1.本公开涉及电子标签的技术领域,具体涉及一种电子标签。
背景技术:
2.电子标签是一种用于取代传统纸质标签的电子元件,其通常设置在各类产品或设备上,用于显示对应的标签信息。电子标签按供电方式可分为有源电子标签和无源电子标签两种,有源电子标签主要通过内置电池或外接电源的方式供电,内置电池的方式需要频繁更换电池或充电,外接电源的方式需要设置连接线,使用不便,且不适用于移动物品中。
3.无源电子标签具有更好的适用性,如专利【cn 218038041u】公开的一种电子标签夹,包括:无线供电电路、nfc芯片电路、控制电路和显示屏工作电路;其中,无线供电电路包括电压输入端、电源管理芯片和电压输出端,电压输入端用于接收电能,电源管理芯片对电能进行电压转换后并通过电压输出端输出;nfc芯片电路包括天线线圈、nfc芯片和控制端,天线线圈与nfc芯片连接,nfc芯片的能量输出引脚与无线供电电路的电压输入端连接,nfc芯片的控制引脚与控制端连接;控制电路与nfc芯片电路的控制端连接;显示屏工作电路包括显示屏芯片和信号输入端,信号输入端与控制电路连接,其通过nfc无线供电技术为控制电路供电,进而更换显示屏处的标签信息。
4.在实际应用过程中,上述采用nfc结构的电子标签,其感应距离普遍小于5cm,也即工作人员需手持nfc信号发射端贴近电子标签才能使电子标签产生感应以更换标签信息,受限于感应距离,这种电子标签在应用过程中适用性较差,尤其的,在工业生产场景中,电子标签需放置在生产线的移动物品上,而移动物品会随生产线流动,也即在更换标签信息时需找到并贴近对应的移动物品实现近距离感应,操作不便,同时操作人员还需非常靠近生产线上的生产设备,存在一定的安全隐患。
技术实现要素:
5.为了解决上述现有技术存在的问题,本公开目的在于提供一种电子标签。本公开可实现中远距离无线供电更换标签信息,可适用于移动物品的应用场景中,且可实现无源显示,整体功耗低,使用便捷。
6.本公开所述的一种电子标签,包括壳体,所述电子标签还包括:
7.电子墨水屏,其嵌设在所述壳体的表面;
8.控制器,其与所述电子墨水屏信号连接,用于控制所述电子墨水屏切换显示信息;
9.通信模块,其与所述控制器信号连接;
10.无线供电模块,其与所述控制器电连接,所述无线供电模块用于接收外部感应信号产生电能为所述控制器供电,所述无线供电模块包括光电耦合单元、电磁单元和电波接收单元中的一种或若干种。
11.优选地,所述光电耦合单元为太阳能板或激光能量接收器。
12.优选地,所述电磁单元为电磁感应式接收线圈或磁场共振式接收端。
13.优选地,所述电波接收单元为无线电波式接收器。
14.优选地,所述电子标签还包括:
15.稳压器,所述稳压器的电压输入端连接所述无线供电模块的电压输出端,电压输出端连接所述控制器的电压输入端,所述稳压器为me6211a33g-n型稳压芯片。
16.优选地,所述控制器为stc8h8k64u系列单片机。
17.优选地,所述通信模块为ble蓝牙模块、zigbee模块或lora模块。
18.优选地,所述电子标签还包括:
19.警示灯,其与所述控制器信号连接;
20.备用电池,其与所述警示灯电连接用于为所述警示灯供电。
21.本公开所述的一种电子标签,其优点在于:
22.1、本公开通过设置光电耦合单元、电磁单元和电波接收单元作为无线供电模块,上述几种无线供电结构均能实现中远距离供电,可在电子标签较远处向电子标签上的接收端传输电能,实现中远距离供电唤醒控制器,以实现更换电子墨水屏标签信息;本公开的电子标签信息,可实现中远距离供电变更标签信息,无需贴近电子标签,适合作为移动物品的电子标签,尤其适用于工业生产场景下,生产线上的移动物品,可便于生产操作,且操作人员在变更标签信息时无需靠近生产设备,可降低安全隐患;
