然该无源电子货架标签内部没有内置电池，标签上暴露有线插座，当需要更新显示内容时，则由外部读写设备上的插头与货架标签上的插座进行电缆连接，通过电缆供电并进行通讯。这种有线接触方式在更新内容标签显示内容时较为不便，效率不高。
发明内容
本发明的目的就是提供一种无源非接触式电子货架标签系统。
本发明的无源非接触式电子货架标签系统包括商品信息服务器、便携读写设备、多个无源非接触式电子货架标签。
所述无源非接触式电子货架标签安装于货架上，其结构包括：射频电磁场能量采集模块、双接口通讯存储器、电源管理模块、中央控制器和双稳态显示屏。
所述的射频电磁场能量采集模块能够通过天线采集便携读写设备发送的射频电磁场的能量，并转化为电能，射频信号载波频率从低频100kHz到高频、超高频以及微波6GHz。
所述的双接口通讯存储器能够与便携读写设备进行非接触式双向射频通信，且内部具有数据存储器，能够保存便携读写设备发送的商品信息显示图像以及中央控制器发送的显示更新完成标志；中央控制器与双接口通讯存储器有线连接，能够通过接触式接口访问此存储器内的商品信息显示图像。商品信息显示图像由商品信息服务器与便携读写设备同步商品信息时,下载到便携读写设备中。
所述的射频电磁场能量采集模块和双接口通讯存储器可以分别设置，其中：射频电磁场能量采集模块采用成熟的现有技术,如Powercast 公司P1110 芯片、P2110芯片；双接口通讯存储器采用成熟的现有技术,如富士通公司MB97R804A/B芯片、ST公司M24LR64-R芯片；
所述的射频电磁场能量采集模块和双接口通讯存储器也可以集成为一个芯片，也采用成熟的现有技术，如ST公司M24LR04E-R芯片、M24LR16E-R芯片、M24LR64E-R芯片。
所述的电源管理模块与射频电磁场能量采集模块有线连接，电源管理模块储存射频电磁场能量采集模块采集到的电能；电源管理模块分别与双接口通讯存储器、中央控制器和双稳态显示屏有线连接，为双接口通讯存储器、中央控制器和双稳态显示屏供电。所述的电源管理模块采用成熟的现有技术，如超级电容器。
所述的中央控制器与双接口通讯存储器和双稳态显示屏有线连接，中央控制器可以读取双接口通讯存储器内数据存储器中保存的便携读写设备发送的商品信息显示图像，并将该图像数据发送给双稳态显示屏，通过双稳态显示屏显示商品信息显示图像，显示更新完成后，中央控制器向双接口通讯存储器发送显示更新完成标志，便携读写设备读取该显示更新完成标志。所述的中央控制器为低功耗单片机，为成熟的现有技术，如Microchip公司的低功耗系列单片机、或TI公司的MSP430系列单片机。
所述的双稳态显示屏为EPD（电泳显示技术）点阵显示屏、Ch-LCD（胆固醇液晶显示技术）点阵显示屏、或TNLCD（双稳态扭曲向列技术）点阵显示屏。
所述的便携读写设备包括与无源非接触式电子货架标签的射频电磁场能量采集模块和双接口通讯存储器对应的射频通讯模块、与商品信息服务器通讯的通讯模块、电源模块、信息输入模块和显示屏。
所述的与商品信息服务器通讯的通讯模块为有线USB接口、RS232接口、或红外、蓝牙、GPRS、CDMA、3G、或WIFI模块。
所述的与电子货架标签通讯的射频通讯模块为兼容ISO/IEC15693标准、ISO/IEC14443-A/B标准、ISO/IEC18000系列标准、或近场通讯(NFC) ISO/IEC18092标准的模块。
所述的电源模块采用锂电池及相应的处理电路,为便携读写设备中的射频通讯模块、通讯模块、信息输入模块和显示屏供电；处理电路为成熟的现有技术，采用现有移动手持设备常规技术。
所述的信息输入模块为键盘或者触摸屏,用于电子货架标签显示更新软件操作；该模块为成熟的现有技术，采用现有移动手持设备常规技术。
所述的显示屏为液晶显示屏,用于显示电子货架标签显示更新过程和结果；该模块为成熟的现有技术，采用现有移动手持设备常规技术。
