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用于人机交互的触控感应无源RFID标签及使用方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2019-03-28
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2019-08-23
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2022-04-01
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2039-03-28
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201910242783.7 申请日 2019-03-28
公开/公告号 CN110070168B 公开/公告日 2022-04-01
授权日 2022-04-01 预估到期日 2039-03-28
申请年 2019年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 G06K19/077 主分类号 G06K19/077
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 4
权利要求数量 5 非专利引证数量 0
引用专利数量 3 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN104365113A、CN107563473A、US2009318751A1 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杭州电子科技大学 当前专利权人 杭州电子科技大学
发明人 刘琦 第一发明人 刘琦
地址 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街 邮编 310018
申请人数量 1 发明人数量 1
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
杭州君度专利代理事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
朱月芬
摘要
本发明公开了用于人机交互的触控感应无源RFID标签及使用方法,本发明使用微流结构作为触控感压单元,调节RFID标签的工作状态,使得RFID标签在按压时恢复正常工作并返回标签电子产品代码。本发明中的标签也可以作为结构单元,多个单元有序排列可以构成无线人机交互设备。标签结构简单,成本低廉且加工方便;完全无源,使用时间长;超薄柔性可折叠,便于携带;可贴附于多种物体,甚至是人体及衣物表面,使用便利;有效工作距离远,可以高达十余米且不受视距限制;同个接收器可以同时读取多个设备的输入信息。
  • 摘要附图
    用于人机交互的触控感应无源RFID标签及使用方法
  • 说明书附图:图1
    用于人机交互的触控感应无源RFID标签及使用方法
  • 说明书附图:图2
    用于人机交互的触控感应无源RFID标签及使用方法
  • 说明书附图:图3
    用于人机交互的触控感应无源RFID标签及使用方法
  • 说明书附图:图4
    用于人机交互的触控感应无源RFID标签及使用方法
  • 说明书附图:图5
    用于人机交互的触控感应无源RFID标签及使用方法
  • 说明书附图:图6
    用于人机交互的触控感应无源RFID标签及使用方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-04-01 授权
2 2019-08-23 实质审查的生效 IPC(主分类): G06K 19/077 专利申请号: 201910242783.7 申请日: 2019.03.28
3 2019-07-30 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.用于人机交互的触控感应无源RFID标签,包括天线主体、RFID芯片以及压控微流结构,所述的压控微流结构包括感压储液腔、腔内微流体和微流通道;其特征在于:所述的天线主体上设有开口,使天线主体断开不导通;所述的微流通道设置在天线主体开口中;微流通道与感压储液腔连通,腔内微流体设置在感压储液腔内;所述RFID芯片加载于天线主体上。

2.根据权利要求1所述的用于人机交互的触控感应无源RFID标签,其特征在于:所述的天线主体为偶极子天线或环天线。

3.根据权利要求1所述的用于人机交互的触控感应无源RFID标签,其特征在于:所述的RFID芯片为Impinj Monza 4芯片。

4.根据权利要求1所述的用于人机交互的触控感应无源RFID标签,其特征在于:所述的RFID标签天线工作频段为860‑960MHz。

5.根据权利要求1所述的用于人机交互的触控感应无源RFID标签的使用方法,其特征在于:非工作状态下微流体全部位于感压储液腔内;由于天线主体结构断开,其不在超高频频段正常工作;压控微流结构中的感压储液腔受到按压时会使腔内所存储的微流体流入微流通道,从而导通天线开口结构,使得人机交互的触控感应无源RFID标签在超高频频段内正常工作。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于天线技术与无线通信领域,涉及一种用于人机交互的触控感应无源RFID标签。

