CN220053304U - 一种耗材识别装置和打印机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种耗材识别装置和打印机。该耗材识别装置包括：主控单元和至少两个射频识别RFID单元，每个RFID单元均包括RFID读卡芯片和RFID天线，RFID读卡芯片与RFID天线电连接，主控单元分别与每个RFID读卡芯片电连接；其中，当耗材放置于耗材仓内时，至少一个RFID天线与设置在耗材上的RFID标签耦合；目标RFID读卡芯片用于接收RFID标签发送的耗材信息，并将耗材信息发送至主控单元；其中，目标RFID读卡芯片为当前时刻与主控单元通讯的RFID读卡芯片、且目标RFID读卡芯片连接的目标RFID天线为与RFID标签耦合的天线。本实用新型提供的方案能够在不增加耗材成本的前提下保证耗材识别的成功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及打印技术领域，尤其涉及一种耗材识别装置和打印机。
背景技术
耗材识别是打印机的一种常用功能，用于读取打印机使用的耗材(包括纸、碳带、色粉、油墨等)的信息，从而进行身份识别和管控。例如，在热敏打印机的应用中，由于打印效果与配套使用的热敏纸密切相关，因此经常需要对热敏纸进行耗材识别。
传统的耗材识别方案包括接触式识别(即采用存储或加密芯片实现)和非接触式识别(即采用射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)通信实现)两种。由于非接触式识别方案安装灵活、对结构的限制和要求较低，因此成为一种非常广泛的耗材识别方式。非接触式识别方案的工作原理主要是依靠RFID天线和RFID标签耦合使RFID标签受电，从而将RFID标签内存储的耗材信息传输至打印机。然而，RFID天线和RFID标签耦合与RFID天线和RFID标签之间的相对位置(包括距离、角度等因素)息息相关。
在热敏打印机的应用中，热敏纸以纸卷的形式置于耗材仓内，在进行打印时，热敏纸卷会在耗材仓内旋转，而为了确保RFID天线和RFID标签能够始终耦合，现有技术将RFID标签设置在耗材的侧面，因此纸卷侧面需要设置额外的固定结构，导致耗材成本增加，无法满足市场对耗材成本的需求。
实用新型内容
本实用新型提供了一种耗材识别装置和打印机，能够在不增加耗材成本的前提下保证耗材识别的成功率。
根据本实用新型的一方面，提供了一种耗材识别装置，包括：主控单元和至少两个射频识别RFID单元，每个RFID单元均包括RFID读卡芯片和RFID天线，RFID读卡芯片与RFID天线电连接，主控单元分别与每个RFID读卡芯片电连接；其中，
当耗材放置于耗材仓内时，至少一个RFID天线与设置在耗材上的RFID标签耦合；目标RFID读卡芯片用于接收RFID标签发送的耗材信息，并将耗材信息发送至主控单元；其中，目标RFID读卡芯片为当前时刻与主控单元通讯的RFID读卡芯片、且目标RFID读卡芯片连接的目标RFID天线为与RFID标签耦合的天线。
可选的，所有RFID天线的辐射范围的并集至少覆盖打印机的耗材仓。
可选的，同一时刻与RFID标签耦合的天线的个数为N，N为正整数。
可选的，RFID天线设置在耗材仓的表面、且任意两个RFID天线之间不交叠。
可选的，RFID天线采用线圈围绕耗材仓形成。
可选的，任意相邻的两个RFID天线之间的夹角大于或者等于预设角度。
可选的，RFID单元的数量为2个或者4个；
当RFID单元的数量为2个时，2个RFID天线的夹角大于等于90°；
当RFID单元的数量为4个时，4个RFID天线围绕耗材仓设置。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种打印机，包括：耗材仓和上述任一实施例的耗材识别装置；其中，