23.2、本公开选用电子墨水屏作为显示元件,电子墨水屏显示时无需电源输入,仅在更换显示内容时需要接入电源,可实现完全无源情况下正常显示,提高电子标签的显示稳定性,同时也可降低电子标签的整体能耗;
24.3、本公开的各个元件的具体选型均具有低功耗的特点,可进一步降低电子标签的整体功耗;
25.4、本公开通过设置备用电池为警示灯供电,可确保在电子标签故障且无法进行无线供电时通过备用电池供电及时告警,提高电子标签的可靠性。
附图说明
26.图1是本实施例所述电子标签的结构示意图;
27.图2是本实施例所述电子标签的结构框图;
28.图3是本实施例所述电子墨水屏的具体电路图;
29.图4是本实施例所述控制器的具体电路图;
30.图5是本实施例所述通信模块的具体电路图;
31.图6是本实施例所述无线供电模块的具体电路图。
32.附图标记说明:1-壳体,2-电子墨水屏,3-控制器,4-通信模块,5-无线供电模块。
具体实施方式
33.如图1-图6所示,本公开所述的一种电子标签,包括壳体1,壳体1通常呈长方盒形壳体,内部中空用于安装电路部件,其一侧具有用于供下述电子墨水屏2嵌入的嵌入窗口,壳体1通常包括通过螺栓或塑料外壳里带卡口可拆卸连接的上壳和底盖,电路部件在装入壳体1内后,将底盖盖合在上壳的底部以形成封闭结构。
34.电子墨水屏2,其嵌设在壳体1的表面,用于显示标签信息。
35.控制器3,其与电子墨水屏2信号连接,用于控制电子墨水屏2切换显示信息,具体的,控制器3在接收到下述无线供电模块5传输的电能后通电启动,并可根据下述通信模块4输入的信息切换电子墨水屏2处的显示信息,完成显示信息变更。
36.通信模块4,其与控制器3信号连接,控制器3可通过通信模块4与外部通信器建立通信连接进行外部通信。
37.无线供电模块5,其与控制器3电连接,用于通过无线方式接收对应发射端传输的电能,无线供电模块5在接收到发射端传输的电能后输入到控制器3中,为控制器3提供工作电流,使控制器3通电启动。无线供电模块5可包括光电耦合单元、电磁单元和电波接收单元中的一种或若干种,即无线供电的方式可为上述三种结构中的一种、两种或三种。
38.具体的,光电耦合单元通常包括太阳能板或激光能量接收器,本实施例中,以太阳能板的方式为例,形如图1中右侧所示出的,无线供电模块5为一块太阳能板,其凸出在壳体1的正面之上,通过配置满足光照强度的照明灯,当需要切换电子墨水屏2的显示信息时,使用照明灯朝向太阳能板照射光线,且该光线的光照强度满足该太阳能板产生电流所需的光照强度,因此当该光线照射在太阳能板上时,会使太阳能板发生光生伏特效应,产生电流为控制器3供电,通过配置适宜的太阳能板和照明灯,可使太阳能板在被照明灯照射时产生适宜的电能,如图6所示3.3v电压,为控制器3稳定供电。
39.激光能量接收器则选用现有激光能量传输系统中常用的接收器即可,通过配置对应的激光能量发射器,可以通过激光进行能量收发,可实现小电流电能传输,可传输满足控制器3工作的电能。
40.电磁单元包括电磁感应式线圈或磁场共振式线圈,电磁感应和磁场共振是两种常用的利用电磁效应进行无线电能传输的方式。电磁感应式线圈主要包括分体式的初级线圈和次级线圈,次级线圈即所述的电磁感应式接收线圈,初级线圈为通电的电源端,当初级线圈通以一定频率的交流电时,通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流,从而实现电能的无线传输,通过配置适宜的线圈圈数,可通过无线传输为控制器3提供充足的工作电流。
41.磁场共振式是无线电磁能量传输的一种方式,其包括能量发送装置和能量接收装置,当两个装置在相同频率或特定频率上共振时,可实现较远距离的能量传输,能量接收端即为所述的磁场共振式接收端,通过配置对应的能量发送端,可以通过磁场共振的方式向接收端传输电能,磁场共振式接收端在接收到电能后为控制器3供电。
