TWM449311U

TWM449311U - 超高頻射頻辨識顯示型電子標籤

Info

Publication number: TWM449311U
Application number: TW101219727U
Authority: TW
Inventors: Shih-Peng Liang; Fong-Jung Kuo; Wen-Yuan Huang; Chih-Hung Lin
Original assignee: Digican Taiwan Co Ltd
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2013-03-21

Description

超高頻射頻辨識顯示型電子標籤

本創作係關於一種超高頻射頻辨識電子標籤，詳而言之，係關於具顯示功能之超高頻射頻辨識電子標籤。

RFID(Radio Frequency Identification)是一種無線射頻識別系統，該系統主要包括讀取器(Reader)和RFID標籤(Tag)，其中，RFID標籤主要是由晶片和天線所構成，讀取器則由傳送器、接收器、編解碼器、控制晶片等裝置所構成。

一般而言，RFID電子標籤可採用黏貼、插放、佩掛或植入等方式安裝在被識別物體上，當被標識物體進入無線射頻識別系統的讀取範圍時，電子標籤和讀寫器之間便進行非接觸式通訊。

近年來，無線射頻辨識系統的應用非常廣泛，包含倉儲與物流管理、生產製造與裝配、身份識別、動物識別、門禁與防盜系統、醫療服務、行李與郵件處理、文件管理等都可以應用該技術來做為管理。目前，市面上的具顯示型無線電子標籤大有HF RFID電子標籤、紅外線(IR)電子標籤和Zigbee電子標籤等3種型式之產品。

HF RFID電子標籤的成本和耗電量較低，但HF RFID的傳輸距離僅有3~5cm，於資料更新時需以手持式讀取器對HF RFID電子標籤單筆更新，更新效率差。而紅外線電子標籤雖然耗電量較低，傳輸距離也擴大至3~5m，但紅外線易受場地限制及物遮蔽引響，更新失敗率高，傳輸速率低，往往需重覆進行多次反覆傳輸始能完成更新，且紅外線傳輸尚無統一協定標準，各廠仍自行定義傳輸協定，因而相容性低。另外，Zigbee電子標籤為遠距離傳述，可一對多快速完成更新，但成本和耗電量皆高。

為解決前述習知技術之各種問題，本創作提供一種超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，具有傳輸距離遠及低耗電量等優點，並可於電子標籤上顯示讀取器所傳遞的資料訊息。

本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，係包括：天線，用以接收一讀取器發射之無線訊號，其中，該天線的訊號傳輸距離為15至20m，而該無線訊號之頻率為860MHz至960MHz；前端模組，用以解調變該天線所接收之無線訊號；微控制器模組，用以處理該前端模組所解調變之無線訊號以編譯成資料；顯示器模組，用以顯示經該微控制器模組所編譯之資料；以及電源供應模組，用以提供該超高頻射頻辨識顯示型電子標籤的工作電源。

本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤可為主動式、半主動式及被動式標籤。

本創作之天線、前端模組、微控制器模組及顯示器模組係形成於一基板上，該天線以嵌入式方式設計，嵌於該基板上而與該基板共平面。此外，該天線的形狀可為英文字母Z字形。

另外，本創作之顯示器模組所顯示的資料可為商品、零件、材料的銷售與庫存資料，且其中，該銷售資料包括名稱、售價、折扣、單位、貨號、一維條碼或二維條碼，該庫存資料包括名稱、貨號、存量、單位、一維條碼或二維條碼。

再者，本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤可連接一感測器，且該前端模組中復包括與該感測器連接之感測器控制介面，該超高頻射頻辨識顯示型電子標籤透過該感測器控制介面取得該感測器所偵測之感測數據，並透過該顯示器模組顯示該感測數據，或將該感測數據傳輸至該讀取器。

相較於先前技術，本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤之訊號傳輸範圍可達15至20m，而所使用的訊號頻率為860MHz至960MHz，具有高傳輸距離、高傳輸速率及省電等優點，因此解決了習知電子標籤之種種問題與缺失。

以下係藉由特定的具體實例說明本創作之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本創作之其他優點與功效。本創作亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本創作可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本創作所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本創作所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。

