CN110651271B - 可穿戴的非接触式通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可穿戴的非接触式通信设备，包括：非接触式读取器，其被布置为读取电子标记，并将与所述电子标记相关联的信息发送到用户可访问设备；其中，所述读取器包括弹性天线，所述弹性天线被布置成当所述弹性天线接合到所述用户时，所述弹性天线与所述电子标记通信。

Description

可穿戴的非接触式通信设备
技术领域
本发明通常涉及一种通信设备及使用该设备来读取信息的方法，并且更具体地，尽管非排他地，涉及一种具有非接触式读取器的可穿戴的非接触式通信设备，该非接触式读取器具有与电子标记通信的天线。
背景技术
非接触式通信技术(例如RFID和无线技术)广泛应用于各个行业。在非接触式通信设备中，通常具有读取器和标签。读取器还包括与标签通信的天线，同时读取器可操作以读取存储在标签中的信息。读取器在从标签接收到信息后，会将信息发送到用户可访问设备，以进行进一步处理。
通常地，这种非接触式通信技术通常用于物流行业，例如系统中的仓库和机场检查。读取器通常是静止的，并且在物流布置期间，标签被粘贴到读取器要检测的货物上，以使得读取器和标签之间能够进行通信。
通常，市场上存在的读取器不适合用于实现在人类的基于位置的服务中。这是因为，标签与读取器之间的通信信号受到人体干扰的阻碍。
发明内容
为了解决至少一些上述问题，当前公开的可穿戴的非接触式通信设备包括具有弹性天线的非接触式读取器，该弹性天线被布置成当弹性天线接合到用户时，与标签通信。
根据本发明的第一方面，提供了一种可穿戴的非接触式通信设备，包括：
非接触式读取器，其被布置为读取电子标记，并将与所述电子标记相关联的信息发送到用户可访问设备；
其中，读取器包括弹性天线，所述弹性天线布置成当弹性天线接合到用户时，所述弹性天线与电子标记器通信。
在第一方面的一个实施例中，当所述弹性天线被拉伸以接合到用户时，所述弹性天线提供优化的频带。
在第一方面的一个实施例中，所述拉伸的弹性天线与所述用户的电介质相互作用，以提供优化的频带。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线的频带随着其形状或尺寸而变化。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线由弹性材料或柔性基板制成。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线嵌入在弹性材料或柔性基板中。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线的至少一部分由弹性材料或柔性基板形成。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线包括弹性构件。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性构件由金属材料制成。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性构件由弹性的非导电壳体模制而成。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线由橡胶制成。
在第一方面的一个实施例中，所述非接触式读取器是无线读取器。
在第一方面的一个实施例中，所述非接触式读取器是RFID读取器。
在第一方面的一个实施例中，所述电子标记是无线标签。
在第一方面的一个实施例中，所述电子标记是RFID标签。
在第一方面的一个实施例中，所述非接触式读取器和所述电子标记中的一者是无源的。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线在与所述电子标记的相距期望距离之内，与所述电子标记通信。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线与所述电子标记无线通信。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线被布置为靠近用户的下肢。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线被包裹在用户的腿上。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线被包裹在用户的脚上。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线被包裹在用户的鞋子或袜子上。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线被嵌入在用户的鞋子或袜子内。
