CN206115471U - 一种低功耗蓝牙电子货架标签 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低功耗蓝牙电子货架标签，包括BLE芯片、天线单元、驱动单元、电子纸、电源单元和光敏检测单元，BLE芯片与天线单元连接，BLE芯片的输出端通过驱动单元与电子纸的输入端连接，电源单元的输出端与BLE芯片的第一输入端连接，光敏检测单元的输出端与BLE芯片的第二输入端连接。本实用新型通信功耗小且通信及时性好，生产成本低且维护方式较为简单，可广泛应用于电子货架标签行业中。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子货架标签技术领域，特别是涉及一种低功耗蓝牙电子货架标签。
背景技术
名词解释：
BLE：Bluetooth Low Energy，低功耗蓝牙；
WI-FI：Wireless Fidelity，无线局域网；
ESL：Electronic Shelf Labe，电子货架标签；
MCU：Micro Control Unit，单片机；
EPD：Electrophoresis Display，电泳显示；
FPC：Flexible Printed Circuit board，挠性印刷电路板；
TFT：Thin Film Transistor，薄膜晶体管；
OLED：Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管；
SPI：Serial Peripheral Interface，串行外设接口；
PWM：Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制；
随着科技的不断进步，互联网技术已经深刻地影响着我们生活的每一个角落，尤其是物联网概念的提出，万物联网势在必行。电子货架标签（以下简称ESL）是用于显示商品信息，替代纸质标签的一种联网电子设备。市场中早期的ESL采用有线的通信方式，有线ESL在安装时比较麻烦，甚至需要对商品货架进行大的改动；随着无线技术的不断成熟，市场出现一些无线ESL，比如433MHz、868MHz、915MHz、2.4GHz等频段，大多采用WI-FI、ZigBee等技术，这些技术网络复杂度高，导致维护困难，并且网络通信功耗或者实时性差，需要单独开发主控设备，不能直接与手机通信；而且这些ESL采用TFT或者OLED作显示屏，不但耗电厉害，而且一旦电池没电，显示内容也跟着消失。
实用新型内容
为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种低功耗蓝牙电子货架标签。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种低功耗蓝牙电子货架标签，包括BLE芯片、天线单元、驱动单元、电子纸、电源单元和光敏检测单元，所述BLE芯片与天线单元连接，所述BLE芯片的输出端通过驱动单元与电子纸的输入端连接，所述电源单元的输出端与BLE芯片的第一输入端连接，所述光敏检测单元的输出端与BLE芯片的第二输入端连接。
进一步，所述光敏检测单元包括光敏电阻和分压电阻，所述光敏电阻的一端接地，另一端通过分压电阻与直流工作电源连接，且光敏电阻和分压电阻之间的连接节点作为光敏检测单元的输出端。
进一步，所述BLE芯片采用型号为CC2541的芯片。
进一步，所述天线单元包括滤波电路、内置天线和外扩天线接口，所述滤波电路分别与BLE芯片、内置天线和外扩天线接口连接。
进一步，所述电子纸采用点阵电子纸，所述驱动单元采用点阵电子纸驱动电路。
进一步，所述电子纸采用段码电子纸，所述驱动单元采用段码电子纸驱动电路。
进一步，还包括温湿度检测单元，所述温湿度检测单元的输出端与BLE芯片的第三输入端连接。
进一步，所述温湿度检测单元采用SHT2X系列的温湿度传感芯片。
本实用新型的有益效果是：本实用新型是一种低功耗蓝牙电子货架标签，包括BLE芯片、天线单元、驱动单元、电子纸、电源单元和光敏检测单元，BLE芯片与天线单元连接，BLE芯片的输出端通过驱动单元与电子纸的输入端连接，电源单元的输出端与BLE芯片的第一输入端连接，光敏检测单元的输出端与BLE芯片的第二输入端连接。本电子货架标签通信功耗小且通信及时性好，生产成本低且维护方式较为简单。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的一种低功耗蓝牙电子货架标签的结构框图；
图2是本实用新型的一种低功耗蓝牙电子货架标签的BLE芯片的模拟电路图；
图3是本实用新型的一种低功耗蓝牙电子货架标签的光敏检测单元的模拟电路图；
