一種分布式無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種分布式無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)，其特征是，包括上位機(jī)、ZigBee網(wǎng)絡(luò)和射頻信號發(fā)射裝置，上位機(jī)用于統(tǒng)一分發(fā)標(biāo)簽顯示數(shù)據(jù)以及確認(rèn)標(biāo)簽顯示狀態(tài)；ZigBee網(wǎng)絡(luò)，直接對各個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，方便管理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳遞數(shù)據(jù)資料；射頻信號發(fā)射裝置，為各個微能量采集模塊提供必要頻率的射頻信號，以便對各個模塊進(jìn)行供電；上位機(jī)與ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線或有線連接；射頻信號發(fā)射裝置通過無線射頻信號與ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接。這種標(biāo)簽系統(tǒng)具備實(shí)時更新功能且成本低廉、方便管理和維護(hù)。
【專利說明】
一種分布式無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及短距離、低功耗的無線通信技術(shù)，具體是一種分布式無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]紙質(zhì)商品價格標(biāo)簽在商品銷售中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。在大型超市里，商品種類繁多、信息更新較為頻繁，紙質(zhì)標(biāo)簽的管理、更新維護(hù)工作長期依賴人工操作，不僅效率低下，而且隨著超市規(guī)模的擴(kuò)大，商品種類的增加，其管理無序、混亂等矛盾也越實(shí)用新型顯。當(dāng)缺少監(jiān)督或是作業(yè)人員疏忽時，容易出現(xiàn)商品標(biāo)價錯誤的情況，影響日常銷售活動，甚至破壞公司形象。
[0003]隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，特別是低功耗無線局域網(wǎng)ZigBee技術(shù)的出現(xiàn)，產(chǎn)生了許多類似技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品，譬如超市貨架標(biāo)簽、倉儲物流貨柜標(biāo)簽、醫(yī)院病床標(biāo)簽等等。與傳統(tǒng)的紙質(zhì)標(biāo)簽相比，該技術(shù)所衍生的應(yīng)用產(chǎn)品具備有效降低人工成本、維護(hù)時間、避免紙張油墨過度使用等方面的特點(diǎn)，被視作新一代綠色節(jié)能環(huán)保技術(shù)，廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0、互聯(lián)網(wǎng)+等新興領(lǐng)域，具有非常巨大的應(yīng)用市場。
[0004]基于ZigBee技術(shù)的電子標(biāo)簽系統(tǒng)在國內(nèi)外呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的趨勢，國內(nèi)對其實(shí)際應(yīng)用也有比較多的案例，目前市面上主要結(jié)構(gòu)有以下兩類:
[0005]1.改裝安裝架，如貨架、病床等，ZigBee終端設(shè)備直接由安裝架供電，使用普通LCD顯示屏進(jìn)行顯示。電子標(biāo)簽的信息由中心機(jī)房的主節(jié)點(diǎn)所連接的上位機(jī)進(jìn)行分發(fā)，統(tǒng)一管理。由于需要對安裝架進(jìn)行改裝，這種方式對于電子標(biāo)簽使用條件有很高的要求，對實(shí)際使用環(huán)境有著嚴(yán)格的要求。因為存在供電改造，會出現(xiàn)貨架漏電等不安全因素，埋下生產(chǎn)隱串
■/Ql、O
[0006]2.無需改裝安裝架，每個電子標(biāo)簽使用便攜式電源，如鋰電池或者干電池等進(jìn)行供電，使用電子墨水屏進(jìn)行信息的顯示，統(tǒng)一由中心機(jī)房的上位機(jī)對每個電子標(biāo)簽的信息進(jìn)行發(fā)布和修改。這種方式能夠有效地解決電子標(biāo)簽供電問題，但是需要定時對電子標(biāo)簽的電池進(jìn)行更換或者充電，實(shí)際維護(hù)需要投入大量精力。并且電子標(biāo)簽顯示信息由上位機(jī)發(fā)布后，如果顯示有誤或者需要修改，還需往返于對應(yīng)電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)和中心機(jī)房反復(fù)確認(rèn)，造成實(shí)際工作效率低下。
[0007]基于上述分析，市面上存在的電子標(biāo)簽系統(tǒng)產(chǎn)品，或多或少存在一些亟需改進(jìn)的缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種分布式無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)。這種標(biāo)簽系統(tǒng)具備實(shí)時更新功能且成本低廉、方便管理和維護(hù)。
