CN108764427A - 一种光动能电子标签及其管理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光动能电子标签及其管理方法和装置，涉及通信技术，该光动能电子标签包括：处理器、触发电路、电源管理模块、电池以及光动能转换模块，光动能转换模块可以将光能转换为电能，并且光动能电子标签在平时处于休眠状态，由触发电路在光动能转换模块的输出达到设定条件时触发光动能电子标签工作，该光动能电子标签不仅能将光能转换成电能为电池充电并为处理器等模块供电，并且处理器等模块平时处于休眠状态，耗能极少，在需要工作时，控制照在该光动能电子标签上的光照，使得光动能转换模块的输出达到设定条件，才在触发电路的触发下进入工作状态，从而实现提高电子标签的使用寿命。

Description

一种光动能电子标签及其管理方法和装置

技术领域

本公开一般涉及通信技术，具体涉及无线通信技术，尤其涉及一种光动能电子标签及其管理方法和装置。

背景技术

目前，电子标签被应用于商超、仓储等场合货架标签，可以降低更换纸质标签的工作量，缩短更新价格时的操作时间。

但是，现有的电子标签普遍采用电池提供电能，采用电池供电时，电子标签使用寿命大约在3～5年，其使用寿命较短，在电池电量耗尽时，需要更换电池或者更换电子标签，带来了额外的工作量。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种光动能电子标签及其管理方法和装置，以提高电子标签的使用寿命。

第一方面，本发明实施例提供一种光动能电子标签，包括：处理器、触发电路、电源管理模块、电池以及光动能转换模块，其中：

所述光动能转换模块用于将光能转换为电能；

所述电源管理模块连接所述光动能转换模块、处理器以及电池，用于将所述光能转换成的电能提供给处理器以及电池；

所述触发电路连接所述光动能转换模块和所述处理器，用于在所述光动能转换模块的输出达到设定条件时，发出触发信号，使得光动能电子标签处于工作状态。

进一步，所述发出触发信号，使得光动能电子标签处于工作状态，具体为：

发出触发信号触发所述处理器工作；

所述处理器进入工作状态后，根据当前需要触发对应模块工作或休眠。

进一步，所述处理器具体为：MCU；

所述触发电路通过IO口中断触发信号触发所述处理器工作。

进一步，所述触发电路具体用于：

在所述光动能转换模块的输出信号强度在设定时间内变化至设定值时，触发所述处理器工作。

更进一步，所述触发电路具体包括：

模数转换模块，用于将光动能转换模块输出的电压信号转换为数字信号；

锁存器，用于将所述模数转换模块输出的数字信号锁存设定周期T；

数模转换模块，用于将所述锁存器输出的数字信号转换为模拟电压信号；

分压电路，用于对所述数模转换模块输出的模拟电压信号进行分压；

比较器，用于比较所述分压电路输出的信号和光动能转换模块输出的电压信号，在当前光动能转换模块输出的电压信号与前一周期的光动能转换模块输出的电压信号差别大于设定值时，所述比较器输出的信号触发所述处理器工作。

进一步，所述处理器用于：

在被触发开始工作后，若设定时间内未接收到管理装置发送的信号，则重新进入休眠状态。

优选的，还包括：

无线通信模块，用于实现光动能电子标签与管理装置的数据收发；

电子墨水屏驱动电路，用于更新电子墨水屏显示内容；

所述处理器进入工作状态后，根据当前需要触发对应模块工作或休眠，具体包括：

所述处理器进入工作状态后，触发无线通信模块工作，接收更新数据，并在更新数据接收完毕后，使无线通信模块休眠，触发电子墨水屏驱动电路工作，更新显示内容。

第二方面，本发明实施例提供一种光动能电子标签的管理方法，包括：

控制光强变化后，向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态；

确定未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签为待处理标签。

进一步，所述确定未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签为待处理标签之前，还包括：

确定存在未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签时，再次控制光强变化，并向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态。

