CN103455130A

CN103455130A - 一种电子货架标签的节能运行方法

Info

Publication number: CN103455130A
Application number: CN2013103509199A
Authority: CN
Inventors: 李峥; 丁磊; 江志文; 冯永晋; 张海笑
Original assignee: FOSHAN GUANGHUAHEZHI SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd; Guangdong University of Technology
Current assignee: FOSHAN GUANGHUAHEZHI SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd; Guangdong University of Technology
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2033-08-13
Also published as: CN103455130B

Abstract

本发明公开了一种电子货架标签的节能运行方法，应用于电子货架标签，电子货架标签通过无线网络与计算机服务器进行报文交换的方法和运行状态转换的方法。本发明为同一无线局域网或无线个人区域网络的各个电子货架标签设定休眠时长，使其在工作状态下和所在网络的计算机服务器进行通信后进入休眠状态，并在休眠期结束后重新进入工作状态并与计算机服务器建立连接，为避免电子货架标签同时结束休眠状态而产生的竞争现象，休眠时长可动态变化。本发明提供了一种通过无线网络进行报文交换并设置电子货架标签运行状态的方法，能有效降低电子货架标签能耗。

Description

一种电子货架标签的节能运行方法

技术领域

本发明涉及电子货架标签技术和无线网络技术领域，更具体地，涉及一种基于无线网络通信的电子货架标签的节能运行方法。

背景技术

随着零售业的蓬勃发展，超市货架上陈列的商品品种越来越多，超市的各类促销活动也使得商品的变价越发频繁，这些都导致了超市在更换及管理价格标签上花费了大量的精力，而不可避免的差错又使得货架标签上的价格和POS系统里的价格不一致，并最终导致顾客投诉，信誉受损的情况比比皆是。正是这些原因催生了电子货架标签系统（Electronic Shelf Label System，ESLs）的诞生。

ESLs是一种放置在货架上、可替代传统纸质价格标签的电子显示装置。一般应用在超市、仓储等物流系统中。每一个电子货架标签通过有线或者无线网络与商场计算机数据库相连，并将最新的商品价格通过电子货架标签上的屏显示出来。电子货架标签事实上成功地将货架纳入了计算机程序，摆脱了手动更换价格标签的状况，实现了收银台与货架之间的价格一致性。电子货架标签一般采用无线或有线网络与计算机服务器相连，以便更新显示内容。这种无线网络可以基于无线电，红外线或偶可见光通信。通常若干个无线电子货架标签构成一个无线局域网（WLAN）或无线个人区域网（WPAN），并通过相应的协议与计算机服务器建立连接。电子货架标签系统能有效降低价格管理的劳动力成本，并提高定价的准确性。

英国的ZBD公司是业界最早有相关产品问世的企业，2000年基于LCD的ESLs产品已经在超市开始使用，2012年被ZBD称之为下一代ESLs的基于电子纸的相关产品投放市场。

Altierre从2003年开始为零售商提供标签解决方案。公司致力于开发一种能够让零售商随时更新信息，并能让消费者看到这些关于食品、电子产品、服装以及其他商品信息的解决方案。

2010年，FUJITSU公司的ESLs产品推出市场。

2011年2月，德国WINCOR NIXDORF公司发布了基于点阵式液晶的ESLs系统及产品。

Pricer是世界领先的电子货架标签解决方案零售商。其产品能快速及时地将最新价格显示在电子货架上。

高通公司一直致力于ESL领域的研发、创新，其电子货架标签采用MCU+RF芯片及汉字字库配合液晶显示方式实现。

汉朗光电利用自主研发的尚白®（Whiteon®）技术，专注于电子货架标签显示屏（ESL Display Module）显示模块的定制和生产。2012年9月，汉朗光电电子货架标签正式投放物美超市。

无锡威峰科技有限公司提供ESL电子货架标签终端系统解决方案，并与全球最大的ESL制造厂商之一 —瑞典Pricer紧密合作。

中瑞思创出资设立公司控股子公司将主要从事电子货架标签系统及相关有源电子标签系统的设计、开发、生产、销售及相关信息数据服务。

申请号为CN201210140979.3的公开文件中，描述了一种采用Zigbee无线连接实现电子标签的控制，控制主机与无线网络之间采用有线联网方式，显示屏采用段式定制型电子纸；申请号为CN201210012535.1的公开文件中，描述了一种采用Wifi与2.4G组网，利用彩色电子纸显示，配合太阳能电池、声控防盗于一体的电子货架标签，其服务器与POS系统相连，每天更新2次价格，可连续使用5年，其2.4G通信单元采用MCU加无线模块的设计方式；申请号为CN201220290435.0的公开文件中，提出了基于路由器、中心交换机、手持终端、RF发射器、二级交换机与EPD构成的电子货架标签系统，其RF收发器由RF芯片加MCU驱动板构成；申请号为CN201120414258.8的公开文件中，描述了一种基于POS服务器、手持移动终端、E-INK无源ESL及EAS防盗传感器的电子货架标签；申请号为CN201210104573.X的公开文件中，提出了一种利用自唤醒功能实现低功耗电子纸无线联网的方法。

