CN107968673A - 基于柔性电路板的通信装置 - Google Patents

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Abstract

涉及一种进行无线通信的基于柔性电路板的通信装置，所述装置设置有与射频标签进行通信的多根天线，从而精确地推定所述标签的位置，并判断柔性电路板的折叠与否。与射频(RF)标签进行无线通信的基于柔性电路板的通信装置包括：控制部，其对所述基于柔性电路板的通信装置进行综合控制；电源部，其以所述控制部的控制为基础，将电源供给至所述基于柔性电路板的通信装置所包括的构成；柔性电路板；多根天线，其配置于所述柔性电路板上，电源部对分别供给到多根天线的电流量进行调节，从而对所述多根天线各自的感知范围进行调节，所述感知范围是天线从射频标签接收到信号的范围。

Description

基于柔性电路板的通信装置
技术领域
涉及一种与射频(RF)标签进行无线通信的基于柔性电路板的通信装置，详细地，涉及一种基于柔性电路板的通信装置，其设置有与射频标签进行通信的多根天线，从而精确地推定所述标签的位置，并判断配置有多根天线的柔性电路板的折叠与否。
此外，涉及一种柔性电路板的安全装置，其设置有对分别供给的电流量进行测定或检验的传感器，通过测定异常与否来测定柔性电路板的特定区域的破损部位。
背景技术
射频(RF)作为Radio Frequency的缩写，是放射无线电频率并交换信息的通信方法。作为能够代替目前广泛使用的条形码的技术，近距离无线通信正受到关注。与条形码相比，近距离无线通信可以处理大量的信息，能够以没有直接接触或者扫描的过程的形式收发信息，所以，最近其适用范围正在扩大。
利用近距离无线通信将近距离无线通信标签(tag)附着于成为事物等的目标对象的事物等，阅读器(reader)读取所述标签并收发信息。
标签存储信息，包括处理信号的标签芯片和收发信号的天线部。所述天线部和阅读器具有能够收发属于发送接收的信号的频率的RF特性。
柔性电路板是指用易于弯曲并能够折叠的具有柔软性的材料构成的电子电路。
发明内容
所提出的发明想要解决的一个课题是，基于柔性电路板的通信装置通过设置有与射频标签进行通信的多根天线来精确地计算所述标签的位置。
所提出的发明想要解决的一个课题是，使得基于柔性电路板的通信装置所包括的多根天线以多种形式活性化，从而使得电力消耗最小化的同时计算射频标签的位置。
所提出的发明想要解决的一个课题是，识别基于柔性电路板的通信装置所包括的柔性电路板发生弯曲。
另外，本发明想要实现的技术课题并非限制为以上所提到的技术课题，而是基于以下说明的内容，在对具有一般知识的技术人员来说显而易见的范围内可以包括多种技术课题。
涉及一种基于柔性电路板的通信装置，在进行无线通信的基于柔性电路板的通信装置中，所述基于柔性电路板的通信装置的特征在于，包括：控制部，其对所述基于柔性电路板的通信装置进行综合控制；电源部，其以所述控制部的控制为基础，将电源供给至所述基于柔性电路板的通信装置所包括的构成；柔性电路板；多根天线，其配置于所述柔性电路板上，所述电源部对分别供给到多根天线的电流量进行调节，从而使得任意一根天线的感知范围都不与其他天线的感知范围重叠。
特征在于，所述电源部对分别供给到多根天线的电流量进行调节，从而使得任意一根天线的感知范围和与所述任意一根天线最邻近的其他天线的感知范围重叠。
特征在于，所述电源部对分别供给到多根天线的电流量进行调节，从而使得任意一根天线的感知范围和与所述任意一根天线第二邻近的其他天线的感知范围重叠。
天线与射频标签进行无线通信，所述控制部以所述天线从所述射频标签接收的信号的信号强度为基础，计算所述射频标签的位置。
特征在于，所述多根天线配置为多行和多列，所述电源部按照行的升序来依次向多根天线施加电力，并按照列的升序向位于所述相同行的多根天线施加电力。
