專(zhuān)利名稱(chēng)：用于射頻識(shí)別標(biāo)志讀取器的駐波檢測(cè)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻識(shí)別("RFID")系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于 檢測(cè)在一個(gè)給定的RFID詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的物件存在和不存在的系統(tǒng)和方 法。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(RFID )是用于描述利用無(wú)線(xiàn)電波來(lái)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)或 人的技術(shù)的術(shù)語(yǔ)。RFID系統(tǒng)被用于諸多用途之中，例如存貨管理、 電子訪(fǎng)問(wèn)控制、安全系統(tǒng)、在收費(fèi)道路上車(chē)輛的自動(dòng)識(shí)別、以及物品 的監(jiān)控、等等。RFID的實(shí)施是幾種方式實(shí)現(xiàn)的。最普遍的方法涉及 在與接收發(fā)送器通信的一塊微芯片上存儲(chǔ)識(shí)別一個(gè)物體或一個(gè)人的 序列號(hào)以及可能的其他信息。這種安排通常被稱(chēng)為RFID標(biāo)志器或 RFID標(biāo)簽。RFID系統(tǒng)可用于跟蹤或監(jiān)視應(yīng)用了 RFID標(biāo)志器的物品 或物件的位置和/或狀態(tài)。
有時(shí)與收發(fā)器和解碼器包裝在一起的一個(gè)天線(xiàn)提供接收從該 RFID標(biāo)志器反射回來(lái)的無(wú)線(xiàn)電波并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息的能力，然 后，該數(shù)字信息能夠被傳送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。通常將該天線(xiàn)、收發(fā) 器以及解碼器合稱(chēng)為該RFID讀取器。該RFID讀取器使一個(gè)詢(xún)問(wèn)信 號(hào)能夠被發(fā)射到RFID標(biāo)志器，以獲得識(shí)別信息?；谠撛?xún)問(wèn)信號(hào)， RFID讀取器還從標(biāo)志器接收帶有識(shí)別信息的信號(hào)。在此將RFID讀 取器能夠在其中檢測(cè)RFID標(biāo)志器的存在的區(qū)域稱(chēng)為"詢(xún)問(wèn)區(qū)域"。
典型地是對(duì)由RFID讀取器接收的反向散射調(diào)制形式的信號(hào)進(jìn) 行分析，以便從被詢(xún)問(wèn)的標(biāo)志器獲得標(biāo)志器識(shí)別信息。雖然這導(dǎo)致讀 取器被設(shè)計(jì)為對(duì)反射的能量靈敏，但通常來(lái)講，與該標(biāo)志器的身份無(wú) 關(guān)的外來(lái)反射被該RFID讀取器的接收部分利用某種方式去除或減在某些RFID系統(tǒng)中，受到監(jiān)視的多個(gè)物件在貨架或其他有限的位置上被堆積在彼此靠近或相互疊放在一起。經(jīng)常，可能需要確定貨架上的部分或全部物件何時(shí)被移除。例如，在一家音樂(lè)商店中， 一個(gè)貨架可能包括許多光盤(pán)。當(dāng)顧客取走碟片并將它們拿到收款拒臺(tái)進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)時(shí)，供貨將會(huì)減少并且應(yīng)使管理層得知這一點(diǎn)，這樣在貨架上能夠補(bǔ)充這些賣(mài)出的碟片?；蛘咴谝粋€(gè)倉(cāng)庫(kù)中，裝有物件的多個(gè)箱子可能被存放在貨架上。同樣，當(dāng)這些箱體被從貨架上移開(kāi)時(shí)，注意到這一點(diǎn)是很重要的，因?yàn)榭赡鼙仨氁A(yù)訂新的補(bǔ)充物件。
在近距離詢(xún)問(wèn)區(qū)域中，如在一個(gè)貨架上，多個(gè)物件可能非常接近RFID讀取器的天線(xiàn)。有時(shí)有必要使用比正常的功率高的功率來(lái)穿過(guò)在一個(gè)堆中所有的物件進(jìn)行發(fā)射和接收，以便讀取例如在堆頂部的物件。但是，因?yàn)榻?jīng)常有互相靠近的多個(gè)RFID詢(xún)問(wèn)系統(tǒng)，所以如果確定了一些物件已從被監(jiān)視區(qū)域被移除，則該區(qū)域內(nèi)的RF能量現(xiàn)在可自由地穿過(guò)整個(gè)區(qū)域傳播并到達(dá)周?chē)牡貐^(qū)，從而引起對(duì)附近的其他RFID詢(xún)問(wèn)系統(tǒng)的干擾。
因此，所需要的是一種方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)可用于準(zhǔn)確地確定何時(shí)在一個(gè)RFID詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的物件正被用盡并且采取正確的行動(dòng)如起動(dòng)過(guò)程來(lái)重新補(bǔ)充這些被移除的物品和/或減小這些RFID讀取器的功率，以節(jié)約成本并降低干擾其他RFID讀取器的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明著手解決本領(lǐng)域中與RFID讀取器以及RFID系統(tǒng)有關(guān)的這些不足之處。 