專利名稱：雙用途rfid/eas裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于射頻識(shí)別(RFID)和電子物品防盜(EAS)的裝置和方法的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)牌和標(biāo)簽(在此共同地稱為“裝置”)廣泛地用于將物體與識(shí) 別代碼關(guān)聯(lián)起來(lái)。RFID裝置通常具有天線以及模擬和/或數(shù)字電子裝置的組合，所述電子 裝置可以包括例如通信電子裝置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和控制邏輯。例如，RFID標(biāo)牌結(jié)合汽車中的 安全鎖使用，RFID標(biāo)牌用于對(duì)建筑物的進(jìn)入控制，以及用于跟蹤庫(kù)存和包裹。如上面所指出的，RFID裝置通常分類為標(biāo)簽或標(biāo)牌。RFID標(biāo)簽是粘附地直接附著 到物體的RFID裝置或是具有直接地附著物體的表面的RFID裝置。相反，RFID標(biāo)牌是通過(guò) 其它手段被固定到物體，例如通過(guò)使用塑料緊固件，線繩或其它固定裝置。RFID裝置包括包含電源的有源標(biāo)牌和有源標(biāo)簽以及不包含電源的無(wú)源標(biāo)牌和無(wú) 源標(biāo)簽。在無(wú)源裝置的情況下，為了從芯片獲取信息，“基站”或“閱讀器”將激勵(lì)信號(hào)發(fā)送 到RFID標(biāo)牌或RFID標(biāo)簽。激勵(lì)信號(hào)給標(biāo)牌和標(biāo)簽供電，并且RFID電路將所存儲(chǔ)的信息發(fā) 送回閱讀器。RFID閱讀器接收來(lái)自RFID標(biāo)牌的信息并且將其進(jìn)行解碼。通常，RFID標(biāo)牌 可以保持和發(fā)送唯一地識(shí)別個(gè)體、包裹、庫(kù)存等的足夠信息。RFID標(biāo)牌和RFID標(biāo)簽也可以 按特征分為對(duì)其僅寫(xiě)入一次信息的RFID標(biāo)牌和標(biāo)簽(雖然信息可以被反復(fù)地讀取)，以及 在使用期間可以對(duì)其寫(xiě)入信息的RFID標(biāo)牌和標(biāo)簽。例如，RFID標(biāo)牌可以存儲(chǔ)環(huán)境數(shù)據(jù)(其 可以由關(guān)聯(lián)的傳感器檢測(cè)到)、物流歷史、狀態(tài)數(shù)據(jù)等。如名字暗示的，電子物品防盜系統(tǒng)(EAS)涉及將安全標(biāo)簽或標(biāo)牌嵌入或附著到零 售物品以阻止入店行竊。常規(guī)EAS裝置或標(biāo)牌包括諧振器，當(dāng)其被激活時(shí)，當(dāng)EAS標(biāo)牌被帶 入檢測(cè)設(shè)備(一般位于商店的出口)的操作距離內(nèi)時(shí)，所述諧振器引起警報(bào)器發(fā)聲。然而， 如果EAS裝置是有效的，則每次顧客正當(dāng)?shù)貜纳痰陰ё咚?gòu)買的貨物或進(jìn)入具有類似檢測(cè) 設(shè)備的另一商店時(shí)，也將產(chǎn)生類似的信號(hào)。通常，EAS標(biāo)牌是不昂貴的并且是可任意使用的 物品，在付帳期間不將其從商品中去除(通常對(duì)于RFID標(biāo)牌也如此)。出于這些原因，已經(jīng) 開(kāi)發(fā)了各種不同的技術(shù)來(lái)使EAS標(biāo)牌無(wú)效，一般地是在付帳期間，通過(guò)店員使用不需要與 標(biāo)牌物理接觸的無(wú)效設(shè)備。各種類型的EAS裝置和無(wú)效系統(tǒng)使用特殊配置的標(biāo)牌或標(biāo)簽以及用于主動(dòng)地使 這類標(biāo)牌或標(biāo)簽無(wú)效的設(shè)備。第一示例是Lichtblau的美國(guó)專利4，498，076號(hào)中所描述的 EAS標(biāo)牌。Lichtblau標(biāo)牌帶有諧振電路，該諧振電路具有帶有缺口的電容器部分，所述缺 口允許根據(jù)例如Kaltner的美國(guó)專利4，728，938號(hào)中所描述的方法使諧振電路無(wú)效。在銷 售點(diǎn)，通過(guò)以下方法容易使Lichtblau EAS標(biāo)牌無(wú)效向標(biāo)牌或標(biāo)簽施加相對(duì)高功率的信 號(hào)，由于機(jī)械缺口，所述信號(hào)足夠弓I起在標(biāo)牌或標(biāo)簽內(nèi)短路而無(wú)效。另一類型的EAS標(biāo)牌(有時(shí)叫做磁機(jī)械EAS標(biāo)牌)使用在Elder的美國(guó)專利 3，765，007號(hào)中所公開(kāi)的技術(shù)。磁機(jī)械標(biāo)牌包括有源元件和偏置元件。當(dāng)被磁化時(shí)，偏置元 件將偏置磁場(chǎng)施加到有源元件，所述偏置磁場(chǎng)導(dǎo)致有源元件在暴露于以預(yù)定頻率交替的詢問(wèn)信號(hào)時(shí)，以該預(yù)定頻率機(jī)械諧振。這個(gè)標(biāo)牌需要相對(duì)高的磁場(chǎng)水平用于激活和無(wú)效。