上述涉及到的电子货架标签，通常采用各种小尺寸低功耗显示器件，且通过电池供电，它们采用的节能方法均较简单，一般是利用单片机的睡眠状态与工作状态的切换实现节能，无法解决因电子货架标签同时结束休眠状态引起的竞争现象，从而带来电子货架标签信息更新慢，且有可能丢失更新信息的问题，且部分产品使用液晶显示，很难保证电子货架标签实现长时间连续工作。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的电子货架标签节能方法的不足，提供一种在结合单片机的不同睡眠状态的同时，可根据算法动态设置电子货架标签睡眠时间的方法，以解决电子货架标签同时结束睡眠状态而引起的竞争现象，，并添加太阳能电池板以提高锂电池的续航能力，实现电子货架标签节省能耗，延长电池的使用时间。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种电子货架标签的节能运行方法，用于电子货架标签系统，所述电子货架标签系统包括电子纸显示模块、2.4G无线通信Soc、无线收发电路、电源电路、锂电池、充电电路、隔离电路、太阳能电池板和DC适配器；其中2.4G无线通信Soc与无线收发电路和电子纸显示模块相连，锂电池通过电源电路分别向2.4G无线通信Soc和电子纸显示模块供电；太阳能电池板、DC适配器通过隔离电路与充电电路连接，充电电路向锂电池充电；

其中电子货架标签采用无线网络与计算机服务器进行报文交换和运行状态转换；

报文交换的过程为：电子货架标签发送状态报文至与计算机服务器，并接收计算机服务器发出的更新报文；其中所述状态报文包含用于标识电子货架标签的标识ID和包含电子货架标签运行状态的信息；更新报文包含状态设置信息和显示内容信息，其中状态设置信息包括电子货架标签的更新运行状态和休眠时间，休眠时间可根据算法动态设定以避免电子货架标签同时结束休眠状态而引起的竞争现象，显示内容信息包括电子货架标签需要更新的显示内容；

所述运行状态转换的过程为：在电子货架标签的工作状态和休眠状态之间进行转换；其中工作状态是电子货架标签更新显示内容，进行网络通信的状态，耗能相对催眠状态高。休眠状态是电子货架标签保持显示内容，不更新显示内容、不进行网络通信的状态，耗能相对工作状态低。

其中计算机服务器是采用具有2.4G无线通信功能的单片机，上述节能方法在结合单片机不同睡眠状态的同时，可根据算法动态设置电子货架标签睡眠时间，以解决电子货架标签同时结束睡眠状态而引起的竞争现象，并添加太阳能电池板提高锂电池的续航能力，实现电子货架标签节省能耗，长运行时间的目标，单个锂电池可以连续工作五年。

优选的，所述电子货架标签为若干个，基于无线通信协议组成一个无线局域网或无线个人区域网，并通过无线网络与计算机服务器通信；其中用于标识电子货架标签的标识ID是在标签所属网络分配的唯一的编号，标识ID与电子货架标签一一对应，具有唯一标识的作用，保证在同一网络内各电子货物标签的唯一性。

优选的，所述电子货架标签采用2.4G载波的Bluetooth、Z-Wave、ZigBee作为无线通信方式，还可以是其他可以实现无线通信方式的协议。

优选的，所述电子货架标签与计算机服务器进行报文交换和运行状态转换的具体过程为：计算机服务器获取电子货架标签的标识ID和运行状态信息，并保持与电子货架标签的网络连接，记录对应标识ID的电子货架标签的运行状态，及状态更新时间；并查询相应电子货架标签是否需要更新，将有需要更新的电子货架标签的更新信息构造为更新报文，发送回正在通信的电子货架标签；对应电子货架标签接收到更新报文后，更新对应电子货架标签的数据信息；并进入休眠状态，此时电子货架标签的通信电路及其他电路均进入休眠状态，利用电子纸显示模块静态显示不耗电的特性可以保持电子货架标签的显示内容，但不更新显示内容；电子货架标签内置的休眠计时器开始计时；当电子货架标签内置的休眠计时器到达设定的时间，电子货架标签恢复到工作状态，通信电路恢复与计算机服务器的网络连接，重新发送状态报文。