一個(gè)RFID系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)RFID讀取器，該一個(gè)或多個(gè)讀取器與一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)志器通信，從而產(chǎn)生一個(gè)詢(xún)問(wèn)區(qū)域。每個(gè)RFID標(biāo)志器能夠被應(yīng)用于一個(gè)所感興趣的物件。每個(gè)讀取器包括將詢(xún)問(wèn)信號(hào)發(fā)射到這些標(biāo)志器的一個(gè)天線(xiàn)，并且這些標(biāo)志器將包括典型地與被詢(xún)問(wèn)的標(biāo)志器或物件有關(guān)的信息的信號(hào)返回。每個(gè)RFID讀取器天線(xiàn)將RF能量(正向RF能量)發(fā)射到該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)，并且從這些被詢(xún)問(wèn)的標(biāo)志器以及該區(qū)域內(nèi)的其他物件接收RF能量(反射的RF能量)。 一個(gè)檢測(cè)電路可被插在天線(xiàn)與RFID讀取器之間，以便在該天線(xiàn)上檢測(cè)反射的RF能量和正向RF能量。該正向RF能量與反射的RF能量之間的關(guān)系直接與在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)物件有關(guān)。分析這種關(guān)系能夠提供與該區(qū)域內(nèi)的多個(gè)物件相關(guān)的信息以及這些物件是否正在從該區(qū)域中被移除。
根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明提供用于檢測(cè)物件在一個(gè)RFID詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的不存在和存在的一種系統(tǒng)，其中一個(gè)RFID讀取器在詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)發(fā)射詢(xún)問(wèn)信號(hào)。該RFID讀取器發(fā)射具有RF能量的一個(gè)正向量值的詢(xún)問(wèn)信號(hào)并且從該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的這些物件接收具有RF能量的一個(gè)反射量值的響應(yīng)信號(hào)。 一個(gè)檢測(cè)電路至少部分地根據(jù)RF能量的該反射量值來(lái)確定物件在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的存在和不存在。
根據(jù)另 一個(gè)方面，本發(fā)明提供用于檢測(cè)物件在一個(gè)RFID詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的不存在和存在的一種方法。在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)發(fā)射詢(xún)問(wèn)信號(hào)，這些詢(xún)問(wèn)信號(hào)具有一個(gè)正向RF能量。響應(yīng)于該被發(fā)射的這些詢(xún)問(wèn)信號(hào)而接收響應(yīng)信號(hào)，這些響應(yīng)信號(hào)具有反射的RF能量。對(duì)該反射的RF能量進(jìn)行分析以確定在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)物件是否已經(jīng)被移除。
根據(jù)再一個(gè)方面，本發(fā)明提供了用于確定在一個(gè)RFID詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)物件不存在和存在的一種讀取器。 一個(gè)RF源生成RF信號(hào)。 一個(gè)天線(xiàn)^皮耦合到該RF源上。該天線(xiàn)在該RFID詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)發(fā)射正向RF能量。 一個(gè)接收器從該RFID詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)物件接收反射的RF能量。 一個(gè)檢測(cè)電路將在該天線(xiàn)上反射的RF能量的一個(gè)量值與正向的RF能量的一個(gè)量值進(jìn)行比較來(lái)獲得一個(gè)駐波比率。該駐波比率可用于確定物件是否已經(jīng)從該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)被移除。
本發(fā)明的另外的方面將會(huì)部分地在以下的描述中進(jìn)行陳述，并且部分地會(huì)從描述中明白，或者可通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明來(lái)了解。本發(fā)明的這些方面將通過(guò)在所附的權(quán)利要求書(shū)中具體指出的要素和組合而得以實(shí)現(xiàn)或完成。應(yīng)理解，以上的總體說(shuō)明以及以下的詳細(xì)說(shuō)明均僅是示例性和解說(shuō)性的，而不是對(duì)所要求的發(fā)明進(jìn)行限制。


結(jié)合在本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明的一部分的這些附圖舉例說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方案，并且與這些說(shuō)明一起用于解釋本發(fā)明的原理。文中所列舉的這些實(shí)施方案是目前優(yōu)選的實(shí)施方案，然而應(yīng)理解，本
發(fā)明并不限于所示出的準(zhǔn)確的安排和手段，在附圖中
