TW201319949A - 具有互動式功能的無線射頻感應系統及其感應裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係一種具有互動式功能的無線射頻感應系統，係包含有一感應裝置、一可聯網電子裝置、一讀卡裝置及一應用服務裝置；其中，該感應裝置係於一載體上設置一感應標籤及一調變模組，並以一耳麥訊號輸入端來連接該調變模組及該可聯網電子裝置，該調變模組係與該感應標籤的一無線射頻通訊控制器連接，讀取感應標籤靠近讀卡裝置時輸出的數位資訊，並將該數位資訊調變為一類比音頻訊號，並透過一耳麥訊號輸出端輸出，使數位資訊輸入具有耳麥訊號輸入端的可聯網電子裝置；如此可達到使用者在使用感應標籤感應時，同時使可聯網電子裝置與應用服務裝置透過網路互動，運用方式更多樣化。

Description

具有互動式功能的無線射頻感應系統及其感應裝置

本發明係關於一種無線射頻感應系統，尤指一種具有互動式功能的無線射頻感應系統，其感應裝置可與具有耳麥訊號輸入端的個人化電子裝置外接連結，進而配合個人化電子裝置內建的程式使用。

無線射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)及近場通訊(Near Field Communication，NFC)為現今常見的無線射頻感應技術，其中無線射頻識別包含被動式、半被動式及主動式三種，而近場通訊係依據無線射頻識別技術而發展出，其分為主動式與被動式兩種，而無線射頻識別及近場通訊技術中，使用較為普及的是被動式。

請參閱圖5，現有的無線射頻感應系統，主要係包含有一感應標籤70、一讀卡裝置80及一應用服務裝置90，該感應標籤70包含有一無線射頻通訊控制器71(RFID技術則使用RFID運算控制器，NFC技術則使用NFC運算控制器)、一收發天線72及一編碼器73，且該無線射頻通訊控制器71係與該收發天線72及該編碼器73電連接，該編碼器73則儲存有一組數位資訊(通常為一組編碼)；該讀卡裝置80係與該應用服務裝置90連接，並持續發射一電磁波，當該感應標籤70接近該讀卡裝置時，該電磁波會在感應標籤70的收發天線72上產生感應電流，而驅動該無線射頻通訊控制器71，使該無線射頻通訊控制器71讀取編碼器73中的數位資訊，並使收發天線72依據該數位資訊輸出一無線射頻訊號給該讀卡裝置80，使該讀卡裝置80判讀該數位資訊後並輸出給應用服務裝置90。

上述無線射頻識別技術與近場通訊技術於商業的運用上，會將該感應標籤70設置於一載體上，如卡片，以作成會員證、保全卡、儲值卡等等，使用者可拿著各種卡片靠近讀卡裝置80，即可完成與應用服務裝置90確認會員身份、解除或設定保全、儲值等動作。

由上述無線射頻感應系統可知，感應標籤儲存資訊僅能在該讀卡裝置附近由該讀卡裝置讀出，以付費應用來說，使用者被限定只能透過讀卡裝置得知儲存金額，往往要等到讀卡裝置顯示金額不足才知道要進行儲值；正因目前感應標籤內存資訊對使用者端而言是封閉的，使得目前使用不便情形仍舊存在。

再者，由於使用者端僅持有設置有感應標籤的卡片，且讀卡裝置又是唯一能建立感應標籤與應用服務裝置連結的電子裝置，使得使用者僅能單向的傳輸訊息給應用服務裝置，服務業者無法與使用者建立網路互動關係；例如業者無法提供多媒體廣告或數位訊息等，使用者也無法拿感應標籤透過網路程式與應用服務裝置完成認證等動作。

綜上所述，現有的無線射頻感應系統對於使用者而言不方便，且上述的無線射頻感應系統的伺服端亦無法與客戶端互動，無法滿足服務業者與客戶端的使用需求，因此需要有所改良。

有鑑於上述無線射頻感應系統中的感應標籤僅能配合讀卡裝置使用，使用者無法方便地獲知該感應標籤的封閉數位資訊，且無法獲得與伺服端業者互動機會之技術缺陷，本發明的主要目的係提出一種具有互動式功能的無線射頻感應系統及其感應裝置。

欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該具有互動式功能的無線射頻感應系統包含有：一感應裝置，係包含有一載體、一感應標籤、一調變模組及一耳麥訊號輸出端；其中，該感應標籤係設置於該載體上，且包含有一無線射頻通訊控制器、一編碼器及一收發天線，該編碼器內建一數位資訊，該無線射頻通訊控制器係與該編碼器及該收發天線連接，並於該收發天線接收外部電磁波時，驅動該無線射頻通訊控制器自編碼器中讀取該數位資訊，再透過該收發天線將該數位資訊轉換為一無線射頻訊號後對外發射；該調變模組係設置於該載體上，並與該感應標籤的無線射頻通訊控制器連接，以將無線射頻通訊控制器輸出的數位資訊調變為一類比音頻訊號輸出；該耳麥訊號輸出端係與該調變模組連接，使該類比音頻訊號透過耳麥訊號輸出端輸出；一可聯網電子裝置，係具有一耳麥訊號輸入端，以與該感應裝置的耳麥訊號輸出端連接，且該可聯網電子裝置內建有一與該調變模組調變程式對應的解調程式，以於接收該感應裝置的類比音頻訊號後解調出對應的數位資訊；一讀卡裝置，係發射電磁波以驅動該感應標籤的無線射頻通訊控制器動作，並接收該感應裝置的無線射頻訊號，並判讀該無線射頻訊號所對應的數位資訊，再輸出該數位資訊；一應用服務裝置，係與該讀卡裝置連接，以接收該數位資訊，且透過網際網路與該可聯網電子裝置建立連結，並與該可聯網裝置進行網路資訊傳輸。

本發明的感應裝置與該讀卡裝置感應時，除了會將數位資訊轉換成無線射頻訊號輸出給讀卡裝置，也會透過調變模組將數位資訊轉換成類比音頻訊號給具有耳麥訊號輸入端的可聯網電子裝置，如手機、平板電腦，使得使用者端的可聯網電子裝置以及伺服端的應用服務裝置皆能接收到感應標籤的數位資訊；如此，服務業者可藉由提供各種可下載至可聯網電子裝置的程式來與應用服務裝置進行網路資訊傳輸，例如，可聯網電子裝置透過網路傳輸個人密碼或簽名檔作為認證訊息給應用服務裝置，或應用服務裝置透過網路將儲值卡的額度傳輸給可聯網電子裝置儲存等，除可讓使用者透過個人化的可聯網電子裝置方便地得知感應標籤內的數位資訊，亦可讓使用者端透過可聯網電子裝置與伺服端互動，以在本發明提供的硬體系統條件之下，以提供應用服務裝置及可聯網電子裝置的軟體來擴充服務的多樣性。

又，欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該感應裝置包含有：一載體；一感應標籤，係設置於該載體上，且包含有一無線射頻通訊控制器、一編碼器及一收發天線，該編碼器內建一數位資訊，該無線射頻通訊控制器係與該編碼器及該收發天線連接，並於該收發天線受接收外部之一電磁波時，驅動該無線射頻通訊控制器自編碼器中讀取該數位資訊，再透過該收發天線將該數位資訊轉換為一無線射頻訊號後對外發射；一調變模組，係設置於該載體上，並與該感應標籤的無線射頻通訊控制器連接，以將該無線射頻通訊控制器輸出的數位資訊調變為一類比音頻訊號輸出；一耳麥訊號輸出端，係與該調變模組連接，使該類比音頻訊號透過耳麥訊號輸出端輸出。

由於現有的可聯網電子裝置，特別是智慧型手機，各種廠牌所提供的數位訊號輸入端皆不同，唯有耳麥訊號輸出、輸入端是公定規格且為標準配備，因此本發明將數位資訊調變為類比音頻訊號，使具有耳麥訊號輸入端的手機均可讀取感應裝置內儲資訊。