42.电波接收单元为无线电波式接收器,无线电波充电的原理类似于wifi,其使用2.45ghz的电波发送装置传输电力,发射装置与微波炉使用的磁控管结构基本相同,传送的微波为交流电波,可用对应的无线电波接收器(通常为天线)在用电设备侧接收,然后使用整流电路转换为电流为控制器3供电。
43.上述的几类无线供电结构,均可实现中远距离的无线电能传输,以满足为控制器3供电的需求,可根据实际需求选择设置。
44.进一步的,本实施例中,如图6所示,电子标签还包括:
45.稳压器,稳压器的电压输入端连接无线供电模块5的电压输出端,电压输出端连接控制器3的电压输入端,即稳压器接入在无线供电模块5与控制器3之间,无线供电模块5接收的电能经过稳压器稳压后输入到控制器3中为控制器3供电,以使控制器3的供电稳定,进一步的,稳压器为me6211a33g-n型稳压芯片,该芯片具有稳压效果好,能耗低的优点。
46.进一步的,本实施例中,控制器3为stc8h8k64u系列单片机,其接线图如图4所示,该单片机具有能耗低、控制稳定的优点。
47.进一步的,本实施例中,通信模块4可以为ble蓝牙模块,具体可选用pb-02蓝牙通信芯片,其接线图如图5所示。通信模块4还可以选用zigbee模块或lora模块。上述的无线通信模块4均具有通信稳定、能耗低的优点。
48.进一步的,本实施例中,所述电子标签还包括:
49.警示灯,其与控制器3信号连接,通常设置在壳体1的正面上。
50.备用电池,其与警示灯电连接用于为警示灯供电,在电子标签正常使用过程中,备用电池不对外输出电流,当电子标签出现出错告警、且无线供电模块5无电流输入时,控制器3控制警示灯通过备用电池的供电亮起进行告警,通过设置备用电池为警示灯供电,可确保在电子标签故障且无法进行无线供电时通过备用电池供电及时告警,提高电子标签的可靠性。
51.本实施例的电子标签的工作过程如下所述,以太阳能板作为无线供电模块5为例,将电子标签安装在目标物品上,启动照明灯为太阳能板提供光线,使太阳能板产生电能为控制器3供电,控制器3通过通信模块4与外部通信器通信,可通过通信器输入所需显示的标签信息,控制器3控制电子墨水屏2显示对应的标签信息,撤去照明灯后,电子墨水屏2可在无源条件下保持显示标签信息。
52.当需要变更标签信息时,通过照明灯向太阳能板照射光线,使太阳能板产生电能为控制器3供电,重复上述步骤向控制器3输入欲变更的标签信息,控制器3控制电子墨水屏2显示变更的标签信息后撤去照明灯即可。
53.本公开通过设置光电耦合单元、电磁单元和电波接收单元作为无线供电模块5,上述几种无线供电结构均能实现中远距离供电,可在电子标签较远处向电子标签上的接收端传输电能,实现中远距离供电唤醒控制器3,以实现更换电子墨水屏2标签信息;本公开的电子标签信息,可实现中远距离供电变更标签信息,无需贴近电子标签,适合作为移动物品的电子标签,尤其适用于工业生产场景下,生产线上的移动物品,可便于生产操作,且操作人员在变更标签信息时无需靠近生产设备,可降低安全隐患;
54.本公开选用电子墨水屏2作为显示元件,电子墨水屏2显示时无需电源输入,仅在更换显示内容时需要接入电源,可实现完全无源情况下正常显示,提高电子标签的显示稳定性,同时也可降低电子标签的整体能耗;
55.本公开的各个元件的具体选型均具有低功耗的特点,可进一步降低电子标签的整体功耗。
56.在本公开的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本公开和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
57.对于本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本公开权利要求的保护范围之内。