圖l是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的RFID系統(tǒng)的一個(gè)示意圖2是結(jié)合了本發(fā)明的RFID系統(tǒng)的示意圖，并且示出了本發(fā)明
的一種應(yīng)用；
圖3是結(jié)合本發(fā)明的RFID系統(tǒng)的示意圖，并且示出了本發(fā)明的另一種應(yīng)用；以及
圖4是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的RFID讀取器的一部分的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明有利地提供了一種系統(tǒng)和方法，這種系統(tǒng)和方法通過(guò)檢測(cè)在一個(gè)RFID詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的物件所反射回的能量并將該反射回的能量與從一個(gè)RFID讀取器的天線(xiàn)傳播的能量進(jìn)行比較來(lái)確定多個(gè)物件在該RFID詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的存在或不存在。
在一個(gè)RFID詢(xún)問(wèn)系統(tǒng)中，RF能量是從該RFID天線(xiàn)發(fā)射到這些標(biāo)志器上以便獲得識(shí)別信息。這些RFID標(biāo)志器通過(guò)向RFID讀取器發(fā)射響應(yīng)信號(hào)來(lái)響應(yīng)來(lái)自該RFID讀取器的發(fā)射。在某些情形中，如在一個(gè)貨架上，多個(gè)物件經(jīng)常相互堆疊在一起并處在RFID讀取器或天線(xiàn)附近。通常，RFID讀取器僅涉及載有被詢(xún)問(wèn)的標(biāo)志器的身份的響應(yīng)信號(hào)并且傾向于忽略或?yàn)V出其他的信號(hào)。本發(fā)明檢測(cè)從該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的物件反射回到RFID天線(xiàn)的能量并且將這種能量的等級(jí)與由該天線(xiàn)發(fā)出的正向的能量的等級(jí)進(jìn)行比較。
當(dāng)位于該RFID天線(xiàn)附近的多個(gè)物件從該詢(xún)問(wèn)區(qū)域被移除時(shí)，由該RF天線(xiàn)所檢測(cè)到的反射的RF能量的積累量值被改變。典型地，在這種狀況下，反射的能量與正向的能量之比減小，表明該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的物件的移除。然后可以采取行動(dòng)來(lái)重新補(bǔ)充這些物件和/或降低該
RFID天線(xiàn)的發(fā)射功率，以保存能量和/或降低干擾附近的其他RFID讀取器的可能性。
現(xiàn)在參見(jiàn)附圖，其中相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件，圖1中示出根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的一個(gè)系統(tǒng)并且用總體上用"10"來(lái)表示。系統(tǒng)10是一種RFID詢(xún)問(wèn)系統(tǒng)并且包括一個(gè)或多個(gè)RFID讀取器12、附到不同物件上的一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)志器14、以及一臺(tái)主計(jì)算機(jī)16。主計(jì)算機(jī)16可位于遠(yuǎn)離系統(tǒng)10的一個(gè)遠(yuǎn)程位置，但與RFID讀取器12電氣連通。
RFID標(biāo)志器14有多種多樣的形狀以及大小。標(biāo)志器14可以是有源的或無(wú)源的。有源標(biāo)志器由一個(gè)內(nèi)置電池供電并且由這種類(lèi)型的標(biāo)志器所接收的數(shù)據(jù)能夠被修改或重寫(xiě)。 一個(gè)有源標(biāo)志器的內(nèi)存大小根據(jù)應(yīng)用的要求而不同。無(wú)源標(biāo)志器工作時(shí)無(wú)需外部電源并且是從讀取器的發(fā)射的信號(hào)獲得它們的工作動(dòng)力。因此，無(wú)源標(biāo)志器14典型地是比有源標(biāo)志器輕很多并且價(jià)格更低。然而，與有源標(biāo)志器相比，無(wú)源標(biāo)志器典型地具有較短的讀取范圍，并且要求一個(gè)大功率讀取器來(lái)將其激活。
RFID讀取器12 (下文將進(jìn)一步詳細(xì)描述)典型地包括一個(gè)收發(fā)器、 一個(gè)解碼器以及一個(gè)天線(xiàn)，并且可以是手持的或是固定安裝的器
件。讀取器12通過(guò)經(jīng)由一個(gè)天線(xiàn)向一個(gè)或多個(gè)標(biāo)志器14發(fā)射無(wú)線(xiàn)電信號(hào)來(lái)與每個(gè)標(biāo)志器14通信。信號(hào)是以一個(gè)特定的RF能量等級(jí)("正向能量")在整個(gè)詢(xún)問(wèn)區(qū)域進(jìn)行傳播。在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)接收這些信號(hào)的多個(gè)標(biāo)志器14返回包括識(shí)別信息的信號(hào)，該識(shí)別信息與附裝有該標(biāo)志器14的物品有關(guān)。該天線(xiàn)用于向標(biāo)志器14發(fā)射信號(hào)并從標(biāo)志器14接收信號(hào)。多個(gè)天線(xiàn)可以是讀取器12的一部分或分別安裝在例如門(mén)框、支架內(nèi)或在堆有物件的貨架上。被詢(xún)問(wèn)的標(biāo)志器14通過(guò)以一個(gè)特定的RF能量等級(jí)("反射的能量，，)向該讀取器的天線(xiàn)發(fā)射多個(gè)RF信號(hào)來(lái)向讀取器12返回識(shí)別信息。然后，這些收到的信號(hào)通過(guò)讀