优选的，所述电子货架标签系统还包括预留接口、温度检测器、湿度检测器或蜂鸣器中的一个或多个，其中预留接口与2.4G无线通信Soc连接，温度检测器的输出端接2.4G无线通信Soc，湿度检测器的输出端接2.4G无线通信Soc，2.4G无线通信Soc接蜂鸣器的输入端。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明是针对电子货架标签的显示内容变化频率较低的特点，为同一无线局域网或无线个人区域网络的各个电子货架标签设定动态可配置的休眠时长，使电子货架标签只在预定的时间处于工作状态，与计算机服务器进行必要的通信，更新显示和设置状态，完成后重新进入休眠状态。同时采用太阳能电池板提高锂电池的续航能力。本发明是一种通过无线网络进行报文交换并设置电子货架标签运行状态的方法，能有效降低电子货架标签能耗，延长使用时间，并有效地解决了电子货架标签因同时结束休眠状态而引起的竞争现象，使电子货架标签的信息更新更及时、可靠。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的电子货架标签的整体结构框图。

图2是本发明具体实施方式提供的电子货架标签系统的结构示意图。

图3是本发明具体实施方式提供的电子货架标签的运行流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

为实现本发明的目的，本发明涉及的一种电子货架标签系统，如图1所示，包括2.4G无线通信Soc 1、预留接口2、无线收发电路3、电源电路4、锂电池5、充电电路6、隔离电路7、太阳能电池板8、DC适配器9、电子纸显示模块10、温湿度检测器11、蜂鸣器12；

2.4G无线通信Soc1分别与预留接口2、无线收发电路3、电子纸显示模块10、温湿度检测器11及蜂鸣器12相连，温湿度检测器10的输出端与2.4G无线通信Soc1的输入端连接，2.4G无线通信Soc1的输出端与蜂鸣器12的输入端连接，锂电池5通过电源电路4分别向2.4G无线通信Soc1和电子纸显示模块10供电；太阳能电池板8、DC适配器9通过隔离电路7与充电电路5连接，并通过充电电路5向锂电池5充电。

若干个货架上的电子货架标签采用2.4G载波的Bluetooth、Z-Wave、ZigBee或其他可以实现的无线通信协议与计算机服务器组成一个无线局域网或个人区域网。在组网之前，为每个电子货架标签（EPL）分配一个8字节长的独立标识（ID），可唯一地在本网内表示某一电子货架标签。

将电子货架标签安装到位后，进入工作状态，与计算机服务器建立网络连接，发送状态报文。该报文支持同时汇报多个电子货架标签的状态，格式如下：

命令

版本

数目

ID列表

状态列表

其中命令域为1字节长；版本域为1字节长；数目域为2字节长，表示ID列表中所含的ID数目；ID列表域包含数目个的ID；状态列表域包含数目个的状态信息。

计算机服务器收到该状态报文后，保持与该电子货架标签的网络连接；记录状态报文中对应ID的电子货架标签的状态，及状态更新时间；并查询相应电子货架标签是否需要更新，将有需要更新的电子货架标签的更新信息构造为更新报文，发送回正在通信的电子货架标签。的更新报文格式如下：

更新块数目

更新块0

更新块1

……

更新块n

其中更新块数目域2字节长，表示后续更新块域的数目；每个更新块域的格式如下：

ID

块数目

块0

块1

……

块n

其中ID域为2字节长，为需要更新的电子货架标签的ID；块数目域为后续块域的数目；每个块域的格式如下：

x0

x1

y0

y1

数据

其中x0、x1、y0、y1各为2字节长有符号整数，为电子货架标签所需更新数据的矩形区域的左上角和右下角的x和y轴坐标；数据域为对应区域的更新数据，为(|x1-x0|*|y1-y0|/(8/bpp))字节长，其中bpp是每个对应坐标的数据的位长。若x0<x1且y0<y1，则本块域所含数据域是显示更新数据，用于设置对应电子货架标签的显示寄存器；若x0>x1且y0>y1，则本块域所含数据域是控制更新数据，用于设置对应电子货架标签的状态寄存器。电子货架标签的休眠时长根据算法通过该数据动态设定。

