CN102436597A - 可视化无源rfid电子标签及其身份识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可视化无源RFID电子标签，包括用于接收和发送射频信号的天线、用于响应接收的射频信号中的操作指令并将响应结果转换成射频信号用以反馈发送的RFID芯片以及显示模块。其中显示模块包括用以生成数据信息的控制单元和显示所述数据信息的显示单元，显示模块直接或间接地通过所述天线进行供电。本发明还提供了一种可视化无源RFID电子标签的身份识别方法，在对该电子标签进行查询和/或更新的同时，可以给操作人员提供视觉提示，从而更快找到该电子标签。另外，该显示模块直接地或间接地通过天线供电，因此不需要额外增加储能设备，简化了电子标签的设计，节省了空间。

Description

可视化无源RFID电子标签及其身份识别方法

技术领域

本发明涉及无源RFID电子标签，尤其涉及一种可视化无源RFID电子标签及其身份识别方法。

背景技术

现有的纸质标签或条形码易受周围环境，人工操作等因素的影响，造成标签的老化或损坏，给安装和维护工作带来很大的隐患。射频身份识别(RFID)技术是一种非接触式的身份自动识别技术，它通过射频信号的自动识别目标并获取所需数据。RFID电子标签是射频识别技术的核心。RFID电子标签分为有源RFID电子标签和无源RFID电子标签两种。目前市场上主流的RFID电子标签是无源RFID电子标签。无源RFID电子标签上没有直接的供电装置，其工作所需全部的电能依靠接收到的读写器发送的射频能量获得，其工作方式分为两种情况：对于高频RFID，基于电感耦合理论，无源RFID电子标签工作于读写器发射电磁场的近场区域，天线类似于变压器的耦合线圈，RFID电子标签的芯片与读写器通过天线线圈之间耦合作用实现能量的传输；而超高频RFID，基于电磁耦合理论，其电子标签工作于读写器发送电磁场的远场区域，天线可以等效为一个电流源，RFID芯片与读写器通过交变的电磁场实现能量的传输。上述两种情况在会接收天线的两端产生感应电动势差，进而在芯片通路中形成微弱的电流，如果这个电流的强度达到一定阈值，就将激活无源RFID芯片使其工作，从而实现对标签芯片中存储器进行读/写操作。然而在身份识别过程中，一定空间区域内并不是只有一个RFID电子标签，当其中的某一个RFID被查询到后，即时读写器上可以标识出该RFID电子标签，例如显示其编号，但是操作人员无法在第一时间找到该RFID标签。针对这个问题，现有的方法是在RFID电子标签在查询到后提供声音提示，例如发出蜂鸣，但是声音识别远没有视觉识别快速、准确且直接。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中无源RFID电子标签无法提供视觉提示以及供电不便的缺陷，提供一种可视化无源RFID电子标签及其身份识别方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可视化无源RFID电子标签，包括

天线，用于接收和发送射频信号；

RFID芯片，用于响应接收的所述射频信号中的操作指令，并将响应结果转换成射频信号用以反馈发送；其中，

所述可视化无源RFID电子标签还包括显示模块，其中所述显示模块包括用以生成数据信息的控制单元和显示所述数据信息的显示单元；

所述天线与所述显示模块耦合用以对所述显示模块进行供电。

在根据本发明实施例所述的可视化无源RFID电子标签中，所述RFID芯片和所述显示模块块均与所述天线直接连接，用以通过所述天线接收的射频信号进行供电。

在根据本发明实施例所述的可视化无源RFID电子标签中，

所述天线包括第一天线和第二天线，其中，

所述RFID芯片与所述第一天线直接连接，用以通过所述第一天线接收的射频信号进行供电；

所述显示模块与所述第二天线直接连接，用以通过所述第二天线接收的射频信号进行供电。

在根据本发明实施例所述的可视化无源RFID电子标签中，

所述RFID芯片与所述天线连接，用以通过从所述天线接收的射频信号进行供电；

所述RFID芯片还与所述控制单元连接，用以对所述显示模块进行供电。

在根据本发明实施例所述的可视化无源RFID电子标签中，

所述显示模块与所述RFID芯片串联后接入所述天线的两端，用以通过所述天线接收的射频信号同时对所述显示模块和所述RFID进行供电。

在根据本发明实施例所述的可视化无源RFID电子标签中，所述显示模块包括第一显示模块和第二显示模块，所述第一显示模块和第二显示模块均分别与所述天线和所述RFID芯片连接。

