TWI564046B

TWI564046B - 射頻模組及相關的管理系統

Info

Publication number: TWI564046B
Application number: TW104119817A
Authority: TW
Inventors: 丁嗣翰
Original assignee: 緯創資通股份有限公司
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2017-01-01
Also published as: US20200035356A1; US20160371461A1; CN106326968B; CN106326968A; US10629299B2; TW201700113A; US10515189B2

Description

射頻模組及相關的管理系統

本發明係指一種射頻模組及相關的管理系統，尤指一種用於倉儲管理及╱或藥品用量監控的射頻模組及相關的管理系統。

一般而言，習知的點滴監測方法以及相關的點滴監測系統是利用感應器以及量測電路來實現點滴監測的功能，然而，這種傳統的點滴監測方法以及相關的點滴監測系統的成本較高，並且效能也不理想。舉例來說，習知的點滴監測方法以及相關的點滴監測系統需將閱讀器（Reader）設置於點滴架上，以縮短閱讀器與點滴袋上監測模組的距離。接下來，習知技術會透過有線方式將閱讀器連接至運算裝置，運作裝置再透過無線方式將監測結果傳遞予相端的電腦或管理系統。也就是說，習知的點滴監測系統至少需使用3對傳輸模組，導致點滴監測系統的製造成本上升。因此，如何降低點滴監測系統的製造成本便成為業界亟欲探討之議題。

為了解決上述的問題，本發明提供一種用於倉儲管理及╱或藥品用量監控的射頻模組及相關的管理系統。

本發明揭露一種射頻模組，耦接於一物體，該射頻模組包含有一天線單元，運作於一第一模態及一第二模態其中之一，以接收一射頻訊號及發送一辨識訊號，其中該射頻訊號及該辨識訊號的頻率為一運作頻率；以及一晶片單元，耦接於該天線單元，用來根據該天線單元所接收的該射頻訊號，產生該辨識訊號。

本發明另揭露一種管理系統，包含有一閱讀模組，用來發送一射頻訊號及接收一辨識訊號，其中該射頻訊號及該辨識訊號的頻率為一運作頻率；一射頻模組，耦接於一物體，包含有一天線單元，運作於一第一模態及一第二模態其中之一，以接收該射頻訊號及發送該辨識訊號；以及一晶片單元，耦接於該天線單元，用來根據該射頻訊號，產生該辨識訊號。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一管理系統10的示意圖。管理系統10可為一倉儲管理系統或一藥品用量監控系統，且不限於此。如第1圖所示，管理系統10包含有一閱讀模組100及一射頻模組102。閱讀模組100可為一閱讀器（reader），用來發送一射頻訊號RFS，其中射頻訊號RFS的頻率為一運作頻率FO。射頻模組102可為一無線射頻辨識標籤（Radio Frequency Identification Tag，RFID tag），且耦接（如貼附（attach））於一物體OBJ上。射頻模組102包含有一天線單元104及一晶片單元106，用來接收射頻訊號RFS，並產生一辨識訊號IDS。需注意的是，根據物體OBJ的介電係數，天線單元104會運作於模態MOD1、MOD2其中之一，以接收射頻訊號RFS及傳送辨識訊號IDS，其中射頻訊號RFS及辨識訊號IDS的頻率皆為一運作頻率FO，且模態MOD2為模態MOD1的諧振（Harmonic）組態。換句話說，當物體OBJ的介電係數改變時，射頻模組102可切換運作模態來傳送辨識訊號IDS，以讓閱讀模組100根據辨識訊號IDS進行後續的操作。

詳細來說，物體OBJ為盛裝有液體的容器（如盛裝葡萄糖液及生理食鹽水的點滴袋）。請共同參考第2圖，第2圖為第1圖所示物體OBJ與射頻模組102之一實施例的示意圖。如第2圖所示，物體OBJ盛裝有大量的液體LIQ（如未被使用的點滴袋），且液體LIQ形成一液面高度LL1。在此實施例中，射頻模組102設置於一基材SUB上，且基材SUB耦接於物體OBJ的袋體層BB。舉例來說，基材SUB可由玻璃纖維所組成，而袋體層BB則可由聚氯乙烯（Polyvinylchloride，PVC）所組成，且不限於此。由於射頻模組102透過基材SUB耦接於物體OBJ，射頻模組102的運作會受到物體OBJ的介電係數影響。在第2圖中，物體OBJ的介電係數可近似於液體LIQ的介電係數DC1。當物體OBJ的介電係數為介電係數DC1時，天線單元104模態MOD2的工作頻率被設計為等於射頻訊號RFS的運作頻率FO。在此狀況下，天線單元104可接收射頻訊號RFS，並傳送晶片單元106根據射頻訊號RFS所產生的辨識訊號IDS。

