CN201196792Y - Id标识装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种ID标识装置，包括微处理器，该微处理器具有微处理单元，ID标识装置还设有通过电源处理器向微处理器供电的电源部分，与微处理器连接的无线信号传送单元，检测周围环境光亮度的环境光亮度检测模块，该环境光亮度检测模块与微处理器连接。本实用新型提供的ID标识装置可减少ID标识装置的电能消耗，且使ID标识装置更加清晰地标识各个目标物。

Description

ID标识装置

技术领域

本实用新型涉及一种无线信号收发装置，具体地说是一种应用无线信号对目标物进行标识的ID标识装置。

背景技术

生活中，人们总希望在最短的时间内获取最有用的信息，例如在超级市场内，人们希望在最短时间内获取与自己所需要采购商品相关的信息及该商品的具体存放位置。因此，部分超市使用ID标识装置来标识各个目标物，即标识超市内的各个商品，并在顾客使用的购物车上安装具有阅读器的多媒体播放器。这种ID标识装置分别放置在各种商品的附近，每个ID标识装置具有一个微处理器，微处理器的存储器中存储有其所放置处商品的ID识别码，ID标识装置中还有一个无线射频收发模块，向阅读器发出包含该商品ID识别码的无线射频信号。当阅读器接收到无线射频信号后，依据收到无线射频信号的强弱(ESS OR RSS)，一方面可以识别与ID标识装置之间的距离，另一方面可获取该商品的ID识别码，多媒体播放器将根据该ID识别码播放该商品的相关信息，包括商品的名称、产地、品质等，顾客即可通过这些信息对商品进行了解，确定是否需要购买，大大方便了顾客选购商品。

但是，由于无线射频信号具有发散性的发射特点，定向性较差，致使处于某一位置的阅读器会同时接收到多个ID识别码，多媒体播放器播放的商品信息不一定是最靠近顾客的商品信息，另外，在有阻挡物、人体移动、甚至天气情况的干扰下，以及阅读器天线与ID标识装置天线作用角度的不同，都会使无线射频信号的强弱带来干扰，因此，当目标物的间距较小时，依据射频信号的强弱无法准确判断阅读器离哪个目标物最近，给顾客选购带来一定的影响。更重要的是，由于ID标识装置长期处于工作状态，即使在超市非营业时也发出无线射频信号，因此消耗大量电能，不利于能源的节约。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种电能消耗较少的ID标识装置；

本实用新型的另一目的是提供一种能清晰标识各个目标物的ID标识装置。

为实现上述的主要目的，本实用新型提供的ID标识装置包括有微处理器，该微处理器具有微处理单元，ID标识装置还设有通过电源处理器向微处理器供电的电源部分、与微处理器连接的无线信号传送单元，此外，还设有检测周围环境光亮度的环境光亮度检测模块，该环境光亮度检测模块与微处理器连接。

由以上方案可见，在非营业时间内，超市内环境光亮度较低，环境光亮度检测模块检测到周围环境光亮度较低时，可使微处理器的微处理单元进入休眠程序。由于微处理单元进入休眠程序消耗的电能远小于正常工作状态下消耗的电能，因此，依据上述方案的ID标识装置消耗的电能将大大减少，有利于电能的节省。

一个优选的方案是，无线信号传送单元中至少采用一个无线射频收发模块，用于发射目标物的ID识别码及接收更新数据。由于无线射频信号辐射范围较广，使用无线射频信号发射目标物的ID识别码，可确保阅读器靠近ID标识装置后即可接收对应的ID识别码，缩短阅读器接收ID识别码的时间。

另一个优选的方案是，无线信号传送单元中至少采用一个红外线发射模块，用于发射目标物的ID识别码，并在红外线发射模块上安装一个红外线镜头。由于红外线具有较好的定向性，ID标识装置发出的红外线能够精确的被阅读器接收，这样ID标识装置即可清晰地标识各个目标物。同时，通过调整红外线镜头的方向，可使红外线精确地发射至某一位置，当阅读器处于该位置时，便可接收到该红外线信号，ID标识装置即能清晰地标识对应的目标物。