第1圖為本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤之基本構件方塊圖，本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤主要包括天線1、射頻前端模組2、微控制器模組3、顯示器模組4及電源供應模組5。

天線1可用以接收一讀取器發射之無線訊號，其中，天線1的訊號傳輸距離為15至20m，而該無線訊號之頻率為860MHz至960MHz。

前端模組2可用以解調變天線1所接收之無線訊號。

微控制器模組3可用以處理前端模組2所解調變之無線訊號以編譯成資料。

顯示器模組4可用以顯示經微控制器模組3所編譯之資料。

電源供應模組5可用以提供該超高頻射頻辨識顯示型電子標籤的工作電源。

第2圖為本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤之一實施例之基本構件方塊圖。如圖所示，上述電子標籤的構件中各自包括多個模組，詳述如下。

前端模組2可包含傳輸介面21、通訊傳輸介面22、I/O控制介面25、記憶體儲存單元23及記憶體管理單元 24。上述電路可共用全部或部分積體電路，或設計於單顆積體電路上。

記憶體管理單元24可用以將經解調變後之該無線訊號儲存至該記憶體儲存單元23。詳言之，傳輸介面21連接通訊傳輸介面22與記憶體管理單元24。傳輸介面21經天線1接收無線訊號，該無線訊號經由通訊傳輸介面22轉為同步串列匯流排介面(SPI)所傳輸的數據封包。接著，將解調變後數據封包送到記憶體管理單元24，再儲存至記憶體儲存單元23。最後經由I/O控制介面25配合微控制器模組3的通訊傳輸介面31，將數據封包送到微控制器模組3。

微控制器模組3包含通訊傳輸介面31、記憶體儲存單元33、微處理控制器32、時脈控制處理單元35及數位/類比轉換單元34。上述電路可共用全部或部分積體電路，或設計於單顆積體電路上。

微處理控制器32可用以擷取該無線訊號中的數據封包進行運算分析或處理編譯。詳言之，微處理控制器32連接通訊傳輸介面31、記憶體儲存單元33、時脈控制處理單元35與數位/類比轉換單元34。微處理控制器32控制所有模組功能運作與數據傳輸溝通處理。通訊傳輸介面31以同步串列匯流排介面，進行資料數據傳輸與控制溝通訊息指令。記憶體儲存單元33用以儲存數據並於微處理控制器32進行數據運算分析時提供搬移暫存運算數據。時脈控制處理單元35於數據封包傳輸時加載時脈同步旗標編碼。數位/類比轉換單元34將數據進行數位/類比訊號格式轉換。微處理控制器32將讀取器所發射帶有數據封包之無線訊號接收，截取數據封包以進行儲存、運算分析處理編譯後，透過顯示器模組4將資料顯示於顯示器單元43上。

顯示器模組4包含通訊傳輸介面41、顯示器驅動控制單元42及顯示器單元43。上述電路可共用全部或部分積體電路，或設計於單顆積體電路上。

顯示器驅動控制單元42可透過通訊傳輸介面41接收微控制器模組3所編譯之資料，並驅動顯示器單元43顯示經該微控制器模組3所編譯之資料。詳言之，顯示器驅動控制單元42連接顯示器單元43與通訊傳輸介面41，透過通訊傳輸介面41以同步串列匯流排介面與微控制器模組3通信，以接收微控制器模組3所送來的數據封包，則顯示器驅動控制單元42將數據封包轉碼解譯為訊息字元，並驅動顯示器單元43顯示該些訊息字元。

此外，顯示器單元43可為電泳式顯示器、液晶顯示器、膽固醇液晶顯示器、雙穩態液晶顯示器、多穩態液晶顯示器、發光二極體顯示器、有機發光二極體顯示器或電子紙，顯示器單元43的顯示形式可為段式(Segment)形式、點矩陣(Dot Matrix)形式或圖形/圖案(Pattern)形式。又電源供應模組5可為鈕扣電池或薄型電池等。