背景技术

[0002] 人机交互技术(Human‑Computer Interaction Techniques)是指通过计算机输入、输出设备,以有效的方式实现人与计算机对话的技术。近年来,随着计算机等电子设备小型化、便携化的趋势,对人机交互设备提出了小型化、轻型化、更长使用时间等要求。虽然增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、语音识别、手势识别等新型人机交互技术目前正快速发展,但是它们依赖仍处于发展阶段的图像与语音识别算法,目前精确度还有待提高。现有的传统人机交互设备,如鼠标键盘等,在人机交互中依然发挥着重要作用。但是传统人机交互设备仍然存在以下问题:
[0003] 1.便携性:传统人机交互设备,特别是键盘,仍旧体积偏大,携带不便;
[0004] 2.使用时间:传统无线人机交互设备一般采用电池供电,使用时间受到电量的限制;
[0005] 3.适配性:传统无线人机交互设备一般是接收器与配套设备为一一对应关系,同一台计算机配置多个不同无线人机交互设备时必须安装多个不同的接收器,极大占据了计算机的接口空间。
[0006] 射频识别即RFID(Radio Frequency Identification)技术,又称电子标签、无线射频识别,是一种可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触的通信技术。RFID技术以其简单的结构和低廉的成本在物联网领域中得到广泛应用,有望满足我们的需求。本发明提出一种用于人机交互的触控感应无源RFID标签,它的特征是结构简单轻薄且无需电池,可弯曲折叠,可直接贴附在金属外的其他物体(桌椅甚至是人体或者是衣服表面)上使用,成本低廉,有效工作范围可以高达十余米且不受阻碍物的限制,并且接收器可同时接收多个设备的信息。

发明内容

[0007] 本发明针对现有技术的不足,提出了用于人机交互的触控感应无源RFID标签及使用方法。
[0008] 本发明用于人机交互的触控感应无源RFID标签,包括天线主体、RFID芯片以及压控微流结构,所述的压控微流结构包括感压储液腔、腔内微流体和微流通道;所述的天线主体上设有开口;使天线主体断开不导通;所述的天线主体开口中设有微流通道;微流通道与感压储液腔连通,感压储液腔内设有腔内微流体;所述RFID芯片加载于天线主体上。
[0009] 作为优选,所述的天线主体为偶极子天线或环天线。
[0010] 作为优选,所述的RFID芯片为Impinj Monza 4芯片。
[0011] 作为优选,所述的RFID标签天线工作频段为860‑960MHz。
[0012] 用于人机交互的触控感应无源RFID标签的使用方法,该方法为:非工作状态下微流体全部位于感压储液腔内;由于天线主体结构断开,其不在超高频频段正常工作;压控微流结构中的感压储液腔受到按压时会使腔内所存储的微流体流入微流通道,从而导通天线开口结构,使得人机交互的触控感应无源RFID标签在超高频频段内正常工作。
[0013] 本发明具有的有益效果是:
[0014] (1)成本低。标签仅包括天线、芯片及微流结构,没有其他电子器件、设备,无需复杂的布线及加工,与传统人机交互设备相比成本更低。
[0015] (2)便携。标签结构简单可靠性高,采用合适的柔性基底材料可以使标签整体超轻超薄并且可折叠,因此可以将标签构成的人机交互设备(如键盘等)折叠起来携带,极大地增加了便携性。
[0016] (3)便于使用。标签构成的人机交互设备超轻超薄,可以贴附在各种物体表面使用,如桌子、墙面、书本甚至是人体或者是服装上,可以随时取用,使用便利。
[0017] (4)适配性高。由于每个RFID标签都拥有各自全球唯一的电子产品代码,因此同一个接收器可以同时支持多个标签构成的人机交互设备,无需占用过多的计算机接口,便于多个设备的使用和管理,适配性高。

