電子標籤無線有線交互通信方法及電子標籤的製作方法
2023-06-11 23:51:51
專利名稱：電子標籤無線有線交互通信方法及電子標籤的製作方法
技術領域：
本發明涉及射頻識別技術，特別涉及一種電子標籤無線有線交互通信方法及電子標籤。
背景技術：
射頻識別技術(RadioFrequency Identif ication,縮寫 RFID),是 20 世紀80年代發展起來的一種新興自動識別技術，射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現無接觸信息傳遞並通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。一套完整的RFID系統，包括閱讀器(Reader)、電子標籤(TAG)也就是所謂的應答器(Transponder)、應用軟體系統三個部份,其工作原理是閱讀器發射一特定頻率的無線電 波能量給電子標籤，用以驅動電子標籤電路將內部的數據送出，此時閱讀器便依序接收解讀數據，送給應用軟體系統做相應的處理。電子標籤包括天線及晶片，晶片存有目標對象數據及唯一的識別代碼。電子標籤分為被動、半被動(也稱作半主動)、主動三類。被動式標籤，又稱無源式電子標籤，沒有內部供電電源，使用時的電能取自天線接收到的無線電波能量；其內部晶片通過接收到的電磁波進行驅動，這些電磁波是由閱讀器發出的，當電子標籤接收到足夠強度的電磁波時，向閱讀器發出數據。半主動式標籤，比被動式標籤多了一個小型電池，小型電池電力恰好可以驅動標籤晶片，使得晶片處於工作的狀態。這樣的好處在於，天線可以不用管接收電磁波的任務，充分作為回傳信號之用，半主動式較被動式有更快的反應速度，更好的效率。主動式標籤，本身具有內部電源供應器，用以供應內部晶片所需電源以產生對外的訊號。閱讀器是RFID系統信息控制和處理中心。閱讀器通常由耦合模塊、收發模塊、控制模塊和接口單元組成。閱讀器和電子標籤之間一般採用半雙工通信方式進行信息交換，同時閱讀器通過耦合給無源電子標籤提供能量和時序。電子標籤進入磁場後，接收閱讀器發出的射頻信號，憑藉感應電流所獲得的能量發送出存儲在晶片中的數據，或者由電子標籤主動發送晶片中的數據，閱讀器機收數據並解碼後，送至應用軟體系統進行有關數據處理。RFID系統已經大量進入國民生活並得到越來越廣泛的應用，RFID系統目前有幾種國際標準如使用13. 56MHz作無線通信的高頻非接觸標識標準IS014443、使用860-960MHZ實現無線通信的UHF RFID標準IS018000、使用2. 4GHz頻段實現無線通信的有源RFID標準、使用5. 8GHz實現無線通信的半有源ETC標準以及使用125/135KHz實現無線通信的RFID標準等。現有的RFID系統，都注重於實現無線通信，電子標籤沒有有線通信接口。但是在很多場景，不僅要使用無線通信從電子標籤獲取原始數據，還需要RFID系統電子標籤和其他通信系統互聯，通常的解決辦法是在RFID系統閱讀器上實現和其他通信系統互聯，這樣只有在電子標籤和閱讀器通信後才能將電子標籤晶片中的數據送達其他通信系統，實時特性較差，不利於RFID系統的進一步推廣。在一些特定場景，如冷鏈管理、胎壓數據獲取等，數據需要不間斷上傳並保存，被動式標籤因為本身沒有電源，在沒有閱讀器觸發時無法採集數據更不可能上傳，而使用半被動或主動式標籤存在功耗大和需要更換電池等問題。
發明內容