第3圖係本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤之另一實施例之基本構件方塊圖。如圖所示，電源供應模組5可包括電能儲存單元52、與其連接之電源供應控制單元 53及電磁及電能轉換單元51，電源供應控制單元53控制該電磁及電能轉換單元51以將天線1與一讀取器通訊時所產生的電能轉換並儲存於電能儲存單元52。詳言之，電磁及電能轉換單元51可連接前端模組2的傳輸介面21。在電子標籤與讀取器通信的短暫瞬間，電磁及電能轉換單元51將這些電磁耦何產生的高能量電能轉換為電力，並於電能儲存單元52進行電力儲存，該電能儲存單元52為電容其容值為0.5至40毫法拉(mF)間，電源供應控制單元53負責控制電磁及電能轉換單元51、電能儲存單元52，並供應前端模組2、微控制器模組3與顯示器模組4運作所需的工作電壓。

此外，本創作之顯示型電子標籤還可連接一感測器6，且前端模組2中復包括與感測器6連接之感測器控制介面26，因而該超高頻射頻辨識顯示型電子標籤可透過感測器控制介面26取得感測器6所偵測之感測數據，並透過顯示器模組4顯示該感測數據，或將該感測數據傳輸至該讀取器。而該感測器可為溫度、濕度、亮度、壓力或重力感測器。

第4圖係本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤之結構的範例示意圖。如第4圖所示，天線1、前端模組2、微控制器模組3、顯示器模組4及電源供應模組5可形成於一基板7上，且其中，天線1可以嵌入式方式設計，嵌於基板7上而與基板7共平面。此外，天線1的形狀為英文字母Z字形。

因此，本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤可應用在電子價格標籤/貨價標籤(E-price Tag)、電子看板(E-sign)、顯示型E-Tag、顯示型停車場通行卡等。

本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤還可應用於賣場、百貨、倉庫貨架/儲位架上，以替代傳統紙質(卡)式貨架商品價格標籤。每一個貨架上的超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，可透過網路與商場電腦進行資料連結，將最新的倉庫儲位零件資訊與賣場、商店、百貨業之貨架上的商品訊息，如：價格、促銷、商品資訊、一維條碼等訊息更新，顯示在超高頻射頻辨識顯示型電子標籤上的液晶顯示器上。除了後端即時通訊與資料更新之外，亦能配合現場手持設備，例如讀取器，以遠距無線雙向讀寫，對商品貨架上的超高頻射頻辨識顯示型電子標籤進行資料變更。

因此，在商品價格標籤方面它將大幅度減少人力成本、降低出錯率，並且不必長期性的浪費標籤貼紙、標籤印表機等耗材與經常性調度人員進行抽換變更。故，應用本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤僅需數分鐘的時間即能完成更新，提供更好的替代方案，更環保、更經濟、更節約時間，更符合全球推廣綠色環保與節能減碳。

綜合上述，本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤具有低耗電量和低成本的優點，且傳輸距離可達15~20M，因而傳輸速率高，可一對多快速完成資料更新。

本創作已藉由具體實施例揭露如上，本創作所屬技術領域中具有通常知識者應當認知到，上述實施方式僅係用來說明本創作，而非用於限定本創作的範圍，只要在本創作的實質精神範疇內對以上實施例所做的改變和變化都將落在本創作所要求之權利保護範圍之內。

1‧‧‧天線

2‧‧‧前端模組

21‧‧‧傳輸介面

22‧‧‧通訊傳輸介面

23‧‧‧記憶體儲存單元

24‧‧‧記憶體管理單元

25‧‧‧I/O控制介面

26‧‧‧感測器控制介面

3‧‧‧微控制器模組

31‧‧‧通訊傳輸介面

32‧‧‧微處理控制器

33‧‧‧記憶體儲存單元

34‧‧‧數位/類比轉換單元

35‧‧‧時脈控制處理單元

4‧‧‧顯示器模組

41‧‧‧通訊傳輸介面

42‧‧‧顯示器驅動控制單元

43‧‧‧顯示器單元

5‧‧‧電源供應模組

51‧‧‧電磁及電能轉換單元

52‧‧‧電能儲存單元

53‧‧‧電源供應控制單元

6‧‧‧感測器

7‧‧‧基板

第1圖係為本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤之基本構件方塊圖；第2圖係本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤之一實施例之基本構件方塊圖；第3圖係本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤之一實施例之變化態樣之基本構件方塊圖；以及第4圖係本創作之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤之結構的範例示意圖。

