[发明专利]低功耗高安全的电子货架标签及其信息处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子货架标签，特别涉及一种低功耗高安全的电子货架标签及其信息处理方法。

背景技术

电子货架标签(如图1所示)是近年兴起的一项产品，它可以直接取代传统的纸质货架标签，使信息传输更准确跟快速，同时也具有环保的效果。为了便于系统架设及布线，一些新近的产品更采用无线数位通信的方式，以提高整个系统在实际应用上的方便性，让电子货架标签可以随着货物或货架地变动，很容易地就可以移到新的地方，马上又可以回复正常地使用。但是，因为在货架中架设电线的困难及营运安全的考量，这些无线的电子货架标签，通常都是直接使用内装的电池为其唯一的电力来源。另外又因受到标签本身外型大小的限制，电子货架标签通常只能采用钮扣式电池，这种电池的电容量有限，而商家又因为人工及电池费用的考量，不希望经常更换电池，这些相对地给无线电子货架标签设下了电源上的一大限制。

无线通信虽然有其上述的方便性，但其讯号的传输是直接曝露于所环绕的空间中。只要知道其所使用的频率和信息调制技术，任何人都可以拿一台同一频率和调制技术的无线收发机，直接地接收到所有的传输信息。为了要避免所传信息的外漏或被他人任意篡改，一般在设计中都会对所传的信息先作加密，然后由无线收发机送出。接收端的无线收发机则在收到信息后，再加以解密，然后把复原的信息传给下一级的控制器处理。以现今的无线电子货架标签来说，其所使用是以2.4GHz Zigbee为主要技术的无线收发机。Zigbee无线收发机(如图2中所示)通常都附加有3DES加解密的功能。一般的无线电子货架标签，就使用这3DES加解密算法的技术，对所传的信息，透过Zigbee无线收发机作相对应地加、解密，以确保信息传输的安全，并防止入侵者恶意地篡改。

利用无线收发机对信息作3DES加解密，在电源没有受到限制的情况下，是一种很合理的选择方式。但这种选择在只能采用电量有限的钮扣电池，作为电力来源的无线电子货架标签来说，却是一个大问题，其原因是在于下列几项主要因素：

1、无线收发机本身的射频线路所消耗电量，本来就远远高于电子货架标签内部的其他数位控制电路。由无线收发机来作3DES加解密的工作，更将大大地增加其额外的电量消耗。

2、3DES采用复杂和多次重复的数位算法，虽然其保密程度较高，但相对地也会消耗相当的电能。如果是使用无线收发机中控制器的芯片(如图2中所示)，其加解密的算法是由韧件来操作。其运算速度与芯片的运行时钟频率成正比，较慢的时钟频率虽然会造成较长的运算时间，但因电量的功耗却是与时钟频率的二次方成正比，所以此种情况所消耗的电能也比较少。而较快的时钟频率，虽可缩短运算时间，但功耗将会随时钟频率的增加，而以二次方比的速度增加。所以用无线收发机来作信息的加解密，就必需花很多心思，在功耗多或少与加解密运算时间长或短之间的平衡作一选择，然而这却很难达到两全其美的安排。

3、用无线收发机来作加解密的工作，还有可能造成另一个问题。Zigbee无线收发机虽然大多只传输小量的信息，所以所需要的传输或收发工作时间，就相对地可以变少，这也是Zigbee无线收发机，可以比其他无线技术较省电的重要因素。但如果它同时也需要作加解密的工作，也还要继续保持原有的传输速度，则芯片的运行时钟频率需要提高，这就会很快地增加其电量的功耗。如果不增加时钟频率，则信息传输的速度将会变慢。这在大卖场的电子标签系统中，将会更为明显。大卖场通常会有二到三万个电子标签，信息的传输一般都是通过Coordinator(连络器如图3)。一个连络器可以管控约三百到五百个电子标签，如果加解密工作对每个标签的信息传输、接收造成在速度上慢一秒种，则整个系统将会慢三百到五百秒，即系统将会比原先预计的时间多五到八分钟，才能把信息完全送发完毕。如果为了省连络器的钱而提高其管控的电子标签数量，则系统将会相对应地等比例变的更加地慢。这对卖场在价格信息及时和适时的更新要求下，将会形成一个很难完成的挑战。

发明内容

本发明的目的是提供一种低功耗高安全的电子货架标签及其信息处理方法，以解决现有的电子货架标签系统中，无线收发机因信息高安全度导致耗电量高的问题。

本发明提出一种低功耗高安全的电子货架标签，包括无线收发机、显示屏模组及单片机控制器。单片机控制器连接在无线收发机与显示屏模组之间，单片机控制器用于将无线收发机接收到的信息进行解密后传输给显示屏模组，或将显示屏模组传输来的信息进行加密后传输给无线收发机。