本發明要解決的技術問題是，電子標籤能互不幹擾的進行射頻無線通信及有線通信，並且電源消耗小。為解決上述技術問題，本發明提供了一種電子標籤無線有線交互通信方法，電子 標籤包括一天線、一有線接口、一射頻識別晶片；所述天線，連接射頻識別晶片的無線接口，用於射頻識別晶片與閱讀器進行射頻無線通信；所述有線接口，用於射頻識別晶片與有線通信系統進行有線通信；電子標籤無線有線交互通信方法包括以下步驟—.射頻識別晶片啟動上電；二.射頻識別晶片進入準備就緒狀態，射頻識別晶片內部的基帶電路產生的無線工作狀態信號為0，射頻識別晶片內部的接口控制電路產生的有線工作狀態信號為O ;三.如果射頻識別晶片接到其無線接口送來的進行射頻數據傳輸命令，則進入步驟四；如果射頻識別晶片接到所述有線接口送來的進行有線數據傳輸命令，則進入步驟六；如果射頻識別晶片既沒接到進行射頻數據傳輸命令，也沒接到進行有線數據傳輸命令，則進入步驟二；四.電子標籤進入無線工作模式；電子標籤在無線工作模式時，射頻識別晶片內部的接口控制電路產生的有線工作狀態信號為0，射頻識別晶片內部的基帶電路產生的無線工作狀態信號為I ;在無線工作狀態信號為I時，接通所述射頻識別晶片無線接口的數據通道，切斷所述有線接口到所述射頻識別晶片的數據通道，並切斷外接電源向射頻識別晶片供電；五.當射頻識別晶片接收到閱讀器射頻無線發送的結束射頻數據命令，射頻識別晶片內部的基帶電路產生的無線工作狀態信號由I變為0，射頻識別晶片重啟，進入步驟-* ;六.電子標籤進入有線工作模式；電子標籤在有線工作模式時，射頻識別晶片內部的基帶電路產生的無線工作狀態信號為0，射頻識別晶片內部的接口控制電路產生的有線工作狀態信號為I ;在有線工作狀態信號為I時，切斷所述射頻識別晶片無線接口的數據通道，接通所述有線接口到所述射頻識別晶片的數據通道，接通外接電源向射頻識別晶片供電；七.當射頻識別晶片接收到有線通信系統經有線接口按有線接口協議發送的結束有線數據命令，射頻識別晶片內部的接口控制電路產生的有線工作狀態信號由I變為0，射頻識別晶片重啟，進入步驟二。為解決上述技術問題，本發明還提供了一種電子標籤，其包括一天線、一有線接口、一射頻識別晶片；所述天線，連接射頻識別晶片的無線接口，用於射頻識別晶片與閱讀器進行射頻無線通信；所述有線接口，用於射頻識別晶片與有線通信系統進行有線通信。較佳的，所述射頻識別晶片，包括無線接口、第一二選一開關、第二二選一開關、基帶電路、存儲電路、接口控制電路、接口解碼電路、電平位移器；所述無線接口，包括整流電路、解調電路、調製電路；所述整流電路，用於將所述天線的感應電流轉換成所述射頻識別晶片的無線接口、基帶電路及存儲電路的工作電壓；所述解調電路，用於將所述天線傳來的數據進行解調； 所述調製電路，用於將所述基帶電路傳來的數據調製後發送到所述天線；所述存儲電路，存儲有目標對象數據及唯一的識別代碼；所述第一二選一開關，一端接所述解調電路的輸出，一端接所述接口解碼電路的輸出，一端接所述基帶電路的輸入；所述第二二選一開關，一端接所述調製電路的輸入，一端接所述接口解碼電路的輸入，一端接所述基帶電路的輸出；所述電平位移器，用於將外接電源轉換成基帶電路、存儲電路、接口控制電路及接口解碼電路的工作電壓； 所述接口解碼電路，用於將來自所述有線接口的數據解碼後傳送到所述基帶電路，將來自所述基帶電路的數據編碼後傳送到所述有線接口 ；所述接口控制電路，當通過有線通信接口接收到進行有線數據傳輸命令，輸出的有線工作狀態信號為1，當通過有線通信接口接收到結束有線數據命令，則輸出的有線工作狀態信號變為O;如果有線工作狀態信號為I，則所述第一二選一開關，將所述解調電路的輸出與所述基帶電路的輸入斷開，將所述接口解碼電路的輸出與所述基帶電路的輸入接通；所述第二二選一開關，將所述基帶電路的輸出與所述調製電路的輸入斷開，將所述基帶電路的輸出與所述接口解碼電路的輸入接通；如果有線工作狀態信號為0，則所述第一二選一開關，將所述解調電路的輸出與所述基帶電路的輸入接通，將所述接口解碼電路的輸出與所述基帶電路的輸入斷開；所述第二二選一開關，將所述基帶電路的輸出與所述調製電路的輸入接通，將所述基帶電路的輸出與所述接口解碼電路的輸入斷開；所述基帶電路，上電初始產生的無線工作狀態信號為0，基帶電路若接收到所述解調電路解析得到的進行射頻數據傳輸命令，則無線工作狀態信號變為1，若接收到所述解調電路解析得到的結束射頻數據命令，或者接收到所述接口解碼電路解析得到的結束有線數據命令，則無線工作狀態信號變為O ;無線工作狀態信號為I時，所述電平移位器停止工作，切斷外接電源對基帶電路、存儲電路、接口控制電路及接口解碼電路的供電，使接口控制電路及接口解碼電路停止工作，否則所述電平移位器正常工作，接通外接電源對基帶電路、存儲電路、接口控制電路及接口解碼電路的供電，使接口控制電路及接口解碼電路開始工作。本發明的電子標籤無線有線交互通信方法及電子標籤，電子標籤除包含一用於同閱讀器進行射頻無線通信的射頻無線接口外，還包含一有線接口，電子標籤能通過有線方式其他通信系統互聯，不必在電子標籤和閱讀器通信後才能將電子標籤晶片中的數據送達其他通信系統，並且電子標籤進行射頻無線通信同進行有線通信互不幹擾，能實時與RFID系統之外的其他通信系統通信，並且電子標籤在進行射頻無線通信時能切斷外接電源，減少電源消耗，有利於RFID系統的進一步推廣。
為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面對本發明所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發明的電子標籤無線有線交互通信方法一實施例流程圖；圖2是本發明的電子標籤一實施例示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖，對本發明中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施例一電子標籤無線有線交互通信方法，電子標籤包括一天線、一有線接口、一射頻識別
-H-* I I
心片；所述天線，連接射頻識別晶片的無線接口，用於射頻識別晶片與閱讀器進行射頻無線通信；所述有線接口，用於射頻識別晶片與有線通信系統進行有線通信，所述有線接口可以採用通用I2C或SPI標準，工作時需要外接電源；電子標籤無線有線交互通信方法如圖I所示，包括以下步驟一.射頻識別晶片啟動上電；二.射頻識別晶片進入準備就緒狀態，射頻識別晶片內部的基帶電路產生的無線工作狀態信號Busyl為O (如低電平)，射頻識別晶片內部的接口控制電路產生的有線工作狀態信號Busy2為O (如低電平)；三.如果射頻識別晶片接到其無線接口送來的進行射頻數據傳輸命令，則進入步驟四；如果射頻識別晶片接到所述有線接口送來的進行有線數據傳輸命令，則進入步驟六；如果射頻識別晶片既沒接到進行射頻數據傳輸命令，也沒接到進行有線數據傳輸命令，則進入步驟二；四.電子標籤進入無線工作模式；電子標籤在無線工作模式時，射頻識別晶片內部的接口控制電路產生的有線工作狀態信號Busy2為0，射頻識別晶片內部的基帶電路產生的無線工作狀態信號Busyl為1(如高電平);在無線工作狀態信號Busyl為I時，接通所述射頻識別晶片無線接口的數據通道，切斷所述有線接口到所述射頻識別晶片的數據通道，從而阻斷數據或幹擾通過有線接口向射頻識別晶片傳輸信號，防止射頻識別晶片同時接收無線信號及有線信號而出現不必要的衝突，並切斷外接電源向射頻識別晶片供電，避免浪費電源；五.當射頻識別晶片接收到閱讀器射頻無線發送的結束射頻數據命令EndRF，射頻識別晶片內部的基帶電路產生的無線工作狀態信號Busyl由I變為0，射頻識別晶片重啟，進入步驟二；六.電子標籤進入有線工作模式；電子標籤在有線工作模式時，射頻識別晶片內部的基帶電路產生的無線工作狀態信號Busyl為O，並且射頻識別晶片內部的接口控制電路產生的有線工作狀態信號Busy2為
