Id标识装置的制作方法

专利名称：Id标识装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无线信号收发装置，具体地说是一种应用无 线信号对目标物进行标识的ID标识装置。
背景技术：
生活中，人们总希望在最短的时间内获取最有用的信息，例如在 超级市场内，人们希望在最短时间内获取与自己所需要采购商品相关 的信息及该商品的具体存放位置。因此，部分超市使用ID标识装置 来标识各个目标物，即标识超市内的各个商品，并在顾客使用的购物 车上安装具有阅读器的多媒体播放器。这种ID标识装置分别放置在 各种商品的附近，每个ID标识装置具有一个微处理器，微处理器的 存储器中存储有其所放置处商品的ID识别码，ID标识装置中还有一 个无线射频收发模块，向阅读器发出包含该商品ID识别码的无线射 频信号。当阅读器接收到无线射频信号后，依据收到无线射频信号的 强弱(ESS OR RSS), —方面可以识别与ID标识装置之间的距离， 另一方面可获取该商品的ID识别码，多媒体播放器将根据该ID识别 码播放该商品的相关信息，包括商品的名称、产地、品质等，顾客即 可通过这些信息对商品进行了解，确定是否需要购买，大大方便了顾 客选购商 品o
但是，由于无线射频信号具有发散性的发射特点，定向性较差，
致使处于某一位置的阅读器会同时接收到多个ID识别码，多媒体播 放器播放的商品信息不一定是最靠近顾客的商品信息，另外，在有阻 挡物、人体移动、甚至天气情况的干扰下，以及阅读器天线与ID标 识装置天线作用角度的不同，都会使无线射频信号的强弱带来干扰， 因此，当目标物的间距较小时，依据射频信号的强弱无法准确判断阅 读器离哪个目标物最近，给顾客选购带来一定的影响。更重要的是， 由于ID标识装置长期处于工作状态，即使在超市非营业时也发出无 线射频信号，因此消耗大量电能，不利于能源的节约。
发明内容
本实用新型的主要目的是提供一种电能消耗较少的ID标识装
置；
本实用新型的另一目的是提供一种能清晰标识各个目标物的ID
标识装置。
为实现上述的主要目的，本实用新型提供的ID标识装置包括有 微处理器，该微处理器具有微处理单元，ID标识装置还设有通过电 源处理器向微处理器供电的电源部分、与微处理器连接的无线信号传 送单元，此外，还设有检测周围环境光亮度的环境光亮度检测模块， 该环境光亮度检测模块与微处理器连接。
由以上方案可见，在非营业时间内，超市内环境光亮度较低，环 境光亮度检测模块检测到周围环境光亮度较低时，可使微处理器的微 处理单元进入休眠程序。由于微处理单元进入休眠程序消耗的电能远 小于正常工作状态下消耗的电能，因此，依据上述方案的ID标识装 置消耗的电能将大大减少，有利于电能的节省。
一个优选的方案是，无线信号传送单元中至少采用一个无线射频 收发模块，用于发射目标物的ID识别码及接收更新数据。由于无线 射频信号辐射范围较广，使用无线射频信号发射目标物的ID识别 码，可确保阅读器靠近ID标识装置后即可接收对应的ID识别码，缩 短阅读器接收ID识别码的时间。
另一个优选的方案是，无线信号传送单元中至少采用一个红外线 发射模块，用于发射目标物的ID识别码，并在红外线发射模块上安 装一个红外线镜头。由于红外线具有较好的定向性，ID标识装置发 出的红外线能够精确的被阅读器接收，这样ID标识装置即可清晰地 标识各个目标物。同时，通过调整红外线镜头的方向，可使红外线精 确地发射至某一位置，当阅读器处于该位置时，便可接收到该红外线 信号，ID标识装置即能清晰地标识对应的目标物。
再一个优选的方案是，无线信号传送单元中至少采用一个红外线 发射模块和一个无线射频收发模块，其用途及优点将在实施例部分加 以说明。
在上述各方案中还可以设置红外线检测模块，红外线检测模块与 微处理器连接，用于检测阅读器发出的红外线信号。红外线检测模块 检测到红外线信号后向微处理单元发出中断请求，告知微处理单元接 收到红外线信号，微处理单元即可控制无线信号单元在单位时间内发