1‧‧‧天線

2‧‧‧前端模組

3‧‧‧微控制器模組

4‧‧‧顯示器模組

5‧‧‧電源供應模組

Claims

一種超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，係包括：天線，用以接收一讀取器發射之無線訊號，其中，該天線的訊號傳輸距離為15至20m，而該無線訊號之頻率為860MHz至960MHz；前端模組，用以解調變該天線所接收之無線訊號；微控制器模組，用以處理該前端模組所解調變之無線訊號以編譯成資料；顯示器模組，用以顯示經該微控制器模組所編譯之資料；以及電源供應模組，用以提供該超高頻射頻辨識顯示型電子標籤的工作電源。
如申請專利範圍第1項所述之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，其中，該天線、前端模組、微控制器模組、顯示器模組、及電源供應模組係形成於一基板上，且其中，該天線係以嵌入式方式嵌於該基板上而與該基板共平面。
如申請專利範圍第1項所述之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，其中，該天線的形狀為英文字母Z字形。
如申請專利範圍第1項所述之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，其中，該前端模組包括傳輸介面、記憶體儲存單元、記憶體管理單元及輸入輸出控制介面，該傳輸介面經該天線接收該無線訊號，該記憶體管理單元用以將經解調變後之無線訊號儲存至該記憶體儲存單元，再藉由該輸入輸出控制介面傳輸至該微控制器模組。
如申請專利範圍第1項所述之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，其中，該讀取器所發射之無線訊號具有數據封包，且該微控制器模組包括微處理控制器，用以擷取該無線訊號中的數據封包進行運算分析或處理編譯。
如申請專利範圍第1項所述之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，其中，該顯示器模組包括顯示器驅動控制單元及與其連接之通訊傳輸介面和顯示器單元，該顯示器驅動控制單元透過該通訊傳輸介面接收該微控制器模組所編譯之資料，並驅動該顯示器單元顯示經該控制器模組所編譯之資料。
如申請專利範圍第6項所述之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，其中，該顯示器單元為電泳式顯示器、液晶顯示器、膽固醇液晶顯示器、雙穩態液晶顯示器、多穩態液晶顯示器、發光二極體顯示器、有機發光二極體顯示器或電子紙。
如申請專利範圍第6項所述之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，其中，該顯示器單元的顯示形式為段式形式、點矩陣形式或圖案形式。
如申請專利範圍第1項所述之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，其中，該顯示器模組所顯示的資料為商品、零件、材料的銷售與庫存資料，且其中，該銷售資料包括名稱、售價、折扣、單位、貨號、一維條碼或二維條碼，該庫存資料包括名稱、貨號、存量、單位、一維條碼或二維條碼。
如申請專利範圍第1項所述之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，其中，該電源供應模組包括電能儲存單元、與其連接之電源供應控制單元及電磁及電能轉換單元，該電源供應控制單元控制該電磁及電能轉換單元以將該天線與該讀取器通訊時所產生的電能轉換並儲存於該電能儲存單元，以提供該超高頻射頻辨識顯示型電子標籤的工作電源。
如申請專利範圍第1項所述之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，其中，該超高頻射頻辨識顯示型電子標籤係連接一感測器，且該前端模組中復包括與該感測器連接之感測器控制介面，該超高頻射頻辨識顯示型電子標籤透過該感測器控制介面取得該感測器所偵測之感測數據，並透過該顯示器模組顯示該感測數據，或將該感測數據傳輸至該讀取器。
如申請專利範圍第11項所述之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，其中，該感測器為溫度、濕度、亮度、壓力或重力感測器。
如申請專利範圍第1項所述之超高頻射頻辨識顯示型電子標籤，其中，該超高頻射頻辨識顯示型電子標籤為主動式、半主動式及被動式。