I(如高電平)；無線工作狀態信號Busyl為O時，接通外接電源向射頻識別晶片供電；
在有線工作狀態信號Busy2為I時，切斷所述射頻識別晶片無線接口的數據通道，接通所述有線接口到所述射頻識別晶片的數據通道，從而保證只有有線接口側的數據可以傳送至射頻識別晶片；七.當射頻識別晶片接收到有線通信系統經有線接口按有線接口協議發送的結束有線數據命令EndDig (可以是結束脈衝或特定偽隨機碼)，射頻識別晶片內部的接口控制電路產生的有線工作狀態信號Busy2由I變為0，射頻識別晶片重啟，進入步驟二。實施例二電子標籤如圖I所示，包括一天線、一有線接口、一射頻識別晶片；所述天線，連接射頻識別晶片的無線接口，用於射頻識別晶片與閱讀器進行射頻無線通信；所述有線接口，用於射頻識別晶片與有線通信系統進行有線通信，工作時需要外接電源；所述射頻識別晶片，包括無線接口、第一二選一開關、第二二選一開關、基帶電路、存儲電路、接口控制電路、接口解碼電路、電平位移器；所述無線接口，包括整流電路、解調電路、調製電路；所述整流電路，用於將所述天線的感應電流轉換成所述射頻識別晶片的無線接口、基帶電路及存儲電路的工作電壓；所述解調電路，用於將所述天線傳來的數據進行解調；所述調製電路，用於將所述基帶電路傳來的數據調製後發送到所述天線；所述存儲電路，存儲有目標對象數據及唯一的識別代碼；所述第一二選一開關，一端接所述解調電路的輸出，一端接所述接口解碼電路的輸出，一端接所述基帶電路的輸入；所述第二二選一開關，一端接所述調製電路的輸入，一端接所述接口解碼電路的輸入，一端接所述基帶電路的輸出；所述電平位移器，用於將外接電源轉換成基帶電路、存儲電路、接口控制電路及接口解碼電路的工作電壓；所述接口解碼電路，用於將來自所述有線接口的數據解碼後傳送到所述基帶電路，將來自所述基帶電路的數據編碼後傳送到所述有線接口 ； 所述接口控制電路，當通過有線通信接口接收到進行有線數據傳輸命令，輸出的有線工作狀態信號Busy2為I (如高電平)，當通過有線通信接口接收到結束有線數據命令，則輸出的有線工作狀態信號變為O (如低電平)；如果有線工作狀態信號Busy2為I，則所述第一二選一開關，將所述解調電路的輸出與所述基帶電路的輸入斷開，將所述接口解碼電路的輸出與所述基帶電路的輸入接通；所述第二二選一開關，將所述基帶電路的輸出與所述調製電路的輸入斷開，將所述基帶電路的輸出與所述接口解碼電路的輸入接通；如果有線工作狀態信號Busy2為O，則所述第一二選一開關，將所述解調電路的輸出與所述基帶電路的輸入接通，將所述接口解碼電路的輸出與所述基帶電路的輸入斷開；所述第二二選一開關，將所述基帶電路的輸出與所述調製電路的輸入接通，將所述基帶電路的輸出與所述接口解碼電路的輸入斷開；所述基帶電路，上電初始產生的無線工作狀態信號Busyl為O (如低電平)，基帶電路若接收到所述解調電路解析得到的進行射頻數據傳輸命令，則無線工作狀態信號Busyl 變為I (如高電平)，若接收到所述解調電路解析得到的結束射頻數據命令，或者接收到所述接口解碼電路解析得到的結束有線數據命令(可以是結束脈衝或特定偽隨機碼)，則無線工作狀態信號Busyl變為O ;無線工作狀態信號Busyl為I時，所述電平移位器停止工作，切斷外接電源對基帶電路、存儲電路、接口控制電路及接口解碼電路的供電，使接口控制電路及接口解碼電路停止工作，否則所述電平移位器正常工作，接通外接電源對基帶電路、存儲電路、接口控制電路及接口解碼電路的供電，使接口控制電路及接口解碼電路開始工作。