在根据本发明实施例所述的可视化无源RFID电子标签中，所述RFID芯片基于所述响应结果生成显示使能信号，并发送至所述控制单元以控制所述显示单元的显示。

在根据本发明实施例所述的可视化无源RFID电子标签中，所述控制单元与所述RFID芯片连接，用以根据所述RFID芯片产生的响应结果生成所述数据信息。

在根据本发明实施例所述的可视化无源RFID电子标签中，所述操作指令为查询和/或更新可视化无源RFID电子标签的身份信息的指令。

在根据本发明实施例所述的可视化无源RFID电子标签中，所述控制单元根据所述天线接收的射频信号生成所述数据信息。

在根据本发明实施例所述的可视化无源RFID电子标签中，所述显示单元为显示指示器和/或显示屏。

在根据本发明实施例所述的可视化无源RFID电子标签中，所述数据信息为数字、文字和/或图形。

本发明还提供了一种可视化无源RFID电子标签的身份识别方法，用于识别权利要求1-12任一项所述的可视化无源RFID电子标签的电子身份，包括步骤：

通过天线接收射频信号；

RFID芯片响应接收的所述射频信号，并基于响应结果生成显示使能信号以及将所述响应结果转换成射频信号；

通过所述天线发送与所述响应结果有关的射频信号，同时，

显示模块的控制单元基于所述响应结果和/或显示使能信号生成数据信息，并通过显示单元显示所述数据信息。

本发明产生的有益效果是：在依据本发明实施例的可视化无源RFID电子标签中设有显示模块，因此在身份识别和信息更新过程中，可以为操作人员提供直观的视觉提示。另外，该显示模块直接地或间接地通过天线供电，因此不需要额外增加储能设备，简化了电子标签的设计，节省了空间。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明第一实施例中可视化无源RFID电子标签的逻辑框图；

图2是对图1改进的可视化无源RFID电子标签的逻辑框图；

图3是本发明第二实施例中可视化无源RFID电子标签的逻辑框图；

图4是对图3改进的可视化无源RFID电子标签的逻辑框图；

图5是本发明第三实施例中可视化无源RFID电子标签的逻辑框图；

图6是本发明第四实施例中可视化无源RFID电子标签的逻辑框图；

图7是对图6改进的可视化无源RFID电子标签的逻辑框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

依据本发明实施例的可视化无源RFID电子标签100包括天线110和RFID芯片120，类似于现有的无源RFID电子标签100，天线110用于从读写器接收射频信号并将反馈的射频信号发送至读写器。RFID芯片120用于响应接收的射频信号中的操作指令，并将响应结果转换成射频信号用以反馈发送回读写器。例如，RFID芯片120用于响应从读写器接收的射频信号以对RFID芯片120内存储的身份信息进行配对，从而获得配对结果，并将该配对结果转换成射频信号，用以反馈回读写器；或者根据接收的射频信号在RFID芯片120中写入新信息或修改信息，从而完成指定信息的变更等等。

除此之前，依据本发明实施例的可视化无源RFID电子标签100还包括显示模块130，该显示模块130包括用以生成数据信息的控制单元131和显示所述数据信息的显示单元132。其中，显示单元132显示指示器或显示屏，例如，发光二极管、有机电激光显示器、等离子体、液晶、电泳显示器、放电管类物理器件；含有荧光剂、二苯基蒽类电化学物质；荧光素酶类生物发光类物质等。数据信息既可以是指示显示指示器开启的指令信号，也可以是能在显示屏上显示的与此次电子身份识别有关的数字、文字和/或图形信息。显示模块130与天线耦合，从而可以通过天线直接地或间接地进行供电。

