專利名稱：信息交互裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種信息交互裝置，尤指一種基于RFID技術(shù)的有源 電子標簽。
背景技術(shù)：
隨著電子標簽的發(fā)展，電子標簽不僅可附著在待識別物品上作為待識 別物品的電子標記，而且還可被用作一種信息交互的工具。舉例來說，在 學(xué)校中電子標簽可作為學(xué)生和教師間進行課堂互動的工具。教師通過閱讀 器向?qū)W生發(fā)送包含試題內(nèi)容的射頻信號，學(xué)生通過持有的電子標簽接收由 閱讀器發(fā)送的該射頻信號，并將包含有答案的射頻信號通過電子標簽發(fā)送 到教師持有的閱讀器，從而實現(xiàn)學(xué)生和教師間的信息交互。
在上述應(yīng)用中，閱讀器需要與眾多電子標簽進行信息交互。然而，當 眾多電子標簽同時向閱讀器發(fā)送射頻信號時，由于閱讀器只能同時接收一 定數(shù)量的電子標簽所發(fā)送的射頻信號，因此容易造成信號沖撞的現(xiàn)象從而 降低閱讀器讀取電子標簽發(fā)送的射頻信號的速度以及閱讀器與電子標簽 之間進行信息交互的可靠性。因此現(xiàn)有的電子標簽只能應(yīng)用于參與人數(shù)較 少的場合中而不能滿足被大范圍使用的需求。并且現(xiàn)有的電子標簽通常采 用工作頻段為非微波頻段(2.45GHz以下)的無源電子標簽，因此閱讀器 能夠可靠地接收電子標簽發(fā)送的射頻信號的閱讀范圍比較有限從而限制 了電子標簽的應(yīng)用。
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，因此有必要提供一種改進的技術(shù)以克服上 述缺點。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種信息交互裝置，通過采用2.45GHz即 微波頻段作為工作頻段，并且在信息交互裝置的內(nèi)部同時設(shè)有采用 13.56MHz作為工作頻^L的近距離電子標簽，從而既能實現(xiàn)遠距離、低功 耗、防沖撞的信息交互并擴大信息交互裝置的應(yīng)用領(lǐng)域，又能實現(xiàn)近距離的射頻通信。
為了達到上述目的，本實用新型的主要技術(shù)手段在于提供一種信息交 互裝置，包括外部框架、前面板以及后面板，該前面板嵌設(shè)于該外部框架 的前表面中，該后面板嵌設(shè)于外部框架的后表面中，從而于外部框架中形 成 一 容置空間，于該容置空間中設(shè)有用于控制信息交互裝置與閱讀系統(tǒng)進
行信息交互的控制電路，其包括微控制單元，內(nèi)部設(shè)有控制程序；電池 單元，與該微控制單元連接，用于向該微控制單元提供電源并且為信息交 互裝置與閱讀系統(tǒng)間通信提供所需射頻能量；鍵盤單元，與該微控制單元 的輸入端連接，用于向微處理器傳送包含有相應(yīng)信息的射頻信號；射頻單 元，與該微控制單元雙向通信連接，用于對鍵盤單元傳送的射頻信號以及 從閱讀系統(tǒng)接收到的射頻信號進行處理；天線單元，與該射頻單元連接， 用于在2.45GHz工作頻段上向閱讀系統(tǒng)發(fā)送鍵盤單元傳送的射頻信號以 及接收由閱讀系統(tǒng)在2.45GHz工作頻段上發(fā)送的射頻信號；LCD顯示單 元，與該微控制單元的輸出端連接，用于顯示鍵盤單元傳送的相應(yīng)信息以 及閱讀系統(tǒng)發(fā)送的相應(yīng)信息；以及近距離電子標簽，其工作頻段為 13.56MHz,用于實現(xiàn)近距離的射頻通信。