[0009]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是:
[0010]—種分布式無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)，包括
[0011]上位機(jī)，用于統(tǒng)一分發(fā)標(biāo)簽顯示數(shù)據(jù)以及確認(rèn)標(biāo)簽顯示狀態(tài)，上位機(jī)為固定監(jiān)控機(jī)房中安裝了軟件程序計算機(jī)，不可移動；
[0012]ZigBee網(wǎng)絡(luò)，工作于2.4GHz射頻信號頻率，直接對各個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，方便管理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳遞數(shù)據(jù)資料；
[0013]射頻信號發(fā)射裝置，工作于902-928MHZ射頻信號頻率。為各個微能量采集模塊提供必要頻率的射頻信號，以便對各個模塊進(jìn)行供電；
[0014]上位機(jī)通過WiF1、有線以太網(wǎng)或串口 RS232與ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線或有線連接;射頻信號發(fā)射裝置通過無線射頻信號與ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接，電子標(biāo)簽匯聚模塊處于所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)的物理邊緣，接近上位機(jī)，向上位機(jī)提供串口RS232、以太網(wǎng)口、WiFi三種數(shù)據(jù)通信通道，電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊在所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)上的位置固定；電子標(biāo)簽手持模塊則在所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可隨意移動，根據(jù)需要移動到需要修改顯示內(nèi)容的電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊處，現(xiàn)場點(diǎn)對點(diǎn)完成顯示內(nèi)容的修改。
[0015]所述的上位機(jī)與多個所述的ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接。
[0016]所述的射頻信號發(fā)射裝置與多個所述的ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接。
[0017]所述的ZigBee網(wǎng)絡(luò)包括
[0018]電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊，用于節(jié)點(diǎn)信息的顯示；
[0019]電子標(biāo)簽匯聚模塊，電子標(biāo)簽匯聚模塊將上位機(jī)與分布在使用現(xiàn)場ZigBee網(wǎng)絡(luò)中所有電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊連接起來，完成數(shù)據(jù)的交互；
[0020]電子標(biāo)簽手持模塊，對電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改和維護(hù)；
[0021 ]電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊與電子標(biāo)簽匯聚模塊、電子標(biāo)簽手持模塊組網(wǎng)構(gòu)成ZigBee網(wǎng)絡(luò)，并且每個模塊在該ZigBee網(wǎng)絡(luò)中有且僅有唯一有效的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識ID，每一個ID都與具體物理位置——對應(yīng)。
[0022]所述電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊包括微能量采集模塊、第一鋰電池、電源管理電路、第一ZigBee SOC控制器、電子墨水顯示屏和第一射頻通信電路，微能量采集模塊、第一鋰電池、電源管理電路順序連接；電子墨水顯示屏、第一射頻通信電路、第一鋰電池、電源管理電路均接入第一ZigBee SOC控制器;第一鋰電池還與電子墨水顯示屏和第一射頻通信電路電連接。
[0023]所述的電子標(biāo)簽匯聚模塊包括第二ZigBeeSOC控制器以及與之連接的供電電路、第二射頻通信電路、串口 RS232轉(zhuǎn)換電路、有線以太網(wǎng)通信電路、W1-Fi通信電路。
[0024]所述電子標(biāo)簽手持模塊包括充電管理電路、第二鋰電池、第三ZigBeeSOC控制器、矩陣鍵盤、觸摸LCD屏、字庫EEPROM和第三射頻通信電路，充電管理電路、第二鋰電池、第三ZigBee SOC控制器、第三射頻通信電路順序連接;矩陣鍵盤、觸摸LCD屏、字庫EEPROM與第三ZigBee SOC控制器電連接。