通 過(guò)激勵(lì)圍繞磁芯纏繞的線圈來(lái)完成激活和無(wú)效。已經(jīng)做了一些努力來(lái)將RFID裝置和EAS裝置組合在單個(gè)裝置內(nèi)。Forster的美 國(guó)專利7，109，867號(hào)描述了包括RFID裝置和EAS裝置兩者的裝置。Brady的美國(guó)專利 7，002, 475號(hào)描述了 RFID標(biāo)牌，該RFID標(biāo)牌在其天線中包括非線性磁材料，允許它也作為 EAS裝置工作。這兩個(gè)組合都在同一裝置中包括執(zhí)行兩個(gè)功能的額外的結(jié)構(gòu)元件。根據(jù)前面的描述應(yīng)理解，改進(jìn)RFID裝置是可能的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，RFID裝置具有用于與RFID閱讀器/檢測(cè)器通信的相對(duì)低 靈敏度的RFID模式和用于與EAS閱讀器/檢測(cè)器通信的相對(duì)高靈敏度的EAS模式。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)采用具有與針對(duì)普通操作不同的特性的EAS模式， RFID裝置也作為EAS裝置運(yùn)行。根據(jù)本發(fā)明的又另一方面，UHF RFID裝置也作為EAS裝置運(yùn)行，而不具有用在EAS 裝置功能中的任何特定結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的還另一方面，射頻識(shí)別(RFID)裝置包括天線以及可操作地耦合到 所述天線的芯片。所述芯片包括選擇性地操作所述RFID裝置兩種模式的電路用于與RFID 閱讀器/檢測(cè)器通信的相對(duì)低靈敏度的RFID模式；和用于與EAS閱讀器/檢測(cè)器通信的相 對(duì)高靈敏度的電子物品防盜(EAS)模式。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種使用RFID裝置用作電子物品防盜(EAS)裝置的方 法，包括下述步驟進(jìn)入改進(jìn)靈敏度的操作模式，所述操作模式將靈敏度改進(jìn)為超過(guò)用于 RFID通信的普通操作模式的靈敏度；和當(dāng)處于所述改進(jìn)靈敏度的模式時(shí)，與EAS閱讀器/ 檢測(cè)器通信。根據(jù)本發(fā)明的還另一方面，一種射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)牌包括芯片以及可操作地耦 合到所述芯片的天線。所述芯片包括用于工作在第一模式和第二模式之間的電路。所述第 一模式和第二模式中的每一個(gè)工作在不同的靈敏度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)牌包括芯片以及可操作地耦合 到所述芯片的天線。所述芯片包括用于工作在普通模式和至少第二模式的電路，其中所述 芯片選擇性地工作在所述普通模式和所述第二模式之間。在接收信號(hào)之后，所述芯片使所 述普通模式和第二模式中的一個(gè)無(wú)效。為了完成前述目標(biāo)和相關(guān)目標(biāo)，本發(fā)明包括在以下充分地描述的并且在權(quán)利要求 中特別地指出的特征。下述描述和附圖詳細(xì)地陳述本發(fā)明的某些說(shuō)明性實(shí)施例。然而這些 實(shí)施例指示可以采用本發(fā)明的原理的各種方式中的一小部分方式。當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，從 本發(fā)明的下述詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它目標(biāo)、優(yōu)勢(shì)和新穎的特征將變得明顯。


在不必按比例畫(huà)出的附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的射頻識(shí)別(RFID)裝置的圖示；圖2是圖1的RFID與RFID閱讀器/檢測(cè)器通信的圖示；
圖3是圖1的RFID與RFID閱讀器/檢測(cè)器通信的圖示；圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的RFID裝置的圖示；圖5是根據(jù)本發(fā)明的還另一實(shí)施例的RFID裝置的部分的圖示；圖6是根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的RFID裝置的圖示；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明的還又一實(shí)施例的RFID裝置的部分的圖示。
