專利名稱：從rfid裝置檢測(cè)eas功能的eas閱讀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電子商品防盜(EAS(electronic articlesurveillance))和射頻標(biāo)識(shí)(RFID)系統(tǒng)，能以RFID指定頻率13.56MHz執(zhí)行雙EAS/RFID功能，特別涉及能以RFID指定頻率13.56MHz，檢測(cè)來自RFID裝置的EAS檢測(cè)信號(hào)，而不啟動(dòng)RFID裝置的RFID功能的裝置。
背景技術(shù)：
隨著RFID技術(shù)出現(xiàn)，許多零售商正考慮通過RFID標(biāo)簽標(biāo)記商品(例如每一物品、每一框架，每一集裝架)。同時(shí)，電子商品防盜(EAS)技術(shù)和裝置已經(jīng)證明對(duì)減少盜竊并稱為“虧損”很關(guān)鍵。預(yù)想RFID裝置也能提供EAS技術(shù)已知的許多相同優(yōu)點(diǎn)以及另外的優(yōu)點(diǎn)或性能，諸如庫(kù)存控制、架子讀取、非視距讀取等等。然而，存在屬于先前已知組合EAS和RFID裝置或標(biāo)記或標(biāo)簽的幾個(gè)問題。這些問題包括下述成本-由于通常要求兩個(gè)裝置和兩個(gè)單獨(dú)的閱讀器或解碼器，對(duì)零售商或制造商而定，組合EAS/RFID標(biāo)記或標(biāo)簽通常更昂貴。
大小-組合結(jié)構(gòu)的大小通常更大，以及通常多個(gè)物理重疊導(dǎo)致性能降低。
干擾-如果重疊裝置，干擾會(huì)發(fā)生，導(dǎo)致降低EAS和RFID功能的任何一個(gè)或兩者的性能，除非提供特定設(shè)計(jì)特征以便降低由重疊引起的干擾。
在2004年11月15日提交的，名為“Combo EAS/RFID Label orTag”的共同擁有的共同未決U.S.臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/628,303中解決和克服與由重疊引起的成本、大小和性能降低和干擾有關(guān)的這些問題，其全部?jī)?nèi)容在此引入以供參考。
不必說，仍然需要13.56MHz EAS閱讀器裝置，能從RFID裝置讀取信號(hào)，作為EAS商品檢測(cè)信號(hào)。另外，仍然需要具有EAS閱讀器裝置的集成13.56MHz EAS和RFID檢測(cè)系統(tǒng)，能從RFID裝置讀取信號(hào)，作為EAS商品檢測(cè)信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本公開內(nèi)容的目的是通過耦合到RFID標(biāo)簽或裝置的EAS閱讀器，執(zhí)行EAS功能。本發(fā)明的又一目的是提供集成EAS和RFID系統(tǒng)，能基于或由于電路的諧振，通過諧振電路檢測(cè)RFID裝置的存在。
本公開內(nèi)容的另一目的是提供集成到RFID系統(tǒng)中的EAS閱讀器，以便允許比可從傳統(tǒng)的EAS閱讀器和EAS標(biāo)簽組合可獲得的更大檢測(cè)距離或讀取范圍。本公開內(nèi)容還涉及通過更大簡(jiǎn)化，構(gòu)造成具有更小、更低成本標(biāo)簽的EAS檢測(cè)系統(tǒng)。
本公開內(nèi)容涉及用于電子商品防盜(EAS)系統(tǒng)的閱讀器裝置，包括閱讀器裝置，配置成可操作地與射頻標(biāo)識(shí)(RFID)標(biāo)簽通信。能級(jí)等于位于閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽的操作頻率，其中，電磁能的突發(fā)的能級(jí)足以在終止生成電磁能的脈沖串后，由RFID標(biāo)簽生成振鈴信號(hào)，其中，閱讀器裝置檢測(cè)從RFID標(biāo)簽接收的振鈴信號(hào)，振鈴信號(hào)的檢測(cè)由閱讀器裝置解釋為EAS功能。閱讀器裝置可以包括激勵(lì)器；通過第一信號(hào)門可操作地耦合到激勵(lì)器的發(fā)射機(jī)；可操作地耦合到發(fā)射機(jī)的發(fā)射機(jī)天線；具有前端的接收機(jī)天線；以及通過第二信號(hào)門可操作地耦合到接收機(jī)的前端的信號(hào)檢測(cè)器，其中，激勵(lì)器生成電磁能的脈沖串。激勵(lì)器可以是脈沖和連續(xù)波激勵(lì)器中的一個(gè)。EAS閱讀器裝置可以以13.56MHz的基線頻率生成電磁能的脈沖串。電磁能的脈沖串包括來自EAS閱讀器的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽的信號(hào)。第一信號(hào)門禁止發(fā)射機(jī)以及第二信號(hào)門使接收機(jī)從RFID標(biāo)簽接收信號(hào)。在從RFID標(biāo)簽檢測(cè)到該信號(hào)后，信號(hào)檢測(cè)器啟動(dòng)可操作地耦合到信號(hào)檢測(cè)器的告警。