[0025]所述電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊分為顯示狀態(tài)和刷新狀態(tài)，在顯示狀態(tài)，電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊由微能量采集模塊對鋰電池進(jìn)行充電；在刷新狀態(tài)，電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊對電子墨水顯示屏的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新。
[0026]在顯示狀態(tài)，即正常顯示信息時，ZigBee SOC控制器通過電源管理電路完全切斷鋰電池對電子墨水顯示屏供電，且進(jìn)入掉電休眠狀態(tài)等待數(shù)據(jù)傳輸，由微能量采集模塊采集空間電磁場能量，特別是2G/3G/4G等移動通信頻段信號，甚至可按需安裝低功率的信號發(fā)射裝置并轉(zhuǎn)化為電能對鋰電池進(jìn)行充電，此時功耗達(dá)到最低幾乎沒有能量消耗;在刷新狀態(tài)，即當(dāng)有無線數(shù)據(jù)進(jìn)入電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊時，ZigBee SOC控制器被喚醒，并通過射頻通信電路接收對應(yīng)無線數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)完畢同時獲得刷新電子墨水顯示屏命令后，ZigBeeSOC控制器通過電源管理電路使鋰電池開始對電子墨水顯示屏進(jìn)行供電，并完成電子墨水顯示屏顯示數(shù)據(jù)刷新工作，刷新結(jié)束后，重新回到設(shè)備顯示狀態(tài)。
[0027]所述的電子標(biāo)簽手持模塊，可通過觸摸LCD顯示屏手寫或者矩陣鍵盤進(jìn)行顯示信息數(shù)據(jù)的輸入，然后利用RSSI(Received Signal Strength Indicat1n信號強(qiáng)度指示)技術(shù)，通過ZigBee SOC控制器和射頻通信電路將這些顯示數(shù)據(jù)點(diǎn)對點(diǎn)地發(fā)送到離電子標(biāo)簽手持模塊最近的電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊，從而達(dá)到能夠?qū)为?dú)的電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行更改，避免只能通過監(jiān)控機(jī)房上位機(jī)對電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行更改且需要往返電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊現(xiàn)場確認(rèn)的現(xiàn)象，提高了維護(hù)效率。
[0028]這個系統(tǒng)采用了新興的微能量采集技術(shù)，能夠直接從空間電磁場進(jìn)行能量的采集并保存，大大提高單個節(jié)點(diǎn)的電池使用壽命甚至是無需更換電池，真正實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)的無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)，提高了整個無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)的靈活性和場景適用性；即使是空間電磁場能量極其微弱或幾乎沒有的地方，亦可通過安裝射頻信號發(fā)射裝置，完成無線電量傳輸，避免繁重的電源布線工作或復(fù)雜的設(shè)備改造。
[0029]這個系統(tǒng)采用超低功耗、快速自組網(wǎng)的ZigBee技術(shù)，單個網(wǎng)絡(luò)理論上可連入65535個電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊，每個電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中分配的ID顯示不同數(shù)據(jù)。采取多網(wǎng)絡(luò)接入方式，可以連入更多電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊，非常適用于大型超市、倉儲物流、大型病房大樓等場合。同時亦可大大降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰肯摹?br>[0030]這個系統(tǒng)采用電子墨水顯示屏技術(shù)，電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊斷電后，電子墨水顯示屏依然可以正常顯示，做到超低功耗甚至是零功耗。能夠有效避免紙張油墨的使用，降低日常維護(hù)工作量，達(dá)到綠色環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)的效果。
[0031 ]這個系統(tǒng)采用ZigBee SOC控制器，微控制器和ZigBee射頻器件集成在同一芯片之中，僅需簡單的外部射頻通信電路即可實(shí)現(xiàn)完整的射頻功能?？梢杂行Ы档驼w模塊的成本和體積。
[0032]這種標(biāo)簽系統(tǒng)具備實(shí)時更新功能且成本低廉、方便管理和維護(hù)。
【附圖說明】