10取器12內(nèi)的一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器或通過(guò)一個(gè)主計(jì)算機(jī)16進(jìn)行處理。 圖2示出了本發(fā)明可應(yīng)用到其中的一種示例性情景。圖2示出了 一個(gè)示例性的詢(xún)問(wèn)區(qū)域，其中多個(gè)RFID天線(xiàn)18被附裝在包括多個(gè) 箱體堆的一個(gè)相對(duì)受限的范圍之內(nèi)。應(yīng)注意，可以使用多個(gè)RFID讀 取器12而是不僅僅使用這些天線(xiàn)18。示于圖2中的范圍限定了一個(gè) 受限的RF詢(xún)問(wèn)區(qū)域并且可包括例如兩個(gè)鄰近的、相對(duì)放置的貨架20 和22。貨架20和22各自包括多個(gè)被標(biāo)記的物件24 (附裝了標(biāo)志器 14的物件)，但還可包括未做標(biāo)記的裝有特定零售物件的一些箱體 26。可能會(huì)希望確定箱體24或26中的物件何時(shí)已被從該存儲(chǔ)范圍移 動(dòng)。
鄰近未被標(biāo)記的這些箱體26的天線(xiàn)18在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)發(fā)射RF 詢(xún)問(wèn)信號(hào)并且等待接收來(lái)自每個(gè)被詢(xún)問(wèn)的標(biāo)志器的通信信號(hào)。該詢(xún)問(wèn) 區(qū)域內(nèi)的即貨架20與22之間存在的多個(gè)箱體26有助于反射回到多 個(gè)發(fā)射天線(xiàn)18的RF能量的總體強(qiáng)度。然而，因?yàn)槎鄠€(gè)被標(biāo)記的物件 24或多個(gè)未被標(biāo)記的箱體26被從該詢(xún)問(wèn)區(qū)域移除，所以在天線(xiàn)18檢 測(cè)到的來(lái)自這些RFID標(biāo)志器的反射的能量被改變。通過(guò)接收和測(cè)量 這些反射的信號(hào)的強(qiáng)度，天線(xiàn)18接收能夠用于確定該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)物 件的移除的信息。
當(dāng)確定一種特定物件如箱體26中的物件的存貨單是非常重要 時(shí)，以上描述的情景就很有用處。 一旦已確定一個(gè)特定的物件的存量 將要或已經(jīng)用盡時(shí)，可采取進(jìn)一步的行動(dòng)。例如，可對(duì)訂購(gòu)更多的特 定物件進(jìn)行標(biāo)注。若存貨單中有替換物件，則這些物件可替代被移除 的物件，以此維持存貨區(qū)中的這種特定物件的門(mén)限數(shù)量。有利的是， 當(dāng)存儲(chǔ)貨架上沒(méi)有剩余的物件時(shí)，從詢(xún)問(wèn)天線(xiàn)18發(fā)射的該RF功率可 暫時(shí)被降低或甚至消除，因?yàn)橐呀?jīng)確定了箱體的存貨已經(jīng)用盡，并且 至少在當(dāng)時(shí)，不再需要監(jiān)視它們的存在。通過(guò)在當(dāng)時(shí)降低或消除天線(xiàn) 18發(fā)射的RF功率，就不再會(huì)有對(duì)附近的其他RFID讀取器干擾的問(wèn) 題。而且，可保存功率并且在這些箱體已被補(bǔ)充并且需要再次監(jiān)視它 們?cè)谠撛?xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的存在時(shí)將功率再次提升。圖3示出了本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)方式。此時(shí)， 一個(gè)本地零 售商店的貨架裝有多個(gè)待售的光盤(pán)或DVD 28。每個(gè)貨架內(nèi)有多排光 盤(pán)28以及多個(gè)天線(xiàn)18。多個(gè)RFID標(biāo)志器14可被附裝到一個(gè)或多個(gè) 光盤(pán)28上。本發(fā)明確定一個(gè)詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)物件何時(shí)不存在或存 在，而無(wú)論這些物件是否包括RFID標(biāo)志器14?？蓪⒁粋€(gè)或多個(gè)天線(xiàn) 18置于該貨架中的不同位置處。該貨架中的每個(gè)天線(xiàn)18被安排為不 間斷地向該貨架中的這些標(biāo)志器14發(fā)射詢(xún)問(wèn)信號(hào)。除了從每個(gè)RFID 標(biāo)志器14接收識(shí)別響應(yīng)信號(hào)之外，每個(gè)天線(xiàn)18或RFID讀取器12 中的一個(gè)接收器還接收反射的RF能量的一個(gè)特定的累計(jì)等級(jí)。因?yàn)?天線(xiàn)18與該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的這些物件非常接近，所以當(dāng)給定數(shù)量的物 件從該區(qū)域移除時(shí)，天線(xiàn)18能夠檢測(cè)到返回的或反射的RF能量的變 化。