耗材仓，用于放置耗材，耗材上设置有RFID标签；
耗材识别装置，用于根据RFID标签，获取耗材的耗材信息。
可选的，还包括：打印机构；
打印机构，用于基于耗材信息，启动打印动作。
可选的，打印机构的控制单元与耗材识别装置的主控单元集成于一体。
本实用新型实施例的技术方案，通过设计耗材识别装置，令耗材识别装置包括：主控单元和至少两个射频识别RFID单元，每个RFID单元均包括RFID读卡芯片和RFID天线，当耗材放置于耗材仓内时，至少一个RFID天线与设置在耗材上的RFID标签耦合；目标RFID读卡芯片用于接收RFID标签发送的耗材信息，并将耗材信息发送至主控单元；其中，目标RFID读卡芯片为当前时刻与主控单元通讯的RFID读卡芯片、且目标RFID读卡芯片连接的目标RFID天线为与RFID标签耦合的天线。如此，采用本实用新型提供的耗材识别装置进行耗材识别时，不再对RFID标签的位置有要求，即使RFID标签贴附在热敏纸卷的内壁随着热敏纸卷运动，也依旧不会出现识别盲区，从而在不增加耗材成本的前提下保证了耗材识别的成功率。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例一提供的一种耗材识别装置的结构框图；
图2是本实用新型实施例一提供的一种耗材识别装置和耗材仓的立体结构示意图；
图3是本实用新型实施例一提供的另一种耗材识别装置和耗材仓的立体结构示意图；
图4是本实用新型实施例一提供的一种耗材识别装置和耗材仓的侧视图；
图5是本实用新型实施例一提供的一种RFID天线绕制形成之后的示意图；
图6是本实用新型实施例一提供的一种RFID天线的辐射范围与耗材仓的关系图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
图1是本实用新型实施例一提供的一种耗材识别装置的结构框图。如图1所示，耗材识别装置包括主控单元100和至少两个RFID单元200。每个RFID单元200均包括RFID读卡芯片201和RFID天线202，RFID读卡芯片201与RFID天线202电连接，主控单元100分别与每个RFID读卡芯片201电连接。
图2是本实用新型实施例一提供的一种耗材识别装置和耗材仓的立体结构示意图，图3是本实用新型实施例一提供的另一种耗材识别装置和耗材仓的立体结构示意图，图4是本实用新型实施例一提供的一种耗材识别装置和耗材仓的侧视图。如图2-图4所示，RFID天线202设置在耗材仓的表面、且任意两个RFID天线202之间不交叠。图2-图4中以耗材识别装置包括2个RFID单元200(即包括2个RFID读卡芯片201和2个RFID天线202)为例进行绘制。
由于RFID的频率一般在13.5MHZ(兆赫兹)左右的中频段，因此，RFID天线202多为线圈绕制而成，即图2-4中RFID天线202采用线圈围绕耗材仓形成。图5是本实用新型实施例一提供的一种RFID天线绕制形成之后的示意图。
当耗材放置于耗材仓内时，至少一个RFID天线202与设置在耗材上的RFID标签耦合，即所有RFID天线202中始终存在与RFID标签耦合的天线。目标RFID读卡芯片用于接收RFID标签发送的耗材信息，并将耗材信息发送至主控单元；其中，目标RFID读卡芯片为当前时刻与主控单元100通讯的RFID读卡芯片、且目标RFID读卡芯片连接的目标RFID天线为与RFID标签耦合的天线。
主控单元100通常使用串口、串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)、两线式串行总线(Inter-Integrated Circuit，I2C)等常用通讯接口与RFID读卡芯片201进行通讯。