較佳的，所述無線接口，可以採用高頻非接觸標識標準IS014443、UHF RFID標準IS018000等射頻標識協議。較佳的,所述有線接口可以採用I2C(Inter — Integrated Circuit)總線協議或SPI (Serial Peripheral Interface,串行外設接口)協議。本發明的電子標籤無線有線交互通信方法及電子標籤，電子標籤除包含一用於同閱讀器進行射頻無線通信的射頻無線接口外，還包含一有線接口，電子標籤能通過有線方式其他通信系統互聯，不必在電子標籤和閱讀器通信後才能將電子標籤晶片中的數據送達其他通信系統，並且電子標籤進行射頻無線通信同進行有線通信互不幹擾，能實時與RFID系統之外的其他通信系統通信，並且電子標籤在進行射頻無線通信時能切斷外接電源，減少電源消耗，有利於RFID系統的進一步推廣。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。
權利要求
1.一種電子標籤無線有線交互通信方法，其特徵在於，電子標籤包括一天線、一有線接口、一射頻識別晶片； 所述天線，連接射頻識別晶片的無線接口，用於射頻識別晶片與閱讀器進行射頻無線通信； 所述有線接口，用於射頻識別晶片與有線通信系統進行有線通信； 電子標籤無線有線交互通信方法包括以下步驟 一.射頻識別晶片啟動上電； 二.射頻識別晶片進入準備就緒狀態，射頻識別晶片內部的基帶電路產生的無線工作狀態信號為O，射頻識別晶片內部的接口控制電路產生的有線工作狀態信號為O ; 三.如果射頻識別晶片接到其無線接口送來的進行射頻數據傳輸命令，則進入步驟四；如果射頻識別晶片接到所述有線接口送來的進行有線數據傳輸命令，則進入步驟六；如果射頻識別晶片既沒接到進行射頻數據傳輸命令，也沒接到進行有線數據傳輸命令，則進入步驟二； 四.電子標籤進入無線工作模式； 電子標籤在無線工作模式時，射頻識別晶片內部的接口控制電路產生的有線工作狀態信號為O，射頻識別晶片內部的基帶電路產生的無線工作狀態信號為I ;在無線工作狀態信號為I時，接通所述射頻識別晶片無線接口的數據通道，切斷所述有線接口到所述射頻識別晶片的數據通道，並切斷外接電源向射頻識別晶片供電； 五.當射頻識別晶片接收到閱讀器射頻無線發送的結束射頻數據命令，射頻識別晶片內部的基帶電路產生的無線工作狀態信號由I變為O，射頻識別晶片重啟，進入步驟二 ； 六.電子標籤進入有線工作模式； 電子標籤在有線工作模式時，射頻識別晶片內部的基帶電路產生的無線工作狀態信號為O，射頻識別晶片內部的接口控制電路產生的有線工作狀態信號為I ; 在有線工作狀態信號為I時，切斷所述射頻識別晶片無線接口的數據通道，接通所述有線接口到所述射頻識別晶片的數據通道，接通外接電源向射頻識別晶片供電； 七.當射頻識別晶片接收到有線通信系統經有線接口按有線接口協議發送的結束有線數據命令，射頻識別晶片內部的接口控制電路產生的有線工作狀態信號由I變為O，射頻識別晶片重啟，進入步驟二。
2.根據權利要求I所述的電子標籤無線有線交互通信方法，其特徵在於， 所述有線接口採用I2C或SPI標準。
3.一種電子標籤，其特徵在於，包括一天線、一有線接口、一射頻識別晶片； 所述天線，連接射頻識別晶片的無線接口，用於射頻識別晶片與閱讀器進行射頻無線通信； 所述有線接口，用於射頻識別晶片與有線通信系統進行有線通信。