进一步，所述向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态后，还包括：

记录已经唤醒的光动能电子标签，并通知已经唤醒的光动能电子标签此次唤醒为正常唤醒。

第三方面，本发明实施例还提供一种光动能电子标签的管理装置，包括：

查询单元，用于控制光强变化后，向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态；

确定单元，用于确定未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签为待处理标签。

进一步，所述确定单元还用于：

确定未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签为待处理标签之前，确定存在未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签时，再次控制光强变化，并向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态。

进一步，所述查询单元还用于：

向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态后，记录已经唤醒的光动能电子标签，并通知已经唤醒的光动能电子标签此次唤醒为正常唤醒。

本发明实施例提供一种光动能电子标签及其管理方法和装置，该光动能电子标签包括：处理器、触发电路、电源管理模块、电池以及光动能转换模块，光动能转换模块可以将光能转换为电能，并且光动能电子标签在平时处于休眠状态，由触发电路在光动能转换模块的输出达到设定条件时触发光动能电子标签工作，该光动能电子标签不仅能将光能转换成电能为电池充电并为处理器等模块供电，并且处理器等模块平时处于休眠状态，耗能极少，在需要工作时，控制照在该光动能电子标签上的光照，使得光动能转换模块的输出达到设定条件，才在触发电路的触发下进入工作状态，从而实现提高电子标签的使用寿命。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的光动能电子标签结构示意图；

图2为本发明实施例提供的光动能电子标签中触发电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的光动能电子标签的外壳示意图；

图4为本发明实施例提供的光动能电子标签主板硬件的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的光动能电子标签和触发用日光灯的位置示意图；

图6为本发明实施例提供的光动能电子标签管理方法流程图；

图7为本发明实施例提供的光动能电子标签管理装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1，本发明实施例提供的光动能电子标签，包括：处理器101、触发电路102、电源管理模块103、电池104以及光动能转换模块105，其中：

光动能转换模块105用于将光能转换为电能；

电源管理模块103连接光动能转换模块105、处理器101以及电池104，用于将光能转换成的电能提供给处理器101以及电池104；

触发电路102连接光动能转换模块105和处理器101，用于在光动能转换模块105的输出达到设定条件时，发出触发信号，使得光动能电子标签处于工作状态。

由于光动能转换模块105可以将光能转换为电能，并且光动能电子标签在平时处于休眠状态，由触发电路102在光动能转换模块105的输出达到设定条件时触发光动能电子标签工作，该光动能电子标签不仅能将光能转换成电能为电池充电并为处理器101等模块供电，并且处理器101等模块平时处于休眠状态，耗能极少，在需要工作时，控制照在该光动能电子标签上的光照，使得光动能转换模块105的输出达到设定条件，才在触发电路102的触发下进入工作状态，从而实现提高电子标签的使用寿命。

该设定条件可以是光照突然增强导致的光动能转换模块105输出突然增大，也可以是光照突然减弱导致的光动能转换模块105输出突然增大，还可以是光照按照设定方式进行变化，导致的光动能转换模块105输出达到设定的变化规律，例如光照突然增强达到一定值又突然减弱，或者光照突然增强两次等。

光动能转换模块105可以采用光动能转换片，也可以采用其它可以采集光能并转换为电能的模块。

进一步，在触发光动能电子标签工作时，可以首先触发处理器101工作，处理器101再根据当时的实际需要，触发其它模块工作。

此时，发出触发信号，使得光动能电子标签处于工作状态，具体为：

发出触发信号触发所述处理器工作；

处理器进入工作状态后，根据当前需要触发对应模块工作或休眠。

例如，在处理器101进入工作状态后，若需要进行通信，则触发通信相关模块工作，若需要进行显示，则触发显示相关模块进行工作。

本发明实施例中的处理器101可以采用MCU，触发电路102可以通过MCU的IO口中断触发信号触发MCU工作。

在本发明的一个实施例中，触发条件可以是光线突然增强或者突然减弱，此时，光动能转换模块105的输出信号强度，也会相应的突然增加或者突然减弱，此时，触发电路102具体用于：