特征在于，所述多根天线配置为多行和多列，所述电源部仅将电力供给至最邻近配置的两根天线中的任意一根天线。
特征在于，射频标签配置于所述柔性电路板上，所述控制部以所述多根天线从所述射频标签接收到的接收信号强度为基础来判断所述柔性电路板的折叠与否。
一种基于柔性电路板的安全装置，其特征在于，包括：控制部，其对所述基于柔性电路板的安全装置进行综合控制；电源部，其以所述控制部的控制为基础，将电源供给至所述基于柔性电路板的安全装置所包括的构成；柔性电路板，并且设置有对分别供给的电流量进行测定或检验的传感器，通过测定异常与否来测定柔性电路板的特定区域的破损部位。
一种内置有保护电路的装置，其包括基于柔性电路板的安全装置或基于柔性电路板的通信装置，保护电路识别在柔性电路板发生弯曲并防止火灾及故障。
存储媒体存储有软件，软件在基于柔性电路板的安全装置或基于柔性电路板的通信装置中实现，识别在柔性电路板发生弯曲并防止火灾及故障。
根据所提出的发明的基于柔性电路板的通信装置设置有与射频标签进行通信的多根天线，从而可以精确地计算所述标签的位置。
使得根据所提出的发明的基于柔性电路板的通信装置所包括的多根天线以多种形式活性化，从而可以使得电力消耗最小化的同时计算射频标签的位置。
可以识别根据所提出的发明的基于柔性电路板的通信装置所包括的柔性电路板发生弯曲。
根据所提出的发明的基于柔性电路板的通信装置防止因多根天线的感知范围重叠而产生的信号干涉，从而排除错误识别。
根据所提出的发明的基于柔性电路板的通信装置可以精确地计算进行无线通信的标签的位置。
本发明的效果并非限制为以上所提到的效果，而是基于以下说明的内容，在对具有一般知识的技术人员来说显而易见的范围内可以包括多种效果。
附图说明
图1示出根据一个实施例的基于柔性电路板的通信装置的整体构成。
图2示出根据一个实施例的控制部、电源部及配置于柔性电路板上的多根天线。
图3示出根据一个实施例的控制部、电源部及配置于柔性电路板上的多根天线。
图4示出根据一个实施例的控制部、电源部及配置于柔性电路板上的多根天线。
图5示出根据一个实施例的控制部、电源部及配置于柔性电路板上的多根天线。
图6示出根据一个实施例的控制部、电源部及配置于柔性电路板上的多根天线。
图7示出电源部将电力供给到天线的多种实施例。
图8示出随着弯曲折叠柔性电路板而移动的射频标签及与所述标签进行通信的天线。
具体实施方式
通过参照附图进行说明的实施例，从而使得所述以及追加的样态具体化。各个实施例的构成要素理解为，只要没有另外的提到或相互间没有矛盾，就能够在实施例内进行多种组合。进一步，所提出的发明可以实现为多种不同的形态，并非限定为在此所说明的实施例。
为了对附图中所提出的发明进行明确地说明，省略了与说明无关的部分，通过整个说明书，对于类似的部分赋予了类似的附图标号。并且，在表述为某一部分“包括”某一构成要素时，只要没有与此特别相反的记载，其就意味着并非排除其他构成要素，而是还可以包括其他构成要素。
此外，在整个说明书中，在表述为某一部分与其他部分相“连接”时，其不仅包括“直接连接”的情况，也包括在将其他元件设置于中间的状态下“电连接”的情况。进一步，在整个说明书中，信号是指电压或电流等的电量。
在说明书中记述的“部”是指“构成为能够对硬件或软件的系统进行变更或插入的程序块”，换句话说，是指在硬件或软件中执行特定功能的一个单位或程序块。
图1示出根据一个实施例的基于柔性电路板的通信装置的整体构成。图2示出根据一个实施例的控制部101、电源部102及配置于柔性电路板104上的多根天线103。
在与射频(RF)标签106进行无线通信的基于柔性电路板的通信装置中，所述基于柔性电路板的通信装置的特征在于，包括：控制部101，其对所述基于柔性电路板的通信装置进行综合控制；电源部102，其以所述控制部101的控制为基础，将电源供给至所述基于柔性电路板的通信装置所包括的构成；柔性电路板104；多根天线103，其配置于所述柔性电路板104上，电源部102对分别供给到多根天线103的电流量进行调节，从而对所述多根天线103各自的感知范围进行调节，所述感知范围是天线103从射频标签106接收到信号的最长距离以内的范围。
