基于摩擦納米發(fā)電機的條形碼系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及信息識別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于摩擦納米發(fā)電機的條形碼系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 信息識別技術(shù)的高速發(fā)展，為商品的流通、信息的管理帶來了巨大的便利。多年 來，相關(guān)技術(shù)的研究主要集中在一維條形碼、二維碼及射頻識別。條形碼在商品流通、圖書 管理、銀行管理等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的條形碼是將反射率相差很大的寬度不 等的多個黑條和空白，按照一定的編碼規(guī)則排成平行線圖案，按照一定的編碼方式用以表 達一組信息。
[0003] 然而，常規(guī)的條形碼在數(shù)據(jù)安全性保護先天性方面不足，容易復(fù)制。因此。開發(fā)出 廉價、可靠和數(shù)據(jù)安全性較高的條形碼技術(shù)有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] (一）要解決的技術(shù)問題
[0005] 鑒于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種新穎的，具有高可靠性的基于摩擦納米發(fā) 電機的條形碼系統(tǒng)。
[0006] (二）技術(shù)方案
[0007] 本發(fā)明基于摩擦納米發(fā)電機的條形碼系統(tǒng)包括：信息承載組件和信息辨識部件。 信息承載組件，包括：基底；以及位于該基底上的N個并排排列且分離的條形碼摩擦塊，其 材料不同于基底的材料，該N個條形碼摩擦塊中兩條形碼摩擦塊之間的寬度間隔用于承載 條形碼信息，其中，N > 3。信息辨識組件，包括：第一摩擦層，其材料與條形碼摩擦塊的材料 處于摩擦電極序中的不同位置；電荷通道電路，電性連接于第一摩擦層背面的第一條形電 極，提供第一摩擦層上產(chǎn)生電荷流出或流入的通道；以及解碼組件，電性連接于電荷通道電 路，用于利用N個條形碼摩擦塊與第一摩擦層相對運動而摩擦所產(chǎn)生隨時間變化的電信號 對條形碼信息進行解碼；其中，隨時間變化的電信號中，兩電脈沖信號之間的時間間隔與對 應(yīng)的兩條形碼摩擦塊之間的寬度間隔相關(guān)。
[0008] (三）有益效果
[0009] 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明基于摩擦納米發(fā)電機的條形碼系統(tǒng)具有以下有 益效果：
[0010] (1)結(jié)構(gòu)新穎；
[0011] 利用"摩擦電極序"以及"摩擦發(fā)電機"兩概念，通過條形碼摩擦塊的間隔來承載 條形碼信息，并通過與該條形碼摩擦塊的間隔相關(guān)的電信號間隔來讀取條形碼信息，實現(xiàn) 了一種新穎的條形碼系統(tǒng)；
[0012] (2)結(jié)構(gòu)簡單；
[0013] 在條形碼摩擦塊與第一摩擦層相對滑動時，通過測量電阻的電壓直接產(chǎn)生可測量 的電信號，無需額外的信號轉(zhuǎn)換過程和裝置，結(jié)構(gòu)簡單。
[0014] (3)編碼和識別過程簡單；
[0015] 通過引入一個參考時間間隔，比較若干條形碼摩擦塊產(chǎn)生的脈沖信號之間的間隔 與參考時間間隔之間的差別，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的識別，編碼方式和識別過程簡單。
[0016] ⑷安全性更高；
[0017] 選擇透明材料如摻錫氧化銦制作條形碼摩擦塊，實現(xiàn)透明的條形碼，可以有效的 保護信息的安全性，防止重要信息被輕易復(fù)制。
[0018] (5)易于推廣應(yīng)用；
[0019] 各部分的材料都可以為柔性材料，因此可以在不同類型的表面推廣應(yīng)用，尤其是 商品的塑料包裝上。
【附圖說明】
[0020] 圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例基于摩擦納米發(fā)電機的條形碼系統(tǒng)的示意圖；
[0021] 圖2為圖1所示條形碼系統(tǒng)的電信號產(chǎn)生原理的示意圖；
[0022] 圖3為圖1所示條形碼系統(tǒng)中，7個條形碼摩擦塊與第一摩擦層滑動摩擦時產(chǎn)生的 電壓脈沖信號及對應(yīng)的識別的信息；
[0023] 圖4為本發(fā)明另一實施例中，6個條形碼摩擦塊與第一摩擦層滑動摩擦時產(chǎn)生的 電壓脈沖信號及對應(yīng)的識別的信息；
[0024] 圖5為根據(jù)本發(fā)明第二實施例基于摩擦納米發(fā)電機的條形碼系統(tǒng)的示意圖；