下面将结合附图在具体的实施例中对依据本发明实施例的可视化无源RFID电子标签100进行详细描述，但是应当理解的是，以下实施例仅用作举例目的，并不是对本发明的限制。

第一实施例

如图1所示，在本实施例中，RFID芯片120和显示模块130的控制单元131分别与天线110的两端连接，从而通过天线110从读写器接收的射频信号中携带的射频能量分别对RFID芯片120和显示模块130进行供电，从而驱动两者的正常工作。此时天线110等效于一个电流源，显示模块130和RFID芯片120并联连接后接入到该电流源中，从供电角度来说，显示模块130与RFID芯片120是相互独立的。与此同时，RFID芯片120直接从天线110接收射频信号并响应该射频信号，并例如将与配对结果有关的射频信号通过天线110反馈发送回给读写器，从而在读写器上可以显示此次配对结果。

在本实施例中，显示模块130的控制单元131根据通过天线110接收的射频信号生成数据信息，例如，当通过天线110接收的射频信号产生的电势差超过了预设的阈值电压时，控制单元131可基于此生成数据信息，例如指示显示指示器亮，从而提示操作者，该标签已经响应到了读写器发出的操作信号。但是这种显示方法有不足之处，在显示中，只要显示模块130接收的能量足够大都能够显示，即当读写器发出一个操作信号后，可能会有多个电子标签100同时显示，但是其中相配对的只有一个，因此该显示方法只能在众多的电子标签100中筛选出一部分，再借助其它方法进行最后确认，例如声音提示等等。

图2示出了本实施例的一个优选，在该优选实施例中，RFID芯片120根据配对结果生成显示使能信号，例如当配对成功后生成显示使能信号；并将该显示使能信号发送给控制单元131来控制显示单元132的显示，例如，控制单元131只有收到该显示使能信号才指示显示单元132进行显示，而不管射频信号产生的电势差是否超过了控制单元131的阈值电压。通过这种设置方式，显示的电子标签100是唯一的以及确定的。当然，此时控制单元131可与RFID芯片120连接，用以根据RFID芯片120生成的配对结果生成数据信息供显示单元132进行显示。

在本发明的具体实现过程中，可采用多种显示方式，例如可以只是图1所示的显示方式，即只要超过阈值电压即可显示；也可以只是图2中的显示方式，即只有收到显示使能信号时才显示；也可以是上述两种方式的结合，即两者同时满足时才显示，此时显示单元132既可以是一个，也可以多个，例如显示指示器和显示屏同时工作。

第二实施例

第二实施例是对第一实施例中的供电方式进行改进，其它部分的实施方式相同。在依据第二实施例的可视化无源RFID电子标签100中，如图3所述，上述天线110包括第一天线111和第二天线112，其中，RFID芯片120与第一天线111连接，显示模块130通过控制单元131与第二天线112连接。这样，RFID芯片120通过第一天线111接收的射频信号进行供电，并通过第一天线111从读写器接收射频信号以及发送反馈射频信号给读写器。另外，显示模块130通过第二天线112接收的射频信号进行供电。在该实施例中，RFID芯片120和显示模块130分别通过独立的第一天线111和第二天线112进行供电，相比于第一实施例，可以选用功率较小的天线，而且供电过程更为稳定。

另外，在本实施例的具体实现过程中，仍然可采用多种显示方式，虽然图3中只示出了其中的一种，即只要超过阈值电压即可显示，但是也可以在此基础上进行改进或替换，例如如图4所示，可以是只有收到显示使能信号时才显示；也可以是上述两种方式的结合，即两者同时满足时才显示，此时显示单元132既可以是一个，也可以多个，例如显示指示器和显示屏同时工作。

