专利名称：低功耗电子标签系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于超市、仓库货架等场合的低功耗电子标签系统。
背景技术：
现有的超市、仓库等场合更多的是采用纸质标签或者低频无线标签。纸质标签存在耗费人力、物力及易出错的缺点，并且很不环保。低频无线标签虽然功耗得到降低，但是存在传输速率很低、通信距离近、布线复杂等缺点。高频无线电子标签是未来发展的趋势，其具有通信线路简单、传输速率块、距离远，低功耗等优点，是目前研究的重点。
发明内容
本发明的目的是提供一种低功耗、环保、快捷的电子标签系统。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是
一种低功耗电子标签系统，用于超市、仓库等对商品进行管理，其包括服务器、基站、子基站、低功耗电子标签；
所述的服务器上运行商品信息管理软件，用于更新、备份商品数据信息； 所述的基站与所述的服务器通过有线或无线方式相连接，用于接收和封装所述的更新的商品数据信息，并发射经封装后的唤醒信号，设定唤醒信号的发射周期为Tt ；
所述的子基站与所述的基站无线连接，设定所述的子基站的开启时间为Tr，且所述的发射周期Tt与开启时间Tr满足2Tt ( Tr,所述的子基站在开启时间内，若检测到所述的基站向其发射所述的唤醒信号，其接收并存储相应的商品数据信息；
每个所述的低功耗电子标签与一个所述的子基站相对应连接且每个所述的低功耗电子标签具有在一定范围内唯一的条码号；所述的低功耗电子标签包括显示所述的商品数据信息的显示模块；所述的低功耗电子标签定时唤醒并访问与其相对应连接的所述的子基站，当所述的子基站中存储有所述的更新的商品数据信息时，所述的低功耗电子标签读取所述的更新的商品数据信息以实现其自身数据的更新。优选的，所述的低功耗电子标签系统还包括扫描装置，所述的扫描装置用于扫描所述的低功耗电子标签的条码号和商品的条形码并在此基础上形成电子标签与商品对应关系表，通过有线或无线方式将所述的对应关系表传输至所述的服务器。由于将奈奎斯特定理应用于该电子标签系统中，能够有效的保证接收子基站及与其相对应的电子标签能够被及时唤醒并接收、更新数据信息。优选的，所述的服务器与所述的基站之间通过有线RS485总线接口或有线CAN总线接口或其他有线接口或无线WIFI接口或无线RF接口或其它无线接口连接进行数据通信。优选的，所述的基站包括与所述的服务器相连接并接收所述的商品数据信息的信息更新处理器、与所述的信息更新处理器相连接的微控制器、与所述的微控制器相连接的发射模块；所述的信息更新处理器与所述的微处理器通过USB接口相连接并传递所述的商品数据信息；所述的商品数据信息由所述的信息更新处理器传递给所述的微处理器并在其中经过加密、打包、压缩后传递给所述的发射模块，所述的发射模块发射所述的唤醒信号。优选的，所述的唤醒信号包括唤醒码、ID信息、商品数据信息、校验码；
所述的唤醒码由除了 0x00与OxFF以外的一对码字组成，且所述的一对码字之间互为反码，所述的唤醒码用于保证所述的子基站被唤醒；
所述的子基站根据所述的ID信息判断所述的更新的商品数据信息是否需要存储，所述的ID信息由32bit组成，所述的ID信息与所述的子基站一一对应；
所述的商品数据信息包括图像、文字、数字、特殊符号、条形码中的一种或几种的组
合；