再一个优选的方案是，无线信号传送单元中至少采用一个红外线发射模块和一个无线射频收发模块，其用途及优点将在实施例部分加以说明。

在上述各方案中还可以设置红外线检测模块，红外线检测模块与微处理器连接，用于检测阅读器发出的红外线信号。红外线检测模块检测到红外线信号后向微处理单元发出中断请求，告知微处理单元接收到红外线信号，微处理单元即可控制无线信号单元在单位时间内发射次数较多的无线信号，使阅读器更快地接收到ID标识装置发出的无线信号；而在红外线检测模块没有接收到红外线信号时，微处理单元控制无线信号单元在单位时间内发射次数相对较少的无线信号，以节省ID标识装置消耗的电能。

附图说明

图1是本实用新型ID标识装置实施例的结构示意框图；

图2是本实用新型ID标识装置实施例中无线射频收发模块的结构示意框图；

图3是本实用新型ID标识装置实施例用于标识子区域的安装示意图；

图4是本实用新型ID标识装置实施例用于标识目标物的安装示意图；

图5是本实用新型ID标识装置实施例用于标识子区域及目标物的安装示意图；

图6是应用本实用新型ID标识装置实施例的标识方法流程图；

图7是本实用新型ID标识装置实施例的微处理单元进入休眠程序的工作流程图；

图8是本实用新型ID标识装置实施例的微处理单元正常工作程序的工作流程图；

图9是本实用新型ID标识装置实施例的微处理单元在线编程的工作流程图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，图1是本实用新型ID标识装置实施例的结构示意框图。本实施例的ID标识装置包括电源部分1、电源处理器2、红外线检测模块3、环境光亮度检测模块4、微处理器5、红外线发射模块6、红外线镜头7、无线射频收发模块8以及数据下载接口9。其中，红外线发射模块6、红外线镜头7及无线射频收发模块8组成本实施例的无线信号传送单元。

微处理器5是ID标识装置的核心，其具有微处理单元、计时器、计数器、电源控制器、A/D转换器、接口控制器、中断控制器以及存储器等。其中，微处理单元控制各种信息接收与发送，并对接收到信息进行处理，同时微处理单元还可以根据电源情况、周围环境光亮度情况进入工作状态或休眠模式。存储器中存储有多种程序、一种或多种特定商品的ID识别码以及周围环境光亮度阈值等信息。当然，本实施例的存储器可以是多种不同存储器，如ROM、RAM、FLASH等，这些都是本领域技术人员所熟知的存储器。

ID标识装置有一电源部分1，本实施例的电源部分1可以是镍-镉、镍-金属氢化物、锂离子等蓄电池，其通过电源处理器2向微处理器5提供电源。电源处理器2包括一个拨动开关、整流电路以及稳压电路等，将电源部分1提供的电源经过整流、稳压处理后，向微处理器5提供稳定的驱动电源。微处理器5的电源控制器与电源处理器2连接，并检测电源部分1的电压情况，若检测到电源部分1的电压较低时，其控制微处理单元5进入休眠程序。

环境光亮度检测模块4主要包括环境光亮度传感器，用于检测ID标识装置周围环境光亮度的状况，并将检测结果以模拟信号的方式传送至微处理器5的A/D转换器，A/D转换器将模拟信号转换成数字信号后传送至微处理单元，如果微处理单元判断周围环境光亮度低于阈值时，进入休眠程序，以减少电能的消耗。

红外线检测模块3可接收阅读器发出的红外线信号，并在接收到红外线信号后向微处理器5的中断控制器发出中断请求，微处理单元便可获知红外线检测模块3检测到红外线信号，也就是在该ID标识装置附近有顾客正在选购商品，微处理器5让红外线发射模块6和无线射频收发模块8在单位时间内发射次数较多的红外线信号和无线射频信号，顾客便可迅速获取商品的信息。当红外线检测模块3没有检测到红外线信号时，微处理器5控制红外线发射模块6和无线射频收发模块8在单位时间内发射次数较少的红外线信号和无线射频信号，以减少电能消耗。

