CN107992924B - 一种太阳能电子标签 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能电子标签，包括：光伏供电模块、电压检测模块和主处理器。所述主处理器的输入端与所述电压检测模块的输出端相连，所述光伏供电模块对所述电子标签的各模块供电，所述电压检测模块用于检测所述光伏供电模块的输出电压。在所述输出电压小于第一电压阈值时，所述主处理器控制所述电子标签在接收到第一无线射频信号时根据存储的产品标识信息发送第二无线射频信号。在所述输出电压大于第二电压阈值时，所述主处理器控制所述电子标签根据接收到的所述第二无线射频信号读写所述产品标识信息并输出，其中所述第一电压阈值小于所述第二电压阈值。本发明能提高电子标签的智能性和便捷性。

Description

一种太阳能电子标签
技术领域
本发明涉及光伏发电和射频识别技术领域，尤其涉及一种太阳能电子标签。
背景技术
随着智能化技术的快速发展，电子标签被广泛应用于工业自动化、商业自动化等领域内，如防伪、仓储管理、物流配送管理和生产流水线管理等。当前现有的电子标签有无源电子标签和有源电子标签，无源电子标签识别距离近，需读取装置提供能量，存储信息量少，有源电子标签大多用电池提供能量，且在日常使用中存在各种耗电情况，如待机耗电、工作耗电及异常耗电，因此常需要更换电池，以避免使用过程中因电能不足造成无法使用的问题。
在实际应用中，常需要通过手持阅读器或固定阅读器对电子标签读取信息，从而了解贴有该电子标签的物品信息。具体工作原理是，该阅读器在发射无线射频信号在一个区域内形成电磁场，当电子标签位于这个区域时可检测到阅读器发送的无线射频信号，并反馈应答信号，阅读器根据该应答信号调解和解码实现信息读取。然而，由于不同的环境会影响射频信号的衰减率，例如阅读器可能无法对被堆压在下方的电子标签进行产品信息的读取，需要搬运开后才能读取，其可能需要花费大量的人力和财力。因此，如果使电子标签同时具有阅读器和应答器的功能，使产品信息读取能够由相近的电子标签相互读取，能够使电子标签的信息读取更为便捷和快速。
发明内容
本发明提供一种太阳能电子标签，解决现有电子标签在使用过程中仅能作为应答器，不能对相近的电子标签进行相互读取，且供电消耗大无法长时间使用的问题，能提高电子标签的智能性和便捷性，降低使用成本。
为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
一种太阳能电子标签，包括：光伏供电模块、电压检测模块和主处理器；
所述主处理器的输入端与所述电压检测模块的输出端相连，所述光伏供电模块对所述电子标签的各模块供电，所述电压检测模块用于检测所述光伏供电模块的输出电压；
在所述输出电压小于第一电压阈值时，所述主处理器控制所述电子标签在接收到第一无线射频信号时根据存储的产品标识信息发送第二无线射频信号；
在所述输出电压大于第二电压阈值时，所述主处理器控制所述电子标签根据接收到的所述第二无线射频信号读写所述产品标识信息并输出，其中所述第一电压阈值小于所述第二电压阈值。
优选的，还包括：无线射频读写模块和无线射频标识模块；
所述主处理器通过串口分别与所述无线射频读写模块和所述无线射频标识模块连接；
所述无线射频标识模块用于接收所述第一无线射频信号和发送所述第二无线射频信号；
所述无线射频读写模块用于发送所述第一无线射频信号使指定区域内形成电磁场，并根据接收到该区域内反馈的所述第二无线射频信号，读写所述产品标识信息并输出。
优选的，所述光伏供电模块包括：光伏电池芯片和电源控制电路；
所述电源控制电路的第一输入端与所述光伏电池芯片的输出端相连，所述电源控制电路的输出端作为所述光伏供电模块的输出端；
所述光伏电池芯片用于将太阳能转化为电能，所述电源控制电路用于控制所述光伏电池芯片的电流汇集和调压输出。
优选的，所述光伏供电模块还包括：储能电池和电量检测模块；
所述电源控制电路与所述储能电池相连，所述电源控制电路的第二输入端与所述电量检测模块的输出端相连；
所述电量检测模块用于检测所述光伏电池芯片产生电能的电量，在所述电量小于第一电量阈值时，所述电源控制电路控制所述储能电池作为所述光伏供电模块的输出电源；