所述无线通信包括利用射频(radio frequency:RF)可以对对象进行识别的技术，并且是指利用射频从阅读器自动识别数据的使用“非接触或射频识别技术”的系统，所述数据存储于内置有微芯片的标签(tag)、标记(label)、卡等。作为所述无线通信，可以包括射频识别(radio frequency identification：RFID)、近距离无线通信(Near FieldCommunication：NFC)等。
射频识别(RFID)系统包括：阅读器(RF reader)，其执行读取及解读功能；射频识别标签(RFID tag)，其存储信息并通过协议来交换数据。标签106包括用半导体制成的应答器(transponder)芯片和天线103，标签106天线103接收在设置于射频电场(RF field)的阅读器的天线103生成并传播的无线信号。标签106的芯片得到能量供给，并传送事前设定的数据，所述数据的传送通过调变标签106天线103所接收到的无线信号的一部分并反射到阅读器来实现。
基于NFC的标签和阅读器通过主动通信模式或被动通信模式进行操作。在主动通信模式中，标签和阅读器全部作用为电力供给机。换句话说，标签和阅读器中任意一个可以是接收数据的接收器。在被动通信模式中，标签通过阅读器提供的电磁场得到电力供给从而进行操作。
标签106天线103区分为利用感应电流的无源标签106(passive tag)用天线103和作为自供电方式的有源标签106(active tag)用天线103。
标签106天线103印刷于薄膜材料或印刷电路板材料并制作为小型的，并且用于与阅读器进行通信、传送数据并识别对象。通常，标签106天线103具有波束图案(beampattern)指向薄膜或印刷电路板材料面的竖直方向的特性。
控制部101对所述基于柔性电路板的通信装置进行综合控制。控制部101是微控制器(Microcontroller)或微处理机(Micro processer)。换句话说，控制部101可以由运行存储于存储器的程序的微处理机或微控制器实现。所述控制部101生成射频(RF：RadioFrequency)信号，并通过后述的天线103放射RF信号。
电源部102以所述控制部101的控制为基础，将电源供给至所述基于柔性电路板的通信装置所包括的构成。所述构成是基于柔性电路板的通信装置100所包括的全部构成。
柔性电路板104(Flexible Printed Circuit Board)作为将铜箔粘贴于10μm厚度的薄绝缘膜上的电路板，与材料坚固的硬性基板不同，薄且柔软。虽然图1中未示出柔性电路板104，但是确定的是，是基于柔性电路板的通信装置100的构成。
多根天线103配置于所述柔性电路板104上。所述多根天线103分别可以与射频标签106进行通信。如图2所示，多根天线103可以配置为网格图案。多根天线103所配置的形态并非限定为所述网格图案。
特征在于，电源部102对分别供给到多根天线103的电流量进行调节，从而对所述多根天线103各自的感知范围进行调节，所述感知范围是天线103从射频标签106接收到信号的范围。
若电源部102向天线103供给的电流量增加，则所述天线103的感知范围变大。
图3示出根据一个实施例的控制部101、电源部102及配置于柔性电路板104上的多根天线103。根据图3的天线以短距离感知标签。最邻近的天线相互以远距离配置，从而感知范围没有重叠。由此，根据图3的天线不会发生相互串扰，能够进行多重并列阅读，并且为了确认位置而收集的数据对收发信号电平进行确认，并且具有阅读点位置信息的特征。
在根据图3至图6的实施例中示出在柔性电路板104上仅配置有天线103。但并非限定于此，控制部101和电源部102也可以装载于柔性电路板104上。