同时，红外线检测模块3也可接收更新的数据信息，超市的工作人员可将需要更新的数据信息通过红外线检测模块3传送至微处理器5，微处理器5接收到更新的数据后将更新的数据保存至存储器指定的地址中，替换原有数据。

红外线发射模块6可在微处理器5的控制下发射红外线，其单位时间内发射次数可由微处理器5控制，将某一商品的ID识别码准确地发射到阅读器。由于红外线具有较好的定向性，即使在一个较小的区域内同时存在多个ID标识装置，发出的红外线也不会相互影响，阅读器能精确地接收一个ID标识装置发出的红外线，顾客即可准确获知最靠近自己的商品相关信息。

红外线发射模块6上安装有红外线镜头7，红外线镜头7主要由曲面的红外线镜片组成，并可被移动。移动红外线镜头7可以改变红外发射模块6发射的红外线在红外线镜片上的入射角和折射角，从而控制调节红外线的覆盖范围。移动红外线镜头的主要目的是为了遮挡或允许红外线发射模块6发射的红外线在红外线镜片上通过范围，从而控制调节红外线的覆盖范围。

无线射频收发模块8可在微处理器5的控制下接收与发射无线射频信号，其接收的无线射频信号可以是需要更新的数据，包括更新的ID识别码、更新的程序等。无线射频收发模块8的结构示意框图如图2所示。无线射频收发模块8包括数据传送控制接口81、接收处理单元82、发射处理单元83以及微波天线84。其中数据传送控制接口81连接微处理器5的接口控制器，并与接收处理单元82、发射处理单元83进行信息交换。

接收无线射频信号时，微波天线84将接收到的无线射频信号传送至接收处理单元82，经接收处理单元82处理后传送至数据传送控制接口81。需要发射无线射频信号时，数据传送控制接口81将需要发射的无线射频信号传送至发射处理单元82，发射处理单元82即控制微波天线84发射无线射频信号。

回看图1，ID标识装置还设有数据传送接口9，用于将初始数据传送到微处理器5中，如微处理器5的驱动程序，初始的ID识别码等。当然，若超市工作人员需要将大量的数据更新至微处理器5中，也可以通过数据传送接口9将需要更新的数据传送至微处理器5。

需要强调的是，本实施例的ID标识装置同时设置了红外线检测模块3、红外线发射模块6以及无线射频收发模块8。对于其他的实施例，这些模块均可有选择地进行配置，即可以只使用红外线发射模块6，而不使无线射频收发模块8，或者只使用无线射频收发模块8而不使用红外线发射模块6，或者两者都使用，此外，红外线检测模块3在这些实施例中是可以不使用的，这并不影响本实用新型的实施。

因此，可根据红外线发射模块与无线射频收发模块的选配情况定义三种类型的卡，即可以有三种ID标识装置的实施例，对同时设红外发射模块与无线射频收发模块的ID标识装置，定义为A11型卡；对仅设有红外发射模块而未设置无线射频收发模块的ID标识装置，定义为A10型卡；对仅设有无线射频收发模块而未设置红外发射模块的ID标识装置，定义为A01型卡。可根据实际情况，选择三种卡中的一种或多种对特定商品或区域进行标识，对区域进行的标识更特殊地可以是阅读器进入后需要执行的一些命令标识，例如控制附有阅读器的播放器的音量控制命令等。

参见图3，如果在特定区域内，需要被标识的目标物的间距较大，即多个ID识别装置发射的无线射频信号之间不会造成相互影响的距离，可分别使用A01型卡标识对各个目标物进行标识。在超市的每个特定区域如收银台上方悬挂A01型卡11，用来标识各个不同的收银台，最好放置3个或3个以上的A01型卡11，且分布在该特定区域的边界处，使阅读器能正确识别所处的区域，购物车的阅读器进入收银台区域后，即可接收A01型卡11发出的无线射频信号，还能识别该无线射频信号的强弱(ESS OR RSS)，即依据收到射频信号的强弱程度来判别所处的区域。在一个特定区域内使用多个ID标识装置，可以达到无线射频信号覆盖整个收银台区域(该特定区域)的目的，当然，在收银台区域内的多个ID标识装置发射的无线射频信号表示的ID识别码应当相同。