請共同參考第3圖，第3圖為第1圖所示物體OBJ與射頻模組102之另一實施例的示意圖。相較於第2圖，物體OBJ內液體LIQ的液面高度由液面高度LL1下降至液面高度LL2（如使用過後的點滴袋）。在此狀況下，物體OBJ的介電係數可近似於空氣的介電係數DC2，其中液體LIQ的介電係數DC1遠大於空氣的介電係數DC2。當物體OBJ的介電係數為介電係數DC2時，天線單元104模態MOD1的工作頻率被設計為等於射頻訊號RFS的運作頻率FO。如此一來，當物體OBJ內的液體LIQ被消耗而導致介電係數改變時，天線單元104仍可接收射頻訊號RFS，並傳送晶片單元106根據射頻訊號RFS所產生的辨識訊號IDS。

由上述可知，當物體OBJ內液體LIQ的液面高度由液面高度LL1下降至液面高度LL2時，天線單元104會由模態MOD2切換為模態MOD1，以在同一運作頻率FO上接收射頻訊號RFS及發送辨識訊號IDS。需注意的是，由於液體LIQ的介電係數DC1大於空氣的介電係數DC2，因此，天線單元104運作於模態MOD2時所發送的辨識訊號IDS的發送距離會小於天線單元104運作於模態MOD1時所發送的辨識訊號IDS的發送距離。請參考第4圖，第4圖為本發明實施例中辨識訊號IDS的發送距離與物體OBJ內液體LIQ的液面高度間的關係圖。在第4圖中，物體OBJ內液體LIQ的液面高度係由物體OBJ內液體LIQ的容量來表示，且物體OBJ內液體LIQ的液面高度正比於物體OBJ內液體LIQ的容量。如第4圖所示，當物體OBJ內液體LIQ的容量大於60毫升時，辨識訊號IDS的發送距離皆小於50公分。而當物體OBJ內液體LIQ的容量小於60毫升後，辨識訊號IDS的發送距離便大幅上升。

利用天線單元104運作在相異模態時辨識訊號IDS所能達到的發送距離間的差異，管理系統10可透過合適地更動閱讀模組與物體OBJ的距離來達成不同的應用。舉例來說，管理系統10可作為物體OBJ的倉儲管理系統。在此實施例中，閱讀模組100與物體OBJ的距離DIS被設置為小於一預設距離PD1（如20公分）。當物體OBJ出廠時，物體OBJ內盛裝有大量之液體LIQ（如第2圖所示的物體OBJ），而使得天線單元104運作於模態MOD2。此時，天線單元104產生的辨識訊號IDS的發送距離大於預設距離PD1，閱讀模組100可用來於物體OBJ出廠或進入倉庫時接收辨識訊號IDS，從而紀錄物體OBJ的庫存狀態。

在另一實施例中，管理系統10可為物體OBJ的用量監測系統。在此實施例中，閱讀模組100與物體OBJ的距離DIS被設置為一預設距離PD2（如2公尺）。當物體OBJ起始被使用（如點滴袋被使用於靜脈注射）時，物體OBJ盛裝有大量之液體LIQ，使得天線單元104運作於模態MOD2。此時，天線單元104產生的辨識訊號IDS的發送距離小於預設距離PD2，閱讀模組100將無法接收到辨識訊號IDS。隨著物體OBJ內液體LIQ逐漸被消耗，物體OBJ內液體LIQ的液面高度逐漸下降。直到液體LIQ的液面高度下降至一警戒高度時，天線單元104切換至模態MOD1，天線單元104產生的辨識訊號IDS的發送距離改變為大於預設距離PD2。在此狀況下，閱讀模組100可接收到辨識訊號IDS，從而得知物體OBJ內液體LIQ已被消耗到警戒高度。