通過上述技術(shù)方案，本實用新型的信息交互裝置中設(shè)有一電氣獨立且 工作頻段為13.56MHz的近距離電子標簽，從而能夠?qū)崿F(xiàn)近距離的射頻通 信，例如進行門禁管理、小額支付等；并且本實用新型的信息交互裝置為 采用2.45GHz工作頻段的有源電子標簽，從而能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離、低功耗、 防沖撞的信息交互。由于該遠距離信息交互的特性，因此擴大了信息交互 裝置的應(yīng)用范圍，例如在校園、醫(yī)院、養(yǎng)老院、會場等場所進行人員追蹤、 教學(xué)互動等；由于該低功耗的特性，因此電池單元可維持信息交互裝置工 作5年以上，從而實現(xiàn)本實用新型的信息交互裝置可長期使用、免維護的 功效；由于該防沖撞的特性，因此提高了信息交互裝置進行信息交互的可 靠性從而滿足在參與人數(shù)多的大范圍場合中使用的需求。
進一步地，所述微控制單元、鍵盤單元、射頻單元以及天線單元設(shè)于 印刷電路板上；所述LCD顯示單元包括LCD顯示器以及設(shè)于該LCD顯 示器下的LCD背膠片，該LCD顯示器連接有扁平導(dǎo)線，該扁平導(dǎo)線還與 印刷電路板連接；所述電池單元與印刷電路板連接。于所述后面板上穿設(shè) 有用于向所述微控制單元燒入控制程序的封口穿槽以及設(shè)有用于填補該 封口穿槽的封塊。所述容置空間中還設(shè)有內(nèi)部框架；所述近距離電子標簽設(shè)于該內(nèi)部框架的下表面以及所述后面板的內(nèi)表面之間；所述LCD顯示 單元設(shè)于該內(nèi)部框架的上表面以及印刷電路板之間；所述電池單元設(shè)于后 面板的內(nèi)表面上。所述內(nèi)部框架中的上表面設(shè)有凹槽，于該凹槽中還穿設(shè) 有穿孔，所述LCD顯示單元設(shè)于該凹槽中，所述近距離電子標簽限位于 該穿孔中。所述印刷電路板上還穿設(shè)有用于蓋設(shè)于所述LCD顯示單元外 的LCD槽。所述前面板上穿設(shè)有用于蓋設(shè)于所述鍵盤單元外的鍵盤槽以 及用于蓋設(shè)于所述LCD顯示單元外的LCD槽。所述后面板設(shè)有容置槽， 所述近距離電子標簽設(shè)于該容置槽中。通過上述簡單結(jié)構(gòu)，使本實用新型 的信息交互裝置具有厚度小的特點從而方便使用者攜帶。
進一步地，所述鍵盤單元為感應(yīng)電容式觸摸鍵盤。通過該裝置，使本 實用新型的信息交互裝置具有防污、防水、防磨損特性從而確保本實用新 型的信息交互裝置在比較惡劣的環(huán)境條件下長期地被使用，延長其使用壽 命。


圖1為本實用新型的信息交互裝置的正面示意圖 圖2為本實用新型的信息交互裝置的背面示意圖 圖3為本實用新型的信息交互裝置的結(jié)構(gòu)分解圖
以及
圖4為本實用新型的信息交互裝置的控制電路模塊圖
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型的信息交互裝置為具有一定厚度的卡 片狀，其外部包括外部框架IO、前面板20以及后面板30。該外部框架10 為具有一定厚度的框體。該前面板20嵌設(shè)于外部框架10的前表面中，該 后面板30嵌設(shè)于外部框架10的后表面中，從而在外部框架10的內(nèi)部形 成一容置空間。
以下結(jié)合圖3進一步說明本實用新型的信息交互裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)。于外 部框架10內(nèi)部形成的容置空間中設(shè)有電池單元40、近距離電子標簽50、 內(nèi)部框架60、 LCD顯示單元70以及印刷電路板80。圖3還示出所述前面 板20上還穿設(shè)有LCD槽21以及鍵盤槽22,所述后面板30的內(nèi)表面上還 設(shè)有容置槽31以及穿設(shè)有封口穿槽32。該電池單元40設(shè)置于后面板30 的內(nèi)表面上，用于向本實用新型的信息交互裝置進行供電。該近距離電子標簽50設(shè)置于后面板30的容置槽31內(nèi)。該近距離電子標簽50的工作頻 段為13.56MHz,且該近距離電子標簽50包括基本的電子標簽組件(為現(xiàn) 有技術(shù)故不贅述)從而能實現(xiàn)近距離的射頻通信。該內(nèi)部框架60為一矩 形板體，于其上表面開設(shè)有一凹槽61,于該凹槽61中還穿設(shè)有一矩形穿 孔62。