对应ID的电子货架标签收到更新报文后，更新对应状态寄存器或显示寄存器中对应坐标的数据，更新其中信息；并进入休眠状态，此时电子货架标签的通信电路及其他电路均进入休眠状态，利用电子纸显示模块静态显示不耗电的特性可以保持电子货架标签的显示内容，但不更新显示内容；电子货架标签内置的休眠计时器开始计时。

当电子货架标签内置的休眠计时器到达设定的时间，电子货架标签恢复到工作状态，通信电路恢复与计算机服务器的网络连接，重新发送状态报文。

在本实施例中，各个元件的具体型号为：

2.4G无线通信Soc采用TI公司的CC2540F256（QFN封装）；

电源芯片采用LY2508A33；

锂电池采用430mAH产品；

充电电路采用PJ4054；

太阳能电池板采用38mm*22mm尺寸，可提供5mA充电电流；

电子纸显示模块为广州奥翼公司带有SPI接口的点阵式电子纸显示模组OED021-01.

温湿度传感器采用FAD-4007-02，供电电压：3.5-5V，输出≦2V，测量范围：0-50℃/0-100%RH，精度：±0.5℃，±3%RH。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种电子货架标签的节能运行方法，用于电子货架标签系统，其特征在于，所述电子货架标签系统包括电子纸显示模块、2.4G无线通信Soc、无线收发电路、电源电路、锂电池、充电电路、隔离电路、太阳能电池板和DC适配器；其中2.4G无线通信Soc与无线收发电路和电子纸显示模块相连，锂电池通过电源电路分别向2.4G无线通信Soc和电子纸显示模块供电；太阳能电池板、DC适配器通过隔离电路与充电电路连接，充电电路向锂电池充电；

报文交换的过程为：电子货架标签发送状态报文至与计算机服务器，并接收计算机服务器发出的更新报文；其中所述状态报文包含用于标识电子货架标签的标识ID和包含电子货架标签运行状态的信息；更新报文包含状态设置信息和显示内容信息，其中状态设置信息包括电子货架标签的更新运行状态和休眠时间，休眠时间根据算法动态设定以避免电子货架标签同时结束休眠状态而引起的竞争现象，显示内容信息包括电子货架标签需要更新的显示内容；

所述运行状态转换的过程为：在电子货架标签的工作状态和休眠状态之间进行转换；其中工作状态是电子货架标签更新显示内容，进行网络通信的状态；休眠状态是电子货架标签保持显示内容，不更新显示内容、不进行网络通信的状态。

2.根据权利要求1所述的电子货架标签的节能运行方法，其特征在于，所述电子货架标签为若干个，基于无线通信协议组成一个无线局域网或无线个人区域网，并通过无线网络与计算机服务器通信；其中用于标识电子货架标签的标识ID是在标签所属网络分配的唯一的编号。

3.根据权利要求2所述的电子货架标签的节能运行方法，其特征在于，所述电子货架标签采用2.4G载波的Bluetooth、Z-Wave、ZigBee作为无线通信方式。

4.根据权利要求1所述的电子货架标签的节能运行方法，其特征在于，所述电子货架标签与计算机服务器进行报文交换和运行状态转换的具体过程为：计算机服务器获取电子货架标签的标识ID和运行状态信息，并保持与电子货架标签的网络连接，记录对应标识ID的电子货架标签的运行状态，及状态更新时间；并查询相应电子货架标签是否需要更新，将有需要更新的电子货架标签的更新信息构造为更新报文，发送回正在通信的电子货架标签；对应电子货架标签接收到更新报文后，更新对应电子货架标签的数据信息；并进入休眠状态，此时电子货架标签的通信电路及其他电路均进入休眠状态，利用电子纸显示模块静态显示不耗电的特性可以保持电子货架标签的显示内容，但不更新显示内容；电子货架标签内置的休眠计时器开始计时；当电子货架标签内置的休眠计时器到达设定的时间，电子货架标签恢复到工作状态，通信电路恢复与计算机服务器的网络连接，重新发送状态报文。

5.根据权利要求1所述的电子货架标签的节能运行方法，其特征在于，所述电子货架标签系统还包括预留接口、温度检测器、湿度检测器或蜂鸣器中的一个或多个，其中预留接口与2.4G无线通信Soc连接，温度检测器的输出端接2.4G无线通信Soc，湿度检测器的输出端接2.4G无线通信Soc，2.4G无线通信Soc接蜂鸣器的输入端。