所述商品信息服务器为普通的计算机,运行商品信息管理系统,其硬盘中存储有商品信息数据。商品信息服务器具有USB接口、RS232接口、或红外、蓝牙无线模块,与便携读写设备同步商品信息数据；或具有RJ-45以太网接口,能够使便携读写设备通过GPRS、CDMA、3G、或WIFI模块与商品信息服务器同步商品信息数据。
所述的商品信息数据包含每个商品的名称、编码、价格、产地信息。
所述的商品信息管理系统为计算机软件,具有商品信息的增加、删除、修改、商品信息显示图形生成以及与便携读写设备同步商品信息数据的功能；所述的商品信息显示图像生成功能是指把需要显示的商品信息按照其在电子货架标签显示屏上的显示位置组合成一幅适合电子货架标签显示屏显示的商品信息显示图像；所述的商品信息管理系统与便携读写设备同步商品信息数据是指管理系统能够把商品信息数据和商品信息显示图像下载到便携读写设备内。 
本发明系统中的电子货架标签减少了传统货架标签中的纸张消费,同时提高了传统货架标签的维护效率和商品显示信息准确性。其中电子货架标签为无源方式,标签内部不需要安装电池,省却了电池费用,以及有源标签内部电池电量耗尽后更换带来的成本,此方案降低了产品成本和后期维护成本。通过便携读写设备实现能量的转移及信号的传递，实现给标签供电的同时进行数据通讯的特点,根据双稳态显示技术显示图像零功耗的特点，双稳态显示技术可以在不需要电量的情况下保持显示图像。由于本发明采用非接触方式,不需要通过有线接触的方式进行就可以进行更新,非接触方式商品显示信息更新方便高效。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种无源非接触式电子货架标签系统包括商品信息服务器1、便携读写设备2、多个无源非接触式电子货架标签3。
无源非接触式电子货架标签3安装于货架上，其结构包括：射频电磁场能量采集模块3-1、双接口通讯存储器3-2、电源管理模块3-3、中央控制器3-4和双稳态显示屏3-5。
射频电磁场能量采集模块3-1能够通过天线采集便携读写设备2发送的射频电磁场的能量，并转化为电能，射频信号载波频率从低频100kHz到高频、超高频以及微波6GHz。
双接口通讯存储器3-2能够与便携读写设备2进行非接触式双向射频通信，且内部具有数据存储器，能够保存便携读写设备2发送的商品信息显示图像以及中央控制器3-4发送的显示更新完成标志；中央控制器3-4与双接口通讯存储器3-2有线连接，能够通过接触式接口访问此存储器内的商品信息显示图像。商品信息显示图像由商品信息服务器1与便携读写设备2同步商品信息时,下载到便携读写设备2中。
射频电磁场能量采集模块3-1和双接口通讯存储器3-2可以分别设置，也可以集成为一个芯片设置，都采用成熟的现有技术。
电源管理模块3-3与射频电磁场能量采集模块3-1有线连接，电源管理模块3-3储存射频电磁场能量采集模块3-1采集到的电能；电源管理模块3-3分别与双接口通讯存储器3-2、中央控制器3-4和双稳态显示屏3-5有线连接，为双接口通讯存储器、中央控制器和双稳态显示屏供电。
中央控制器3-4与双接口通讯存储器3-2和双稳态显示屏3-5有线连接，中央控制器3-4可以读取双接口通讯存储器3-2内数据存储器中保存的便携读写设备发送的商品信息显示图像，并将该图像数据发送给双稳态显示屏3-5，通过双稳态显示屏显示商品信息显示图像。显示更新完成后，中央控制器3-4向双接口通讯存储器3-2发送显示更新完成标志，便携读写设备2读取该显示更新完成标志。中央控制器采用低功耗单片机。
双稳态显示屏3-5为EPD（电泳显示技术）点阵显示屏、Ch-LCD（胆固醇液晶显示技术）点阵显示屏、或TNLCD（双稳态扭曲向列技术）点阵显示屏。
便携读写设备2包括与无源非接触式电子货架标签的射频电磁场能量采集模块3-1和双接口通讯存储器3-2对应的射频通讯模块2-1、与商品信息服务器1通讯的通讯模块2-2、电源模块2-3、信息输入模块2-4和显示屏2-5。