該穿孔62的尺寸與近距離電子標簽50的匹配，并蓋設(shè)于該近距離 電子標簽50外從而將近距離電子標簽50限位于后面板30的容置槽31內(nèi)。 該LCD顯示單元70包括LCD背膠片71以及LCD顯示器72。該LCD背 膠片71設(shè)置于內(nèi)部框架60的凹槽61中，該LCD顯示器72設(shè)于該LCD 背膠片71的上表面。該LCD顯示器72還連接有一扁平導(dǎo)線721。該印刷 電路板80上穿設(shè)有LCD槽81以及設(shè)有鍵盤單元90，并與電池單元40 連接。該LCD槽81蓋設(shè)于LCD顯示器72外從而將LCD顯示器72限位 于內(nèi)部框架60的凹槽61內(nèi)，并且該LCD顯示器72通過扁平導(dǎo)線721與 該印刷電路板80連接。該印刷電路板80上還設(shè)有內(nèi)部設(shè)有控制程序的微 控制單元100 (如圖4所示)、用于處理射頻信號的射頻單元110 (如圖4 所示)連接以及用于收發(fā)射頻信號的天線單元120 (如圖4所示)。嵌設(shè) 于外部框架10前表面的前面板20蓋設(shè)于該印刷電路板80上且該前面板 上的LCD槽21以及鍵盤槽22的位置分別與LCD顯示器72以及鍵盤單 元90的位置對應(yīng)。此外，在按照上述組裝順序?qū)⑿畔⒔换パb置組裝完成 后，可通過后面板30上的封口穿槽32向微控制單元100燒入特定的控制 程序，并在控制程序燒入完成后配合將一封塊33填充入該封口穿槽32中。 通過上述簡單結(jié)構(gòu)，本實用新型的信息交互裝置具有厚度小的特點從而方 便使用者攜帶。較佳地，該鍵盤單元50可采用防污、防水、防磨損的感 應(yīng)電容式觸摸鍵盤，從而可進一步確保本實用新型的信息交互裝置在比較 惡劣的環(huán)境(例如工業(yè)環(huán)境)條件下長期地被使用，延長其使用壽命。
本實用新型的信息交互裝置通過控制電路來實現(xiàn)與閱讀系統(tǒng)的信息 交互。如圖4所示，該控制電路包括微控制單元100、電池單元40、鍵盤 單元卯、射頻單元110、天線單元120、 LCD顯示單元70以及近距離電 子標簽50。該微控制單元100分別與電池單元40、鍵盤單元90、射頻單 元110以及LCD顯示單元70連4矣，而該近距離電子標簽50為一電氣獨 立的單元，不與上述單元進行連4妻。該電池單元40用于向孩i控制單元100 提供電源從而驅(qū)動微控制單元IOO進行工作，并且提供信息交互裝置與閱 讀系統(tǒng)間通信所需的射頻能量。因此本實用新型的信息交互裝置為有源 (Active)電子標簽從而能實現(xiàn)遠距離、低功耗的信息交互。由于本實用
7新型的信息交互裝置具有低功耗的特性，因此電池單元40可維持信息交
互裝置工作5年以上，從而實現(xiàn)本實用新型的信息交互裝置可長期使用、 免維護的功效。該鍵盤單元90與所述微控制單元100的輸入端連接，當 信息交互裝置持有人根據(jù)自己的選擇按動鍵盤單元90時會將相應(yīng)的信號 傳送給微控制單元100。該射頻單元110與所述微控制單元100雙向通信 連接，該射頻單元110還與用于接受及發(fā)送無線射頻信號的天線單元120 連接。該射頻單元110的作用是對鍵盤單元卯傳送的射頻信號以及從閱 讀系統(tǒng)接收到的射頻信號進行放大、濾波等信號處理。本實用新型的信息 交互裝置的工作頻段為2.45GHz，其優(yōu)點在于2.45GHz為一個全球的ISM (Industrial Scientific Medical)頻段，其頻率范圍是2.4Ghz至2.4853Ghz， ISM頻段主要開放給工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)三個主要領(lǐng)域免費使用，因此本實 用新型的信息交互裝置在該頻段工作時無需獲得該頻段的使用授權(quán)；此 外，采用該微波頻段不僅能實現(xiàn)遠距離以及低功耗的信息交互，并且還能 防止當眾多信息交互裝置同時與閱讀系統(tǒng)進行通信時產(chǎn)生信號沖撞的現(xiàn) 象。