[0025] 圖6為根據(jù)本發(fā)明第三實施例基于摩擦納米發(fā)電機的條形碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖7為根據(jù)本發(fā)明第四實施例基于摩擦納米發(fā)電機的條形碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 [0027]【本發(fā)明主要元件符號說明】
[0028] 10-基底； 11-條形碼摩擦塊；
[0029] 20-第一摩擦層； 21-第一條形電極；
[0030] 22-測量電阻； 23-第二條形電極；
[0031] 24-絕緣間隔層。
【具體實施方式】
[0032] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部 分都使用相同的圖號。附圖中未繪示或描述的實現(xiàn)方式，為所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員 所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但應(yīng)了解，參數(shù)無需確切等 于相應(yīng)的值，而是可在可接受的誤差容限或設(shè)計約束內(nèi)近似于相應(yīng)的值。實施例中提到的 方向用語，例如"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的 方向用語是用來說明并非用來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0033] 為了便于理解本發(fā)明，首先對"摩擦電極序"和"摩擦發(fā)電機"兩概念進行簡要說 明。
[0034] "摩擦電極序"是指根據(jù)材料對電荷的吸引程度將其進行的排序，兩種材料在相互 接觸的瞬間，在接觸面上正電荷從摩擦電極序中極性較負的材料表面轉(zhuǎn)移至摩擦電極序中 極性較正的材料表面。迄今為止，還沒有一種統(tǒng)一的理論能夠完整的解釋電荷轉(zhuǎn)移的機制， 一般認為，這種電荷轉(zhuǎn)移和材料的表面功函數(shù)相關(guān)，通過電子或者離子在接觸面上的轉(zhuǎn)移 而實現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移。需要進一步說明是，電荷的轉(zhuǎn)移并不需要兩種材料之間的相對摩擦，只要 存在相互接觸即可。
[0035] 2006年，中科院納米能源與系統(tǒng)研究所的王中林教授在世界范圍內(nèi)首次提出了 "摩擦發(fā)電機"，其原理基于摩擦生電和靜電感應(yīng)現(xiàn)象，將兩種鍍有金屬電極的高分子聚合 物薄膜貼合在一起組成器件，在外力作用下器件產(chǎn)生機械形變，導(dǎo)致兩層聚合物膜之間發(fā) 生相互摩擦，兩種聚合物具有不同的得失電子能力，從而產(chǎn)生電荷分離并形成電勢差，兩個 金屬極板通過靜電感應(yīng)在表面生成感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷在摩擦電電勢的驅(qū)動下流經(jīng)外電路 即可形成電流。
[0036] 本發(fā)明利用上述的"摩擦電極序"以及"摩擦發(fā)電機"兩概念，通過條形碼摩擦塊 的間隔來承載條形碼信息，并通過與該條形碼摩擦塊的間隔相關(guān)的電信號間隔來讀取條形 碼信息，從而實現(xiàn)一種新穎的條形碼系統(tǒng)。
[0037] 一、第一實施例
[0038] 在本發(fā)明的一個示例性實施例中，提供了一種基于摩擦納米發(fā)電機的條形碼系 統(tǒng)。圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例基于摩擦納米發(fā)電機的條形碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖 1所示，本實施例條形碼系統(tǒng)包括：信息承載組件和信息辨識組件。其中，信息承載組件，包 括：基底10 ;以及位于基底10上的N個并排排列且分離的條形碼摩擦塊11，其材料不同于 基底10的材料，該N個條形碼摩擦塊11中兩條形碼摩擦塊之間的寬度間隔承載條形碼信 息，其中，N > 3。信息辨識組件，包括：第一摩擦層20,其材料與條形碼摩擦塊11的材料處 于摩擦電極序中的不同位置，其背面具有第一條形電極21 ;電荷通道電路，電性連接于第 一摩擦層背面的第一條形電極21，提供該第一摩擦層20上產(chǎn)生電荷流出或流入的通路；以 及解碼組件，電性連接于電荷通道電路，用于利用N個條形碼摩擦塊11與第一摩擦層20相 對運動而摩擦所產(chǎn)生隨時間變化的電信號對條形碼信息進行解碼，其中，隨時間變化的電 信號中，兩電脈沖信號之間的時間間隔與對應(yīng)的兩條形碼摩擦塊之間的寬度間隔相關(guān)。
[0039] 其中，當上述N個條形碼摩擦塊11的下表面和第一摩擦層20的正面之間發(fā)生滑 動摩擦，由于條形碼摩擦塊11與第