在光动能转换模块105的输出信号强度在设定时间内变化至设定值时，触发处理器工作。

当以光线突然增强或减弱作为触发条件时，触发电路102的结构可以如图2所示，具体包括：

模数转换模块201，用于将光动能转换模块105输出的电压信号转换为数字信号；

锁存器202，用于将模数转换模块201输出的数字信号锁存设定周期T；

数模转换模块203，用于将锁存器202输出的数字信号转换为模拟电压信号；

分压电路204，用于对数模转换模块203输出的模拟电压信号进行分压；

比较器205，用于比较分压电路204输出的信号和光动能转换模块105输出的电压信号，在当前光动能转换模块105输出的电压信号与前一周期的光动能转换模块105输出的电压信号差别大于设定值时，比较器205输出的信号触发处理器101工作。

通过锁存器202对光动能转换模块105输出的电压信号所存一个周期，从而实现光动能转换模块105当前输出与前一周期输出的对比，若光线突然增强或减弱，则光动能转换模块105当前输出与前一周期输出差别较大，从而触发处理器101工作。

光动能转换模块105输出的电压经过模数转换模块转化为数字信号，电压值的数字量输入到锁存器，锁存器更新的周期为T；锁存器的输出电压经过数模转换模块转化为模拟电压信号，经过分压电路输出到比较器；其中分压电路分压比为a，分压比可以根据实际现场测试光线强度进行调整。设V₁为未开启触发灯时光动能转换片输出的电压，V₂为开启触发灯时光动能转换片输出的电压，则a可以根据如下的公式确定：

为避免误触发情况出现时，电子标签被触发后耗能较大，所以可以在被触发开始工作后，规定若设定时间内未接收到管理装置发送的信号，则重新进入休眠状态，此时，处理器101还用于：

在被触发开始工作后，若设定时间内未接收到管理装置发送的信号，则重新进入休眠状态。

在本发明的一个实施例中，光动能电子标签的外壳可以如图3所示，外壳上安装有光动能转换片作为光动能转换模块105，用于采集光能，并将光能转化为电能，为电子标签提供电能。外壳上还可以设置有天线和屏幕。

优选的，光动能电子标签主板硬件的结构可以如图4所示，包括：MCU、时钟模块、电子墨水屏驱动电路、无线通信模块、晶振电路、触发电路、充电电路、电源管理电路，其中，充电电路和电源管理电路可以合并设置为电源管理模块。

MCU：本发明实施例中，MCU具有IO输入输出功能、串口通信功能、SPI通讯功能、I2C通讯功能、AD转换功能、外部IO口中断功能，该MCU可以工作在休眠模式、可以工作在深度休眠模式，能够从休眠状态下唤醒，并且可以通过外部IO触发唤醒。

时钟模块：该时钟模块可以独立计时，并支持读取实时时间。该时钟模块可以通过I2C或着SPI与MCU进行通信，支持读取实时的时间，支持定时产生触发信号。

晶振电路：晶振电路能够为产生多种频率的震荡时钟源信号，可以为MCU提供系统时钟，可以为无线通信模块提供无线通信时钟源。

无线通信模块：无线通信模块可以通过串或SPI与MCU进行通信，并能够将该MCU发送给无线通信模块的数据通过某种协议发送给其他设备。该无线通信模块可以支持2.4G无信通信、433MHz无线通信、868MHz无线通信、915MHz无线通信等无线通信方案，可以加载BLE蓝牙、zigbee、LoRa、Z-ware、EnOcean或其他标准无线通信协议或定制的无线通讯协议。该无线通讯模块与外置天线相连，可以提高通讯质量。

电子墨水屏驱动：电子墨水屏驱动电路用于驱动电子墨水屏，并且具有开关电路，可以通过MCU的IO口控制电子墨水屏的驱动电路供电或断电，从而控制电子墨水屏的工作状态。该模块与电子墨水屏相连接。

充电电路：充电电路与光动能装换片相连接，包含电源保护电路、升压电路、滤波电路，负责将光动能装换片产生的电能进行升压和滤波处理，从而提供给电源管理电路，为电池充电和为主板提供电源。