在信息交互裝置已進入閱讀系統(tǒng)的閱讀范圍的情況下，當信息交互裝 置持有人按動鍵盤單元90時，微處理單元100會將相應(yīng)的信號傳送給該 射頻單元110，且由該天線單元120在2.45GHz的工作頻段上將該信號發(fā) 送給閱讀系統(tǒng)；當閱讀系統(tǒng)在2.45GHz的工作頻段上向信息交互裝置發(fā)送 射頻信號時，該天線單元120會接收該信號并由該射頻單元IIO進行信號 處理后傳送至微處理單元100。通過上述過程可實現(xiàn)本實用新型的信息交 互裝置與閱讀系統(tǒng)之間的信息交互。該L C D顯示單元7 0與微控制單元10 0 的輸出端連接，用于將信息交互裝置持有人通過按動鍵盤單元90傳送的 相應(yīng)信息以及閱讀系統(tǒng)發(fā)送的相應(yīng)信息顯示于LCD顯示器72上，使信息 交互裝置持有人直觀地看到該信息。如前所述，該近距離電子標簽50的 工作頻段為13.56MHz，因此其作用是實現(xiàn)近距離的射頻通信。
本實用新型的信息交互裝置可應(yīng)用于校園、醫(yī)院、養(yǎng)老院、會場等場 所，以下以校園為例來說明本實用新型的信息交互裝置的具體應(yīng)用。由于 本實用新型的信息交互裝置包括一采用13.56MHz為工作頻段的近距離電 子標簽50，因此本實用新型的信息交互裝置可實現(xiàn)門禁管理、小額支付等 功能。具體來說，當學(xué)生需要進入校園或圖書館等場所時，學(xué)生將持有的 信息交互裝置貼近位于門口的閱讀器，該閱讀器通過讀取信息交互裝置中 存儲的學(xué)生信息使門禁打開，從而實現(xiàn)門禁管理的功能。當學(xué)生需要用餐 或購買物品時，學(xué)生將持有的信息交互裝置貼近設(shè)于食堂或小賣部的閱讀器，該閱讀器可從信息交互裝置存儲的余額中扣除相應(yīng)的費用，從而實現(xiàn)
小額支付的功能。由于本實用新型的信息交互裝置采用2.45GHz工作頻段
且本實用新型的信息交互裝置為有源的電子標簽，因此閱讀系統(tǒng)能夠在幾 十米的閱讀范圍內(nèi)可靠地與信息交互裝置進行信息交互，從而本實用新型 的信息交互裝置可實現(xiàn)人員追蹤、教學(xué)互動等功能。具體來說，當學(xué)生進 入校園后，學(xué)生持有的信息交互裝置會主動地尋找附近的閱讀系統(tǒng)并與該 閱讀系統(tǒng)建立實時通信，因此閱讀系統(tǒng)能夠?qū)崟r地追蹤學(xué)生的位置，從而 實現(xiàn)人員追蹤的功能。當教師需要對學(xué)生進行隨堂小測驗以檢驗教學(xué)效果 時，教師可通過閱讀系統(tǒng)發(fā)送試題到學(xué)生持有的信息交互裝置，該試題會
顯示于各信息交互裝置的LCD顯示器72上。學(xué)生在閱讀試題后通過按動 鍵盤單元90來選擇相應(yīng)的答案，且答案亦會顯示于信息交互裝置的LCD 顯示器72上。每個學(xué)生持有的信息交互裝置中還存儲有唯一的ID號，該 ID號會伴隨該學(xué)生的答案一起通過信息交互裝置發(fā)送到教師的閱讀系統(tǒng)， 從而使教師根據(jù)各學(xué)生的答案判斷各學(xué)生的聽課效果以及整體的教學(xué)效 果。如上所述，本實用新型的信息交互裝置可實現(xiàn)教學(xué)互動的功能。
可以理解的是，上述實施例的詳細說明及具體應(yīng)用是為了闡述和解釋 本實用新型的原理而不是對本實用新型的保護范圍的限定。但凡其他不脫 離本實用新型的主旨及技術(shù)精神的前提下，所完成的均等變化與修飾變 更，均應(yīng)包括于本實用新型所涵蓋的權(quán)利要求的范圍中。