所述的校验码采用CRC-16码或CRC-32码。优选的，所述的低功耗电子标签还包括接收模块、与所述的接收模块相连接的解码模块，所述的显示模块与所述的解码模块相连接；所述的解码模块读取所述的接收模块中的商品数据信息并对其进行解码、解密，然后发送至所述的显示模块中，所述的显示模块显示所述的商品数据信息。优选的，所述的显示模块包括显示面板，所述的显示面板为普通液晶屏或具有点阵式显示模式的电子纸显示屏或低功耗多稳态近晶相液晶显示面板。优选的，所述的低功耗电子标签采用纽扣电池供电。优选的，所述的基站与所述的子基站之间的无线连接所采用的频段为315MHz或 433MHz或868MHz或915MHz或2. 4GHz的高频频段。由于该电子标签系统采用上述高频频段，可以有效的降低功耗，并能保证足够快的数据传输速度。优选的，发射所述的唤醒信号的周期Tt包括发送数据阶段、发送结束阶段，所述的发送数据阶段的时间为Tw，Tw ^ 10 μ s^lOms, Tt为10 μ s^lOms,且Tt彡Tw ；所述的接收模块的开启时间为Tr为lmiTlOms。该低功耗电子标签系统能够有效的保证子基站及与其相对应的低功耗电子标签能够被及时唤醒并接收、更新商品数据信息，功耗低且环保、快捷。
附图1为本发明的低功耗电子标签系统的结构框图。附图2为本发明的低功耗电子标签系统的发射基站的结构框图。附图3为本发明的低功耗电子标签系统的发射唤醒信号周期与接收模块的开启时间的关系图。附图4为本发明的低功耗电子标签系统的数据信息的格式示意图。附图5为本发明的低功耗电子标签系统的接收子基站和电子标签的结构框图。
具体实施例方式下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。实施例一参见附图1所示。一种低功耗电子标签系统，用于超市、仓库等对商品进行管理，其包括服务器、基
5站、多个子基站、多个低功耗电子标签、扫描装置。服务器上运行商品信息管理软件，用于更新、备份商品数据信息。服务器可以POS 机相连接。基站的数量为广2000个，服务器与基站之间通过有线RS485总线接口或有线CAN 总线接口或其他有线接口或无线WIFI接口或无线RF接口或其它无线接口连接进行数据通信。基站包括与服务器相连接并接收商品数据信息的信息更新处理器、与信息更新处理器相连接的微控制器、与微控制器相连接的发射模块。参见附图2所示，信息更新处理器可以选择PC机，微处理器可以选择低功耗的PIC18F系列芯片，信息更新处理器与微处理器通过 USB接口相连接并传递商品数据信息。商品数据信息由信息更新处理器传递给微处理器并在其中经过加密、打包、压缩后传递给发射模块，发射模块发射经封装后的唤醒信号。参见附图3所示，设定唤醒信号的发射周期为Tt，Tt包括发送数据阶段、发送结束阶段，发送数据阶段的时间为Tw。参见附图4所示，唤醒信号包括如下几部分①唤醒码，由除了 0x00与OxFF以外的一对码字组成，且一对码字之间互为反码，例如唤醒码由OxAA和0x55组成，唤醒码用于保证接收子基站被唤醒；②ID信息，接收子基站根据ID信息判断更新的数据信息是否需要存储，ID信息由32bit组成，ID信息与接收子基站一一对应，因此可以使用232个接收子基站；③商品数据信息，包括图像、文字、数字、特殊符号、条形码中的一种或几种的组合，商品数据信息除图像信息外均采用ASCII码传输，使用ASCII码传输数据信息可以大大减少通信的数据量；④校验码，校验码采用CRC-16码或CRC-32码。子基站与基站无线连接，其所采用的频段为315MHz或433MHz或868MHz或915MHz 或2. 4GHz的高频频段，可以有效的降低功耗，并能保证足够快的数据传输速度。在本实施例中，采用433MHz频段，其传输的最高速率可以达到250KBps。参见附图3所示，设定子基站的开启时间为Tr，根据奈奎斯特定理，当信号的采样频率大于信号中最高频率的2倍时，采样之后的数字信号完整的保留了原始信号中的信息。