在进行耗材识别时，主控单元100的工作原理为：主控单元100首先与一个RFID读卡芯片201(如第一RFID读卡芯片)进行通讯，此时若该RFID读卡芯片201连接的RFID天线202(如第一RFID读卡芯片连接的第一RFID天线)与RFID标签耦合，则RFID标签可以直接发送耗材信息至该RFID读卡芯片201，从而使得主控单元100可以成功读取耗材信息；若该RFID读卡芯片201连接的RFID天线202(如第一RFID读卡芯片连接的第一RFID天线)与RFID标签不耦合，则该RFID读卡芯片201返回读取失败的信息至主控单元100。主控单元100切换选通信号，选择下一个RFID读卡芯片201(如第二RFID读卡芯片)进行通讯，直至成功读取耗材信息。由于所有RFID天线202中始终存在与设置在耗材上的RFID标签耦合的天线，可以保证主控单元100最终一定能成功读取耗材信息。
在一实施例中，所有RFID天线202的辐射范围的并集至少覆盖打印机的耗材仓。
在一实施例中，同一时刻与RFID标签耦合的天线的个数为N，N为正整数。
以耗材识别装置包括2个RFID单元200(即包括2个RFID读卡芯片201和2个RFID天线202)为例，图6是本实用新型实施例一提供的一种RFID天线的辐射范围与耗材仓的关系图，其中，图6(a)示出了RFID天线1的辐射范围与耗材仓的关系图；图6(b)示出了RFID天线2的辐射范围与耗材仓的关系图；图6(c)示出了RFID天线1与RFID标签耦合的示意图；图6(d)示出了RFID天线2与RFID标签耦合的示意图。如图6所示，耗材仓的区域如图6中的外圈的圆形区域所示，RFID天线1和RFID天线2的辐射范围分别图如6(a)和图6(b)中的两个虚线区域所示。可以理解的是，RFID天线与RFID标签是否能够耦合主要取决于RFID天线与RFID标签的角度：当RFID天线产生的磁通线足够多的穿过RFID标签时，RFID天线与RFID标签能够耦合；反之，则不能耦合。也就是说，RFID天线与RFID标签大致平行时能够耦合，完全平行时的耦合效果最好；RFID天线与RFID标签大致垂直时不能耦合。
因此，当RFID标签在耗材仓内运动时(如RFID标签贴附在纸卷的内壁随着纸卷旋转)，RFID标签位于图6中内圈的圆形区域，若RFID标签运动至图6(c)所示的区域，此时RFID天线1可以与RFID标签耦合，当主控单元100与RFID天线1连接的RFID读卡芯片201进行通讯时可以成功读取耗材信息；若RFID标签运动至图6(d)所示的区域，此时RFID天线2可以与RFID标签耦合，当主控单元100与RFID天线2连接的RFID读卡芯片201进行通讯时可以成功读取耗材信息。同理，若RFID标签运动至其他位置时，总有RFID天线1和RFID天线2中的至少之一与其耦合。由此可见，采用本实用新型提供的耗材识别装置进行耗材识别时，不会出现识别盲区。
在一实施例中，任意相邻的两个RFID天线202之间的夹角大于或者等于预设角度。预设角度的大小可以根据实际情况(如RFID天线202的数量、分布位置等)进行设置。
示例性的，RFID单元200的数量为2个或者4个。
当RFID单元200的数量为2个时，2个RFID天线202的夹角大于等于90°；可选的，2个RFID天线202设置在耗材仓靠近地面的一侧。
当RFID单元200的数量为4个时，4个RFID天线202围绕耗材仓设置；任意相邻的两个RFID天线202之间的夹角可以大于或者等于90度。