具體實(shí)施例方式射頻識(shí)別(RFID)裝置具有多種操作模式。其中一種操作模式是電子物品防盜 (EAS)模式，其用來(lái)允許RFID裝置作為EAS裝置更好地運(yùn)行。另一種操作模式是RFID模 式，其允許RFID裝置在RFID通信中普通運(yùn)行。EAS模式具有比RFID模式大的靈敏度，需 要比RFID模式少的功率來(lái)操作裝置，并且需要較小的電流和/或電壓用于操作。EAS模式 可以通過(guò)下述中的一個(gè)或更多個(gè)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些不同的特性切斷RFID裝置的芯片或其他電 子組件的電路中不需要的數(shù)字模塊；減小響應(yīng)輸入信號(hào)所需的能量存儲(chǔ)(power storage)； 降低對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)長(zhǎng)度；降低響應(yīng)所需的調(diào)制；改變芯片輸入阻抗；以及具有帶不同 阻抗的多個(gè)芯片端口。RFID裝置可以是被配置為與UHF(超高頻)信號(hào)(例如范圍在300MHz到3GHz) 交相感應(yīng)的裝置。對(duì)于給定的尺寸，天線增益和效率成反比關(guān)系。作為示例，在600MHz和 300MHz處，對(duì)于給定的距離，在300MHz處的傳播損耗比在600MHz處低6dB。如果可用的天 線尺寸是250mm，則在600MHz處可以存在半波偶極子而沒(méi)有折疊。在300MHz處將不得不存 在天線元件的折疊或其他布置以適合空間，這趨向于降低效率、增益和/或帶寬。關(guān)于其他 特性或特征(比如吸收損耗和讀基礎(chǔ)結(jié)構(gòu))，存在涉及尺寸和頻率的折中?？梢曰诘窖b 置的輸入信號(hào)的特性由裝置自動(dòng)地完成模式之間的切換。替換地，可以將一個(gè)控制信號(hào)或 多個(gè)控制信號(hào)發(fā)送到RFID裝置以明確引起RFID裝置在模式之間進(jìn)行切換。模式可以是交 替地可激活的。替換地，兩種模式同時(shí)是有效的可以是可能的，并且RFID裝置同時(shí)在兩種 模式通信是可能的。控制信號(hào)也可以被用來(lái)暫時(shí)地或永久地禁止在一種或兩種模式中的工 作。圖1示出了 RFID裝置10的簡(jiǎn)化布局。RFID裝置10包括芯片或集成電路12和天 線14。天線14可以具有多種熟知的配置中的任何一種，例如環(huán)形天線、偶極子天線或槽形 天線中的任何一種。為了發(fā)送和接收與另一裝置(例如閱讀器或檢測(cè)器)通信的信號(hào)，天 線14可操作地直接或間接地電耦合到芯片12的觸點(diǎn)。通信可以是更被動(dòng)(more passive) 的，其中RFID裝置10從閱讀器或檢測(cè)器產(chǎn)生的電場(chǎng)、磁場(chǎng)或傳播的電磁波(或其任何組 合)中汲取功率，并且使用該功率來(lái)改變或調(diào)制電場(chǎng)。在其他地方提及對(duì)電場(chǎng)的使用應(yīng)被 理解為可替換地包括磁場(chǎng)、傳播的電磁波或電場(chǎng)、磁場(chǎng)和傳播的電磁波的任何組合。可替換 地，通信可以是主動(dòng)通信，其中信號(hào)實(shí)際上從RFID裝置10廣播。芯片12可以是用于控制RFID裝置10的通信的各種集成電路裝置中的任何一種。 芯片12的電路使用各種熟知的電子結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)施芯片12的功能。芯片12可以直接連接到 天線14，或可以替換地使用插入結(jié)構(gòu)(例如內(nèi)插器或帶)來(lái)耦合到天線14。這種內(nèi)插器或 帶可以具有導(dǎo)電引線，導(dǎo)電引線有助于芯片12和天線14之間的電連接。這種電連接可以 是電連接直接接觸(其特征是低電阻)或替換地電抗電連接，這里接觸是經(jīng)由電場(chǎng)、磁場(chǎng)或其組合。RFID裝置10可以體現(xiàn)為標(biāo)簽或標(biāo)牌，并且可以以各種各樣的方式中的任何一種 附著或以機(jī)械方式耦合到物體。RFID裝置10可以包括各種其他層，這些層包括粘附層、釋 放層、可印制層和/或涂覆層?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2和3，RFID裝置10具有適合與RFID閱讀器或檢測(cè)器20通信的RFID 操作模式。RFID裝置10也具有適合與EAS檢測(cè)器24(圖3)通信的EAS操作模式。芯片 12的電路可以控制在任何給定的時(shí)間，RFID裝置10工作在哪一個(gè)模式。RFID裝置10可 以基于RFID裝置10接收到的輸入信號(hào)的特性或基于RFID裝置10檢測(cè)到的UHF信號(hào)的特 性來(lái)自動(dòng)地完成RFID模式或EAS模式的選擇。替換地或此外，RFID裝置10可以被配置為 在接收并且處理一個(gè)或更多個(gè)專門(mén)的控制信號(hào)之后，轉(zhuǎn)換模式和/或使其中一種模式中的 通信無(wú)效。作為另一替換，RFID裝置10能夠同時(shí)工作在兩種模式。RFID裝置10在RFID模式和EAS模式中不同地工作，以考慮RFID和EAS通信中 遇到的不同環(huán)境以及RFID和EAS通信的不同要求和期望的特性。例如，EAS環(huán)境包括以下 情形在EAS應(yīng)用中，介入物體(例如人)可能被放在RFID裝置和閱讀器/檢測(cè)器之間以 檢測(cè)此類物體。UHF遠(yuǎn)場(chǎng)穿透對(duì)穿過(guò)濕介電物體(例如人)是相對(duì)差的。