射频通讯模块2-1为兼容ISO/IEC15693标准、ISO/IEC14443-A/B标准、ISO/IEC18000系列标准、或近场通讯(NFC) ISO/IEC18092标准的模块；通讯模块2-2为有线USB接口、RS232接口、或红外、蓝牙、GPRS、CDMA、3G、或WIFI模块。
电源模块2-3采用锂电池及相应的处理电路,为便携读写设备中的射频通讯模块、通讯模块、信息输入模块和显示屏供电。
信息输入模块2-4为键盘或者触摸屏,用于电子货架标签显示更新软件操作。
显示屏2-5为液晶显示屏,用于显示电子货架标签显示更新过程和结果。
商品信息服务器1为普通的计算机,运行商品信息管理系统,其硬盘中存储有商品信息数据。商品信息服务器1具有USB接口、RS232接口、或红外、蓝牙无线模块,与便携读写设备2同步商品信息数据；或具有RJ-45以太网接口,能够使便携读写设备2通过GPRS、CDMA、3G、或WIFI模块与商品信息服务器1同步商品信息数据。
商品信息数据包含每个商品的名称、编码、价格、产地信息。
商品信息管理系统为计算机软件,具有商品信息数据的增加、删除、修改、商品信息显示图形生成以及与便携读写设备同步商品信息数据的功能；商品信息显示图像生成功能是指把需要显示的商品信息数据按照其在电子货架标签显示屏上的显示位置组合成一幅适合电子货架标签显示屏显示的商品信息显示图像；商品信息管理系统与便携读写设备同步商品信息数据是指管理系统能够把商品信息数据和商品信息显示图像下载到便携读写设备内。
该无源非接触式电子货架标签系统的具体工作步骤如下：
1．无源非接触式电子货架标签安装于货架各对应商品处；
2．通过有线或无线的方式把商品信息服务器上的商品信息数据和商品信息显示图像下载到便携读写设备中；
3．当便携读写设备靠近无源非接触式电子货架标签时, 通过射频电磁场方式发送无源非接触式电子货架标签寻找命令；
4．无源非接触式电子货架标签收到寻找命令后对便携读写设备进行应答；
5.便携读写设备发出标签选择命令,选中一个准备进行商品信息数据更新的无源非接触式电子货架标签；
6.便携读写设备读取此被选择无源非接触式电子货架标签内双接口通讯存储器存储的商品编码；
7.便携读写设备查询与此商品编码对应的商品信息显示图像；
8.便携读写设备延时一段时间,让无源非接触式电子货架标签内的电源管理模块存储充足的电量；
9. 便携读写设备向无源非接触式电子货架标签内的双接口通讯存储器写入信息传送开始标志(0x55)；
10. 便携读写设备开始向无源非接触式电子货架标签内的双接口通讯存储器写入商品信息显示图像数据；
11. 便携读写设备向无源非接触式电子货架标签内的双接口通讯存储器写入商品信息显示图像数据完成后, 向无源非接触式电子货架标签内的双接口通讯存储器写入信息传送完成标志(0xAA)；
12. 无源非接触式电子货架标签内的中央控制器不断查询双接口通讯存储器内的信息传送完成标志(0xAA)；
13. 当无源非接触式电子货架标签内的中央控制器查询到双接口通讯存储器内的信息传送完成标志(0xAA)时, 中央控制器读取双接口通讯存储器内的商品信息显示图像数据，发送到双稳态显示屏, 双稳态显示屏立刻更新显示内容；
14. 无源非接触式电子货架标签内的双稳态显示屏更新显示完成后, 无源非接触式电子货架标签内的中央控制器向双接口通讯存储器写入显示更新成功标志(0x00)；
15. 便携读写设备不断查询无源非接触式电子货架标签中双接口通讯存储器内的显示更新成功标志(0x00)；
16. 当便携读写设备查询到无源非接触式电子货架标签中双接口通讯存储器内的显示更新成功标志(0x00)时,此无源非接触式电子货架标签的商品信息显示更新完成。

Claims (7)

1. 无源非接触式电子货架标签系统，包括商品信息服务器、便携读写设备、多个无源非接触式电子货架标签，其特征在于：
所述无源非接触式电子货架标签安装在货架上，每个无源非接触式电子货架标签包括射频电磁场能量采集模块、双接口通讯存储器、电源管理模块、中央控制器和双稳态显示屏；