因此发射周期Tt与开启时间Tr满足2Tt < Tr时，可以在Is内准确唤醒接收子基站。例如Tw为10 μ s 10ms，Tt为10 μ s 10ms，且Tt彡Tw ；子基站的开启时间为Tr为Ims 10ms， 满足奈奎斯特定理。子基站在开启时间内，若检测到基站向其发射唤醒信号，其接收并存储相应的商品数据信息。其根据ID信息判断商品数据信息是否需要存储，当需要存储时，接收子基站存储更新的数据信息。若基站未发射唤醒信号，则子基站进入休眠。低功耗电子标签的个数为广(220-2)个，每个低功耗电子标签与一个子基站相对应连接且每个低功耗电子标签具有在一定范围内唯一的条码号。低功耗电子标签包括接收模块、与接收模块相连接的解码模块、与解码模块相连接的用于显示商品数据信息的显示模块。解码模块同样采用低功耗的PIC18F系列芯片。显示模块包括显示面板，显示面板为普通液晶屏或具有点阵式显示模式的电子纸显示屏或OLED显示屏或低功耗多稳态近晶相液晶显示面板；液晶屏为TFT或TN或STN液晶屏，电子纸显示屏为采用Eink或其他常见电子纸技术的电子纸显示屏。低功耗电子标签采用纽扣电池供电。参见附图5所示，由于低功耗电子标签不需要实时更新数据，因此接收模块可以几十秒或几分钟都处于睡眠状态。当定时时间到，低功耗电子标签唤醒并访问与其相对应连接的子基站，当子基站中存储有更新的商品数据信息时，解码模块读取接收模块中的商品数据信息并对其进行解码、解密，然后发送至显示模块中，显示模块显示商品数据信息， 以实现其自身数据的更新。由于将奈奎斯特定理应用于该电子标签系统中，能够有效的保证接收子基站及与其相对应的电子标签能够被及时唤醒并接收、更新数据信息。该电子标签系通过普通纽扣电池供电。扫描装置用于扫描低功耗电子标签的条码号和商品的条形码并在此基础上形成电子标签与商品对应关系表，然后扫描装置通过有线或无线方式将对应关系表传输至服务器。服务器根据上述对印关系表来确定需要更新商品信息的低功耗电子标签。当该电子标签系统应用于超市或仓库中时，可将发射基站设置在超市或仓库的房梁上、接收子基站设置在发射基站的各个方位，每个接收子基站覆盖一个或多个相邻近的电子标签，防止出现死角。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种低功耗电子标签系统，用于超市、仓库等对商品进行管理，其特征在于所述的低功耗电子标签系统包括服务器、基站、子基站、低功耗电子标签；所述的服务器上运行商品信息管理软件，用于更新、备份商品数据信息；所述的基站与所述的服务器通过有线或无线方式相连接，用于接收和封装所述的更新的商品数据信息，并发射经封装后的唤醒信号，设定唤醒信号的发射周期为Tt ；所述的子基站与所述的基站无线连接，设定所述的子基站的开启时间为Tl·，且所述的发射周期Tt与开启时间Tr满足2Tt ( Tr,所述的子基站在开启时间内，若检测到所述的基站向其发射所述的唤醒信号，其接收并存储相应的商品数据信息；每个所述的低功耗电子标签与一个所述的子基站相对应连接，且每个所述的低功耗电子标签具有在一定范围内唯一的条码号；所述的低功耗电子标签包括显示所述的商品数据信息的显示模块；所述的低功耗电子标签定时唤醒并访问与其相对应连接的所述的子基站，当所述的子基站中存储有所述的更新的商品数据信息时，所述的低功耗电子标签读取所述的更新的商品数据信息以实现其自身数据的更新。
2.根据权利要求1所述的低功耗电子标签系统，其特征在于所述的低功耗电子标签还包括扫描装置，所述的扫描装置用于扫描所述的低功耗电子标签的条码号和商品的条形码并在此基础上形成电子标签与商品对应关系表，通过有线或无线方式将所述的对应关系表传输至所述的服务器。