術(shù)語(yǔ)“遠(yuǎn)場(chǎng)”相對(duì) 術(shù)語(yǔ)“近場(chǎng)”而言，所述“近場(chǎng)”指離天線較近的區(qū)域。兩個(gè)術(shù)語(yǔ)都描述天線(或任何其他 電磁輻射源)周圍的場(chǎng)。近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)之間的邊界常常取離天線λ/2 π的距離，這里λ是 天線正在發(fā)射的輻射的波長(zhǎng)，雖然應(yīng)認(rèn)識(shí)到，依賴于詢問(wèn)器天線設(shè)計(jì)和功率輸入，可用足夠 的能量來(lái)操作在比這個(gè)距離更大的范圍處的、被設(shè)計(jì)為經(jīng)由磁場(chǎng)或電場(chǎng)耦合來(lái)耦合的RFID 裝置。通常的理解，經(jīng)由主要單個(gè)場(chǎng)分量提供功率并且保持近場(chǎng)耦合的有利特性的區(qū)域可 能期望遠(yuǎn)離讀系統(tǒng)大約1個(gè)波長(zhǎng)。因此，期望RFID裝置10在EAS模式中具有比RFID模式中更好的靈敏度。從另一 角度來(lái)說(shuō)，期望當(dāng)在EAS模式中時(shí)，以比RFID模式中少的功率來(lái)激活RFID裝置10。這可以 通過(guò)使RFID裝置10在EAS模式中時(shí)使用比在RFID模式中時(shí)少的功率來(lái)實(shí)現(xiàn)。EAS模式中的頻率可以在上面給定的UHF范圍內(nèi)，或可以在上面給定的UHF范圍 外的較低頻率處。例如，在EAS模式中的頻率可以低至100MHz。在較高頻率處，通常有 更多可用的帶寬。對(duì)于較低頻率，通?？捎玫膸捀?，所以可以使用低帶寬協(xié)議，例如 IS0180006-A，它是不包括閱讀器調(diào)制的“標(biāo)牌對(duì)話優(yōu)先(tag talks first) ”協(xié)議，并且具 有額外的優(yōu)勢(shì)或在芯片中需要更簡(jiǎn)單的邏輯并且不需要模擬接收部分，從而減小功耗并且 增大范圍。圖4示出了一種在其中RFID裝置10可以在EAS模式中使其操作修改的方式。芯片 12在其電路中具有許多數(shù)字模塊30。數(shù)字模塊30控制RFID裝置的各種功能，例如對(duì)存儲(chǔ) 器的存取、讀寫(xiě)存儲(chǔ)器、接收并且處理命令、產(chǎn)生CRC(循環(huán)冗余碼校驗(yàn))、安全功能(例如口 令和加密)、產(chǎn)生具體的響應(yīng)消息以及處理爭(zhēng)用訪問(wèn)協(xié)議。這些功能中的某些對(duì)于RFID裝 置10在EAS功能中的使用不是必需的。EAS模式可以包括芯片12，其關(guān)閉對(duì)于在EAS模式 中的通信不是必需的某些數(shù)字模塊30。例如，由于當(dāng)裝置10遇到來(lái)自EAS裝置檢測(cè)器或閱 讀器的電場(chǎng)(或在其他地方所描述的替換物)時(shí)，來(lái)自處于EAS模式的RFID裝置的響應(yīng)可 能是單個(gè)虛擬的比特，因此，EAS功能可以不需要用于保持存儲(chǔ)器中的項(xiàng)目的數(shù)字模塊30。 無(wú)論何時(shí)RFID裝置10處于EAS模式，只要它檢測(cè)到EAS裝置檢測(cè)器的存在，其可以通過(guò)發(fā)送這個(gè)單個(gè)的虛擬比特來(lái)響應(yīng)。通過(guò)關(guān)閉某些數(shù)字模塊30，降低了 RFID裝置10的功耗，從 而也降低了用于激活RFID裝置10的功率要求，因此增加了 RFID裝置10的靈敏度。應(yīng)理 解，對(duì)于EAS模式，可以關(guān)閉或暫時(shí)禁用各種各樣的數(shù)字模塊。例如，在IS0180006-A協(xié)議 中，該邏輯電路是具有產(chǎn)生偽隨機(jī)延遲的抽頭的移位寄存器，接著所述邏輯電路只是為包 含不時(shí)地到輸出調(diào)制器的代碼的移位寄存器提供時(shí)鐘。更簡(jiǎn)單地，當(dāng)裝置具有足夠的功率 時(shí)，其可以反射單音，對(duì)反射調(diào)制器使用低調(diào)制深度，所以其仍然可以接收足夠的能量—— 事實(shí)上，在RF輸入對(duì)面的調(diào)制晶體管本身可以被配置為相對(duì)低頻率的振蕩器，所以芯片工 作的唯一部分是整流器和調(diào)制晶體管。圖5示出了針對(duì)EAS模式的變化的另一選擇，在其中RFID裝置10不存儲(chǔ)和在EAS 模式中同樣多的能量。數(shù)字模塊30包括能量存儲(chǔ)模塊34，其為RFID裝置10存儲(chǔ)能量以執(zhí) 行對(duì)情形的響應(yīng)。能量存儲(chǔ)模塊34可以包括，例如具有存儲(chǔ)能量的一個(gè)電容器或多個(gè)電容 器的電荷泵/調(diào)節(jié)器。例如，存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)模塊34中的能量可以被用來(lái)沿著天線14發(fā) 送消息或反射輸入信號(hào)以調(diào)制RFID裝置10附近的電場(chǎng)(或電場(chǎng)的替換物)。