特征在于，所述电源部102对分别供给到多根天线103的电流量进行调节，从而使得任意一根天线103的感知范围都不与其他天线103的感知范围重叠。参照图3，可以确认最邻近的两根天线103a、103b的感知范围没有相互重叠。若所述感知范围重叠，则电源部102使得供给至天线103的电流量减少，从而使得感知范围缩小。若所述感知范围的界限之间的距离为基准值以上时，则电源部102使得供给至天线103的电流量增加，从而使得感知范围变大。
图4示出根据一个实施例的控制部101、电源部102及配置于柔性电路板104上的多根天线103。根据图3的天线以中距离感知标签。最邻近的天线相互以中距离配置，从而感知范围的一部分会重叠。
特征在于，所述电源部102对分别供给到多根天线103的电流量进行调节，从而使得任意一根天线103的感知范围和与所述任意一根天线103最邻近的其他天线103的感知范围重叠。在根据图3的实施例中，若电源部102将比供给至天线103的电流更多的电流供给至天线103，则各根天线103的感知范围会变大。参照图4，可以确认，任意一根天线103a的感知范围和与所述天线103a最邻近的两根天线103b、103c的感知范围重叠。
图5示出根据一个实施例的控制部101、电源部102及配置于柔性电路板104上的多根天线103。根据图5的天线以远距离感知标签。相互邻近的两根天线相互以近距离配置。多根天线的感知范围重叠，在顺序检索时，能够进行两重三重检索，生成分布图，并且用于确认位置的收集数据对收发信号电平进行确认，并确认阅读点位置信息，生成接收分布图，并且具有两重接收等串扰资料确认的特征。
特征在于，所述电源部102对分别供给到多根天线103的电流量进行调节，从而使得任意一根天线103的感知范围和与所述任意一根天线103第二邻近的其他天线103的感知范围重叠。在根据图4的实施例中，若电源部102将比供给至天线103的电流更多的电流供给至天线103，则各根天线103的感知范围会变大。在根据图5的实施例中，可以确认，任意一根天线103a和与所述天线103a最邻近的两根天线103b、103c的感知范围重叠。在此更进一步，可以确认，任意一根天线103a的感知范围和与所述天线103a第二邻近的两根天线103d的感知范围重叠。
图6示出根据一个实施例的控制部101、电源部102及配置于柔性电路板104上的多根天线103。
天线103与射频标签106进行无线通信，所述控制部101收集所述天线103从所述射频标签106接收的信号的信号强度。
图6示出配置于柔性电路板104上的射频标签106。所述标签106的信号发送范围与天线103得到供给的电力相关。若随着天线103得到供给的电力变大而放射强大的信号，则射频标签106以所述信号为基础将信号发送至周边的天线103。图6示出射频标签106的信号发送范围。在发送范围107a窄小的情况下，只有一根天线103a从射频标签106接收信号。控制部101判断在天线103a周边有射频标签106。
在发送范围107b为基准值以上的情况下，三根以上的天线103a、103b、103c、103d从射频标签106接收信号。控制部101以利用天线103a、103b、103c、103d接收信号强度的三角测量法为基础计算出射频标签106的位置。
在发送范围107c为基准值以上的情况下，三根以上的天线103a、103b、103c、103d、103e、103f从射频标签106接收信号。控制部101以利用天线103a、103b、103c、103d、103e、103f的接收信号强度的三角测量法为基础计算出射频标签106的位置。
图7示出电源部102将电力供给到天线103的多种实施例。参照图7(a)，特征在于，所述多根天线103配置为多行和多列，所述电源部102按照行的升序而依次向多根天线103施加电力，并按照列的升序而向位于所述相同行的多根天线103施加电力。图7(a)虽然因顺序检索而速度慢，但是使得串扰的可能性最小化。