图4是本实用新型的一种低功耗蓝牙电子货架标签的天线单元的模拟电路图；
图5是本实用新型的一种低功耗蓝牙电子货架标签的电源单元的模拟电路图；
图6是本实用新型的一种低功耗蓝牙电子货架标签的实施例一的电源单元的驱动单元的模拟电路图；
图7是本实用新型的一种低功耗蓝牙电子货架标签的实施例二的电源单元的驱动单元的模拟电路图；
图8是本实用新型的一种低功耗蓝牙电子货架标签的温湿度检测单的模拟电路图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型提供了一种低功耗蓝牙电子货架标签，包括BLE芯片、天线单元、驱动单元、电子纸、电源单元和光敏检测单元，所述BLE芯片与天线单元连接，所述BLE芯片的输出端通过驱动单元与电子纸的输入端连接，所述电源单元的输出端与BLE芯片的第一输入端连接，所述光敏检测单元的输出端与BLE芯片的第二输入端连接。
进一步作为优选的实施方式，参照图3，所述光敏检测单元包括光敏电阻RG1和分压电阻R17，所述光敏电阻RG1的一端接地，另一端通过分压电阻R17与直流工作电源连接，且光敏电阻RG1和分压电阻R17之间的连接节点作为光敏检测单元的输出端。
进一步作为优选的实施方式，参照图2，所述BLE芯片采用型号为CC2541的芯片。
进一步作为优选的实施方式，参照图4，所述天线单元包括滤波电路、内置天线E1和外扩天线接口E2，所述滤波电路分别与BLE芯片、内置天线E1和外扩天线接口E2连接。
进一步作为优选的实施方式，所述电子纸采用点阵电子纸，所述驱动单元采用点阵电子纸驱动电路。
进一步作为优选的实施方式，所述电子纸采用段码电子纸，所述驱动单元采用段码电子纸驱动电路。
进一步作为优选的实施方式，还包括温湿度检测单元，所述温湿度检测单元的输出端与BLE芯片的第三输入端连接。
进一步作为优选的实施方式，所述温湿度检测单元采用SHT2X系列的温湿度传感芯片。
本实用新型实施例一
一种低功耗蓝牙电子货架标签，包括BLE芯片、天线单元、驱动单元、电子纸、电源单元和光敏检测单元，BLE芯片与天线单元连接，BLE芯片的输出端通过驱动单元与电子纸的输入端连接，电源单元的输出端与BLE芯片的第一输入端连接，光敏检测单元的输出端与BLE芯片的第二输入端连接。
如图2所示，本实施例的BLE芯片采用型号为CC2541的芯片，图2中U1表示CC2541的BLE芯片。图2中共有两个晶振X1和X2，X1晶振是保证CC2541芯片在睡眠时能按时醒来，也是BLE芯片通信时，保证通信速率及质量的时钟基准；X2晶振是保证CC2541芯片在正常工作时，能快速完成功能任务的时钟源。
本实施例中，参照图3，光敏检测单元包括光敏电阻RG1和分压电阻R17，光敏电阻RG1的一端接地，另一端通过分压电阻R17与3V的直流工作电源连接，且光敏电阻RG1和分压电阻R17之间的连接节点作为光敏检测单元的输出端。R17的阻值为3MΩ，光敏电阻RG1号为GL5539，图3中，光敏电阻RG1在光照时阻值最低50kΩ，在无光时阻值可达5MΩ，因此RG_AD网络节点上采集到的电压范围为0.05V~1.88V，BLE通过判断该电压的范围即可判断出环境光情况，从而基于现有技术的数据处理水平可以选择性地驱动电子纸进行显示，达到节电目的。
本实施例中，参照图4所示，天线单元包括滤波电路、内置天线E1和外扩天线接口E2，滤波电路分别与BLE芯片、内置天线E1和外扩天线接口E2连接。滤波电路用于确保发射出去及接收回来的无线信号是BLE规定频段范围的信号，而不会发射规定频段范围之外的无线信号对空间产生无线污染。
本实施例中，ESL定位于低功耗设备，因此，如图5所示，电源单元采用两颗CR2450纽扣电池供电，为避免两颗不同电量纽扣电池相互放电，通过D4、D5两个二极管进行隔离，同时为防止无线电峰值对纽扣电池的损伤，增加了C30钽电容进行电源滤波。因此，本电源单元可以持续供电，使得ESL在不连接外部电源及不更换内部电池的情况下，至少工作两年。
本实施例中，电子纸采用点阵电子纸，驱动单元采用点阵电子纸驱动电路，点阵电子纸驱动电路如图6所示。图6中，K1为0.5mm间距24pin的FPC接口，目前可连接市场中大部分1.5寸、2.1寸、2.9寸、4.2寸等尺寸的黑白及黑白红三色电子纸，BLE芯片通过SPI串行通信方式控制点阵电子纸。目前技术，电子纸刷新需要至少10V以上的电压，点阵电子纸内部一般自带升压控制逻辑，但需要外围升压电路的支持，图6左侧是升压的外围升压电路，其原理如下：Q1场效应管作为开关，EPD_GDR由电子纸提供PWM信号，EPD_RESE把升压值反馈给电子纸屏幕，在PWM信号的驱动下，L1、C3、C4、C5不断的储能，把电压升到高压，而在D1、D2、D3的作用下，使EPD_RPEVGH产生正高压、EPD_RPEVGL产生负高压。