[0033]圖1為實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為實(shí)施例中電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3為實(shí)施例中電子標(biāo)簽手持模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4為實(shí)施例中電子標(biāo)簽匯聚模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的內(nèi)容作進(jìn)一步的闡述，但不是對本實(shí)用新型的限定。
[0038]實(shí)施例:
[0039]參見圖1，一種分布式無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)，包括
[0040]上位機(jī)Al，用于統(tǒng)一分發(fā)標(biāo)簽顯示數(shù)據(jù)以及確認(rèn)標(biāo)簽顯示狀態(tài)，上位機(jī)Al為固定監(jiān)控機(jī)房中安裝了軟件程序計算機(jī)，不可移動；
[0041 ] ZigBee網(wǎng)絡(luò)，工作于2.4GHz射頻信號頻率，直接對各個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，方便管理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳遞數(shù)據(jù)資料；
[0042]射頻信號發(fā)射裝置，工作于902-928MHZ射頻信號頻率，為各個微能量采集模塊提供必要頻率的射頻信號，以便對各個模塊進(jìn)行供電；
[0043]上位機(jī)Al通過WiF1、有線以太網(wǎng)或串口 RS232與ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線或有線連接；射頻信號發(fā)射裝置A4通過無線射頻信號與ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接，電子標(biāo)簽匯聚模塊A2處于所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)的物理邊緣，接近上位機(jī)Al，向上位機(jī)Al提供串口 RS232、以太網(wǎng)口、WiFi三種數(shù)據(jù)通信通道，電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊在所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)上的位置固定；電子標(biāo)簽手持模塊A3則在所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可隨意移動，根據(jù)需要移動到需要修改顯示內(nèi)容的電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊處，現(xiàn)場點(diǎn)對點(diǎn)完成顯示內(nèi)容的修改。
[0044]所述的上位機(jī)Al與多個具有相同結(jié)構(gòu)的所述的ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接，即Al亦可同時與多個具有ZigBee網(wǎng)絡(luò)NI相同結(jié)構(gòu)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)N2至ZigBee網(wǎng)絡(luò)Nn進(jìn)行連接。
[0045]所述的射頻信號發(fā)射裝置A4與多個具有相同結(jié)構(gòu)的所述的ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接，即射頻信號發(fā)射裝置A4通過無線射頻信號與ZigBee網(wǎng)絡(luò)NI至ZigBee網(wǎng)絡(luò)Nn相連接。
[0046]所述的ZigBee網(wǎng)絡(luò)包括
[0047]電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊，用于節(jié)點(diǎn)信息的顯示；
[0048]電子標(biāo)簽匯聚模塊A2，電子標(biāo)簽匯聚模塊A2將上位機(jī)Al與分布在使用現(xiàn)場ZigBee網(wǎng)絡(luò)中所有電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊連接起來，完成數(shù)據(jù)的交互，電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊為電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊al_電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊an;
[0049]電子標(biāo)簽手持模塊A3，對電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改和維護(hù)；