在第一方面的一个实施例中，所发送的信息包括所述标记的当前位置。
在第一方面的一个实施例中，所述电子标记被布置在较低高度。
在第一方面的一个实施例中，所述电子标记被布置为靠近地面。
在第一方面的一个实施例中，所述读取器被布置为靠近地面。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线相邻所述读取器。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线与所述读取器无线连接。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线联接到所述读取器。
在第一方面的一个实施例中，所述弹性天线的频带被防止受到一个或多个相同的弹性天线的频带干扰。
根据本发明的第二方面，提供一种使用可穿戴的非接触式通信设备读取信息的方法，包括以下步骤：
通过非接触式读取器读取电子标记，并将与该电子标记相关联的信息发送到用户可访问设备；
其中，当读取器的弹性天线接合到用户时，读取器与电子标记通信。
在第二方面的一个实施例中，当所述弹性天线被拉伸以接合到所述用户时，所述弹性天线提供优化的频带。
在第二方面的一个实施例中，所述拉伸的弹性天线与所述用户的电介质相互作用，以提供所述优化的频带。
在第二方面的一个实施例中，所述弹性天线的频带随其形状或尺寸而变化。
附图说明
现在将参考附图，作为示例来描述本发明的实施例，附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的可穿戴的非接触式通信设备的应用；
图2示出了根据本发明的一个实施例的可穿戴的非接触式通信设备的俯视图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的可穿戴的非接触式通信设备的正视图；和
图4示出了说明根据本发明的一个实施例的可穿戴的非接触式通信设备的应用的示意图。
具体实施例
参照图1，其提供了一种可穿戴的非接触式通信设备100，其包括：非接触式读取器102，其被布置为读取电子标记104，并将与该电子标记104相关联的信息发送到用户可访问设备300；其中读取器102包括弹性天线106，该弹性天线106被布置成当弹性天线106接合到用户时与电子标记104通信。
图1-3示出了本发明的可穿戴的非接触式通信设备100的实施例。如图中所示，可穿戴的非接触式通信设备100包括非接触式读取器102，多个电子标记104和弹性天线106。弹性天线106被拉伸以接合用户所穿的鞋子200。取决于要穿的鞋子200的形状或尺寸，可以将弹性天线106拉伸成不同的形状或尺寸，以在弹性天线106附接到鞋子或腿上时提供操作频带，以与其他标签通信。如图1所示，可穿戴的非接触式通信设备100可以以几何平面包裹在鞋子200周围，从而使得可穿戴的非接触式通信设备100无需手中携带即可便携。
有利地，弹性天线106被特别设计为适应因鞋子和人体接近的影响。在本实施例中，拉伸的弹性天线106随鞋子200的形状或尺寸而变化，从而提供优化的频带，以与用户的人体电介质相互作用。应当注意，无论鞋子200的形状或大小如何，弹性天线106都将提供操作频带。弹性天线106还为不同的鞋子形状因素提供了更好的覆盖范围。由于用户可能希望将弹性天线106附接到具有变化的表面的不同鞋子上，因此这种布置是特别有利的。
本领域技术人员将容易地理解，在不脱离弹性天线106的基本布置的情况下，本发明能够进行各种修改。换句话说，这些布置可以在选择日常穿鞋方面，为用户提供额外的灵活性。例如，在一些实施例中，弹性天线可以被布置成靠近用户的下肢。弹性天线也可以包裹在用户的腿、脚、手臂上。此外，弹性天线也可以包裹或嵌入用户的鞋子或袜子内。
再次参考图1，电子标记104可以是诸如RFID标签的无线标签，并且非接触式读取器102可以是诸如RFID读取器的无线读取器。如图1所示，尽管电子标记104也可以离地面放置，但是它们设置在房屋周围，并且优选地处于靠近地面的较低高度处。这些电子标记104可以用作地板标签，以便提供位置信息，例如，用于用户在机场场所周围行走的指南。电子标记104被设置在靠近地面的较低高度处，从而防止受到手高度的读取器的干扰。在该示例中，本领域技术人员将理解，非接触式读取器102还可包括能够通过定位在电子标记104附近或与电子标记104接触，来读取电子标记104的任何读取器。
优选地，在示例性实施例中，电子标记104可以是无源RFID标签，其无需任何电力供应。然而，本领域技术人员还将理解到，非接触式读取器102也可以是无源RFID读取器。
优选地，在示例实施例中，用户可访问设备300可以是智能电话、便携式计算机、可穿戴式计算设备、平板电脑、PC、笔记本电脑、服务器。这些设备可以通过声音指令或其他形式的指令提供导航帮助，查找并引用数据库，在线存储信息或云存储信息。