电源部102按照行的升序而依次向多根天线103施加电力，这是在图7(a)中按照(1)至(6)行的顺序供给电力。此外，在相同行按照103a、103b、103c、103d的顺序供给电力。电源部102依次向一根天线103供给电力，控制部101判断射频标签106位于从射频标签106接收的信号强度最大的天线103附近。
参照图7(b)，所述多根天线103配置为多行和多列，所述电源部102仅将电力供给至最邻近配置的两根天线103中的任意一根天线103。仅向最邻近配置的两根天线103a、103b中任意一根供给电力。换句话说，在图7(b)的最邻近的任意两根天线103中，电力仅供给至任意一根天线103。在最邻近的两根天线103中，电源部102仅将电力供给至任意一根天线103，控制部101判断射频标签106位于从射频标签106接收的信号强度最大的天线103附近。即使没有将电力供给至所有天线103，也可以推定射频标签106的位置，从而可以减少电力消耗。
参照图7(c)，电源部102将电力供给至所有天线103，供给一定时间后切断电力。并且，在一定时间后，再次供给电力。换句话说，电源部102对所有天线103反复进行电力供给、电力切断。在电源部102向所有天线103供给电力这一点上，控制部101判断射频标签106位于从射频标签106接收的信号强度最大的天线附近。此外，所述控制部101通过三角测量法也可以准确地计算出标签106的位置。在并非一直向天线103供给电力这一点上，可以减少电力消耗。
图7(b)、(c)虽然因多重检索而检索速度快，但是存在串扰的可能性。
图8示出随着弯曲折叠柔性电路板104而移动的射频标签106及与所述标签106进行通信的天线103。
特征在于，射频标签106配置于所述柔性电路板104上，所述控制部101以所述多根天线103从所述射频标签106接收的接收信号强度为基础判断所述柔性电路板104的折叠与否。
在柔性电路板104上，不仅可以配置有天线103，而且可以配置有射频标签106本身。在柔性电路板104上的平面中，在距射频标签106已设距离以上的天线103从所述标签106接收信号的情况下，控制部101判断所述柔性电路板104被折叠。此外，控制部101也以距射频标签106已设距离以上的天线103所接收到的信号的强度为基础判断柔性电路板被折叠至哪种程度。
在与标签进行有线通信的基于柔性电路板的通信装置中，基于柔性电路板的通信装置的特征在于，包括：控制部，其对所述基于柔性电路板的通信装置进行综合控制；电源部，其以所述控制部的控制为基础，将电源供给至所述基于柔性电路板的通信装置所包括的构成；柔性电路板；多根天线，其配置于所述柔性电路板上，电源部对分别供给到多根天线的电流量进行调节，从而对所述多根天线各自的感知范围进行调节，所述感知范围是天线从射频标签接收到信号的最长距离以内的范围，射频标签配置于所述柔性电路板上，所述控制部以所述多根天线从所述射频标签接收到的接收信号强度为基础判断所述柔性电路板的折叠与否。
在柔性电路板弯曲时，通过识别配置于特定区域的标签可以辨别弯曲的程度和位置。实时对柔性电路板非常弯曲或者弯曲区域断线的情况进行解读，从而可以中止实际电操作。
利用无线通信方法和传感器、通信中断、通信上噪音测定等的方法判断柔性电路板的弯曲。
如上所述，在本发明所属技术领域具有一般知识的技术人员可以认识到，本发明即使没有变更其技术思想或必须的特征，也可以实施为其他具体的实施形态。据此，只应该理解为，以上所记述的实施例仅是例示的，而不是对其范围进行限制而限定的。此外，示出于附图的顺序图只不过是在实施本发明时为了实现最优选的结果而例示地示出的依次的顺序，当然可以提供其他另外的步骤或者删除一部分步骤。