射次数较多的无线信号，使阅读器更快地接收到ID标识装置发出的 无线信号；而在红外线检测模块没有接收到红外线信号时，微处理单 元控制无线信号单元在单位时间内发射次数相对较少的无线信号，以 节省ID标识装置消耗的电能。


图l是本实用新型ID标识装置实施例的结构示意框图； 图2是本实用新型ID标识装置实施例中无线射频收发模块的结 构示意框图3是本实用新型ID标识装置实施例用于标识子区域的安装示 意图4是本实用新型ID标识装置实施例用于标识目标物的安装示 意图5是本实用新型ID标识装置实施例用于标识子区域及目标物 的安装示意图6是应用本实用新型ID标识装置实施例的标识方法流程图7是本实用新型ID标识装置实施例的^:处理单元进入休眠程 序的工作流程图8是本实用新型ID标识装置实施例的^:处理单元正常工作程 序的工作流程图9是本实用新型ID标识装置实施例的微处理单元在线编程的 工作流程图。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式

参见图1,图1是本实用新型ID标识装置实施例的结构示意框 图。本实施例的ID标识装置包括电源部分1、电源处理器2、红外线
检测模块3、环境光亮度检测模块4、微处理器5、红外线发射模块 6、红外线镜头7、无线射频收发模块8以及数据下载接口 9。其中， 红外线发射模块6、红外线镜头7及无线射频收发模块8组成本实施 例的无线信号传送单元。
微处理器5是ID标识装置的核心，其具有微处理单元、计时 器、计数器、电源控制器、A/D转换器、接口控制器、中断控制器以 及存储器等。其中，微处理单元控制各种信息接收与发送，并对接收 到信息进行处理，同时微处理单元还可以根据电源情况、周围环境光 亮度情况进入工作状态或休眠模式。存储器中存储有多种程序、 一种 或多种特定商品的ID识别码以及周围环境光亮度阈值等信息。当 然，本实施例的存储器可以是多种不同存储器，如R0M、 RAM、 FLASH 等，这些都是本领域技术人员所熟知的存储器。
ID标识装置有一电源部分1,本实施例的电源部分1可以是镍-镉、镍-金属氢化物、锂离子等蓄电池，其通过电源处理器2向微处 理器5提供电源。电源处理器2包括一个拨动开关、整流电路以及稳 压电路等，将电源部分1提供的电源经过整流、稳压处理后，向微处 理器5提供稳定的驱动电源。微处理器5的电源控制器与电源处理器 2连接，并4企测电源部分1的电压情况，若^r测到电源部分1的电压 较低时，其控制微处理单元5进入休眠程序。
环境光亮度检测模块4主要包括环境光亮度传感器，用于检测 ID标识装置周围环境光亮度的状况，并将检测结果以模拟信号的方 式传送至微处理器5的A/D转换器，A/D转换器将模拟信号转换成数 字信号后传送至微处理单元，如果微处理单元判断周围环境光亮度低 于阈值时，进入休眠程序，以减少电能的消耗。
红外线检测才莫块3可接收阅读器发出的红外线信号，并在接收到 红外线信号后向孩吏处理器5的中断控制器发出中断请求，微处理单元 便可获知红外线检测模块3检测到红外线信号，也就是在该ID标识 装置附近有顾客正在选购商品，微处理器5让红外线发射模块6和无 线射频收发模块8在单位时间内发射次数较多的红外线信号和无线射 频信号，顾客便可迅速获取商品的信息。当红外线检测模块3没有检
测到红外线信号时，微处理器5控制红外线发射模块6和无线射频收 发模块8在单位时间内发射次数较少的红外线信号和无线射频信号， 以减少电能消^>。
同时，红外线检测模块3也可接收更新的数据信息，超市的工作 人员可将需要更新的数据信息通过红外线检测模块3传送至微处理器 5,微处理器5接收到更新的数据后将更新的数据保存至存储器指定 的地址中，替换原有数据。