上述實施例中射頻模組102可運作於模態MOD1、MOD2其中之一，以使射頻模組102在物體OBJ的介電係數由介電係數DC1改變為介電係數DC2時，仍可持續接收射頻訊號RFS及發送辨識訊號IDS。透過合適地設置閱讀模組100與耦接於射頻模組102的物體OBJ間的距離，上述實施例的管理系統10可達成不同方面之應用。根據不同應用及設計理念，本領域具通常知識者應可據以實施合適的更動及修改。舉例來說，射頻模組102可直接耦接於物體OBJ。換言之，第2、3圖中基材SUB可被省略，從而降低管理系統10的製造成本。

請參考第5圖，第5圖為第1圖所示的天線單元104的示意圖。如第5圖所示，天線單元104具有左右對稱的架構。在一實施例中，第5圖所示的天線單元104中長度L1～L6可分別為5.8、6、6.2、1.8、12、3公釐，而寬度W1～W5可分別為23、1、7、13、3公釐。根據不同應用及設計理念，天線單元104可以相異的方式及╱或尺寸來實現，而不限於第5圖所示之架構及尺寸。

綜上所述，當耦接於射頻模組的物體介電係數改變時，射頻模組會切換運作模態，以持續發送辨識訊號。進一步地，透過合適地設置閱讀模組與耦接於射頻模組的物體間的距離，上述實施例中的管理系統可達成不同方面之應用。比如，本發明其中一實施例之射頻模組及相關的管理系統，可同時用於倉儲管理及藥品用量監控，以減少不必要之製造成本。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

第1圖為本發明實施例一管理系統的示意圖。第2圖為第1圖所示物體與射頻模組一實施例的示意圖。第3圖為第1圖所示物體與射頻模組另一實施例的示意圖。第4圖為本發明實施例中辨識訊號的發送距離與物體內液體的液面高度間的關係圖。第5圖為第1圖所示天線單元的示意圖。

Claims

一種射頻模組，耦接於一物體；該射頻模組包含有：一天線單元，運作於一第一諧振模態及一第二諧振模態其中之一，以接收一射頻訊號及發送一辨識訊號，其中該射頻訊號及該辨識訊號的頻率為一運作頻率；以及一晶片單元，耦接於該天線單元，用來根據該天線單元所接收的該射頻訊號，產生該辨識訊號；其中該天線單元運作於該第一諧振模態所發送的該辨識訊號與運作於該第二諧振模態所發送的該辨識訊號相同。
如請求項1所述的射頻模組，其中該物體為盛裝有液體的容器。
如請求項2所述的射頻模組，其中該物體為點滴袋。
如請求項1所述的射頻模組，其中當該物體的介電係數為一第一介電係數時，該天線單元運作於該第一諧振模態，且當該物體的介電係數為一第二介電係數時，該天線單元運作於該第二諧振模態，其中該第二介電係數大於該第一介電係數。
如請求項1所述的射頻模組，其中該射頻模組貼附於該物體。
如請求項1所述的射頻模組，其中該射頻模組設置於一基材上，且該基材貼附於該物體。
一種管理系統，包含有：一閱讀模組，用來發送一射頻訊號及接收一辨識訊號，其中該射頻訊號及該辨識訊號的頻率為一運作頻率；以及一射頻模組，耦接於一物體，包含有：一天線單元，運作於一第一諧振模態及一第二諧振模態其中之一，以接收該射頻訊號及發送該辨識訊號；以及一晶片單元，耦接於該天線單元，用來根據該射頻訊號，產生該辨識訊號；其中該天線單元運作於該第一諧振模態所發送的該辨識訊號與運作於該第二諧振模態所發送的該辨識訊號相同。
如請求項7所述的管理系統，其中該物體為裝有液體的容器。
如請求項8所述的管理系統，其中該物體為點滴袋。
如請求項7所述的管理系統，其中當該物體的介電係數為一第一介電係數時，該天線單元運作於該第一諧振模態，且當該物體的介電係數為一第二介電係數時，該天線單元運作於該第二諧振模態，其中該第二介電係數大於該第一介電係數。
如請求項10所述的管理系統，其中該閱讀模組與該射頻模組間的距離被設置為大於一預設距離，用來接收該天線單元運作於該第一諧振模態所發送的該射頻訊號。
如請求項10所述的管理系統，其中該閱讀模組與該射頻模組間的距離被設置為小於一預設距離，用來接收該天線單元運作於該第二諧振模態所發送的該射頻訊號。
如請求項7所述的管理系統，其中該射頻模組貼附於該物體。
如請求項7所述的管理系統，其中該射頻模組設置於一基材上，且該基材貼附於該物體。