在本發(fā)明的一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，每個(gè)貨架包括出自一位特 定音樂(lè)家的CD28。當(dāng)顧客從貨架上移除這些光盤(pán)時(shí)，天線(xiàn)18檢測(cè) 由于光盤(pán)28的不存在所導(dǎo)致的該貨架內(nèi)的總體反射的能量的減少。 可將這種RF能量的總量與由天線(xiàn)18發(fā)射的正向RF能量進(jìn)行比較， 以獲得反射的能量與發(fā)射的能量的一個(gè)比率。本發(fā)明利用這個(gè)比率來(lái) 確定在特定的詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)多個(gè)物件的存在或不存在。因此，當(dāng)一位特 定的音樂(lè)家的所有光盤(pán)28均已被從貨架上移除時(shí)，天線(xiàn)18上檢測(cè)到 反射的RF能量的顯著下降，并且可采取行動(dòng)以便用該音樂(lè)家的替代 光盤(pán)28補(bǔ)充該貨架。
圖4示出了與本發(fā)明相有關(guān)地使用的一個(gè)示例性RFID讀取器 12的前端。應(yīng)注意到，圖4所示的讀取器12是用在本發(fā)明的典型RFID 詢(xún)問(wèn)系統(tǒng)中的一個(gè)示例性讀取器12,并且在本文中所披露的本發(fā)明并 不限于RFID讀取器12的特定設(shè)計(jì)或類(lèi)型。讀取器12包括提供射頻 信號(hào)的一個(gè)RF源30。循環(huán)器32的類(lèi)型是本領(lǐng)域中公知的，并且協(xié) 助將引導(dǎo)去往和來(lái)自天線(xiàn)18的RF信號(hào)。到達(dá)天線(xiàn)18的信號(hào)可被發(fā) 送到一個(gè)混頻器34，若有必要，該輸入RF信號(hào)的頻率在該混頻器被 轉(zhuǎn)換為一個(gè)不同的頻率。天線(xiàn)18向一個(gè)詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)
12志器14發(fā)射無(wú)線(xiàn)電信號(hào)。天線(xiàn)18可被配置為帶有相關(guān)聯(lián)的控制器的 收發(fā)器天線(xiàn)，該控制器提供控制和切換，以便以預(yù)定的時(shí)間間隔在發(fā) 射功能與接收功能之間切換。本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，在 天線(xiàn)18中可有分離的發(fā)射模塊和接收模塊。
天線(xiàn)18在整個(gè)的詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)發(fā)射電磁射頻詢(xún)問(wèn)信號(hào)，以產(chǎn)生一 種電磁場(chǎng)。在有一個(gè)或多個(gè)標(biāo)志器14存在的情況下，由天線(xiàn)18所產(chǎn) 生的電磁場(chǎng)可不間斷地存在。如果不需要不間斷的詢(xún)問(wèn)，則該電磁場(chǎng) 可被間歇地激活。由天線(xiàn)18所確立的詢(xún)問(wèn)信號(hào)的電磁場(chǎng)將引起來(lái)自 -故詢(xún)問(wèn)的標(biāo)志器14的回應(yīng)。而且，天線(xiàn)18發(fā)出的一部分RF能量被 反射回到讀取器12中的接收模塊或天線(xiàn)18的收發(fā)器模塊。因此，在 天線(xiàn)18上可檢測(cè)到從多個(gè)標(biāo)志器14反射回的RF能量的一個(gè)累積的 幅值。
一個(gè)檢測(cè)電路36定位于天線(xiàn)18與讀取器12的前端接收部分之 間。檢測(cè)電路36包括的電路既檢測(cè)天線(xiàn)18發(fā)射的正向RF能量也檢 測(cè)在天線(xiàn)18上接收的從這些標(biāo)志器14返回的反射的RF能量。通過(guò) 在天線(xiàn)18對(duì)正向RF能量以及反射的RF能量均進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)電路 36就能夠接收用來(lái)計(jì)算天線(xiàn)18上的駐波比("SWR")所需的信息。 該駐波比是在天線(xiàn)18上感知的反射的波與在天線(xiàn)18發(fā)射的正向波之 比。與該SWR值對(duì)應(yīng)的一個(gè)信號(hào)可被傳遞到讀取器12的一個(gè)信號(hào)處 理部分、到主計(jì)算機(jī)16或到其他某種信號(hào)處理模塊上，其中該信息 可被用于確定在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)物件的存在和不存在。檢測(cè)電路36繼 續(xù)監(jiān)視該駐波比中的變化并且將代表該駐波比中的變化的一個(gè)信號(hào) 發(fā)送到一個(gè)處理器用于確定多個(gè)物件是否已經(jīng)從該詢(xún)問(wèn)區(qū)域被移除。
例如，使讀取器12通電并開(kāi)始在給定的詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)發(fā)射詢(xún)問(wèn)信 號(hào)。在天線(xiàn)18的初始讀取能夠提供正在發(fā)射的RF能量的總量。因?yàn)?天線(xiàn)18與該區(qū)域內(nèi)的被標(biāo)記的以及未被標(biāo)記的物件之間的非常接近， 所以可對(duì)做出 一個(gè)記錄作為由該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的所有物件返射回到天 線(xiàn)18的RF能量的總量。這樣就可確定一個(gè)初始的駐波比SWR。隨 著在天線(xiàn)18與該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)標(biāo)志器14之間的多個(gè)物件被移除，該SWR將增加，并且正在用于計(jì)算該SWR的處理器能夠使用 預(yù)定的邏輯來(lái)確定該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的存貨是否已經(jīng)或?qū)⒁帽M。當(dāng)達(dá)到 一個(gè)預(yù)定的門(mén)限物件等級(jí)時(shí)，可采取進(jìn)一步的行動(dòng)，這包括但不限于 補(bǔ)充用盡的物件、向另外一個(gè)實(shí)體發(fā)送已經(jīng)發(fā)生物件用盡或?qū)⒁帽M 并且需要預(yù)定另外的物件的通知，或者降低該讀取器的發(fā)射功率的強(qiáng) 度。