第三实施例

如图5所示，在该实施例中，RFID芯片120分别与天线110和显示模块130连接。一方面，RFID芯片120通过天线110接收的射频信号进行自身供电，以及通过天线110收发射频信号；另一方面，RFID芯片120上还设有电源输出端口与显示模块130连接，从而将射频信号提供的电势差分配一部分给显示模块130，当分配的电势差足够大时，即可驱动显示模块130工作。在该供电方式中，只有RFID芯片120与天线110连接，显示模块130通过RFID芯片120进行供电。当然，此时控制单元131可与RFID芯片120连接，用以根据RFID芯片120生成的配对结果生成数据信息供显示单元132进行显示。

在该实施例的可视方式中，仍然可采用多种显示方式，例如只要超过阈值电压即可显示；也可以是只有收到显示使能信号时才显示；也可以是上述两种方式的结合，即两者同时满足时才显示，此时显示单元132既可以是一个，也可以多个，例如显示指示器和显示屏同时工作。

第四实施例

如图6所示，显示模块130和RFID芯片120串联连接后再接入到天线110的两端，因此在该供电方式中，作为电流源的天线110同时为显示模块130和RFID芯片120供电，此时，只有天线110提供的电势差超过显示模块130和RFID芯片120的工作电压之和后，两者才能正常工作，因此在该实施例中需要功率较大的天线110。另外，RFID芯片120仍然通过天线110收发射频信号，以进行查询和/或更新操作。当然，此时控制单元131可与RFID芯片120连接，用以根据RFID芯片120生成的配对结果生成数据信息供显示单元132进行显示

图7示出了图6中所示电子标签100的改进，如图7所示，显示模块130包括第一显示模块130和第二显示模块230，第二显示模块230同样包括控制单元231和显示单元232，其中，第一显示模块130和第二显示模块230均分别与天线110和RFID芯片120连接。这样，作为电流源的天线110同时为第一和第二显示模块以及RFID芯片120供电，只有天线110提供的电势差超过两个显示模块和RFID芯片120的工作电压之和后，三者才能正常工作。通过这种方法，可以为操作者提供多种视觉提示。

在该实施例的可视方式中，仍然可采用多种显示方式，例如显示模块130只要超过阈值电压即可显示；也可以是只有收到显示使能信号时才显示；也可以是上述两种方式的结合，即两者同时满足时才显示，此时显示单元132既可以是一个，也可以多个，例如显示指示器和显示屏同时工作。

在对依据本发明实施例的可视化无源RFID电子标签进行电子身份识别过程中，首先，通过天线从读写器接收射频信号，该射频信号既包括操作指令，也携带有能量，因此天线可作为电子标签中其它部件工作的电流源。随后，RFID芯片响应接收的射频信号以对内部存储的身份信息进行配对以获得配对结果，一方面，该配对结果需要反馈给读写器，因此RFID芯片将配对结果转换成射频信号，并通过天线反馈发送回读写器，使得操作人员可以获知配对结果；另一方面，RFID芯片可基于该配对结果生成数据信息发送给显示模块以供显示模块显示，和/或基于该配对结果生成显示使能信号发送给显示模块以控制显示单元是否能够显示。随后，天线将配对结果有关的射频信号反馈发送回给读写器，与此同时，显示模块的控制单元基于配对结果和/或显示使能信号生成数据信息，并通过显示单元显示该数据信息，从而为操作人员提供直观的视觉提示，使得操作人员能够第一时间找到该电子标签。

以上所描述的各种可视化无源RFID电子标签100可用于多种场合，例如，可将依据本发明实施例的可视化无源RFID电子标签100设置在光纤电缆的光纤插头上。当读写器想要在光配线架上的多个光纤插头中找到指定的或者与之匹配的光纤插头时，首先由读写器发送包含查询指令的射频信号进行找寻；找到指定的或者与之匹配的光纤插头后，设置在该光纤插头中的可视化无源RFID电子标签100发送反馈射频信号给读写器，与此同时，电子标签100的显示单元开始工作，包括显示指示装置亮起和/或显示屏开始显示。这样，操作人员将在多个光纤插头中一眼找到与之匹配的光纤插头，省去了再次查找的过程，从而简化了操作，并提高了效率。