优选的，本实施例还包括温湿度检测单元，温湿度检测单元的输出端与BLE芯片的第三输入端连接，如图8所示，温湿度检测单元采用SHT2X系列的温湿度传感芯片S2。
本实用新型采用了BLE芯片，并且设置了光敏检测单元，而且蓝牙通信没有节点数量的限制，因此本电子货架标签不仅通信功耗小，而且通信实时性好。且采用了电子纸作为显示屏幕，由于电子纸采用的是EPD技术，只有在变更显示内容的几秒时间内才需要耗电，故可以实现节电显示，进一步降低本ESL的功耗，且在电源单元停止供电的情况下，还可以维持显示内容，具有生产成本低且维护方式简单的优点。
本实用新型实施例二
本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中电子纸采用段码电子纸，驱动单元采用段码电子纸驱动电路，段码电子纸驱动电路如图7所示。K2为0.3mm间距25pin的FPC接口，BLE芯片通过SPI串行通信方式控制段码电子纸，有些段码电子纸的外围升压电路只需要简单的容阻外围器件，比点阵电子纸的外围升压电路还简单，本示例为内部没有任何升压逻辑的段码电子纸驱动电路，所有升压逻辑均由外部控制，U2为升压专用芯片，通过调节R11、R20的阻值，可产生不同的高压。
本实用新型的驱动单元不仅限于实施例一和实施例二的两种实现方式，也可以是两者的变形、结合等方式获得的电子纸的驱动电路。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种低功耗蓝牙电子货架标签，其特征在于，包括BLE芯片、天线单元、驱动单元、电子纸、电源单元和光敏检测单元，所述BLE芯片与天线单元连接，所述BLE芯片的输出端通过驱动单元与电子纸的输入端连接，所述电源单元的输出端与BLE芯片的第一输入端连接，所述光敏检测单元的输出端与BLE芯片的第二输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗蓝牙电子货架标签，其特征在于，所述光敏检测单元包括光敏电阻和分压电阻，所述光敏电阻的一端接地，另一端通过分压电阻与直流工作电源连接，且光敏电阻和分压电阻之间的连接节点作为光敏检测单元的输出端。
3.根据权利要求1所述的一种低功耗蓝牙电子货架标签，其特征在于，所述BLE芯片采用型号为CC2541的芯片。
4.根据权利要求1所述的一种低功耗蓝牙电子货架标签，其特征在于，所述天线单元包括滤波电路、内置天线和外扩天线接口，所述滤波电路分别与BLE芯片、内置天线和外扩天线接口连接。
5.根据权利要求1所述的一种低功耗蓝牙电子货架标签，其特征在于，所述电子纸采用点阵电子纸，所述驱动单元采用点阵电子纸驱动电路。
6.根据权利要求1所述的一种低功耗蓝牙电子货架标签，其特征在于，所述电子纸采用段码电子纸，所述驱动单元采用段码电子纸驱动电路。
7.根据权利要求1所述的一种低功耗蓝牙电子货架标签，其特征在于，还包括温湿度检测单元，所述温湿度检测单元的输出端与BLE芯片的第三输入端连接。
8.根据权利要求7所述的一种低功耗蓝牙电子货架标签，其特征在于，所述温湿度检测单元采用SHT2X系列的温湿度传感芯片。
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|---|---|---|---|---|
| CN107346442A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-11-14 | 青岛海大新星计算机工程中心 | 一种可定向识别的rfid电子标签 |
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| CN109781186A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-21 | 电子科技大学中山学院 | 一种低功耗温湿度检测系统及其检测方法 |
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| US11263985B2 (en) | 2019-01-02 | 2022-03-01 | Chongqing Boe Smart Electronics System Co., Ltd. | Power supply circuit and display device |
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