在無(wú)源RFID 標(biāo)牌中，通常使用已調(diào)制的反射(通常也稱為已調(diào)制的后向散射)實(shí)現(xiàn)回到閱讀器系統(tǒng)的 通信。在這個(gè)技術(shù)中，數(shù)據(jù)承載信號(hào)改變芯片的輸入阻抗。在簡(jiǎn)單的實(shí)施中，第一阻抗是芯 片處于其從閱讀器系統(tǒng)接收到功率和命令的狀態(tài)下的阻抗，第二阻抗是正在被導(dǎo)通的芯片 天線連接終端之間的晶體管引起的較低阻抗。如果我們假設(shè)在其第一狀態(tài)，天線阻抗與芯 片阻抗共軛匹配，則天線接收到的所有功率將被芯片吸收。當(dāng)調(diào)制器晶體管開(kāi)啟時(shí)，呈現(xiàn)第 二阻抗，一部分功率現(xiàn)在將被天線向閱讀器/詢問(wèn)器反射或再輻射。這可以被視為反射幅 度調(diào)制的一種形式，并且在適當(dāng)設(shè)計(jì)的閱讀器系統(tǒng)中生成可檢測(cè)的信號(hào)。在現(xiàn)實(shí)世界的標(biāo) 牌設(shè)計(jì)中，經(jīng)常由幅度和相位調(diào)制的組合產(chǎn)生反射的信號(hào)，并且芯片可以具有多于兩個(gè)的 阻抗?fàn)顟B(tài)以增強(qiáng)調(diào)制特性。如在前面段落中指出的，在EAS模式中，來(lái)自RFID裝置10的信號(hào)可能是單個(gè)虛擬 的比特。應(yīng)理解，發(fā)送單個(gè)虛擬的比特所需的功率比發(fā)送較長(zhǎng)的比特串(例如對(duì)于RFID通 信常常這樣做，RFID通信中可能需要傳送特定的裝置信息)所需的功率少得多。從而工作 在EAS模式所需的功率可以比工作在RFID模式所需的功率顯著地少。由于激活RFID裝置 10需要較少的功率，因此芯片12可以包括指令，從而以存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)模塊34中的、比在 RFID模式中RFID通信必需的功率少的功率來(lái)在EAS模式中響應(yīng)。這意味著在這個(gè)實(shí)施例 中，RFID裝置10具有較大的靈敏度，因?yàn)樵谒患せ钸M(jìn)行通信之前，它需要存儲(chǔ)較少的能 量。應(yīng)理解，對(duì)于EAS模式，除了較短通信響應(yīng)之外的其他原因而可能需要較少的能量存 儲(chǔ)。上面所討論的較短的響應(yīng)可以包括發(fā)送在RFID模式中發(fā)送的普通通信消息的僅 一部分。例如，在RFID模式中，RFID裝置10可以被配置為發(fā)送完整的信息承載信號(hào)，承載 關(guān)于RFID裝置10的潛在地各種各樣的信息，例如對(duì)RFID裝置10獨(dú)有的信息和對(duì)RFID裝 置10以機(jī)械方式耦合到的物體獨(dú)有的信息。在EAS模式中，忽略某些或所有獨(dú)有的信息可 能是足夠的。作為一個(gè)示例，在EAS模式中，RFID裝置10可以被配置為發(fā)送僅部分響應(yīng)， 例如在RFID模式中發(fā)送的普通通信的報(bào)頭部分。RFID裝置10也可以在EAS模式中進(jìn)行簡(jiǎn)化的調(diào)制響應(yīng)，其相對(duì)于RFID模式簡(jiǎn)化 調(diào)制。除了或替換上面的針對(duì)EAS模式的變化，也可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)變化。當(dāng)芯片12進(jìn)行反射響應(yīng)時(shí)，它以已知的頻率向外發(fā)送1和0比特的連續(xù)序列。在EAS模式中，芯片12可以被 配置為反射輸入信號(hào)而同時(shí)阻抗變化比RFID模式中的小。由于芯片12反射較小，因此它 在響應(yīng)周期期間可以調(diào)整功率。當(dāng)RFID裝置10在EAS模式中通信時(shí)，這提高了它的靈敏 度。對(duì)于RFID通信，在EAS模式中較弱的響應(yīng)可能是問(wèn)題，因?yàn)镽FID通信通常要求寬帶通 信。然而，對(duì)于EAS模式，在窄帶情況中通信可能是可接受的。EAS閱讀器可以被配置為使 其有效帶寬減小。對(duì)于RFID裝置10 (處于EAS模式)和EAS閱讀器/接收器之間的通信， 這降低了噪聲基底(最低限度)。這使得能夠檢測(cè)較弱的信號(hào)(增加了靈敏度)。針對(duì)EAS模式，也可以改變芯片12的阻抗。在RFID通信中，為了實(shí)現(xiàn)關(guān)于期望頻 率的最佳帶寬，期望裝置的芯片和天線不是準(zhǔn)確的共軛匹配。這種帶寬在RFID通信中可能 是期望的，因?yàn)镽FID閱讀器/檢測(cè)器可能需要同時(shí)與多個(gè)RFID裝置通信。這需要具有同 時(shí)與多個(gè)RFID裝置通信的能力，這個(gè)需求導(dǎo)致期望在RFID通信系統(tǒng)中某個(gè)極大的帶寬。 這種系統(tǒng)在通信期間可能要求基本上穩(wěn)定的頻率，使得快速的頻率跳躍是不期望的。對(duì)于 EAS模式，由于EAS系統(tǒng)常常不需要裝置和閱讀器之間的任何種類的復(fù)雜信息交換，因此較 窄的帶寬可以是可接受的，所以在那種情況下，頻率跳躍可以是可接受的。