红外线发射模块6可在微处理器5的控制下发射红外线，其单位 时间内发射次数可由微处理器5控制，将某一商品的ID识别码准确 地发射到阅读器。由于红外线具有较好的定向性，即使在一个较小的 区域内同时存在多个ID标识装置，发出的红外线也不会相互影响， 阅读器能精确地接收一个ID标识装置发出的红外线，顾客即可准确 获知最靠近自己的商品相关信息。
红外线发射模块6上安装有红外线镜头7，红外线镜头7主要由 曲面的红外线镜片组成，并可被移动。移动红外线镜头7可以改变红 外发射模块6发射的红外线在红外线镜片上的入射角和折射角，从而 控制调节红外线的覆盖范围。移动红外线镜头的主要目的是为了遮挡 或允许红外线发射才莫块6发射的红外线在红外线镜片上通过范围，从 而控制调节红外线的覆盖范围。
无线射频收发模块8可在微处理器5的控制下接收与发射无线射 频信号，其接收的无线射频信号可以是需要更新的数据，包括更新的 ID识别码、更新的程序等。无线射频收发模块8的结构示意框图如 图2所示。无线射频收发模块8包括数据传送控制接口 81、接收处 理单元82、发射处理单元83以及微波天线84。其中数据传送控制接 口 81连接微处理器5的接口控制器，并与接收处理单元82、发射处 理单元83进行信息交换。
接收无线射频信号时，微波天线84将接收到的无线射频信号传 送至接收处理单元82，经接收处理单元82处理后传送至数据传送控 制接口 81。需要发射无线射频信号时，数据传送控制接口 81将需要
发射的无线射频信号传送至发射处理单元82，发射处理单元82即控 制微波天线84发射无线射频信号。
回看图1, ID标识装置还设有数据传送接口 9，用于将初始数据 传送到微处理器5中，如微处理器5的驱动程序，初始的ID识别码 等。当然，若超市工作人员需要将大量的数据更新至微处理器5中， 也可以通过数据传送接口 9将需要更新的数据传送至微处理器5。
需要强调的是，本实施例的ID标识装置同时设置了红外线检测 模块3、红外线发射模块6以及无线射频收发模块8。对于其他的实 施例，这些模块均可有选择地进行配置，即可以只使用红外线发射模 块6，而不使无线射频收发模块8，或者只使用无线射频收发模块8 而不使用红外线发射模块6，或者两者都使用，此外，红外线检测模 块3在这些实施例中是可以不使用的，这并不影响本实用新型的实 施。
因此，可根据红外线发射模块与无线射频收发模块的选配情况定 义三种类型的卡，即可以有三种ID标识装置的实施例，对同时设红 外发射模块与无线射频收发模块的ID标识装置，定义为All型卡； 对仅设有红外发射模块而未设置无线射频收发模块的ID标识装置， 定义为A10型卡；对仅设有无线射频收发模块而未设置红外发射模块 的ID标识装置，定义为AOl型卡。可根据实际情况，选择三种卡中 "一种或多种对特定商品或区域进行标识，对区域进行的标识更特殊 ;可以是阅读器进入后需要执行的一些命令标识，例如控制附有阅读 器的播放器的音量控制命令等。
参见图3，如果在特定区域内，需要被标识的目标物的间距较 大，即多个ID识别装置发射的无线射频信号之间不会造成相互影响 的距离，可分别使用AOl型卡标识对各个目标物进行标识。在超市的 每个特定区域如收银台上方悬挂AOl型卡11，用来标识各个不同的 收银台，最好放置3个或3个以上的AOl型卡11,且分布在该特定 区域的边界处，使阅读器能正确识别所处的区域，购物车的阅读器进 入收银台区域后，即可接收AOl型卡11发出的无线射频信号，还能 识别该无线射频信号的强弱(ESS OR RSS),即依据收到射频信号的
强弱程度来判别所处的区域。在一个特定区域内使用多个ID标识装 置，可以达到无线射频信号覆盖整个收银台区域(该特定区域)的目 的，当然，在收银台区域内的多个ID标识装置发射的无线射频信号 表示的ID识别码应当相同。