所述的射频电磁场能量采集模块能够通过天线采集便携读写设备发送的射频电磁场的能量，并转化为电能，射频信号载波频率从低频100kHz到高频、超高频以及微波6GHz；
所述的双接口通讯存储器能够与便携读写设备进行非接触式双向射频通信，且内部具有数据存储器，能够保存便携读写设备发送的商品信息显示图像以及中央控制器发送的显示更新完成标志；中央控制器与双接口通讯存储器有线连接，能够通过接触式接口访问此存储器内的商品信息显示图像；商品信息显示图像由商品信息服务器与便携读写设备同步商品信息时,下载到便携读写设备中；
所述的电源管理模块与射频电磁场能量采集模块有线连接，电源管理模块储存射频电磁场能量采集模块采集到的电能；电源管理模块分别与双接口通讯存储器、中央控制器和双稳态显示屏有线连接，为双接口通讯存储器、中央控制器和双稳态显示屏供电；
所述的中央控制器与双接口通讯存储器和双稳态显示屏有线连接，中央控制器读取双接口通讯存储器内数据存储器中保存的便携读写设备发送的商品信息显示图像，并将该图像数据发送给双稳态显示屏，通过双稳态显示屏显示商品信息显示图像；显示更新完成后，中央控制器向双接口通讯存储器发送显示更新完成标志，便携读写设备读取该显示更新完成标志；所述的中央控制器为低功耗单片机；
所述的便携读写设备包括与无源非接触式电子货架标签的射频电磁场能量采集模块和双接口通讯存储器对应的射频通讯模块、与商品信息服务器通讯的通讯模块、电源模块、信息输入模块和显示屏；
所述的电源模块采用锂电池及相应的处理电路,为便携读写设备中的射频通讯模块、通讯模块、信息输入模块和显示屏供电； 
所述的信息输入模块为键盘或者触摸屏,用于电子货架标签显示更新软件操作；
所述的显示屏为液晶显示屏,用于显示电子货架标签显示更新过程和结果；
所述商品信息服务器运行商品信息管理系统,其硬盘中存储有商品信息数据；所述的商品信息数据包含每个商品的名称、编码、价格、产地信息；
所述的商品信息管理系统为计算机软件,具有商品信息的增加、删除、修改、商品信息显示图形生成以及与便携读写设备同步商品信息数据的功能；所述的商品信息显示图像生成功能是指把需要显示的商品信息按照其在电子货架标签显示屏上的显示位置组合成一幅适合电子货架标签显示屏显示的商品信息显示图像；所述的商品信息管理系统与便携读写设备同步商品信息数据是指管理系统能够把商品信息数据和商品信息显示图像下载到便携读写设备内。
2.如权利要求1所述的无源非接触式电子货架标签系统，其特征在于：所述的射频电磁场能量采集模块和双接口通讯存储器分别设置或集成为一个芯片设置。
3.如权利要求1所述的无源非接触式电子货架标签系统，其特征在于：所述的双稳态显示屏为电泳显示技术点阵显示屏、胆固醇液晶显示技术点阵显示屏、或双稳态扭曲向列技术点阵显示屏。
4.如权利要求1所述的无源非接触式电子货架标签系统，其特征在于：所述的与商品信息服务器通讯的通讯模块为有线USB接口、RS232接口、或红外、蓝牙、GPRS、CDMA、3G、或WIFI模块。
5.如权利要求1所述的无源非接触式电子货架标签系统，其特征在于：所述的与电子货架标签通讯的射频通讯模块为兼容ISO/IEC15693标准、ISO/IEC14443-A/B标准、ISO/IEC18000系列标准、或近场通讯ISO/IEC18092标准的模块。
6.如权利要求1所述的无源非接触式电子货架标签系统，其特征在于：所述商品信息服务器具有USB接口、RS232接口、或红外、蓝牙无线模块,与便携读写设备同步商品信息数据。
7.如权利要求1所述的无源非接触式电子货架标签系统，其特征在于：所述商品信息服务器具有RJ-45以太网接口,能够使便携读写设备通过GPRS、CDMA、3G、或WIFI模块与商品信息服务器同步商品信息数据。
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