此外，EAS系統(tǒng) 的短通信和這類系統(tǒng)的要求一起減少或避免了與多個(gè)裝置同時(shí)通信的能力的需求。芯片12 的阻抗可以是以各種方式中的任何一種可改變的，所述方式可以是在芯片12內(nèi)內(nèi)部可切 換的。改變阻抗的一種方法是通過(guò)改變呈現(xiàn)給整流器電路的負(fù)載，因?yàn)檩斎胱杩共糠值匾?賴于通過(guò)整流器的電流。其他方法包括使用提供對(duì)電路的部分的偏置的非易失性存儲(chǔ)器單 元，或具有由存儲(chǔ)器單元控制的一系列晶體管，其連接輸入之間的形成在芯片上的電容?，F(xiàn)在另外參照?qǐng)D6，芯片12可以具有用于連接到第一天線44的第一組觸點(diǎn)(第一 端口)42和用于連接到第二天線48的第二組觸點(diǎn)(第二端口)46。第一觸點(diǎn)42和第一天 線44可以被用于RFID模式中的通信，第二觸點(diǎn)46和第二天線48可以被用于EAS模式中的 通信?？梢葬槍?duì)它們各自模式的單獨(dú)特性，優(yōu)化觸點(diǎn)/天線組合。第一觸點(diǎn)42可以具有不 同于第二觸點(diǎn)46的阻抗。第一觸點(diǎn)42可以被配置為與遠(yuǎn)場(chǎng)天線很好地工作并且給出寬帶 頻率響應(yīng)，用于RFID模式中的通信。這可以通過(guò)保持第一觸點(diǎn)42的實(shí)部分和電抗部分的 比率相對(duì)低來(lái)實(shí)現(xiàn)。這等效于低頻電路中Q的概念。在這種情況下術(shù)語(yǔ)Q與諧振調(diào)諧電路 的行為有關(guān)，所述諧振調(diào)諧電路包括天線呈現(xiàn)的電感、芯片呈現(xiàn)的電容以及芯片和結(jié)構(gòu)中 任何其他能量損耗機(jī)構(gòu)(例如材料中的介電損耗)呈現(xiàn)的電阻。Q的一種定義是存儲(chǔ)的總 能量與每一周期能量損失的比率。能量被存儲(chǔ)在電感器和電容器中(在零電壓處，所有能 量在電感器的磁場(chǎng)中，在零電流處，能量作為電壓被存儲(chǔ)在電容器中)并且電阻耗散能量。 對(duì)于最適合RFID芯片輸入的并聯(lián)模型，Q被計(jì)算為電阻與電抗的比率。對(duì)于諧振電路，XL 和XC是相等的，但是在實(shí)際情況中，可能存在高電阻和高電容/低電感。對(duì)于RFID芯片的 輸入，高Q電路可以是有用的，因?yàn)樗梢杂行У乇对鲂酒斎胩幍腁C電壓，這里AC電壓 代表存儲(chǔ)的能量，其可以比射頻源每一周期輸送的能量高。這是重要的，因?yàn)閮蓚€(gè)因素決定 RFID芯片工作的能力一個(gè)是獲得足夠的功率，另一個(gè)是在輸入處獲得足夠的RF電壓以允 許整流器運(yùn)行。整流器可以是二極管或使用晶體管的同步類型，其趨向于具有正向?qū)ㄩ_(kāi) 始處的閾值電壓。對(duì)于二極管，依賴于摻雜水平，這個(gè)范圍針對(duì)硅器件可以從大約0. 3V到 0. 7V?？梢詼p小這個(gè)閾值，但是在某個(gè)點(diǎn)，當(dāng)反向偏置時(shí)，二極管的反向漏電流變大，并且RF 能量到DC電壓的有效的轉(zhuǎn)換效率變得不可用。所以，制造具有非常低功耗的芯片將不總是保證它工作在低RF功率輸入，因?yàn)殡妷翰坏貌蛔銐虼蟆Ｍㄟ^(guò)具有高的電阻輸入并且使用諧 振，可以實(shí)現(xiàn)較高的電壓或電壓降，雖然芯片不能汲取比每一周期輸送給電路的功率高的 功率。較高Q的負(fù)面影響是極大地減小了工作帶寬——典型的度量是3dB帶寬AF = f/ Q。對(duì)于普通的RFID工作(這里期望在頻帶上一致的性能)，這個(gè)窄帶寬可能帶來(lái)問(wèn)題。然 而，對(duì)于EAS功能，因?yàn)闆](méi)有耗費(fèi)時(shí)間的通信或協(xié)議發(fā)生，所以快速地掃描頻帶以找到處于 EAS模式的標(biāo)牌的工作頻率是可能的，從而克服了來(lái)自擊敗EAS功能的企圖的窄帶寬和去 諧效應(yīng)兩者引起的問(wèn)題。在EAS模式中可實(shí)現(xiàn)的較高的靈敏度也允許較低的功率傳送用于 檢測(cè)，并且依賴于監(jiān)管限制，較寬的帶寬再次改進(jìn)了捕獲故意失調(diào)的標(biāo)牌裝置的幾率?？焖?頻率跳躍有效地在頻帶上展開(kāi)了閱讀器能量，所以也減小了對(duì)其他系統(tǒng)的影響。因此，第二 觸點(diǎn)46可以具有較高的實(shí)部分與電抗部分的比率(高Q)，適合用在EAS模式中。例如，芯 片可以具有IOOOOohms (歐姆)實(shí)部分和2pF電容(在915MHz處約等于 87歐姆電抗)。 這給出了理論最大無(wú)載Q為 115，但是從電路吸收能量的芯片將有效加載Q減小到較低的 值。對(duì)于任何給定的輸入功率，第二觸點(diǎn)46的特性可以產(chǎn)生較高的電壓，這導(dǎo)致較大的靈 敏度，至少在電壓受限的情形下。這種特性更適合于近場(chǎng)讀取并且用在EAS模式中，但是不 太適合用于常規(guī)RFID通信。應(yīng)理解，有許多可能的方式來(lái)選擇工作模式。例如，裝置可以被配置為當(dāng)滿足一組 條件時(shí)，僅以EAS模式回復(fù)。