参见图4，如果在特定区域内需要被标识的目标物较少，优选 的，目标物的数量在256个以下，便于ID标识装置使用较少位数的 二进制编码表示各个目标物的ID,且各个目标物的间距较小，即多 个ID识别装置发射的无线射频信号之间可能会造成相互影响的距 离，则可分别使用A10型卡标识各个目标物。在超市的货架每种目标 物的上方悬挂一个或多个A10型卡12，并确保每种目标物均有唯一 的ID识别码对应。当购物车停靠在货架该种商品前，即可接收A10 型卡12发出的红外线信号，精确地接收到该商品对应的ID识别码， 多媒体播放器便播放该商品的相关信息。同样，若同一种类的商品较 多，分布较广时，也可以使用多个ID标识装置发出的红外线信号来 标识同一种商品。
如果在特定区域内需要被标识的目标物种类较多，优选的，数量 在256个以上，且间距较小，即多个ID识别装置发射的无线射频信 号之间可能会造成相互影响的距离，可使用All型卡进行标识。All 型卡先通过无线射频模块以无线射频信号方式发出某一目标物的ID 识别码，再马上通过红外线发射模块发射红外线信号，该红外线信号 可以是不表示目标物的ID的ID标识码。例如，在大中型超市中，商 品货架较大，货架的间距比较密集且数量较多，每个货架的ID识别 码就需要较多的二进制位进行编码，此时，使用All型卡以无线射频 信号方式发送ID识别码的编码时间就更短，可节省All型卡消耗的 电能。另外，由于无线射频信号的定向性较差，阅读器能在较短时间 内收到多个All型卡以无线射频方式发送的ID识别码。因此，All 型卡以无线射频方式发射一次ID识别码后，马上发射红外线信号， 这样，阅读器判断在接收到无线射频方式发射的ID识别码后又紧接 着接收到红外线信号的ID识别码，才是所处货架的ID识别码，并驱 动多媒体播放器播放对应商品的相关信息。阅读器在接收到无线射频 方式发射的ID识别码后没接收到红外线信号的，表示该ID识别码对 应的货架并不是最靠近阅读器的货架，多媒体播放器不播放该商品的 相关信息。
当然，若特定区域内需要被标识的目标物较多其间距较小时，也 可以使用A01型卡与A10型卡双重使用的方法进行标识。例如，如图 5所示，将超市划分为多个子区域Ul、 U2、 U3,并使用A01型卡11 发出的无线射频信号来标识各个子区域。同时，在每一子区域内的货 架上方悬挂多个A10型卡12，使用A10型卡12发出的红外线信号标 识该子区域内多种不同的商品。这样，阅读器进入某一子区域时，如 进入子区域Ul,即可接收A01型卡发出的无线射频信号标识该子区 域，并在靠近某一商品时，接收A10型卡发出的红外线信号，阅读器 即可获取该子区域及商品的ID识别码，从而驱动多媒体播放器播放 该商品的相关信息。
本实施例中，ID标识装置是悬挂在子区域或商品的上方，ID标 识装置发射的红外线信号可垂直地射向地面，这样阅读器能更精确地 接收ID标识装置接收单一红外线信号，有效避免不同ID标识装置发 出的红外线信号相互干扰。当然，若将ID标识装置放置于货架上或 其它近旁的地方也并不影响本实用新型的实施。
下面，结合图6至图9来说明ID标识装置的工作原理。参见图 6，图6是本实用新型ID标识装置实施例的工作流程图。ID标识装 置使用前，需要向ID标识装置的存储器中写入环境光亮度阈值等信 息以及必要的程序，确保ID标识装置能够正常工作。ID标识装置开 始工作后执行步骤Sl，启动微处理器的微处理单元及所有电路，并 完成所需软件的引导和微处理器内各个单元部件的初始化。
步骤S2中，微处理单元通过电源控制器检测电源部分的电压， 判断电源部分是否处于低电压状态，如是则执行步骤S4，微处理单 元进入休眠程序。如果电源部分电压正常，通过环境光亮度检测模块 检测周围环境光亮度状况，并将检测到的环境光亮度实际值与存储器 中的环境光亮度阈值对比，判断实际值是否大于阚值，即执行步骤
S3，如是则执行步骤S5,微处理单元进入正常工作状态，否则执行 步骤S4，微处理单元进入休眠程序。
参见图7，图7是微处理单元进入休眠程序后的流程图。微处理 单元进入休眠程序后，首先将执行步骤Sll,工作在低频模式，然后 设定休眠定时器的休眠时间，即执行步骤S12。休眠时间可为30秒 至120秒，在休眠时间内，微处理单元执行步骤S13，进入休眠模 式。休眠模式可以是微处理单元自带的休眠模式，也可以是通过编程 实现的休眠模式，微处理单元在休眠模式下消耗电能远远小于正常工 作下消耗的电能。