从以上可以看出，在依据本发明实施例的可视化无源RFID电子标签中设有显示模块，因此在身份识别和信息更新过程中，可以为操作人员提供直观的视觉提示。另外，该显示模块直接地或间接地通过天线供电，因此不需要额外增加储能设备，简化了电子标签的设计，节省了空间。另外，显示模块既可以显示为指示器，也可以显示与配对结果有关的详细信息，因此显示内容丰富多样。另外，显示模块的显示可以通过RFID芯片发送显示使能信号进行控制，因此显示模块的显示可以是唯一的以及确定的。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种可视化无源RFID电子标签，包括

天线，用于接收和发送射频信号；

RFID芯片，用于响应接收的所述射频信号中的操作指令，并将响应结果转换成射频信号用以反馈发送；其特征在于，

所述可视化无源RFID电子标签还包括显示模块，其中所述显示模块包括用以生成数据信息的控制单元和显示所述数据信息的显示单元；

所述天线与所述显示模块耦合用以对所述显示模块进行供电。

2.根据权利要求1所述的可视化无源RFID电子标签，其特征在于，所述RFID芯片和所述显示模块块均与所述天线直接连接，用以通过所述天线接收的射频信号进行供电。

3.根据权利要求2所述的可视化无源RFID电子标签，其特征在于，

所述天线包括第一天线和第二天线，其中，

所述RFID芯片与所述第一天线直接连接，用以通过所述第一天线接收的射频信号进行供电；

所述显示模块与所述第二天线直接连接，用以通过所述第二天线接收的射频信号进行供电。

4.根据权利要求1所述的可视化无源RFID电子标签，其特征在于，

所述RFID芯片与所述天线直接连接，用以通过从所述天线接收的射频信号进行供电；

所述RFID芯片还与所述控制单元连接，用以对所述显示模块进行供电。

5.根据权利要求1所述的可视化无源RFID电子标签，其特征在于，

所述显示模块与所述RFID芯片串联后接入所述天线的两端，用以通过所述天线接收的射频信号同时对所述显示模块和所述RFID进行供电。

6.根据权利要求5所述的可视化无源RFID电子标签，其特征在于，所述显示模块包括第一显示模块和第二显示模块，所述第一显示模块和第二显示模块均分别与所述天线和所述RFID芯片连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的可视化无源RFID电子标签，其特征在于，所述RFID芯片基于所述响应结果生成显示使能信号，并发送至所述控制单元以控制所述显示单元的显示。

8.根据权利要求1-6任一项所述的可视化无源RFID电子标签，其特征在于，所述控制单元与所述RFID芯片连接，用以根据所述RFID芯片产生的响应结果生成所述数据信息。

9.根据权利要求1-6任一项所述的可视化无源RFID电子标签，其特征在于，所述操作指令为查询和/或更新可视化无源RFID电子标签的身份信息的指令。

10.根据权利要求2-4任一项所述的可视化无源RFID电子标签，其特征在于，所述控制单元根据所述天线接收的射频信号生成所述数据信息。

11.根据权利要求1所述的可视化无源RFID电子标签，其特征在于，所述显示单元为显示指示器和/或显示屏。

12.根据权利要求11所述的可视化无源RFID电子标签，其特征在于，所述数据信息为数字、文字和/或图形。

13.一种光纤电缆，其特征在于，所述光纤电缆的光纤插头上设有权利要求1-12任一项所述的可视化无源RFID电子标签。

14.一种可视化无源RFID电子标签的身份识别方法，其特征在于，用于识别权利要求1-12任一项所述的可视化无源RFID电子标签的电子身份，包括步骤：

通过天线接收射频信号；

RFID芯片响应接收的所述射频信号，并基于响应结果生成显示使能信号以及将所述响应结果转换成射频信号；

通过所述天线发送与所述响应结果有关的射频信号，同时，

显示模块的控制单元基于所述响应结果和/或显示使能信号生成数据信息，并通过显示单元显示所述数据信息。

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