檢測(cè)電路36可包括一個(gè)雙向耦合器或其他類(lèi)型的對(duì)正向的和反 射的RF能量均能夠感測(cè)的耦合裝置。應(yīng)該注意，本發(fā)明的檢測(cè)電路 36并不限于一個(gè)特定的硬件配置并且可以結(jié)合可使其能夠檢測(cè)到天 線(xiàn)18上的正向的和反射的RF能量的任何硬件或軟件，而無(wú)論天線(xiàn) 18是否為讀取器12的一部分。在此還考慮了可將檢測(cè)電路36插入天 線(xiàn)18與前端RFID讀取器12之間的RF路徑中的任何位置，并且該 電路可結(jié)合為讀取器12的一部分或被實(shí)施為一個(gè)分離的硬件部件。
檢測(cè)電路36可包括計(jì)算在天線(xiàn)18上的實(shí)時(shí)SWR所必需的那些 必要的硬件和/或軟件，或者與之相反，可提供一個(gè)輸出SWR信號(hào)(模 擬的或數(shù)字的)，該信號(hào)指明當(dāng)前的正向RF能量等級(jí)和反射的RF 能量等級(jí)。該信號(hào)被傳送到一個(gè)處理單元，該處理單元可以是在讀取 器12之內(nèi)或在一個(gè)分離的單元(如用于計(jì)算在天線(xiàn)18上的當(dāng)前SWR 的計(jì)算機(jī)16)之內(nèi)。如果達(dá)到某個(gè)門(mén)限SWR，則可以將一個(gè)信號(hào)引 導(dǎo)返回讀取器12，指示該讀取器減小或關(guān)閉天線(xiàn)18的發(fā)射功率，直 到收到進(jìn)一步的指示。
在本發(fā)明的一個(gè)替代實(shí)施方案中，該基帶信號(hào)的交流("AC") 或直流("DC")分量可作為該SWR的一個(gè)相對(duì)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。例 如，可以分析在混頻器34處存在的信號(hào)，而不是將檢測(cè)電路36插在 天線(xiàn)18與讀取器12之間。如果在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的這些被標(biāo)記的物件 不在移動(dòng)，則在混頻器34的駐波信號(hào)近似于一個(gè)直流信號(hào)。這個(gè)直 流信號(hào)的幅值傾向于同該SWR有關(guān)。換言之，在該點(diǎn)(混頻器之后) 的直流信號(hào)提供反射回到讀取器12的接收部分的信號(hào)功率的一個(gè)相 關(guān)的指示?？蓪?duì)這種信息進(jìn)行處理以便確定該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的物件是否已被移除。
本發(fā)明提供了 一個(gè)永久存貨單系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合了 一個(gè)RFID詢(xún) 問(wèn)系統(tǒng)的這些基本部件，即一個(gè)讀取器、 一個(gè)發(fā)射與接收天線(xiàn)、以及 一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)志器，盡管為了利用本發(fā)明并不必有RFID標(biāo)志 器存在。這些基本部件與測(cè)量在該天線(xiàn)上的正向RF信號(hào)和反射的RF 信號(hào)的強(qiáng)度的檢測(cè)電路一起使用，以便確定RFID詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的物件 是否已經(jīng)被移除。通過(guò)確定物件是否已經(jīng)被移除，可以預(yù)定替換物件 和/或?qū)FID讀取器的功率和/或天線(xiàn)的功率降低來(lái)保存電力、節(jié)省 資金并減少干擾鄰近的RFID詢(xún)問(wèn)系統(tǒng)的機(jī)會(huì)。本發(fā)明通過(guò)確定在該 天線(xiàn)處的駐波比或通過(guò)測(cè)量該RF基帶信號(hào)的AC或DC分量來(lái)分析 反射回該讀取器的功率從而確定該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的物件的存在和不存 在。
本發(fā)明可用硬件、軟件、或二者的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的方法和 系統(tǒng)可用在一臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的集中形式或不同的元素分布于多個(gè) 互聯(lián)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分散形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。任何類(lèi)型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或其他 適用于實(shí)施在此所說(shuō)明的方法的裝置均適合于執(zhí)行在此所說(shuō)明的功 能。
在本申請(qǐng)的背景下計(jì)算機(jī)程序或應(yīng)用程序是指以任何語(yǔ)言、代碼 或符號(hào)來(lái)表示的一組指令，這些指令旨在使具有信息處理能力的一個(gè) 系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行一個(gè)特定的功能，這或者是直接的或者是在以下之一或二 者后執(zhí)行a)轉(zhuǎn)換到另一種語(yǔ)言、編碼或符號(hào)；b)以一種不同的材 料形式的復(fù)制。此外，應(yīng)該注意所有附圖均不是按比例繪制的，除非 以上做出了相反的陳述。有意義的是，本發(fā)明在并不脫離其精神和本 質(zhì)屬性的情況下能夠以其他的特定形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，在表明本發(fā)明 的范圍時(shí)，應(yīng)該參見(jiàn)以下權(quán)利要求書(shū)，而不是以上的說(shuō)明書(shū)。