在本说明书中所记述的技术特征和对其进行实施的实现物，可以通过数字电路来实现，或者通过在本说明书中所记述的结构及包括其结构性等价物等的计算机软件、固件或硬件来实现，或者通过其中一个以上的组合来实现。此外，实施本说明书中所记述的技术特征的实现物，也可以作为计算机程序产品来实现，即作为涉及计算机程序命令的模块来实现，所述计算机程序命令是为了控制处理系统的操作或者为了由此进行运行而被编码于有形的程序存储媒体上。
如上所述，本说明书并非想要通过其提出的具体术语来限制本发明。据此，参照以上所记述的实施例对本发明进行了详细地说明，但是若是在本发明所属的技术领域具有一般知识的技术人员，则可以在不脱离本发明的范围的同时进行相对于本实施例的改造、变更及变形。
本发明的范围通过后面叙述的权利要求书来表示，而不是通过所述详细的说明来表示，并且应该解释为，从权利要求书的意义及范围以及等价感念导出的所有变更或变形的形态都包含在本发明的权利范围。
标号说明
100:基于柔性电路板的通信装置
101:控制部
102:电源部
103:天线
103a:天线
103b:天线
103c:天线
103d:天线
103e:天线
103f:天线
104：柔性电路板
105a:感知范围
105b:感知范围
105c:感知范围
106:射频标签
107a:发送范围
107b:发送范围107c:发送范围

Claims (11)

1.一种基于柔性电路板的通信装置，在进行无线通信的基于柔性电路板的通信装置中，所述基于柔性电路板的通信装置包括：
控制部，其对所述基于柔性电路板的通信装置进行综合控制；
电源部，其以所述控制部的控制为基础，将电源供给至所述基于柔性电路板的通信装置所包括的构成；
柔性电路板；以及
多根天线，其配置于所述柔性电路板上。
2.根据权利要求1所述的基于柔性电路板的通信装置，其特征在于，
所述电源部对分别供给到多根天线的电流量进行调节，从而使得任意一根天线的感知范围都不与其他天线的感知范围重叠。
3.根据权利要求1所述的基于柔性电路板的通信装置，其特征在于，
所述电源部对分别供给到多根天线的电流量进行调节，从而使得任意一根天线的感知范围和与所述任意一根天线最邻近的其他天线的感知范围重叠。
4.根据权利要求1所述的基于柔性电路板的通信装置，其特征在于，
所述电源部对分别供给到多根天线的电流量进行调节，从而使得任意一根天线的感知范围和与所述任意一根天线第二邻近的其他天线的感知范围重叠。
5.根据权利要求1所述的基于柔性电路板的通信装置，其特征在于，
天线与射频标签进行无线通信，所述控制部以所述天线从所述射频标签接收的信号的信号强度为基础，计算所述射频标签的位置。
6.根据权利要求1所述的基于柔性电路板的通信装置，其特征在于，
所述多根天线配置为多行和多列，
所述电源部按照行的升序来依次向多根天线施加电力，并按照列的升序向位于所述相同行的多根天线施加电力。
7.根据权利要求1所述的基于柔性电路板的通信装置，其特征在于，
所述多根天线配置为多行和多列，
所述电源部仅将电力供给至最邻近配置的两根天线中的任意一根天线。
8.根据权利要求1所述的基于柔性电路板的通信装置，其特征在于，
射频标签配置于所述柔性电路板上，
所述控制部以所述多根天线从所述射频标签接收到的接收信号强度为基础来判断所述柔性电路板的折叠与否。
9.一种基于柔性电路板的安全装置，其特征在于，包括：
控制部，其对所述基于柔性电路板的安全装置进行综合控制；
电源部，其以所述控制部的控制为基础，将电源供给至所述基于柔性电路板的安全装置所包括的构成；
柔性电路板，
并且设置有对分别供给的电流量进行测定或检验的传感器，通过测定异常与否来测定柔性电路板的特定区域的破损部位。
10.一种内置有保护电路的装置，
其包括根据权利要求1或9的装置，
保护电路识别在柔性电路板发生弯曲并防止火灾及故障。
11.一种存储媒体，
其存储有软件，
软件在根据权利要求1或9的装置中实现，识别在柔性电路板发生弯曲并防止火灾及故障。
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