對(duì)于具有多個(gè)輸入(觸點(diǎn)或端口)的芯片，這類條件可以包括 在哪一個(gè)輸入上接收命令(如果有)。例如，如果芯片具有兩個(gè)輸入，一個(gè)用于EAS通信，一 個(gè)用于RFID通信，如果在兩個(gè)輸入上都接收通信(例如EAS類型通信)，則系統(tǒng)可以被設(shè)置 為以EAS模式響應(yīng)。如果僅在耦合到RFID天線的輸入上接收同樣的通信，則裝置可以被配 置為根本不響應(yīng)。這使得通過(guò)在物理上切斷用于EAS通信的天線來(lái)使EAS功能無(wú)效成為可 能。這種改變將使裝置仍然能夠作為RFID裝置運(yùn)行。應(yīng)理解，許多其他變型是可能的。替換配置使單個(gè)天線耦合到兩組第一組觸點(diǎn)42和46。觸點(diǎn)42和46的組可以耦 合到在單個(gè)天線上不同的各自的點(diǎn)，代表不同的匹配條件。作為另一替換，觸點(diǎn)組可以連接 到同一天線中的不同元件，其中觸點(diǎn)組共享一個(gè)觸點(diǎn)。作為替換，如圖7中所示，第二觸點(diǎn)或端口 46可以被配置為具有非常高的輸入電 容(例如2-20pF)和高實(shí)數(shù)部分的阻抗(例如在5000和20000ohms之間)的。這允許導(dǎo) 體環(huán)50與端口 46并聯(lián)放置并且在UHF頻率處諧振。環(huán)50允許非常大的Q。環(huán)50包圍區(qū) 域52。這個(gè)包圍的區(qū)域52提高了天線48的新的磁場(chǎng)靈敏度。在上面各種實(shí)施例中所描述的RFID裝置10可以是UHF RFID裝置。與通常用于 檢測(cè)磁EAS裝置的閱讀器和檢測(cè)裝置相比，UHF天線和閱讀器是小的。這允許不引人注目 地執(zhí)行EAS檢測(cè)，例如通過(guò)安裝在天花板或地板中，或安裝在天花板或地板上。這移除了在 商店出口處的障礙。此外，應(yīng)理解，將RFID和EAS功能集成在單個(gè)RFID裝置中而不需要額外的結(jié)構(gòu)部 件來(lái)執(zhí)行EAS功能節(jié)約了成本。這導(dǎo)致在較少或不增加RFID裝置的成本的情況下，增加了 功能。雖然針對(duì)特定的優(yōu)選實(shí)施例(或多個(gè)實(shí)施例)已經(jīng)示出并且描述了本發(fā)明，但是 很明顯，本領(lǐng)域其他技術(shù)人員根據(jù)閱讀和理解該說(shuō)明書(shū)和附圖，可以進(jìn)行等效的改變和修 改。特別地關(guān)于由上面描述的元件(部件、組件、裝置、組合等)執(zhí)行的各種功能，用來(lái)描述這種元件的術(shù)語(yǔ)(包括提到的“手段”)，除非另外地指明，否則意在對(duì)應(yīng)執(zhí)行所描述元件的 特定功能的任何元件(即在功能上是等效的)，即使在結(jié)構(gòu)上與執(zhí)行本發(fā)明在此所說(shuō)明的 示例性實(shí)施例中的功能的所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)不等效。此外，雖然針對(duì)僅一個(gè)或多個(gè)若干所說(shuō)明 的實(shí)施例在上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的特殊特征，但是當(dāng)對(duì)任何給定或特殊應(yīng)用是期望的和 有利時(shí)，該特征可以與其它實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)其它特征組合。
權(quán)利要求
一種射頻識(shí)別即RFID裝置，包括天線；以及可操作地耦合到所述天線的芯片；其中所述芯片包括選擇性地操作所述RFID裝置的下面兩種模式的電路用于與RFID閱讀器/檢測(cè)器通信的相對(duì)低靈敏度的RFID模式；和用于作為EAS閱讀器/檢測(cè)器進(jìn)行通信的相對(duì)高靈敏度的電子物品防盜即EAS模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID裝置，其中所述電路包括用于為所述EAS模式切斷所述 電路的數(shù)字模塊的電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID裝置，其中所述電路包括相對(duì)于在所述RFID模式中的 通信簡(jiǎn)化在所述EAS模式中通信的調(diào)制的電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID裝置，其中所述電路包括相對(duì)于在所述RFID模式中啟 動(dòng)通信所需的能量存儲(chǔ)，減少在所述EAS模式中啟動(dòng)通信所需的能量存儲(chǔ)的電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任何一項(xiàng)所述的RFID裝置，其中所述芯片包括用于傳送輸 出信號(hào)的多個(gè)端口，以及其中所述RFID模式使用所述端口中的一個(gè)，并且所述EAS模式使 用所述端口中的另一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的RFID裝置，其中所述芯片在所述端口具有不同的各自的阻抗。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任何一項(xiàng)所述的RFID裝置，其中所述芯片在所述EAS模式 中使用的功率比在所述RFID模式中的少。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任何一項(xiàng)所述的RFID裝置，其中在所述RFID模式中的通 信具有的帶寬比在所述EAS模式中的通信的帶寬大。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID裝置，其中所述電路包括允許同時(shí)在兩種模式中通信的 電路。