现在参考图2，其示出了示例性可穿戴的非接触式通信设备100，该设备包括非接触式读取器102、多个电子标记104和弹性天线106。在该示例性实施例中，弹性天线106还包括弹性构件108(例如，细曲折的线)和弹性非导电壳体110，其中弹性构件108被模制在弹性非导电壳体110内，使得弹性天线106可以是共形的、低轮廓的，对鞋子的表面和底部不引人注意。优选地，弹性构件108可以由金属材料制成，并且弹性天线106的弹性非导电壳体110可以由弹性材料或柔性基板诸如橡胶带制成。本领域技术人员将容易理解，在不脱离该基本弹性天线原理的情况下，本发明能够进行各种修改。在一些实施例中，弹性天线106可以被嵌入弹性材料或柔性基板中，以形成单个组件。
现在参考图3，其示出了在拉伸条件下的示例性可穿戴的非接触式通信设备100。弹性天线106的弹性构件108与弹性非导电壳体110一起可以被拉伸成期望的形状或尺寸，以与鞋子接合或直接被包裹在用户身体的一部分上。有利地，弹性构件108和弹性非导电壳体110在被拉伸以与用户接合时，可以提供优化的频带，以与用户的人体电介质相互作用，而与拉伸程度或最终形状无关，从而允许可穿戴的非接触式通信设备100适应鞋子和/或人体接近性的影响。弹性天线106和电子标记104之间的通信信号是无电介质的。
在该示例性实施例中，非接触式读取器102也被布置在靠近地面的较低高度处。这种布置有利于防止或最小化对非接触式读取器102、电子标记104和弹性天线106之间的无线通信的干扰。本领域技术人员还将理解，非接触式读取器102应当仅通过接近感测来读取最接近的电子标记104。因此，弹性天线106被布置为仅通过无线通信与在期望距离之内的电子标记104进行通信，从而消除与最接近的电子标记104之外的其他电子标记的任何通信。
在该示例实施例中，弹性天线106被联接到非接触式读取器102。本领域技术人员将容易理解，本发明能够进行各种修改，而不背离非接触式读取器102和弹性天线106之间的基本功能。可选地，弹性天线106可以与非接触式读取器102无线连接。
现在参考图4，其示出了用于操作可穿戴的非接触式通信设备的示例性方法。在该示例中，在操作期间，如步骤401所示，弹性天线106通过优化频带与在期望距离之内最接近的电子标记104通信。如步骤402中所示，非接触式读取器102可以通过弹性天线106提供的优化频带104，反过来读取最接近的电子标记104。在读取最接近的电子标记104之后，非接触式读取器102可以将与电子标记相关联的信息发送给用户可访问设备300。用户可访问设备300可以进一步处理接收到的信息，如步骤403所示，从而通过通信装置(如移动设备或音频系统(未示出))，向用户提供其当前位置和指导信息，如步骤404所示。当用户在房屋周围移动时，可穿戴的非接触式通信设备100将重复从步骤401到404的相同过程，并基于对下一个最接近的电子标记104的信息的读取，持续更新位置信息，用户可访问设备300将通过通信装置提供基于位置的服务。
在一个示例性实施例中，用户可以是等待他的航班并且在机场周围闲逛的乘客。当他与附接在他的鞋子上的可穿戴的非接触式通信设备100在出发层附近移动时，弹性天线106会不时与设置在机场周围的电子标记104相互作用，从而非接触式读取器102可以不时地将乘客当前位置信息发送给用户可访问设备300。例如，乘客希望到达他脑海中的期望目的地，例如登机柜台、登机口、饭店、商店以及距他当前位置最接近的厕所等。利用来自可穿戴的非接触式通信设备100的实时位置信息，用户可访问设备300可以向乘客提供图像或可听的实时指令，直到他到达期望的目的地。
在另一示例实施例中，用户可以随时激活或停用可穿戴的非接触式通信设备100。在该示例中，弹性天线106的拉伸和挤压可以用作可穿戴的非接触式通信设备100的激活和停用机构。例如，当弹性天线106被拉伸以接合到用户时，非接触式读取器102可以通过优化频率与电子标记104通信，从而出于指导目的，激活可穿戴的非接触式通信设备100。反过来，当用户到达目的地或期望的区域并且不再需要引导功能时，弹性天线106可以与用户分离，以终止非接触式读取器102与电子标记104之间的通信或改变操作频率以偏离最佳范围，从而停用可穿戴的非接触式通信设备100及其指导操作。然后，可穿戴的非接触式通信设备100可以被挤压到用户的手提行李或由用户手持。在另一个示例性实施例中，机场管理局可以进一步利用个别乘客的位置信息，使得如果航班要在20分钟内起飞，而乘客尚未到达登机口时，则机场服务人员可能会追踪失踪乘客的位置，并更主动地与乘客联系。