權(quán)利要求
1.用于確定在一個(gè)RFID詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)多個(gè)物件不存在和存在的一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)RFID讀取器，該讀取器在一個(gè)詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)發(fā)送詢(xún)問(wèn)信號(hào)，其中每個(gè)RFID讀取器發(fā)送具有RF能量的一個(gè)正向量值的詢(xún)問(wèn)信號(hào)并且從該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)接收具有RF能量的一個(gè)反射量值的響應(yīng)信號(hào)，以及一個(gè)檢測(cè)電路，該檢測(cè)電路至少部分地基于該反射的RF能量來(lái)確定在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)物件的存在和不存在。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)RFID讀取器包括用于產(chǎn)生RF信號(hào)的一個(gè)RF信號(hào)源；偶聯(lián)到該RF信號(hào)源的一個(gè)天線(xiàn)，該天線(xiàn)在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)發(fā)送該正向的RF能量；以及用于接收該反射的RF能量的一個(gè)接收器，其中該檢測(cè)電路在該天線(xiàn)上將該反射的RF能量的一個(gè)量值與該正向的RF能量的一個(gè)量值進(jìn)行比較。
3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中該檢測(cè)電路提供代表該反射的RF能量的量值與正向的RF能量的量值之比的一個(gè)輸出信號(hào)。
4. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)處理器，該處理器用于從該檢測(cè)電路接收該輸出信號(hào)以及用于處理該信號(hào)以便確定該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)這些物件的存在和不存在。
5. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中該處理器位于該RFID讀取器中。
6. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中該輸出信號(hào)被發(fā)送到一個(gè)外部計(jì)算機(jī)以便確定該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)物件的存在和不存在。
7. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中如果確定沒(méi)有物件在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)，該讀取器降低該被發(fā)送的詢(xún)問(wèn)信號(hào)的強(qiáng)度。
8. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中確定在該于詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)物件的存在和不存在的該檢測(cè)電路分析這些響應(yīng)信號(hào)中的直流分量。
9. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中確定在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)物件的存在和不存在的該檢測(cè)電路分析這些響應(yīng)信號(hào)中的交流分量。
10. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該檢測(cè)電路包括一個(gè)雙向耦合器。
11. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)志器，其中該一個(gè)或多個(gè)RFID讀取器向在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的該一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)志器發(fā)射詢(xún)問(wèn)信號(hào)。