在所述电量大于第二电量阈值时，所述电源控制电路导通所述光伏电池芯片与储能电池之间的电连接，使所述光伏电池芯片对所述储能电池充电。
优选的，所述光伏电池芯片采用铜铟镓硒柔性材料。
优选的，所述无线射频读写模块包括：第一天线、第二天线、第一射频收发模块和第一微处理器；
所述第一微处理器通过串口与所述第一射频收发模块相连，所述第一射频收发模块通过所述第一天线发送所述第一无线射频信号，所述第一射频收发模块通过所述第二天线接收所述第二无线射频信号。
优选的，所述无线射频标识模块包括：第三天线、第四天线、第二射频收发模块和第二微处理器；
所述第二微处理器通过串口与所述第二射频收发模块相连，所述第二射频收发模块通过所述第三天线发送所述第二无线射频信号，所述第二射频收发模块通过所述第四天线接收所述第一无线射频信号。
优选的，还包括：接口模块；
所述接口模块通过串口与所述主处理器相连，用于外部数据输入输出的接口。
优选的，还包括：人机交互模块；
所述人机交互模块通过串口与所述主处理器相连，用于对所述产品标识信息的显示或读写操作。
优选的，所述光伏供电模块、所述主处理器、所述无线射频读写模块和所述无线射频标识模块集成在一块柔性PCB板上，所述柔性PCB板设置在盒状壳体内，所述柔性PCB板的一面与所述壳体的内侧面之间设有所述储能电池和绝缘保护填充层，所述柔性PCB板的另一面设有透明保护层。
优选的，所述储能电池为叠片状锂电池。
本发明提供一种太阳能电子标签，通过主处理器控制电子标签发送或接收无线射频信号，并根据无线射频信号读写产品标识信息，以解决现有电子标签在使用过程中仅能作为应答器，不能对相近的电子标签进行相互读取。同时，采用光伏供电模块，避免出现且供电消耗大无法长时间使用的问题，能提高电子标签的智能性和便捷性，降低使用成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1：是本发明提供的一种太阳能电子标签示意图；
图2：是本发明实施例提供的电子标签结构示意图。
附图标记
100 光伏供电模块
200 无线射频读写模块
300 无线射频标识模块
201 壳体
202 柔性PCB板
203 储能电池
204 绝缘保护填充层
205 透明保护层
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
针对当前电子标签的读写需要专用的读取设备，如阅读器或读写器。在某些特殊的场合，读写器逐一去读取相应的电子标签，可能需要花费大量的人工和财力，同时，长时间使用电子标签可能会因电池耗电造成无法使用的问题。本发明提供一种太阳能电子标签，通过无线射频读写模块发送无线射频信号和接收反馈射频信号，能读写相近电子标签的信息，以解决现有电子标签在使用过程中仅能作为应答器，不能对相近的电子标签进行相互读取。同时，采用光伏供电模块且供电消耗大无法长时间使用的问题，能提高电子标签的智能性和便捷性，降低使用成本。
如图1所示，为本发明提供的一种太阳能电子标签示意图，该电子标签包括：光伏供电模块100、电压检测模块和主处理器。所述主处理器的输入端与所述电压检测模块的输出端相连，所述光伏供电模块100对所述电子标签的各模块供电，所述电压检测模块用于检测所述光伏供电模块100的输出电压。在所述输出电压小于第一电压阈值时，所述主处理器控制所述电子标签在接收到第一无线射频信号时根据存储的产品标识信息发送第二无线射频信号。在所述输出电压大于第二电压阈值时，所述主处理器控制所述电子标签根据接收到的所述第二无线射频信号读写所述产品标识信息并输出，其中所述第一电压阈值小于所述第二电压阈值。
具体地，在所述输出电压小于第一电压阈值时，所述主处理器使所述电子标签作为应答器，所述电子标签在接收到第一无线射频信号时，所述电子标签根据存储的产品标识信息生成电子编码或数据段，并通过第二无线射频信号发送所述电子编码或数据段，读写器或阅读器接收到所述第二无线射频信号后解码得到所述产品标识信息。其中，第一无线射频信号和第二无线射频信号可为不同频率的电磁波。在所述输出电压大于第二电压阈值时，所述主处理器使所述电子标签作为阅读器，所述电子标签发出第一无线射频信号，并根据第二无线射频信号读写所述产品标识信息。