權(quán)利要求1.一種信息交互裝置，包括外部框架、前面板以及后面板，該前面板嵌設(shè)于該外部框架的前表面中，該后面板嵌設(shè)于外部框架的后表面中，從而于外部框架中形成一容置空間，其特征在于，于該容置空間中設(shè)有用于控制信息交互裝置與閱讀系統(tǒng)進行信息交互的控制電路，其包括微控制單元，內(nèi)部設(shè)有控制程序；電池單元，與該微控制單元連接，用于向該微控制單元提供電源并且為信息交互裝置與閱讀系統(tǒng)間通信提供所需射頻能量；鍵盤單元，與該微控制單元的輸入端連接，用于向微處理器傳送包含有相應(yīng)信息的射頻信號；射頻單元，與該微控制單元雙向通信連接，用于對鍵盤單元傳送的射頻信號以及從閱讀系統(tǒng)接收到的射頻信號進行處理；天線單元，與該射頻單元連接，用于在2.45GHz工作頻段上向閱讀系統(tǒng)發(fā)送鍵盤單元傳送的射頻信號以及接收由閱讀系統(tǒng)在2.45GHz工作頻段上發(fā)送的射頻信號；LCD顯示單元，與該微控制單元的輸出端連接，用于顯示鍵盤單元傳送的相應(yīng)信息以及閱讀系統(tǒng)發(fā)送的相應(yīng)信息；以及近距離電子標簽，其工作頻段為13.56MHz，用于實現(xiàn)近距離的射頻通信。
2. 如權(quán)利要求1所述的信息交互裝置，其特征在于，所述微控制單元、鍵盤單元、射頻單元以及天線單元設(shè)于印刷電路板上；所述LCD顯顯示器連接有扁平導(dǎo)線，該扁平導(dǎo)線還與印刷電路板連接；所述電池單元與印刷電路板連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的信息交互裝置，其特征在于，于所述后面板上穿設(shè)有用于向所述微控制單元燒入控制程序的封口穿槽以及設(shè)有用于填補該封口穿槽的封塊。
4. 如權(quán)利要求3所述的信息交互裝置，其特征在于，所述容置空間中還設(shè)有內(nèi)部框架；所述近距離電子標簽設(shè)于該內(nèi)部框架的下表面以及所述后面板的內(nèi)表面之間；所述LCD顯示單元i殳于該內(nèi)部框架的上表面以及印刷電路板之間；所述電池單元設(shè)于后面寺反的內(nèi)表面上。
5. 如權(quán)利要求4所述的信息交互裝置，其特征在于，所述內(nèi)部框架中的上表面設(shè)有凹槽，于該凹槽中還穿設(shè)有穿孔，所述LCD顯示單元設(shè)于該凹槽中，所述近距離電子標簽限位于該穿孔中。
6. 如權(quán)利要求5所述的信息交互裝置，其特征在于，所述印刷電路板上還穿設(shè)有用于蓋設(shè)于所述LCD顯示單元外的LCD槽。
7. 如權(quán)利要求6所述的信息交互裝置，其特征在于，所述前面板上穿設(shè)有用于蓋設(shè)于所述鍵盤單元外的鍵盤槽以及用于蓋設(shè)于所述LCD顯示單元外的LCD槽。
8. 如權(quán)利要求7所述的信息交互裝置，其特征在于，所述后面板設(shè)有容置槽，所述近距離電子標簽設(shè)于該容置槽中。
9. 如權(quán)利要求1至8中任一項所述的信息交互裝置，其特征在于，所述鍵盤單元為感應(yīng)電容式觸摸鍵盤。
專利摘要本實用新型提供一種信息交互裝置，包括外部框架、前面板以及后面板，于外部框架中形成一容置空間，其中設(shè)有控制電路包括微控制單元，內(nèi)部設(shè)有控制程序；電池單元，與該微控制單元連接；鍵盤單元，與該微控制單元的輸入端連接；射頻單元，與該微控制單元雙向通信連接；天線單元，與該射頻單元連接，用于在2.45GHz工作頻段上收發(fā)射頻信號；LCD顯示單元，與該微控制單元的輸出端連接；近距離電子標簽，其工作頻段為13.56MHz。本實用新型的信息交互裝置采用2.45GHz作為工作頻段，并在其內(nèi)部設(shè)有以13.56MHz為工作頻段的近距離電子標簽，從而實現(xiàn)遠距離、低功耗、防沖撞的信息交互以及近距離的射頻通信。
文檔編號G06K19/07GK201402468SQ20092006872
公開日2010年2月10日 申請日期2009年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日
發(fā)明者潘如山, 王升陽, 王可意, 忠 秦, 郝妍娜 申請人:上海秀派電子科技有限公司