应当注意，可穿戴的非接触式通信设备100可以被广泛使用。例如，可以将多个可穿戴的非接触式通信设备100同时包裹在鞋子200上。有利地，每个相同的非接触式读取器可以通过它们相同的弹性天线的独特频带，来读取不同类型的电子标记。防止每个弹性天线的频带受到由一个或多个相同的弹性天线的频带干扰，从而允许每个可穿戴的非接触式通信设备100单独地起作用。然后，可穿戴的非接触式通信设备100的每个非接触式读取器102可以将与各种电子标记相关联的信息发送到一个或多个用户可访问设备300，以进行进一步处理，并向用户提供各种指导。
本领域技术人员将理解，尽管包括可穿戴的非接触式通信设备100的实施例与提供基于位置的服务有关，但是在不脱离本发明的概念的情况下，这些实施例可以应用于具有较小修改的任何其他应用中，例如户外游戏、物流、食品和饮料预订。
本领域技术人员将理解的是，在不脱离如广泛描述的本发明的精神或范围的情况下，可以对具体实施方式中所示的本发明进行多种变化和/或修改。因此，本实施例在所有方面都应被认为是说明性的而非限制性的。
除非另有说明，否则本文所包含的对现有技术的任何引用均不应视为该信息是公知常识。

Claims (13)

1.一种可穿戴的非接触式通信设备，包括：
RFID读取器，其被布置为佩戴在用户的鞋子或腿上，读取被布置在靠近地面的较低高度的RFID标签，并将与所述RFID标签相关联的位置信息发送到用户可访问设备；以及
弹性天线，联接到所述RFID读取器，并被布置为使所述RFID读取器和所述RFID标签之间能够进行通信，其中，所述RFID读取器通过接近感测来读取最接近的RFID标签；
其中，所述弹性天线包括在弹性的非导电壳体内模制而成的曲折的线，使得所述弹性天线是共形的；
其中，所述弹性的非导电壳体由橡胶带制成，其被布置成通过包裹在所述用户的所述鞋子上而被拉伸以与所述用户的所述鞋子接合，或通过包裹在所述用户的所述腿上而被拉伸以与所述用户的所述腿接合，
所述RFID读取器被布置成在所述弹性天线被拉伸时，通过最佳的频带与所述RFID标签进行通信，其中，所述橡胶带和所述RFID读取器包裹在所述鞋子或所述腿上，以激活所述可穿戴的非接触式通信设备，
其中，当所述弹性天线不被拉伸时，所述可穿戴的非接触式通信设备被停用。
2.根据权利要求1所述的可穿戴的非接触式通信设备，其中，所述拉伸的弹性天线与所述用户的电介质相互作用，以提供所述最佳的频带。
3.根据权利要求1所述的可穿戴的非接触通信设备，其中，所述曲折的线是弹性构件。
4.根据权利要求3所述的可穿戴的非接触式通信设备，其中，所述曲折的线由金属材料制成。
5.根据权利要求1所述的可穿戴的非接触式通信设备，其中，所述RFID读取器和所述RFID标签中的一者是无源的。
6.根据权利要求1所述的可穿戴的非接触式通信设备，其中，所述弹性天线在与所述RFID标签的相距期望距离之内，与所述RFID标签通信。
7.根据权利要求6所述的可穿戴的非接触式通信设备，其中，所述弹性天线与所述RFID标签无线通信。
8.根据权利要求1所述的可穿戴的非接触通信设备，其中，所发送的信息包括所述RFID标签的当前位置。
9.根据权利要求1所述的可穿戴的非接触通信设备，其中，所述弹性天线相邻所述RFID读取器。
10.根据权利要求1所述的可穿戴的非接触通信设备，其中，所述弹性天线的所述频带被防止受到一个或多个相同的弹性天线的频带干扰。
11.一种使用可穿戴的非接触式通信设备读取信息的方法，包括以下步骤：
提供所述可穿戴的非接触式通信设备，该设备包括RFID读取器和联接到所述RFID读取器的弹性天线，其中，所述弹性天线包括在弹性的非导电壳体内模制而成的曲折的线，使得所述弹性天线是共形的，以及所述弹性的非导电壳体由橡胶带制成，其被布置成通过包裹在用户的鞋子上而被拉伸以与所述用户的所述鞋子接合，或通过包裹在所述用户的腿上而被拉伸以与所述用户的所述腿接合，其中，所述弹性天线被布置为使所述RFID读取器和RFID标签之间能够进行通信；
拉伸所述弹性天线，使所述橡胶带和所述RFID读取器包裹在所述鞋子或所述腿上，以激活所述可穿戴的非接触式通信设备；
所述用户佩戴的所述RFID读取器通过接近感测来读取最接近的RFID标签，其中，所述RFID读取器被布置成在所述弹性天线被拉伸时，通过最佳的频带与所述RFID标签进行通信；以及
将与所述RFID标签相关联的位置信息发送到用户可访问设备，其中，当所述弹性天线不被拉伸时，所述可穿戴的非接触式通信设备被停用。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述拉伸的弹性天线与所述用户的电介质相互作用，以提供所述最佳的频带。
13.根据权利要求11所述的方法，还包括的步骤：
将所述弹性天线与所述用户分离，以终止所述RFID读取器与所述RFID标签之间的通信。
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