电源管理电路：电源管理电路负责维持主板电压稳定、协调能量流通方向、为电池充电。

触发电路：触发电路以光动能装换片的电压为信号源，采集光动能转换片的电压变化，转化为MCU唤醒触发信号，负责唤醒睡眠状态的MCU。

在没有触发信号状态时，主板处于睡眠状态；当接收到触发信号时，触发电路将光信号转化为MCU的IO口中断触发信号，触发MCU唤醒，主板进入通讯状态；当通讯完成后，主板进入更新状态；完成更新后，主板再次进入睡眠状态。

睡眠状态下，MCU处于睡眠模式，关闭外设时钟和定时器时钟，关闭AD模块，等待外部触发中断信号；电子墨水屏驱动电路处于断电模式，无线通信模块处于断电模式，时钟模块处于工作模式；

通信状态下，MCU处于低功耗工作模式，打开外设时钟和定时器时钟，AD模块处于工作状态；电子墨水屏驱动电路处于断电模式，无线通信模块处于工作模式，实现数据的收发，通过AD模块采样电池电压信息，通过无线模块发送给外部设备，时钟模块处于工作模式，MCU接受无线模块传输的时间同步命令，同步系统时钟；

更新状态下，MCU处于低功耗工作模式，打开外设时钟和定时器时钟，关闭AD模块；电子墨水屏驱动电路处于工作模式，无线通信模块处于断电模式，时钟模块处于工作模式，MCU控制电子墨水屏驱动电路，实现更新显示内容。

通常情况下，电子标签处于睡眠状态，在光动能转换模块的输出达到设定条件时，触发MCU进入工作模式，一般在进入工作模式时，是电子标签需要更新，电子标签首先进入通信状态接收数据，在数据接收完成后，电子标签进入更新状态进行更新。

本发明实施例中的光动能电子标签的位置，可以如图5所示进行设置，使得每个光动能电子标签，都能够受到触发用日光灯的照射，在需要触发更新时，由管理员控制打开触发用日光灯，使室内光线强度突然提高，光动能电子标签接收到光强变化信号时，通过触发电路检测信号变化，并将光强信号变化为电信号，触发MCU唤醒。

触发用的日光灯从斜上方照射到电子标签，保证顶层和底层的光动能电子标签均能够接收到触发灯的光源信号。

光动能电子标签触发唤醒后，光动能电子标签的管理装置会发出查询信号，查询标签状态，记录已经唤醒的标签，同时通知标签此次唤醒为正常唤醒。针对意外的光照增强导致的误触发问题，当光动能电子标签被触发唤醒后，若设定时间内(例如三分钟内)未收到查询信号，说明标签被异常唤醒，标签自动进入休眠模式；针对意外遮挡等因素导致的不触发的情况，网关在唤醒标签后，设定时间内若查询到存在未被唤醒的标签，则提醒控制端再次发出唤醒信号，若仍然存在未唤醒标签，则提示管理员手动处理。

本发明实施例还相应提供一种光动能电子标签的管理方法，如图6所示，包括：

步骤S601、控制光强变化后，向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态；

步骤S602、确定未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签为待处理标签。

对于待处理标签，可以通知工作人员进行处理。

为了减少人工干预数量，可以对未被正常触发的光动能电子标签进行设定次数的重新触发，此时，步骤S602之前，还包括：

确定存在未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签时，再次控制光强变化，并向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态。

为了更好的对光动能电子标签进行管理，在步骤S101，向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态后，还包括：

记录已经唤醒的光动能电子标签，并通知已经唤醒的光动能电子标签此次唤醒为正常唤醒。

应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

本发明实施例还相应提供一种光动能电子标签的管理装置，如图7所示，包括：

查询单元701，用于控制光强变化后，向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态；

确定单元702，用于确定未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签为待处理标签。

进一步，确定单元702还用于：

确定未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签为待处理标签之前，确定存在未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签时，再次控制光强变化，并向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态。

进一步，查询单元701还用于：

向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态后，记录已经唤醒的光动能电子标签，并通知已经唤醒的光动能电子标签此次唤醒为正常唤醒。