休眠时间到后，微处理单元将被唤醒，并执行步骤S14，再次判 断电源部分是否仍处于低电压状态，如是执行步骤S15，微处理单元 进入无限休眠模式，直至更换电源部分并重启才唤醒。如果电源部分 电压恢复正常，则执行步骤S16,再次检测环境光亮度情况，如果环 境光亮度大于阈值，执行步骤S17，微处理单元进入正常工作状态， 否则返回执行步骤Sll。
由此可见，微处理单元检测电源部分处于电压状态或检测周围环 境光亮度低于阈值时，均进入休眠程序，减少ID标识装置电能的消 耗。尤其是超市在非营业时间内，ID标识装置将处于无限休眠模 式，将大大减少电能消耗，有利于节约能源。
微处理单元正常工作状态流程图如图8所示。微处理单元进入正 常工作状态后，首先执行步骤S21,工作在正常频率模式下，并设置 在线编程计时器的初始值，该值可以为5秒至10秒，即执行步骤 S22,微处理单元可在这段时间内更新数据。
然后，微处理单元执行步骤S23，判断ID标识装置是否具有无 线射频收发模块，即判断ID标识装置是什么类型的卡，若具有无线 射频收发模块，即为All型卡或A01型卡，则执行步骤S24，进入无 线射频接收模式，并执行步骤S25，判断是否接收到无线射频信号， 如果接收到无线射频信号，表示工作人员正在对ID标识装置的数据 进行更新，则执行步骤S26，进入在线编程模式。如果没有接收到无线射频信号，执行步骤S27,判断在线编程计时器是否为0,如是执 行步骤S31,否则返回执行步骤S25。
步骤S23中，微处理单元判断ID标识装置不具有无线射频收发 模块，即为A10型卡，则执行步骤S28，判断是否接收到红外线信 号，如果接收到红外线信号，则执行步骤S29，进入在线编程模式， 若没有接收到红外线信号，则执行步骤S30,判断在线编程计时器是 否为G,如是则执行步骤S31，否则返回执行步骤S28。
由上述步骤可知，微处理单元进入正常工作状态后，首先检测是 否接收到无线射频信号或红外线信号，如果接收到这些信号则进行在 线编程，即更新数据，如果没有接收到这些信号，则执行步骤S31。
步骤S31中，微处理单元将清零ID识别码快速发射次数，并设 置休眠定时器的休眠时间，微处理单元便执行步骤S32，进入休眠程 序。微处理单元唤醒后，执行步骤S33，判断电源部分是否处于低电 压状态，如是则执行步骤S39,微处理单元再次进入休眠程序。如果 电源部分电压正常，微处理单元执行步骤S34，通过环境光亮度检测 模块检测周围环境光亮度情况，如果超市在非营业时间内，环境光亮 度低于阈值，微处理单元执行步骤S39,进入休眠程序。如果环境光 亮度大于阈值，执行步骤S35,进一步判断ID标识装置是否与外部 计算机或编程器连接，如果有连接，表示ID标识装置正通过数据传 送接口下载数据，则执行步骤S36,将程序、更新的ID识别码等数 据下载到存储器中。如果没有与外部计算机、编程器连接，则执行步 骤S37, ID标识装置发射存储在存储器中的ID识别码。
ID标识装置发射ID识别码时，将判断ID标识装置是哪一类型 的卡，若是AlO型卡，则以红外线方式将ID识别码发射出去，如果 是A01型卡，则以无线射频方式将ID识别码发射出去，如果是All 型卡，则先以无线射频方式将ID识别码发出，再以红外线方式以发 出ID标识码。
ID标识装置发射ID识别码后，纟丸行步骤S38,检测是否接收到 红外线信号，如果接收到红外线信号，表示有阅读器靠近，红外线发 射模块和无线射频模块在单位时间内发射次数较多的ID识别码，若
没有接收到红外线信号，则在单位时间内发射次数较少的ID识别 码，这样可减少ID标识装置消耗的电能。微处理单元执行完毕步骤 S38后返回执行步骤S32。