参见图4，如果在特定区域内需要被标识的目标物较少，优选的，目标物的数量在256个以下，便于ID标识装置使用较少位数的二进制编码表示各个目标物的ID，且各个目标物的间距较小，即多个ID识别装置发射的无线射频信号之间可能会造成相互影响的距离，则可分别使用A10型卡标识各个目标物。在超市的货架每种目标物的上方悬挂一个或多个A10型卡12，并确保每种目标物均有唯一的ID识别码对应。当购物车停靠在货架该种商品前，即可接收A10型卡12发出的红外线信号，精确地接收到该商品对应的ID识别码，多媒体播放器便播放该商品的相关信息。同样，若同一种类的商品较多，分布较广时，也可以使用多个ID标识装置发出的红外线信号来标识同一种商品。

如果在特定区域内需要被标识的目标物种类较多，优选的，数量在256个以上，且间距较小，即多个ID识别装置发射的无线射频信号之间可能会造成相互影响的距离，可使用A11型卡进行标识。A11型卡先通过无线射频模块以无线射频信号方式发出某一目标物的ID识别码，再马上通过红外线发射模块发射红外线信号，该红外线信号可以是不表示目标物的ID的ID标识码。例如，在大中型超市中，商品货架较大，货架的间距比较密集且数量较多，每个货架的ID识别码就需要较多的二进制位进行编码，此时，使用A11型卡以无线射频信号方式发送ID识别码的编码时间就更短，可节省A11型卡消耗的电能。另外，由于无线射频信号的定向性较差，阅读器能在较短时间内收到多个A11型卡以无线射频方式发送的ID识别码。因此，A11型卡以无线射频方式发射一次ID识别码后，马上发射红外线信号，这样，阅读器判断在接收到无线射频方式发射的ID识别码后又紧接着接收到红外线信号的ID识别码，才是所处货架的ID识别码，并驱动多媒体播放器播放对应商品的相关信息。阅读器在接收到无线射频方式发射的ID识别码后没接收到红外线信号的，表示该ID识别码对应的货架并不是最靠近阅读器的货架，多媒体播放器不播放该商品的相关信息。

当然，若特定区域内需要被标识的目标物较多其间距较小时，也可以使用A01型卡与A10型卡双重使用的方法进行标识。例如，如图5所示，将超市划分为多个子区域U1、U2、U3，并使用A01型卡11发出的无线射频信号来标识各个子区域。同时，在每一子区域内的货架上方悬挂多个A10型卡12，使用A10型卡12发出的红外线信号标识该子区域内多种不同的商品。这样，阅读器进入某一子区域时，如进入子区域U1，即可接收A01型卡发出的无线射频信号标识该子区域，并在靠近某一商品时，接收A10型卡发出的红外线信号，阅读器即可获取该子区域及商品的ID识别码，从而驱动多媒体播放器播放该商品的相关信息。

本实施例中，ID标识装置是悬挂在子区域或商品的上方，ID标识装置发射的红外线信号可垂直地射向地面，这样阅读器能更精确地接收ID标识装置接收单一红外线信号，有效避免不同ID标识装置发出的红外线信号相互干扰。当然，若将ID标识装置放置于货架上或其它近旁的地方也并不影响本实用新型的实施。

下面，结合图6至图9来说明ID标识装置的工作原理。参见图6，图6是本实用新型ID标识装置实施例的工作流程图。ID标识装置使用前，需要向ID标识装置的存储器中写入环境光亮度阈值等信息以及必要的程序，确保ID标识装置能够正常工作。ID标识装置开始工作后执行步骤S1，启动微处理器的微处理单元及所有电路，并完成所需软件的引导和微处理器内各个单元部件的初始化。

步骤S2中，微处理单元通过电源控制器检测电源部分的电压，判断电源部分是否处于低电压状态，如是则执行步骤S4，微处理单元进入休眠程序。如果电源部分电压正常，通过环境光亮度检测模块检测周围环境光亮度状况，并将检测到的环境光亮度实际值与存储器中的环境光亮度阈值对比，判断实际值是否大于阈值，即执行步骤S3，如是则执行步骤S5，微处理单元进入正常工作状态，否则执行步骤S4，微处理单元进入休眠程序。