請參閱圖1，本發明具有互動式功能的無線射頻感應系統係包含有：一感應裝置10，係包含有一載體11、一感應標籤12、一調變模組13及一耳麥訊號輸出端14；其中，該感應標籤12係設置於該載體11上，且包含有一無線射頻通訊控制器15、一編碼器16及一收發天線17，該編碼器16內建一數位資訊，該無線射頻通訊控制器15係與該編碼器16及該收發天線17連接，並於該收發天線17接收外部之一電磁波時，驅動該無線射頻通訊控制器15自編碼器16中讀取該數位資訊並輸出，再透過該收發天線17將該數位資訊轉換為一無線射頻訊號後對外發射；該調變模組13係設置於該載體11上，並與該感應標籤12的無線射頻通訊控制器15連接，以擷取該無線射頻通訊控制器15輸出的數位資訊，並將該數位資訊調變為一類比音頻訊號輸出；該耳麥訊號輸出端14係與該調變模組13連接，使該類比音頻訊號透過耳麥訊號輸出端14輸出，於本實施例中，該無線射頻通訊控制器15可為RFID運算控制器或NFC運算控制器，以透過無線射頻技術來輸出該無線射頻訊號，又，該載體11可為一卡片，或可如圖2所示，為一裝飾造型體，且該耳麥訊號輸出端14可設置於該載體11上；一可聯網電子裝置20，係具有一耳麥訊號輸入端，以與該感應裝置的耳麥訊號輸出端14連接，且該可聯網電子裝置20內建有一與該調變模組13對應的解調程式，以於接收該感應裝置10的類比音頻訊號後解調出對應的數位資訊，於本實施例中，該可聯網電子裝置可為智慧型手機或平板電腦；一讀卡裝置30，係發射出一電磁波以驅動該感應標籤12的無線射頻通訊控制器15動作，並接收該感應裝置10的無線射頻訊號，並判讀該無線射頻訊號所對應的數位資訊，並輸出該數位資訊；一應用服務裝置40，係與該讀卡裝置30連接，以接收該數位資訊，且透過網際網路與該可聯網電子裝置20連結，並與該可聯網裝置進行網路資訊傳輸。

上述調變模組13與可聯網電子裝置20內建的解調程式，可較佳地以非同步傳輸調變解調來傳輸該數位資訊。

又上述感應裝置10的耳麥輸出端14可如圖2所示，為一耳麥插頭，作為外接式的感應裝置，且該可聯網電子裝置的耳麥輸入端14可為一耳麥插座，由於耳麥插座為現有市面上的手機的必備元件且為公定規格，使上述外接式的感應裝置可以廣泛用於各種智慧型手機。

又上述感應裝置10或可如圖3所示，係整合於一智慧型手機50中，該智慧型手機50係包含有一機身51及一背殼52，該機身51中設置有一耳麥插座53，且該耳麥插座53上設置有二輸入接點54，且該二輸入接點54外露於該機身51背面，以作為該耳麥訊號輸入端，該背殼52則蓋設於該機身51背面，且該感應裝置10的感應標籤12及調變模組13埋設於該背殼51中，以該背殼52作為載體，且該背殼52與該機身51對應之表面形成有二金屬線層56，各金屬線層56形成有一金屬凸點57，以該二金屬凸點57與外露於該機身51背面的二輸入接點54接觸形成電性連接；如此，可以不更改智慧型手機內部電路設計的製作方式將感應裝置10與智慧型手機50整合。

請進一步配合參閱圖4，上述感應裝置10在使用時，係將該載體10靠近讀卡裝置30，而感應裝置10與智慧型手機50整合者，則係將智慧型手機50靠近讀卡裝置30，使讀卡裝置30發出的電磁波在該感應標籤12的收發天線17上形成感應電流而驅動該無線射頻通訊控制器15自編碼器16中讀取數位資訊，並使收發天線17依據該數位資訊發出無線射頻訊號給該讀卡裝置30，讀卡裝置30即判讀出無線射頻訊號對應的數位資訊，且該無線射頻通訊控制器15會將該數位資訊傳輸給該調變模組13，經由該調變模組13將數位資訊調變為類比音頻訊號，以透過該耳麥訊號輸出端14輸出給該可聯網電子裝置20(感應裝置10與智慧型手機50整合者，智慧型手機50即為該可聯網電子裝置20)，該可聯網電子裝置20即可透過解調程式將解調為原來的數位資訊；如此，一但該感應標籤12與讀卡裝置20感應時，即使應用服務裝置40與可聯網電子裝置20皆能接收到數位資訊，以可聯網電子裝置20透過網際網路與應用服務裝置40進行網路資訊傳輸；建立上述的硬體系統架構後，各種服務業即可依據服務性質，提供不同的軟體，讓使用者下載至可聯網電子裝置20中，如現在相當普及的智慧型手機，讓使用者用智慧型手機下載應用軟體，以透過智慧型手機連結上網際網路與伺服端進行互動，未來在軟體上可運用的方式有：