10.一種使用RFID裝置的方法，所述RFID裝置用作電子物品防盜即EAS裝置，所述方 法包括進(jìn)入改進(jìn)的靈敏度的操作模式，所述操作模式將靈敏度改進(jìn)為超過(guò)用于RFID通信的 普通操作模式的靈敏度；以及當(dāng)處于所述改進(jìn)的靈敏度的模式時(shí)，與EAS閱讀器/檢測(cè)器通信。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述進(jìn)入包括切斷所述RFID裝置的芯片的電路 中的數(shù)字模塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述進(jìn)入包括在與所述EAS閱讀器/檢測(cè)器通 信之前，減少所述RFID裝置的芯片中所需的能量存儲(chǔ)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述進(jìn)入包括簡(jiǎn)化調(diào)制。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述進(jìn)入包括改變所述RFID裝置的芯片的阻抗。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述進(jìn)入包括降低所述裝置 使用的功率。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述進(jìn)入包括使能夠沿著所 述RFID裝置的芯片的端口進(jìn)行通信，該端口與用于所述普通操作模式的所述芯片的端口不同。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述端口具有不同的各自的阻抗。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述進(jìn)入包括簡(jiǎn)化在所述改進(jìn)的靈敏度模式中 通信的調(diào)制。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述進(jìn)入包括相對(duì)于所述普通模式降低在所述 改進(jìn)的靈敏度模式中的帶寬。
20.一種射頻識(shí)別即RFID標(biāo)牌，包括 芯片；以及可操作地耦合到所述芯片的天線；其中所述芯片包括用于工作在第一模式和第二模式之間的電路；以及 其中所述第一模式和第二模式中的每一個(gè)以不同的靈敏度工作。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的RFID標(biāo)牌，其中所述第一模式是相對(duì)低靈敏度的RFID模 式并且所述第二模式是相對(duì)高靈敏度的EAS模式。
22.—種射頻識(shí)別即RFID標(biāo)牌，包括 芯片；以及可操作地耦合到所述芯片的天線；其中所述芯片包括用于在普通模式和在至少第二模式工作的電路，并且其中所述芯片 選擇性地工作在所述普通模式和所述第二模式之間；以及其中所述芯片在接收信號(hào)之后，使所述普通模式和第二模式中的一個(gè)無(wú)效。
全文摘要
一種射頻識(shí)別(RFID)裝置具有多種工作模式。其中一種工作模式是電子物品防盜(EAS)模式，該模式被用來(lái)允許將RFID裝置用作EAS裝置。另一種工作模式是RFID模式，該模式允許所述RFID裝置在RFID通信中的普通功能。所述EAS模式具有比所述RFID模式大的靈敏度，需要比所述RFID模式少的功率來(lái)使所述裝置工作，并且需要較少的電流和/或電壓進(jìn)行工作。所述EAS模式可以通過(guò)以下中的一個(gè)或更多個(gè)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些不同的特性切斷所述RFID裝置的電路中的某些數(shù)字模塊；減少對(duì)輸入信號(hào)響應(yīng)所需的能量存儲(chǔ)；降低對(duì)輸入信號(hào)響應(yīng)的長(zhǎng)度；簡(jiǎn)化響應(yīng)所需的調(diào)制；改變芯片輸入阻抗；和具有帶不同阻抗的多個(gè)芯片端口。
文檔編號(hào)G06K19/07GK101933032SQ200880126113
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2008年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月3日
發(fā)明者I·J·福斯特 申請(qǐng)人:艾利丹尼森公司