参见图7，图7是微处理单元进入休眠程序后的流程图。微处理单元进入休眠程序后，首先将执行步骤S11，工作在低频模式，然后设定休眠定时器的休眠时间，即执行步骤S12。休眠时间可为30秒至120秒，在休眠时间内，微处理单元执行步骤S13，进入休眠模式。休眠模式可以是微处理单元自带的休眠模式，也可以是通过编程实现的休眠模式，微处理单元在休眠模式下消耗电能远远小于正常工作下消耗的电能。

休眠时间到后，微处理单元将被唤醒，并执行步骤S14，再次判断电源部分是否仍处于低电压状态，如是执行步骤S15，微处理单元进入无限休眠模式，直至更换电源部分并重启才唤醒。如果电源部分电压恢复正常，则执行步骤S16，再次检测环境光亮度情况，如果环境光亮度大于阈值，执行步骤S17，微处理单元进入正常工作状态，否则返回执行步骤S11。

由此可见，微处理单元检测电源部分处于电压状态或检测周围环境光亮度低于阈值时，均进入休眠程序，减少ID标识装置电能的消耗。尤其是超市在非营业时间内，ID标识装置将处于无限休眠模式，将大大减少电能消耗，有利于节约能源。

微处理单元正常工作状态流程图如图8所示。微处理单元进入正常工作状态后，首先执行步骤S21，工作在正常频率模式下，并设置在线编程计时器的初始值，该值可以为5秒至10秒，即执行步骤S22，微处理单元可在这段时间内更新数据。

然后，微处理单元执行步骤S23，判断ID标识装置是否具有无线射频收发模块，即判断ID标识装置是什么类型的卡，若具有无线射频收发模块，即为A11型卡或A01型卡，则执行步骤S24，进入无线射频接收模式，并执行步骤S25，判断是否接收到无线射频信号，如果接收到无线射频信号，表示工作人员正在对ID标识装置的数据进行更新，则执行步骤S26，进入在线编程模式。如果没有接收到无线射频信号，执行步骤S27，判断在线编程计时器是否为0，如是执行步骤S31，否则返回执行步骤S25。

步骤S23中，微处理单元判断ID标识装置不具有无线射频收发模块，即为A10型卡，则执行步骤S28，判断是否接收到红外线信号，如果接收到红外线信号，则执行步骤S29，进入在线编程模式，若没有接收到红外线信号，则执行步骤S30，判断在线编程计时器是否为0，如是则执行步骤S31，否则返回执行步骤S28。

由上述步骤可知，微处理单元进入正常工作状态后，首先检测是否接收到无线射频信号或红外线信号，如果接收到这些信号则进行在线编程，即更新数据，如果没有接收到这些信号，则执行步骤S31。

步骤S31中，微处理单元将清零ID识别码快速发射次数，并设置休眠定时器的休眠时间，微处理单元便执行步骤S32，进入休眠程序。微处理单元唤醒后，执行步骤S33，判断电源部分是否处于低电压状态，如是则执行步骤S39，微处理单元再次进入休眠程序。如果电源部分电压正常，微处理单元执行步骤S34，通过环境光亮度检测模块检测周围环境光亮度情况，如果超市在非营业时间内，环境光亮度低于阈值，微处理单元执行步骤S39，进入休眠程序。如果环境光亮度大于阈值，执行步骤S35，进一步判断ID标识装置是否与外部计算机或编程器连接，如果有连接，表示ID标识装置正通过数据传送接口下载数据，则执行步骤S36，将程序、更新的ID识别码等数据下载到存储器中。如果没有与外部计算机、编程器连接，则执行步骤S37，ID标识装置发射存储在存储器中的ID识别码。

ID标识装置发射ID识别码时，将判断ID标识装置是哪一类型的卡，若是A10型卡，则以红外线方式将ID识别码发射出去，如果是A01型卡，则以无线射频方式将ID识别码发射出去，如果是A11型卡，则先以无线射频方式将ID识别码发出，再以红外线方式以发出ID标识码。