本实用新型实施例提供了一种耗材识别装置，包括：主控单元和至少两个射频识别RFID单元，每个RFID单元均包括RFID读卡芯片和RFID天线，RFID读卡芯片与RFID天线电连接，主控单元分别与每个RFID读卡芯片电连接；其中，当耗材放置于耗材仓内时，至少一个RFID天线与设置在耗材上的RFID标签耦合；目标RFID读卡芯片用于接收RFID标签发送的耗材信息，并将耗材信息发送至主控单元；其中，目标RFID读卡芯片为当前时刻与主控单元通讯的RFID读卡芯片、且目标RFID读卡芯片连接的目标RFID天线为与RFID标签耦合的天线。通过设计耗材识别装置，令耗材识别装置包括：主控单元和至少两个射频识别RFID单元，每个RFID单元均包括RFID读卡芯片和RFID天线，当耗材放置于耗材仓内时，至少一个RFID天线与设置在耗材上的RFID标签耦合；目标RFID读卡芯片用于接收RFID标签发送的耗材信息，并将耗材信息发送至主控单元；其中，目标RFID读卡芯片为当前时刻与主控单元通讯的RFID读卡芯片、且目标RFID读卡芯片连接的目标RFID天线为与RFID标签耦合的天线。如此，采用本实用新型提供的耗材识别装置进行耗材识别时，不再对RFID标签的位置有要求，即使RFID标签贴附热敏纸卷的内壁随着热敏纸卷运动，也依旧不会出现识别盲区，从而在不增加耗材成本的前提下保证了耗材识别的成功率。
实施例二
本实用新型实施例还提供一种打印机。打印机包括上述实施例中的耗材识别装置以及耗材仓。
耗材仓，用于放置耗材，耗材上设置有RFID标签。
耗材识别装置，用于根据RFID标签，获取耗材的耗材信息。
在一实施例中，打印机还可以包括打印机构；
打印机构，用于基于耗材信息，启动打印动作。
在一实施例中，打印机构的控制单元与耗材识别装置的主控单元集成于一体。
上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耗材识别装置，其特征在于，包括：主控单元和至少两个射频识别RFID单元，每个所述RFID单元均包括RFID读卡芯片和RFID天线，所述RFID读卡芯片与所述RFID天线电连接，所述主控单元分别与每个所述RFID读卡芯片电连接；其中，
当耗材放置于打印机的耗材仓内时，至少一个所述RFID天线与设置在所述耗材上的RFID标签耦合；目标RFID读卡芯片用于接收所述RFID标签发送的耗材信息，并将所述耗材信息发送至所述主控单元；其中，所述目标RFID读卡芯片为当前时刻与所述主控单元通讯的RFID读卡芯片、且所述目标RFID读卡芯片连接的目标RFID天线为与所述RFID标签耦合的天线。
2.根据权利要求1所述的耗材识别装置，其特征在于，所有所述RFID天线的辐射范围的并集至少覆盖所述打印机的耗材仓。
3.根据权利要求1所述的耗材识别装置，其特征在于，同一时刻与所述RFID标签耦合的天线的个数为N，N为正整数。
4.根据权利要求1所述的耗材识别装置，其特征在于，所述RFID天线设置在所述耗材仓的表面、且任意两个所述RFID天线之间不交叠。
5.根据权利要求4所述的耗材识别装置，其特征在于，所述RFID天线采用线圈围绕所述耗材仓形成。
6.根据权利要求4所述的耗材识别装置，其特征在于，任意相邻的两个所述RFID天线之间的夹角大于或者等于预设角度。
7.根据权利要求1-6中任一所述的耗材识别装置，其特征在于，所述RFID单元的数量为2个或者4个；
当所述RFID单元的数量为2个时，2个所述RFID天线的夹角大于等于90°；
当所述RFID单元的数量为4个时，4个所述RFID天线围绕所述耗材仓设置。
8.一种打印机，其特征在于，包括：耗材仓和如权利要求1-7中任一所述的耗材识别装置；其中，
所述耗材仓，用于放置耗材，所述耗材上设置有RFID标签；
所述耗材识别装置，用于根据所述RFID标签，获取所述耗材的耗材信息。
9.根据权利要求8所述的打印机，其特征在于，还包括：打印机构；
所述打印机构，用于基于所述耗材信息，启动打印动作。
10.根据权利要求9所述的打印机，其特征在于，所述打印机构的控制单元与所述耗材识别装置的主控单元集成于一体。
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