3.根据权利要求1所述的低功耗电子标签系统，其特征在于所述的服务器与所述的基站之间通过有线RS485总线接口或有线CAN总线接口或其他有线接口或无线WIFI接口或无线RF接口或其它无线接口连接进行数据通信。
4.根据权利要求1所述的低功耗电子标签系统，其特征在于所述的基站包括与所述的服务器相连接并接收所述的商品数据信息的信息更新处理器、与所述的信息更新处理器相连接的微控制器、与所述的微控制器相连接的发射模块；所述的信息更新处理器与所述的微处理器通过USB接口相连接并传递所述的商品数据信息；所述的商品数据信息由所述的信息更新处理器传递给所述的微处理器并在其中经过加密、打包、压缩后传递给所述的发射模块，所述的发射模块发射所述的唤醒信号。
5.根据权利要求1所述的低功耗电子标签系统，其特征在于所述的唤醒信号包括唤醒码、ID信息、商品数据信息、校验码；所述的唤醒码由除了 0x00与OxFF以外的一对码字组成，且所述的一对码字之间互为反码，所述的唤醒码用于保证所述的子基站被唤醒；所述的子基站根据所述的ID信息判断所述的更新的商品数据信息是否需要存储，所述的ID信息由32bit组成，所述的ID信息与所述的子基站一一对应；所述的商品数据信息包括图像、文字、数字、特殊符号、条形码中的一种或几种的组合；所述的校验码采用CRC-16码或CRC-32码。
6.根据权利要求1所述的低功耗电子标签系统，其特征在于所述的低功耗电子标签还包括接收模块、与所述的接收模块相连接的解码模块，所述的显示模块与所述的解码模块相连接；所述的解码模块读取所述的接收模块中的商品数据信息并对其进行解码、解密， 然后发送至所述的显示模块中，所述的显示模块显示所述的商品数据信息。
7.根据权利要求1所述的低功耗电子标签系统，其特征在于所述的显示模块包括显示面板，所述的显示面板为普通液晶屏或具有点阵式显示模式的电子纸显示屏或低功耗多稳态近晶相液晶显示面板。
8.根据权利要求1所述的低功耗电子标签系统，其特征在于所述的低功耗电子标签采用纽扣电池供电。
9.根据权利要求1所述的低功耗电子标签系统，其特征在于所述的基站与所述的子基站之间的无线连接所采用的频段为315MHz或433MHz或868MHz或915MHz或2. 4GHz的高频频段。
10.根据权利要求1所述的低功耗电子标签系统，其特征在于发射所述的唤醒信号的周期Tt包括发送数据阶段、发送结束阶段，所述的发送数据阶段的时间为Tw，Tw为 10 μ s 10ms，Tt为10 μ s 10ms，且Tt彡Tw ；所述的接收模块的开启时间为Tr为Ims 10ms。
全文摘要
本发明涉及一种低功耗电子标签系统，包括服务器、基站、子基站、低功耗电子标签；服务器用于更新、备份商品数据信息；基站与服务器相连接，用于接收和封装更新的商品数据信息，并以发射周期Tt发射唤醒信号；子基站与基站无线连接，其开启时间为Tr，且2Tt≤Tr，子基站在开启时间内，若基站向其发射唤醒信号，其接收并存储相应的商品数据信息；每个低功耗电子标签具有条码号，其定时唤醒并访问与其相连接的子基站。该电子标签系统能够有效的保证接收子基站及与其相对应的电子标签能够被及时唤醒并接收、更新数据信息，功耗低且环保、快捷。
文档编号G06K7/00GK102306267SQ20111022397
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者任宇, 刘利强, 夏兴隆, 孙刚, 李百良, 王欢欢, 陆启兵 申请人:苏州汉朗光电有限公司