[0050]電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊al-電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊an與電子標(biāo)簽匯聚模塊A2、電子標(biāo)簽手持模A3塊組網(wǎng)構(gòu)成ZigBee網(wǎng)絡(luò)NI，并且每個模塊在ZigBee網(wǎng)絡(luò)NI中有且僅有唯一有效的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識ID，每一個ID都與具體物理位置--對應(yīng)。
[0051 ]所述電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊包括微能量采集模塊B4、第一鋰電池B5、電源管理電路B6、第一 ZigBee SOC控制器B1、電子墨水顯示屏B2和第一射頻通信電路B3，用于節(jié)點(diǎn)信息的顯示，微能量采集模塊B4、第一鋰電池B5、電源管理電路B6順序連接；電子墨水顯示屏B2、第一射頻通信電路B3、第一鋰電池B5、電源管理電路B6均接入第一ZigBee SOC控制器BI;第一鋰電池B5還與電子墨水顯示屏B2和第一射頻通信電路B3電連接;該模塊直接安裝使用于需要顯示信息的實(shí)際地址，譬如具體貨柜貨物、床位或者其他需要的位置，完成信息的顯示功會K;
[0052]所述的電子標(biāo)簽匯聚模塊A2包括第二ZigBeeSOC控制器Cl以及與之連接的供電電路C4、第二射頻通信電路C2、串口RS232轉(zhuǎn)換電路C3、有線以太網(wǎng)通信電路C5、W1-Fi通信電路C6，電子標(biāo)簽匯聚模塊A2將上位機(jī)Al與分布在使用現(xiàn)場ZigBee網(wǎng)絡(luò)中所有電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊連接起來，完成數(shù)據(jù)的交互；
[0053]所述電子標(biāo)簽手持模塊A3包括充電管理電路D5、第二鋰電池D4、第三ZigBee SOC控制器Dl、矩陣鍵盤D6、觸摸LCD屏D3、字庫EEPROM D7和第三射頻通信電路D2，充電管理電路D5、第二鋰電池D4、第三ZigBee SOC控制器Dl、第三射頻通信電路D2順序連接;矩陣鍵盤D6、觸摸LCD屏D3、字庫EEPROM D7與第三ZigBee SOC控制器Dl連接；
[0054]所述電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊分為顯示狀態(tài)和刷新狀態(tài);在顯示狀態(tài)，電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊由微能量采集模塊B4對鋰電池進(jìn)行充電；在刷新狀態(tài)，電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊才對電子墨水顯示屏B2的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新。
[0055]在顯示狀態(tài)，即正常顯示信息時，ZigBee SOC控制器通過電源管理電路完全切斷鋰電池對電子墨水顯示屏供電，且進(jìn)入掉電休眠狀態(tài)等待數(shù)據(jù)傳輸，由微能量采集模塊采集空間電磁場能量，特別是2G/3G/4G等移動通信頻段信號，甚至可按需安裝低功率的信號發(fā)射裝置并轉(zhuǎn)化為電能對鋰電池進(jìn)行充電，此時功耗達(dá)到最低幾乎沒有能量消耗;在刷新狀態(tài)，即當(dāng)有無線數(shù)據(jù)進(jìn)入電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊時，ZigBee SOC控制器被喚醒，并通過射頻通信電路接收對應(yīng)無線數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)完畢同時獲得刷新電子墨水顯示屏命令后，ZigBeeSOC控制器通過電源管理電路使鋰電池開始對電子墨水顯示屏進(jìn)行供電，并完成電子墨水顯示屏顯示數(shù)據(jù)刷新工作，刷新結(jié)束后，重新回到設(shè)備顯示狀態(tài)。
[0056]所述的電子標(biāo)簽手持模塊A3，可通過觸摸LCD顯示屏D3手寫或者矩陣鍵盤D6進(jìn)行顯不信息數(shù)據(jù)的輸入，然后利用RSSI(Received Signal Strength Indicat1n，信號強(qiáng)度指示，簡稱RSSI)技術(shù)，通過ZigBee SOC控制器Dl和射頻通信電路D2將這些顯示數(shù)據(jù)點(diǎn)對點(diǎn)地發(fā)送到離電子標(biāo)簽手持模塊A3最近的電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊，從而達(dá)到能夠?qū)为?dú)的電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行更改，避免只能通過監(jiān)控機(jī)房上位機(jī)Al對電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行更改且需要往返電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊現(xiàn)場確認(rèn)的現(xiàn)象，提高了維護(hù)效率。
[0057]具體地，