4.根據權利要求3所述的電子標籤，其特徵在於， 所述射頻識別晶片，包括無線接口、第一二選一開關、第二二選一開關、基帶電路、存儲電路、接口控制電路、接口解碼電路、電平位移器； 所述無線接口，包括整流電路、解調電路、調製電路； 所述整流電路，用於將所述天線的感應電流轉換成所述射頻識別晶片的無線接口、基帶電路及存儲電路的工作電壓； 所述解調電路，用於將所述天線傳來的數據進行解調； 所述調製電路，用於將所述基帶電路傳來的數據調製後發送到所述天線； 所述存儲電路，存儲有目標對象數據及唯一的識別代碼； 所述第一二選一開關，一端接所述解調電路的輸出，一端接所述接口解碼電路的輸出，一端接所述基帶電路的輸入； 所述第二二選一開關，一端接所述調製電路的輸入，一端接所述接口解碼電路的輸入，一端接所述基帶電路的輸出； 所述電平位移器，用於將外接電源轉換成基帶電路、存儲電路、接口控制電路及接口解碼電路的工作電壓； 所述接口解碼電路，用於將來自所述有線接口的數據解碼後傳送到所述基帶電路，將來自所述基帶電路的數據編碼後傳送到所述有線接口； 所述接口控制電路，當通過有線通信接口接收到進行有線數據傳輸命令，輸出的有線工作狀態信號為1，當通過有線通信接口接收到結束有線數據命令，則輸出的有線工作狀態信號變為O; 如果有線工作狀態信號為I，則所述第一二選一開關，將所述解調電路的輸出與所述基帶電路的輸入斷開，將所述接口解碼電路的輸出與所述基帶電路的輸入接通；所述第二二選一開關，將所述基帶電路的輸出與所述調製電路的輸入斷開，將所述基帶電路的輸出與所述接口解碼電路的輸入接通；如果有線工作狀態信號為O，則所述第一二選一開關，將所述解調電路的輸出與所述基帶電路的輸入接通，將所述接口解碼電路的輸出與所述基帶電路的輸入斷開；所述第二二選一開關，將所述基帶電路的輸出與所述調製電路的輸入接通，將所述基帶電路的輸出與所述接口解碼電路的輸入斷開； 所述基帶電路，上電初始產生的無線工作狀態信號為O，基帶電路若接收到所述解調電路解析得到的進行射頻數據傳輸命令，則無線工作狀態信號變為1，若接收到所述解調電路解析得到的結束射頻數據命令，或者接收到所述接口解碼電路解析得到的結束有線數據命令，則無線工作狀態信號變為O; 無線工作狀態信號為I時，所述電平移位器停止工作，切斷外接電源對基帶電路、存儲電路、接口控制電路及接口解碼電路的供電，使接口控制電路及接口解碼電路停止工作，否則所述電平移位器正常工作，接通外接電源對基帶電路、存儲電路、接口控制電路及接口解碼電路的供電，使接口控制電路及接口解碼電路開始工作。
5.根據權利要求4所述的電子標籤，其特徵在於， 所述無線接口，採用高頻非接觸標識標準IS014443或UHF RFID標準IS018000。
6.根據權利要求4所述的電子標籤，其特徵在於， 所述有線接口，採用I2C或SPI協議。
7.根據權利要求4所述的電子標籤，其特徵在於， 所述結束有線數據命令，是結束脈衝或特定偽隨機碼。
8.根據權利要求4所述的電子標籤，其特徵在於， 所述狀態I為高電平； 所述狀態O為低電平。
全文摘要
本發明公開了一種電子標籤無線有線交互通信方法，電子標籤包括一天線、一有線接口、一射頻識別晶片；射頻識別晶片啟動上電進入準備就緒狀態，如果射頻識別晶片接到其無線接口送來的進行射頻數據傳輸命令，則電子標籤進入無線工作模式；如果射頻識別晶片接到所述有線接口送來的進行有線數據傳輸命令，則電子標籤進入有線工作模式。本發明還公開了一種電子標籤。本發明，電子標籤除能通過有線方式其他通信系統互聯，不必在電子標籤和閱讀器通信後才能將電子標籤晶片中的數據送達其他通信系統，進行射頻無線通信同進行有線通信互不幹擾，能實時與RFID系統之外的其他通信系統通信，並且電子標籤在進行射頻無線通信時能切斷外接電源，減少電源消耗。
文檔編號G06K19/077GK102968659SQ20121041745
公開日2013年3月13日 申請日期2012年10月26日 優先權日2012年10月26日
發明者張釗鋒, 嶽流鋒, 梅年松 申請人:上海中科高等研究院