1.以感應標籤12作為儲值卡，當儲值卡感應扣款或加值時，使應用服務裝置40透過網際網路將儲值卡現有額度儲存入可聯網電子裝置20，如智慧型手機中，使用者要查儲值卡額度，只要看智慧型手機中的儲存的資訊即可，便於管理；或者可於儲值卡扣款時，應用服務裝置40透過網際網路傳輸要求驗證的訊息給智慧型手機，如要求輸入密碼或是提供數位簽名等，金融業即可透過此方式要求網路付款時要提供認證，可防止儲值卡遺失遭到盜用，讓使用者安心使用於大額扣款商業買賣上。

2.可聯網電子裝置20要求應用服務裝置40傳送即時訊息，例如於展覽場或公車站牌設置讀卡機，使用者以感應標籤12感應後，可聯網電子裝置20便透過網際網路要求應用服務裝置20回覆各種即時訊息，如展覽品的資訊或公車現在位置，應用服務裝置40即同樣透過網際網路傳送展覽品資訊或公車現在位置的資訊給可聯網電子裝置20，以顯示給使用者。

綜上所述，本發明主要目的係使感應標籤可配合可聯網電子裝置使用，不僅可令使用者用可聯網電子裝置來方便地得知感應標籤內的數位資訊內容，亦可取得資訊內容後與伺服端透過網際網路互動；且由於智慧型手機已經相當普及化，且手機中的耳麥輸入端為公定配備且為標準規格，故本發明令感應裝置以類比音頻訊號並透過耳麥輸出端傳輸感應標籤的數位資訊，可用於具有耳麥輸入端的智慧型手機，不必使用具有特殊功能的手機，手機製造業者亦可不更改手機內部電路設計將感應裝置整合到手機外殼，不僅改良現有的感應標籤無法透過網路使伺服端與使用者端互動的缺陷，進而供各種服務業者自行設計應用程式來提供多樣化的服務，克服現有無線射頻感應系統運用上的限制，且可廣泛的用於各種智慧型手機上，使用者不需選購具有特殊功能的手機。

10．．．感應裝置

11．．．載體

12．．．感應標籤

13．．．調變模組

14．．．耳麥訊號輸出端

15．．．無線射頻通訊控制器

16．．．編碼器

17．．．收發天線

20．．．可聯網電子裝置

30．．．讀卡裝置

40．．．應用服務裝置

50．．．智慧型手機

51．．．機身

52．．．背殼

53．．．耳麥插座

54．．．輸入接點

56．．．金屬線層

57．．．金屬凸點

70．．．感應標籤

71．．．無線射頻通訊控制器

72．．．收發天線

73．．．編碼器

80．．．讀卡裝置

90．．．應用服務裝置

圖1：為本發明的電路方塊示意圖。

圖2：為本發明之一使用示意圖。

圖3：為本發明整合於智慧型手機，該智慧型手機分解平面圖。

圖4：為圖1的訊息傳輸示意圖。

圖5：為現有無線射頻感應系統的電路方塊示意圖。

10．．．感應裝置

11．．．載體

12．．．感應標籤

13．．．調變模組

14．．．耳麥訊號輸出端

15．．．無線射頻通訊控制器

16．．．編碼器

17．．．收發天線

20．．．可聯網電子裝置

30．．．讀卡裝置

40．．．應用服務裝置

Claims (10)