应当理解，该装置中记载的诸单元或模块与参考图2描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作和特征同样适用于该装置及其中包含的单元，在此不再赘述。该装置可以预先实现在电子设备的浏览器或其他安全应用中，也可以通过下载等方式而加载到电子设备的浏览器或其安全应用中。该装置中的相应单元可以与电子设备中的单元相互配合以实现本申请实施例的方案。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括XX单元、YY单元以及ZZ单元。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定，例如，XX单元还可以被描述为“用于XX的单元”。

作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中所述装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的公式输入方法。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (13)

1.一种光动能电子标签，其特征在于，包括：处理器、触发电路、电源管理模块、电池以及光动能转换模块，其中：

所述光动能转换模块用于将光能转换为电能；

所述电源管理模块连接所述光动能转换模块、处理器以及电池，用于将所述光能转换成的电能提供给处理器以及电池；

所述触发电路连接所述光动能转换模块和所述处理器，用于在所述光动能转换模块的输出达到设定条件时，发出触发信号，使得光动能电子标签处于工作状态。

2.如权利要求1所述的光动能电子标签，其特征在于，所述发出触发信号，使得光动能电子标签处于工作状态，具体为：

发出触发信号触发所述处理器工作；

所述处理器进入工作状态后，根据当前需要触发对应模块工作或休眠。

3.如权利要求2所述的光动能电子标签，其特征在于，所述处理器具体为：MCU；

所述触发电路通过IO口中断触发信号触发所述处理器工作。

4.如权利要求3所述的光动能电子标签，其特征在于，所述触发电路具体用于：

在所述光动能转换模块的输出信号强度在设定时间内变化至设定值时，触发所述处理器工作。

5.如权利要求4所述的光动能电子标签，其特征在于，所述触发电路具体包括：

模数转换模块，用于将光动能转换模块输出的电压信号转换为数字信号；

锁存器，用于将所述模数转换模块输出的数字信号锁存设定周期T；

数模转换模块，用于将所述锁存器输出的数字信号转换为模拟电压信号；

分压电路，用于对所述数模转换模块输出的模拟电压信号进行分压；

比较器，用于比较所述分压电路输出的信号和光动能转换模块输出的电压信号，在当前光动能转换模块输出的电压信号与前一周期的光动能转换模块输出的电压信号差别大于设定值时，所述比较器输出的信号触发所述处理器工作。

6.如权利要求2所述的光动能电子标签，其特征在于，所述处理器用于：

在被触发开始工作后，若设定时间内未接收到管理装置发送的信号，则重新进入休眠状态。

7.如权利要求2所述的光动能电子标签，其特征在于，还包括：

无线通信模块，用于实现光动能电子标签与管理装置的数据收发；

电子墨水屏驱动电路，用于更新电子墨水屏显示内容；

所述处理器进入工作状态后，根据当前需要触发对应模块工作或休眠，具体包括：

所述处理器进入工作状态后，触发无线通信模块工作，接收更新数据，并在更新数据接收完毕后，使无线通信模块休眠，触发电子墨水屏驱动电路工作，更新显示内容。

8.一种如权利要求1所述的光动能电子标签的管理方法，其特征在于，包括：

控制光强变化后，向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态；

确定未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签为待处理标签。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述确定未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签为待处理标签之前，还包括：

确定存在未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签时，再次控制光强变化，并向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态后，还包括：

记录已经唤醒的光动能电子标签，并通知已经唤醒的光动能电子标签此次唤醒为正常唤醒。

11.一种如权利要求1所述的光动能电子标签的管理装置，其特征在于，包括：

查询单元，用于控制光强变化后，向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态；

确定单元，用于确定未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签为待处理标签。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述确定单元还用于：

确定未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签为待处理标签之前，确定存在未被正常触发进入工作状态的光动能电子标签时，再次控制光强变化，并向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述查询单元还用于：

向各光动能电子标签发送查询信号查询光动能电子标签状态后，记录已经唤醒的光动能电子标签，并通知已经唤醒的光动能电子标签此次唤醒为正常唤醒。