12. 用于確定在一個(gè)RFID詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)物件的不存在和存在的一種方法，該方法包括在詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)發(fā)送詢(xún)問(wèn)信號(hào)，這些詢(xún)問(wèn)信號(hào)具有一個(gè)正向的RF能量；接收響應(yīng)于該被發(fā)送的詢(xún)問(wèn)信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)，這些響應(yīng)信號(hào)具有一個(gè)反射的RF能量；并且分析該反射的RF能量來(lái)確定在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的物件是否已經(jīng)被移除。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中分析該反射RF能量包括分析這些響應(yīng)信號(hào)的一個(gè)直流分量。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中分析該反射的RF能量包括 分析這些響應(yīng)信號(hào)的一個(gè)交流分量。
15. 如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括 將反射的RF能量與正向的RF能量進(jìn)行比較；并且 基于該反射的RF能量與該正向的RF能量的比較來(lái)確定在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)物件是否已經(jīng)被移除。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括確定在該反射的RF 能量與正向的RF能量之間的一個(gè)比率并且基于該反射的RF能量與 正向的RF能量的比率來(lái)確定在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)物件是否已經(jīng)被 移除。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括提供代表該反射的 RF能量與正向的RF能量的比率的一個(gè)輸出信號(hào)。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括處理該輸出信號(hào)以便 確定在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的這些物件的存在和不存在。
19. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中若確定在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)不存 在物件，則進(jìn)一步包括提供重新補(bǔ)充這些物件的指令。
20. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中若確定在該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)不存 在物件，則降低這些詢(xún)問(wèn)信號(hào)的發(fā)射功率。
21. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中通過(guò)位于一個(gè)RFID讀取器 內(nèi)的檢測(cè)電路來(lái)進(jìn)行該反射的RF能量與該正向的RF能量的比較。
22. 用于檢測(cè)在一個(gè)RFID詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)多個(gè)物件的不存在和存在 的一個(gè)RFID讀取器，該讀取器包括用于產(chǎn)生RF信號(hào)的一個(gè)RF源；偶聯(lián)到該RF源的一個(gè)天線(xiàn)，該天線(xiàn)在詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)發(fā)射正向的 RF能量；用于在該RFID詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)從多個(gè)物件接收反射的RF能量的一 個(gè)接收器；以及一個(gè)檢測(cè)電路，該檢測(cè)電路在該天線(xiàn)上將該反射的RF能量的一 個(gè)量值與該正向的RF能量的一個(gè)量值進(jìn)行比較以獲得一個(gè)駐波比 率，該駐波比率可用于確定多個(gè)物件是否已經(jīng)從該詢(xún)問(wèn)區(qū)域移除。
23. 如權(quán)利要求22所述的RFID讀取器，進(jìn)一步包括一個(gè)處理器， 其中該檢測(cè)電路監(jiān)視在該駐波比中的變化并且向該處理器發(fā)送代表 該駐波比中變化的一個(gè)信號(hào)，該處理器確定多個(gè)物件是否已經(jīng)從該詢(xún) 問(wèn)區(qū)域移除。
全文摘要
用于檢測(cè)在一個(gè)RFID詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的物件不存在和存在的方法和系統(tǒng)。至少一個(gè)RFID讀取器在詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)發(fā)送詢(xún)問(wèn)信號(hào)。每個(gè)RFID讀取器發(fā)送具有一個(gè)正向的RF能量的詢(xún)問(wèn)信號(hào)并且從詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)接收具有一個(gè)反射的RF能量的響應(yīng)信號(hào)。一個(gè)檢測(cè)電路至少部分地基于該反射RF能量確定該詢(xún)問(wèn)區(qū)域內(nèi)的物件存在和不存在。
文檔編號(hào)G06K7/00GK101517594SQ200780035550
公開(kāi)日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2007年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月25日
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