ID标识装置发射ID识别码后，执行步骤S38，检测是否接收到红外线信号，如果接收到红外线信号，表示有阅读器靠近，红外线发射模块和无线射频模块在单位时间内发射次数较多的ID识别码，若没有接收到红外线信号，则在单位时间内发射次数较少的ID识别码，这样可减少ID标识装置消耗的电能。微处理单元执行完毕步骤S38后返回执行步骤S32。

由上述步骤可见，微处理单元在更新完毕数据后，将进入休眠程序，并在唤醒后判断电源部分电压情况以及周围环境光亮度情况，只有电源部分电压正常其周围环境光亮度大于阈值时才发射ID识别码，以节省电能消耗。

下面结合图9说明微处理单元进入在线编程模式后的工作流程。微处理单元进入在线编程模式，首先判断接收到的ID识别码是否为适合格式的ID识别码，即执行步骤S41，如果格式适合，则执行步骤S42，将接收到的ID识别码存储到存储器指定的地址中，并将在线编程计时器清零，即执行步骤S43。如果接收到的ID识别码的格式不适合，则直接返回，不将接收到的ID识别码存储到存储器中。

由上述的ID标识装置的结构以及ID标识装置的工作流程可知，微处理器的微处理单元可在周围环境光亮度低于阈值时进入休眠程序，也就是ID识别装置可在超市非营业时间内消耗较少的电能，有利于节约电能。

并且，ID标识装置使用红外线发射模块以红外线方式将ID识别码发射出去，使阅读器根据清晰地接收对应商品的相关信息，有效避免阅读器同时接收到多个商品ID识别码情况的发生。

当然，ID标识装置不限于应用在超市内标识各种商品，还可以在其他如会展中心、博物馆等场所使用。例如，可以将其放置在旅游区的各个景点内，应用无线射频信号将各个景点ID识别码的信息发射至游客的阅读器上，并由阅读器向游客介绍各个景点的相关信息。

同时，使用无线射频信号携带的ID识别码来标识多个子区域时，可根据子区域的面积情况，放置一个或多个ID标识装置，确保阅读器能清晰接收无线射频信号。同样，使用红外线信号标识目标物时，若同一目标物分布较广，也可以使用多个ID标识装置发出的红外线信号进行标识。

最后，需要强调的是，本实用新型不限于上述实施方式，诸如无线射频收发模块组成部件的改变、ID标识方法中步骤顺序的改变、ID标识装置放置位置的改变等微小变化也应该包括在本实用新型的保护范围内。此外，本实用新型构思的一个方面是利用红外线具有定向性的特点，在目标物距离较小的场合对每一目标物使用红外线信号标识目标物，显然，也可以采用激光发射模块发射激光信号对目标物进行标识，及用激光检测模块对来自阅读器的激光进行检测，以替代红外线发射模块和红外线检测模块，这是与本实用新型技术方案相关的等同替换。

Claims (6)

1.ID标识装置，包括

微处理器，所述微处理器具有微处理单元；

电源部分，所述电源部分通过电源处理器向微处理器供电；

与微处理器连接的无线信号传送单元；

其特征在于：

还包括检测环境光亮度的环境光亮度检测模块，所述环境光亮度检测模块与微处理器连接。

2.根据权利要求1所述的ID标识装置，其特征在于：

所述无线信号传送单元包括无线射频收发模块，用于发射目标物的ID识别码及接收更新数据。

3.根据权利要求1或2所述的ID标识装置，其特征在于：

所述无线信号传送单元包括红外线发射模块，用于发射目标物的ID识别码。

4.根据权利要求3所述的ID标识装置，其特征在于：

所述红外线发射模块上安装有红外线镜头。

5.根据权利要求3所述的ID标识装置，其特征在于：

所述ID标识装置还包括与微处理器连接的红外线检测模块，用于检测红外线信号。

6.根据权利要求5所述的ID标识装置，其特征在于：

所述ID标识装置还包括向微处理器传送数据的数据传送接口。

Images