由上述步骤可见，微处理单元在更新完毕数据后，将进入休眠程 序，并在唤醒后判断电源部分电压情况以及周围环境光亮度情况，只 有电源部分电压正常其周围环境光亮度大于阈值时才发射ID识别 码，以节省电能消耗。
下面结合图9说明微处理单元进入在线编程模式后的工作流程。 微处理单元进入在线编程模式，首先判断接收到的ID识别码是否为 适合格式的ID识别码，即执行步骤S41，如果格式适合，则执行步 骤S42，将接收到的ID识别码存储到存储器指定的地址中，并将在 线编程计时器清零，即执行步骤S43。如果接收到的ID识别码的格 式不适合，则直接返回，不将接收到的ID识别码存储到存储器中。
由上述的ID标识装置的结构以及ID标识装置的工作流程可知， 微处理器的微处理单元可在周围环境光亮度低于阈值时进入休眠程 序，也就是ID识别装置可在超市非营业时间内消耗较少的电能，有 利于节约电能。
并且，ID标识装置使用红外线发射;f莫块以红外线方式将ID识别 码发射出去，使阅读器根据清晰地接收对应商品的相关信息，有效避 免阅读器同时接收到多个商品ID识别码情况的发生。
当然，ID标识装置不限于应用在超市内标识各种商品，还可以 在其他如会展中心、博物馆等场所使用。例如，可以将其放置在旅游 区的各个景点内，应用无线射频信号将各个景点ID识别码的信息发 射至游客的阅读器上，并由阅读器向游客介绍各个景点的相关信息。
同时，使用无线射频信号携带的ID识别码来标识多个子区域 时，可根据子区域的面积情况，放置一个或多个ID标识装置，确保 阅读器能清晰接收无线射频信号。同样，使用红外线信号标识目标物 时，若同一目标物分布较广，也可以使用多个ID标识装置发出的红 外线信号进行标识。
最后，需要强调的是，本实用新型不限于上述实施方式，诸如无
线射频收发模块组成部件的改变、ID标识方法中步骤顺序的改变、 ID标识装置放置位置的改变等微小变化也应该包括在本实用新型的 保护范围内。此外，本实用新型构思的一个方面是利用红外线具有定 向性的特点，在目标物距离较小的场合对每一 目标物使用红外线信号 标识目标物，显然，也可以采用激光发射模块发射激光信号对目标物 进行标识，及用激光检测模块对来自阅读器的激光进行检测，以替代 红外线发射模块和红外线检测模块，这是与本实用新型技术方案相关 的等同替换。
权利要求1.ID标识装置，包括微处理器，所述微处理器具有微处理单元；电源部分，所述电源部分通过电源处理器向微处理器供电；与微处理器连接的无线信号传送单元；其特征在于还包括检测环境光亮度的环境光亮度检测模块，所述环境光亮度检测模块与微处理器连接。
2、 根据权利要求1所述的ID标识装置，其特征在于 所述无线信号传送单元包括无线射频收发模块，用于发射目标物的ID识别码及"t妄收更新数据。
3、 根据权利要求1或2所述的ID标识装置，其特征在于 所述无线信号传送单元包括红外线发射模块，用于发射目标物的ID识别码。
4、 根据权利要求3所述的ID标识装置，其特征在于 所述红外线发射模块上安装有红外线镜头。
5、 根据权利要求3所述的ID标识装置，其特征在于所述ID标识装置还包括与微处理器连接的红外线检测模块，用 于检测红外线信号。6根据权利要求5所述的ID标识装置，其特征在于所述ID标识装置还包括向微处理器传送数据的数据传送接口 。
专利摘要本实用新型提供一种ID标识装置，包括微处理器，该微处理器具有微处理单元，ID标识装置还设有通过电源处理器向微处理器供电的电源部分，与微处理器连接的无线信号传送单元，检测周围环境光亮度的环境光亮度检测模块，该环境光亮度检测模块与微处理器连接。本实用新型提供的ID标识装置可减少ID标识装置的电能消耗，且使ID标识装置更加清晰地标识各个目标物。
文档编号G06K7/10GK201196792SQ20082004613
公开日2009年2月18日 申请日期2008年4月10日 优先权日2008年4月10日
发明者兰维建, 华 周, 潘传荣, 郑成明, 涛 陈 申请人:珠海信石电子科技有限公司