電磁能在離閱讀器30米遠(yuǎn)處，可以具有84dbμV/m的最大場(chǎng)強(qiáng)，以及電磁能相對(duì)于基線頻率，在±7kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。另外，電磁能在離閱讀器裝置30米遠(yuǎn)處，可以具有50.5dbμV/m的最大場(chǎng)強(qiáng)，以及電磁場(chǎng)相對(duì)于基線頻率，在±150kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。此外，電磁能在離閱讀器裝置30米遠(yuǎn)處，可以具有40.5dbμV/m的最大場(chǎng)強(qiáng)，以及電磁場(chǎng)相對(duì)于基線頻率，在±450kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。另外，電磁能在離閱讀器裝置30米遠(yuǎn)處，可以具有29.5dbμV/m的最大場(chǎng)強(qiáng)，以及電磁場(chǎng)相對(duì)于基線頻率，在大于±450kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。
本公開內(nèi)容還涉及從射頻標(biāo)識(shí)(RFID)標(biāo)簽，檢測(cè)電子商品防盜(EAS)功能的方法。該方法包括提供配置成可操作地與RFID標(biāo)簽通信的閱讀器裝置的步驟。另外，閱讀器裝置具有讀取范圍。該方法進(jìn)一步包括由具有能級(jí)的閱讀器裝置生成電磁能的脈沖串的步驟。以位于閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽的操作頻率生成能級(jí)。在終止生成電磁能的脈沖串后，該能級(jí)足以從RFID標(biāo)簽生成振鈴信號(hào)。該方法包括將脈沖串傳送到至少在該讀取范圍內(nèi)的空間區(qū)域，以及檢測(cè)是否已經(jīng)從閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽接收振鈴信號(hào)以表示RFID標(biāo)簽存在于讀取范圍內(nèi)。由閱讀器裝置將檢測(cè)的振鈴信號(hào)解釋為EAS功能。
將脈沖串傳送到至少在讀取范圍內(nèi)的空間區(qū)域的步驟可以包括通過可操作地連接到閱讀器裝置的發(fā)射機(jī)，通過發(fā)射天線傳送脈沖串，以及斷開閱讀器裝置的發(fā)射機(jī)的步驟。檢測(cè)是否從閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽接收信號(hào)的步驟可以包括使能接收機(jī)耦合到閱讀器裝置的接收機(jī)天線的步驟。
如果已經(jīng)從閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽接收到信號(hào)，該方法可以進(jìn)一步包括生成告警的步驟。如果還未從閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽接收到信號(hào)，該方法可以包括等待預(yù)定時(shí)間周期，以及由具有能級(jí)的閱讀器裝置生成電磁能的脈沖串的步驟，以位于閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽的操作頻率生成能級(jí)。在終止生成電磁能的脈沖串后，該能級(jí)足以由RFID標(biāo)簽生成振鈴信號(hào)。該方法可以進(jìn)一步包括如果通過接收機(jī)已經(jīng)從閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽接收信號(hào)，則生成告警的步驟以及如果還未從閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽接收到信號(hào)，則該方法包括禁止接收機(jī)，等待預(yù)定時(shí)間周期，以及重復(fù)從具有能級(jí)的閱讀器裝置生成電磁能的脈沖串的步驟的步驟。以位于閱讀器的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽的操作頻率生成能級(jí)。該能級(jí)足以在終止生成電磁能的脈沖串后，由RFID標(biāo)簽生成振鈴信號(hào)。
該方法可以包括以約13.56MHz的基線頻率，生成電磁能的脈沖串。該方法可以通過在離閱讀器裝置30米遠(yuǎn)處，具有84dbμV/m的最大場(chǎng)強(qiáng)的電磁能實(shí)現(xiàn)，以及該電磁能相對(duì)于基線頻率，在±7kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。另外，該方法可以通過在離閱讀器裝置30米遠(yuǎn)處，具有50.5dbμV/m的最大場(chǎng)強(qiáng)的電磁能實(shí)現(xiàn)，以及該電磁能相對(duì)于基線頻率，在±150kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。再次，該方法可以通過在離閱讀器裝置30米遠(yuǎn)處，具有40.5dbμV/m的最大場(chǎng)強(qiáng)的電磁能實(shí)現(xiàn)，以及該電磁能相對(duì)于基線頻率，在±450kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。該方法也可以通過在離閱讀器裝置30米遠(yuǎn)處，具有29.5dbμV/m的最大場(chǎng)強(qiáng)的電磁能實(shí)現(xiàn)，以及該電磁能相對(duì)于基線頻率，在大于±450kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。