同时，所述光伏供电模块将太阳能转化为电能，能使传统无线识别设备能真正做到了脱离固定电网。可见，通过主处理器控制电子标签发送或接收无线射频信号，并根据无线射频信号读写产品标识信息，提供了一种包括应答器和阅读器功能的电子标签，能使电子标签的使用更加灵活简单和节能。
进一步，还包括：无线射频读写模块200和无线射频标识模块300。所述主处理器通过串口分别与所述无线射频读写模块200和所述无线射频标识模块300连接。所述无线射频标识模块300用于接收所述第一无线射频信号和发送所述第二无线射频信号。所述无线射频读写模块200用于发送所述第一无线射频信号使指定区域内形成电磁场，并根据接收到该区域内反馈的所述第二无线射频信号，读写所述产品标识信息并输出。需要说明的是，指定区域可以是与电子标签距离为设定值内的区域。
具体地，在所述电子标签作为应答器时，所述主处理器控制所述无线射频标识模块300在接收到第一无线射频信号时，所述无线射频标识模块内部的射频电路做出反应，形成反射的第二无线射频信号。在所述电子标签作为阅读器时，所述主处理器控制所述无线射频读写模块200发送所述第一无线射频信号和接收所述第二无线射频信号，使其对第二射频信号进行处理，以解调出其它电子标签发送的产品标识信息，并对其读写和输出。
在实际应用中，所述无线射频标识模块300用于根据存储的产品标识信息发送无线射频信号。所述无线射频读写模块200用于根据接收到的所述无线射频信号读写所述产品标识信息。
如图1所示，所述光伏供电模块包括：光伏电池芯片和电源控制电路。所述电源控制电路的第一输入端与所述光伏电池芯片的输出端相连，所述电源控制电路的输出端作为所述光伏供电模块的输出端。所述光伏电池芯片用于将太阳能转化为电能，所述电源控制电路用于控制所述光伏电池芯片的电流汇集和调压输出。需要说明的是，所述电压检测模块可包括：电压传感器或电压测检电路来实用对光伏供电模块的电压检测。
进一步，所述光伏供电模块100还包括：储能电池和电量检测模块。所述电源控制电路与所述储能电池相连，所述电源控制电路的第二输入端与所述电量检测模块的输出端相连。所述电量检测模块用于检测所述光伏电池芯片产生电能的电量，在所述电量小于第一电量阈值时，所述电源控制电路控制所述储能电池作为所述光伏供电模块的输出电源。在所述电量大于第二电量阈值时，所述电源控制电路导通所述光伏电池芯片与储能电池之间的电连接，使所述光伏电池芯片对所述储能电池充电。
需要说明的是，电量检测模块可采用电量传感器来测量电量。
所述无线射频读写模块包括：第一天线、第二天线、第一射频收发模块和第一微处理器。所述第一微处理器通过串口与所述第一射频收发模块相连，所述第一射频收发模块通过所述第一天线发送所述第一无线射频信号，所述第一射频收发模块通过所述第二天线接收所述第二无线射频信号。
所述无线射频标识模块包括：第三天线、第四天线、第二射频收发模块和第二微处理器。所述第二微处理器通过串口与所述第二射频收发模块相连，所述第二射频收发模块通过所述第三天线发送所述第二无线射频信号，所述第二射频收发模块通过所述第四天线接收所述第一无线射频信号。
需要说明的是，接收的无线射频信号与发送的无线射频信号的频率可不同，避免干扰。
在实际应用中，电子标签还包括：接口模块。所述接口模块通过串口与所述主处理器相连，用于外部数据输入输出的接口，比如通过温度传感器、湿度传感器、GPS定位芯片获取外部数据。
进一步，还包括：人机交互模块，所述人机交互模块通过串口与所述主处理器相连，用于对所述产品标识信息的显示或读写操作，可实现操作员能远程进行人机交互或上位机监控。
如图2所示，为本发明实施例提供的电子标签结构示意图。具体地，所述光伏供电模块、所述主处理器、所述无线射频读写模块和所述无线射频标识模块集成在一块柔性PCB板202上，所述柔性PCB板202设置在盒状壳体201内，所述柔性PCB板202的一面与所述壳体201的内侧面之间设有所述储能电池203和绝缘保护填充层204，所述柔性PCB板的另一面设有透明保护层205。需要说明的是，可将接口模块和人机接口模块设置在壳体201的表面、侧面或底部上，可根据实际需要设计。
在实际应用中，所述储能电池为叠片状锂电池，所述光伏电池芯片采用铜铟镓硒柔性材料。