1. 一種具有互動式功能的無線射頻感應系統，係包含有：一感應裝置，係包含有一載體、一感應標籤、一調變模組及一耳麥訊號輸出端；其中，該感應標籤係設置於該載體上，且包含有一無線射頻通訊控制器、一編碼器及一收發天線，該編碼器內建一數位資訊，該無線射頻通訊控制器係與該編碼器及該收發天線連接，並於該收發天線接收外部電磁波時，驅動該無線射頻通訊控制器自編碼器中讀取該數位資訊，再透過該收發天線將該數位資訊轉換為一無線射頻訊號後對外發射；該調變模組係設置於該載體上，並與該感應標籤的無線射頻通訊控制器連接，以將無線射頻通訊控制器輸出的數位資訊調變為一類比音頻訊號輸出；該耳麥訊號輸出端係與該調變模組連接，使該類比音頻訊號透過耳麥訊號輸出端輸出；一可聯網電子裝置，係具有一耳麥訊號輸入端，以與該感應裝置的耳麥訊號輸出端連接，且該可聯網電子裝置內建有一與該調變模組調變程式對應的解調程式，以於接收該感應裝置的類比音頻訊號後解調出對應的數位資訊；一讀卡裝置，係發射電磁波以驅動該感應標籤的無線射頻通訊控制器動作，並接收該感應裝置的無線射頻訊號，並判讀該無線射頻訊號所對應的數位資訊，再輸出該數位資訊；一應用服務裝置，係與該讀卡裝置連接，以接收該數位資訊，且透過網際網路與該可聯網電子裝置建立連結，並與該可聯網裝置進行網路資訊傳輸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有互動式功能的無線射頻感應系統，該耳麥訊號輸出端為一耳麥插頭。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有互動式功能的無線射頻感應系統，該可聯網電子裝置為一智慧型手機，且該感應裝置係整合於該智慧型手機中，該智慧型手機係包含有一機身及一背殼，該機身中設置有一耳麥插座，且該耳麥插座上設置有二輸入接點，且該二輸入接點外露於該機身背面，以作為該耳麥訊號輸入端，該背殼則蓋設於該機身背面，且該感應裝置的感應標籤及調變模組埋設於該背殼中，以該背殼作為載體，且該背殼與該機身對應之表面形成有二金屬線層，各金屬線層形成有一金屬凸點，以該二金屬凸點與外露於該機身背面的二輸入接點接觸形成電性連接。
4. 如申請專利範圍第1至3項任一項所述之具有互動式功能的無線射頻感應系統，該無線射頻通訊控制器可為RFID運算控制器或NFC運算控制器。
5. 一種感應裝置，係包含有：一載體；一感應標籤，係設置於該載體上，且包含有一無線射頻通訊控制器、一編碼器及一收發天線，該編碼器內建一數位資訊，該無線射頻通訊控制器係與該編碼器及該收發天線連接，並於該收發天線受接收外部之一電磁波時，驅動該無線射頻通訊控制器自編碼器中讀取該數位資訊，再透過該收發天線將該數位資訊轉換為一無線射頻訊號後對外發射；一調變模組，係設置於該載體上，並與該感應標籤的無線射頻通訊控制器連接，以將該無線射頻通訊控制器輸出的數位資訊調變為一類比音頻訊號輸出；一耳麥訊號輸出端，係與該調變模組連接，使該類比音頻訊號透過耳麥訊號輸出端輸出。
6. 如申請專利範圍第5項所述之感應裝置，該調變模組係與該無線射頻通訊控制器整合成一單晶片。
7. 如申請專利範圍第5或6項所述之感應裝置，該耳麥訊號輸出端為一耳麥插頭。
8. 如申請專利範圍第5或6項所述之感應裝置，該載體為一智慧型手機的背殼，且該感應標籤及調變模組埋設於該背殼中，該背殼之一表面形成有二金屬線層，各金屬線層形成有一金屬凸點，以該二金屬凸點作為該耳麥輸出端。
9. 如申請專利範圍第7項所述之感應裝置，該無線射頻通訊控制器為RFID運算控制器或NFC運算控制器。
10. 如申請專利範圍第8項所述之感應裝置，該無線射頻通訊控制器為RFID運算控制器或NFC運算控制器。