实施方案

[0024] 下面结合附图对本发明做进一步详述:
[0025] 如图1所示,本发明中RFID标签由天线主体1‑1、RFID芯片1‑2及压控微流结构组成。压控微流结构又包括微流通道1‑3、感压储液腔1‑4以及微流体1‑5。微流通道1‑3位于天线主体1‑1的开口处。该图中采用的微流体材料为导电液体镓铟锡合金。受通道内气压以及通道和腔之间的高度差的影响,非工作状态下微流体1‑5全部位于感压储液腔1‑4内。由于天线主体1‑1结构断开,因此无法在超高频频段正常工作,RFID芯片的电子产品代码也无法被接收器读取到。
[0026] 如图2所示,感压储液腔1‑4受到按压时,腔内微流体1‑5受腔内剧增的气压影响,从感压储液腔1‑4流入微流通道1‑3。由于微流通道1‑3刚好位于天线主体1‑1的开口处,且微流通道1‑3内涌入的微流体1‑5为导电材料,因此天线主体1‑1结构被导通,重新在超高频频段内正常工作,RFID芯片的电子产品代码可以被接收器读取到。
[0027] 如图3所示,本发明中RFID标签由天线主体1‑1、RFID芯片1‑2及压控微流结构组成。压控微流结构又包括微流通道1‑3、感压储液腔1‑4以及微流体1‑5。微流通道1‑3位于天线主体1‑1的开口处。该图中采用的微流体材料为去离子水。受通道内气压以及通道和腔之间的高度差的影响,非工作状态下微流体1‑5全部位于感压储液腔1‑4内。由于天线主体1‑1的谐振频率较高,超出超高频频段范围,因此RFID芯片的电子产品代码无法被接收器读取到。
[0028] 如图4所示,感压储液腔1‑4受到按压时,腔内微流体1‑5受腔内剧增的气压影响,从感压储液腔1‑4流入微流通道1‑3。由于微流通道1‑3位于天线主体1‑1的开口处,且微流通道1‑3内涌入的微流体1‑5的材料介电常数很高,导致天线主体1‑1的谐振频率降低,可以在超高频频段内正常工作,因此RFID芯片的电子产品代码可以被接收器读取到。
[0029] 图5为本发明中的RFID标签可以构成的一种简单的九宫格式人机交互设备的示意图。九个同样的RFID标签等间距三行三列排布,每个标签有着不同的电子产品代码ID1‑ID9,受到按压的标签正常工作将代码返回到接收器,而未受按压的标签无法工作,接收器也读取不到他们的代码。根据接收器读取到的代码及其顺序,可以得知用户在九宫格上的输入信息。
[0030] 图6本发明中的RFID标签可以构成的无线键盘设备的部分结构示意图。相同的RFID标签按照键盘中每个键位的顺序有序排列,每个标签有着不同的电子产品代码(ID11‑ID34等),受到按压的标签正常工作将代码返回到接收器,而未受按压的标签无法返回代码。根据接收器读取到的代码及其顺序,可以得知用户在键盘上的输入信息。
[0031] 本发明陈述了一种用于人机交互的触控感应无源RFID标签,使用微流结构作为触控感压单元,调节RFID标签的工作状态,使得RFID标签在按压时恢复正常工作并返回标签电子产品代码。本发明中的标签也可以作为结构单元,多个单元有序排列可以构成无线人机交互设备。标签结构简单,成本低廉且加工方便;完全无源,使用时间长;超薄柔性可折叠,便于携带;可贴附于多种物体,甚至是人体及衣物表面,使用便利;有效工作距离远,可以高达十余米且不受视距限制;同个接收器可以同时读取多个设备的输入信息。综上所述,设计出的RFID标签不仅可以实现对触控的感应,并且有着结构简单、便携、低成本、使用方便、工作时间长、工作距离远、适配性高等优点,因此有着广阔的应用价值和市场潜力。

附图说明

[0018] 图1为非工作状态下标签的整体结构俯视图(以偶极子天线为例)。
[0019] 图2为工作状态下标签的整体结构俯视图(以偶极子天线为例)。
[0020] 图3为非工作状态下标签的整体结构俯视图(以环天线为例)。
[0021] 图4为工作状态下标签的整体结构俯视图(以偶极子天线为例)。
[0022] 图5为标签构成的九宫格人机交互设备示意图(以偶极子天线为例)。
[0023] 图6为标签构成的无线键盘设备示意图(以环天线为例)。
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