[0058]參見圖2，所示電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊，在刷新狀態(tài)，第一鋰電池B5向第一ZigBee SOC控制器B1、電子墨水屏B2、第一射頻通信電路B3和電源管理電路B6進(jìn)行供電，微能量采集模塊B4停止工作，BI通過B3接收到數(shù)據(jù)后，對B2進(jìn)行顯示刷新;完成刷新后，BI通過B6，切斷B5對B2的供電且B4開始工作，之后BI進(jìn)入極低功耗的深度休眠狀態(tài)，等待喚醒，進(jìn)入顯示狀態(tài);在顯示狀態(tài)，B4采集電磁場能量，對B5進(jìn)行充電，此時B2完全斷電，但由于電子墨水顯示屏的特點(diǎn)，掉電依然能夠正常顯示信息，BI等待B3接收到特定無線信號來喚醒，整個模塊處于極低功耗的狀態(tài)，若B3接收到特定無線信號，則BI被喚醒，開始接收數(shù)據(jù)，進(jìn)入顯示狀態(tài)。
[0059]參見圖3，所示電子標(biāo)簽手持模塊。第二鋰電池D4為第三ZigBee SOC控制器Dl、矩陣鍵盤D6、字庫EEPROM D7、第三射頻通信電路D2和觸摸LCD顯示屏D3進(jìn)行供電；D6和04可作為輸入設(shè)備，輸入相關(guān)顯示數(shù)據(jù);D7為存儲漢字、字體等信息的電可擦除存儲器，用以完成標(biāo)準(zhǔn)符號的輸入;完成數(shù)據(jù)輸入，Dl通過D2將輸入的數(shù)據(jù)發(fā)送給鄰近的電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊進(jìn)行顯示數(shù)據(jù)刷新，完成點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)修改;充電管理電路D5則用來對D4進(jìn)行充電。
[0060]參見圖4，所示電子標(biāo)簽匯聚模塊，供電電路C4為第二ZigBee SOC控制器Cl、第二射頻通信電路C2、串口 RS232電路C3、有線以太網(wǎng)通信電路C5和WiFi通信電路C6提供工作電壓;數(shù)據(jù)從監(jiān)控機(jī)房上位機(jī)發(fā)送至ZigBee網(wǎng)絡(luò)時，Cl通過C3或者C5或者C6從上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后經(jīng)由C2發(fā)送至ZigBee網(wǎng)絡(luò);數(shù)據(jù)從ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至監(jiān)控機(jī)房上位機(jī)時，Cl通過C2接收數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)處理后，通過C3或者C5或者C6發(fā)送給上位機(jī)。
[0061]綜上所述，Al可批量對NI至Nn的顯示信息進(jìn)行修改，電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊安裝于顯示現(xiàn)場具體物理位置，電子匯聚模塊A2安裝于靠近監(jiān)控機(jī)房上位機(jī)的位置，A3則由操作維護(hù)人員隨身攜帶。上述三個模塊構(gòu)成低功耗、快速自組網(wǎng)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，并且每個模塊在該ZigBee網(wǎng)絡(luò)中有且僅有唯一有效的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識ID，每一個ID都能與具體物理位置——對應(yīng)起來。射頻信號發(fā)射裝置A4作為可選模塊，在無射頻信號時，可由A4進(jìn)行無線射頻信號發(fā)射，為電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊供給能量，避免繁重的電源布線工作或復(fù)雜的設(shè)備改造，降低系統(tǒng)的成本，并提高適用能力。完成安裝后，電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊進(jìn)入超低功耗掉電休眠的顯示狀態(tài)，采集周圍環(huán)境的電磁場能量對鋰電池充電，等待無線信號的喚醒。監(jiān)控機(jī)房上位機(jī)通過電子標(biāo)簽匯聚模塊，將每個ID所對應(yīng)的顯示信息進(jìn)行發(fā)布，電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊此時被有效的數(shù)據(jù)信號喚醒，進(jìn)入刷新狀態(tài)且接收到這些信息后，完成對電子墨水顯示屏的數(shù)據(jù)刷新操作，隨后進(jìn)入顯示狀態(tài)。實(shí)際顯示期間，基本上不存在能量的消耗，且一直在采集電磁場能量為鋰電池供電。如果需要對某些電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行有針對性的修改等維護(hù)操作，維護(hù)人員只需使用A3，通過矩陣鍵盤或者觸摸LCD顯示屏進(jìn)行輸入。然后通過RSSI技術(shù)，盡可能靠近需要修改數(shù)據(jù)的電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊，即可完成顯示數(shù)據(jù)的修改。能夠避免僅通過上位機(jī)發(fā)布顯示數(shù)據(jù)需要往返電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊現(xiàn)場和監(jiān)控機(jī)房上位機(jī)之間反復(fù)確認(rèn)的不足，降低維護(hù)操作的工作量，大大提升維護(hù)操作效率。