可见，本发明提供一种太阳能电子标签，通过主处理器控制电子标签发送或接收无线射频信号，并根据无线射频信号读写产品标识信息，以解决现有电子标签在使用过程中仅能作为应答器，不能对相近的电子标签进行相互读取。同时，采用光伏供电模块且供电消耗大无法长时间使用的问题，能提高电子标签的智能性和便捷性，降低使用成本。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能电子标签，其特征在于，包括：光伏供电模块、电压检测模块和主处理器、无线射频读写模块、无线射频标识模块；
所述主处理器通过串口分别与所述无线射频读写模块和所述无线射频标识模块连接；
所述无线射频读写模块用于发送第一无线射频信号使指定区域内形成电磁场，并根据接收到该区域内反馈的第二无线射频信号，读写产品标识信息并输出；
所述无线射频标识模块用于接收所述第一无线射频信号和发送所述第二无线射频信号；
所述主处理器的输入端与所述电压检测模块的输出端相连，所述光伏供电模块对所述电子标签的各模块供电，所述电压检测模块用于检测所述光伏供电模块的输出电压；
在所述输出电压小于第一电压阈值时，所述主处理器控制所述电子标签在接收到第一无线射频信号时根据存储的产品标识信息发送第二无线射频信号；
在所述输出电压大于第二电压阈值时，所述主处理器控制所述电子标签根据接收到的所述第二无线射频信号读写所述产品标识信息并输出，其中所述第一电压阈值小于所述第二电压阈值。
2.根据权利要求1所述的太阳能电子标签，其特征在于，所述光伏供电模块包括：光伏电池芯片和电源控制电路；
所述电源控制电路的第一输入端与所述光伏电池芯片的输出端相连，所述电源控制电路的输出端作为所述光伏供电模块的输出端；
所述光伏电池芯片用于将太阳能转化为电能，所述电源控制电路用于控制所述光伏电池芯片的电流汇集和调压输出。
3.根据权利要求2所述的太阳能电子标签，其特征在于，所述光伏供电模块还包括：储能电池和电量检测模块；
所述电源控制电路与所述储能电池相连，所述电源控制电路的第二输入端与所述电量检测模块的输出端相连；
所述电量检测模块用于检测所述光伏电池芯片产生电能的电量，在所述电量小于第一电量阈值时，所述电源控制电路控制所述储能电池作为所述光伏供电模块的输出电源；
在所述电量大于第二电量阈值时，所述电源控制电路导通所述光伏电池芯片与储能电池之间的电连接，使所述光伏电池芯片对所述储能电池充电。
4.根据权利要求3所述的太阳能电子标签，其特征在于，所述光伏电池芯片采用铜铟镓硒柔性材料。
5.根据权利要求4所述的太阳能电子标签，其特征在于，所述无线射频读写模块包括：第一天线、第二天线、第一射频收发模块和第一微处理器；
所述第一微处理器通过串口与所述第一射频收发模块相连，所述第一射频收发模块通过所述第一天线发送所述第一无线射频信号，所述第一射频收发模块通过所述第二天线接收所述第二无线射频信号。
6.根据权利要求5所述的太阳能电子标签，其特征在于，所述无线射频标识模块包括：第三天线、第四天线、第二射频收发模块和第二微处理器；
所述第二微处理器通过串口与所述第二射频收发模块相连，所述第二射频收发模块通过所述第三天线发送所述第二无线射频信号，所述第二射频收发模块通过所述第四天线接收所述第一无线射频信号。
7.根据权利要求6所述的太阳能电子标签，其特征在于，还包括：接口模块；
所述接口模块通过串口与所述主处理器相连，用于外部数据输入输出的接口。
8.根据权利要求7所述的太阳能电子标签，其特征在于，还包括：人机交互模块；
所述人机交互模块通过串口与所述主处理器相连，用于对所述产品标识信息的显示或读写操作。
9.根据权利要求1至8任一项所述的太阳能电子标签，其特征在于，所述光伏供电模块、所述主处理器、所述无线射频读写模块和所述无线射频标识模块集成在一块柔性PCB板上，所述柔性PCB板设置在盒状壳体内，所述柔性PCB板的一面与所述壳体的内侧面之间设有储能电池和绝缘保护填充层，所述柔性PCB板的另一面设有透明保护层。
10.根据权利要求9所述的太阳能电子标签，其特征在于，所述储能电池为叠片状锂电池。
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