【主權(quán)項】
1.一種分布式無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)，其特征是，包括 上位機(jī)，用于統(tǒng)一分發(fā)標(biāo)簽顯示數(shù)據(jù)以及確認(rèn)標(biāo)簽顯示狀態(tài)； ZigBee網(wǎng)絡(luò)，直接對各個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，方便管理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳遞數(shù)據(jù)資料； 射頻信號發(fā)射裝置，為各個微能量采集模塊提供必要頻率的射頻信號，以便對各個模塊進(jìn)行供電； 上位機(jī)與ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線或有線連接;射頻信號發(fā)射裝置通過無線射頻信號與ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)，其特征是，所述的上位機(jī)與多個所述的ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)，其特征是，所述的射頻信號發(fā)射裝置與多個所述的ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)，其特征是，所述的ZigBee網(wǎng)絡(luò)包括 電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊，用于節(jié)點(diǎn)信息的顯示； 電子標(biāo)簽匯聚模塊，電子標(biāo)簽匯聚模塊將上位機(jī)與分布在使用現(xiàn)場ZigBee網(wǎng)絡(luò)中所有電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊連接起來，完成數(shù)據(jù)的交互； 電子標(biāo)簽手持模塊，對電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改和維護(hù)； 電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊與電子標(biāo)簽匯聚模塊、電子標(biāo)簽手持模塊組網(wǎng)構(gòu)成Z igBee網(wǎng)絡(luò)，并且每個模塊在該ZigBee網(wǎng)絡(luò)中有且僅有唯一有效的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識ID，每一個ID都與具體物理位置——對應(yīng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)，其特征是，所述電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊包括微能量采集模塊、第一鋰電池、電源管理電路、第一ZigBee SOC控制器、電子墨水顯示屏和第一射頻通信電路，微能量采集模塊、第一鋰電池、電源管理電路順序連接；電子墨水顯示屏、第一射頻通信電路、第一鋰電池、電源管理電路均接入第一ZigBee SOC控制器;第一鋰電池還與電子墨水顯示屏和第一射頻通信電路電連接。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)，其特征是，所述的電子標(biāo)簽匯聚模塊包括第二ZigBee SOC控制器以及與之連接的供電電路、第二射頻通信電路、串口RS232轉(zhuǎn)換電路、有線以太網(wǎng)通信電路、W1-Fi通信電路。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)，其特征是，所述電子標(biāo)簽手持模塊包括充電管理電路、第二鋰電池、第三ZigBee SOC控制器、矩陣鍵盤、觸摸LCD屏、字庫EEPROM和第三射頻通信電路，充電管理電路、第二鋰電池、第三ZigBee SOC控制器、第三射頻通信電路順序連接;矩陣鍵盤、觸摸IXD屏、字庫EEPROM與第三ZigBee SOC控制器電連接。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式無線電子標(biāo)簽系統(tǒng)，其特征是，所述電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊分為顯示狀態(tài)和刷新狀態(tài)，在顯示狀態(tài)，電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊由微能量采集模塊對鋰電池進(jìn)行充電;在刷新狀態(tài)，電子標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)模塊對電子墨水顯示屏的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新。
【文檔編號】G06F3/14GK205451437SQ201521101942
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月28日
【發(fā)明人】廖晶晶, 唐智勇, 黎科, 蔣旭亮, 肖立庚
【申請人】廣西師范大學(xué)