特別指出并在說明書的結(jié)論部分中明確要求視作實(shí)施例的主題。然而，當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，有關(guān)組織和操作方法，以及其目的、特征和優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例最好參考下述詳細(xì)說明書理解，其中圖1是公用RFID標(biāo)記或標(biāo)簽裝置的概圖；圖2是連接到RFID裝置的公用RFID閱讀器的示意圖；
圖3是表示根據(jù)本公開內(nèi)容，用于與RFID裝置一起使用的EAS閱讀器的示意圖；圖4是圖3的EAS閱讀器的功能框圖；圖5是示例說明根據(jù)本公開內(nèi)容，從RFID標(biāo)記檢測(cè)EAS功能的方法的圖；圖6A是根據(jù)本公開內(nèi)容，由EAS閱讀器生成的EAS脈沖串信號(hào)與時(shí)間的理論圖；圖6B是如由EAS閱讀器裝置檢測(cè)的，根據(jù)本公開內(nèi)容的EAS閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID裝置，響應(yīng)信號(hào)與時(shí)間的理論圖；圖6C是根據(jù)本公開內(nèi)容，EAS閱讀器裝置接收機(jī)檢測(cè)使能/禁止?fàn)顟B(tài)對(duì)時(shí)間的圖示；以及圖7是表示作為脈沖13.56MHz發(fā)射場(chǎng)的結(jié)果的邊帶生成的圖示。
具體實(shí)施例方式
在此，可以闡述多個(gè)特定細(xì)節(jié)來提供本發(fā)明的實(shí)施例的全面理解。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解到?jīng)]有這些具體細(xì)節(jié)，可以實(shí)施本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。在其他實(shí)例中，未詳細(xì)地描述非常公知的方法、過程、部件和電路以便不難以理解本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。能意識(shí)到在此公開的特定結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)有代表性以及不一定限制本發(fā)明的范圍。
應(yīng)注意到根據(jù)本公開內(nèi)容，說明書中任何參考“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指結(jié)合實(shí)施例所述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在至少一個(gè)實(shí)施例中。說明書中各個(gè)地方中的術(shù)語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”的出現(xiàn)不一定均參考相同實(shí)施例。
可以使用術(shù)語(yǔ)“耦合”和“連接”以及其類似用語(yǔ)，描述一些實(shí)施例。例如，可以使用術(shù)語(yǔ)“連接”描述一些實(shí)施例以表示兩個(gè)或多個(gè)元件直接彼此物理或電連接。在另一例子中，可以使用“耦合”來描述一些實(shí)施例以表示兩個(gè)或多個(gè)元件直接或物理連接。然而，術(shù)語(yǔ)“耦合”也可以是指兩個(gè)或多個(gè)元件彼此不直接連接，而是彼此協(xié)作或相互作用。在該上下文中不限制實(shí)施例。
本公開內(nèi)容針對(duì)用于通過RFID標(biāo)簽執(zhí)行EAS功能的裝置和方法。通過該方法，通過使用一個(gè)標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)顯著成本和空間節(jié)省以便實(shí)現(xiàn)雙重功能。RFID功能可以用于邏輯操作，諸如制造過程控制、商品運(yùn)輸、庫(kù)存、用于結(jié)帳的物品驗(yàn)證、利潤(rùn)等等。然后，在出口點(diǎn)，為防盜目的，可以執(zhí)行EAS功能。
基于13.56MHz系統(tǒng)的RFID標(biāo)簽具有約35至65的Q因子的前端諧振電路，以便捕獲包括諧振電路中的電壓的電磁能。對(duì)工作的RFID功能性，存在最小場(chǎng)需求，以便電壓感應(yīng)等于或超出啟動(dòng)RFID功能的閾值電壓。本公開內(nèi)容的EAS系統(tǒng)設(shè)計(jì)成僅檢測(cè)RFID標(biāo)簽的諧振電路的諧振。因?yàn)橹C振電路的響應(yīng)與輸入磁場(chǎng)成比例，這種系統(tǒng)的檢測(cè)距離或讀取范圍可能大，以及沒有最小場(chǎng)需求。因此，相同RFID標(biāo)記可以用作用于EAS和RFID應(yīng)用的雙用裝置。
現(xiàn)在詳細(xì)地參考附圖，其中，可以用相同的數(shù)字表示相同的部件，圖1示例說明公用13.56MHz RFID裝置或安全標(biāo)記或標(biāo)簽100的概圖。安全標(biāo)記100通常由兩個(gè)主要部分組成安裝在柔性襯底102上的平面電感器元件或天線104。柔性襯底102可以由塑料或紙制成。RFID集成電路(IC)或芯片108直接或經(jīng)引線框106連接到平面電感器元件或天線104。RFID安全標(biāo)記或標(biāo)簽100可以包括安裝在IC或芯片108上的覆蓋材料110。
如圖2中最佳所示，公用RFID安全系統(tǒng)200包括安全標(biāo)記100。IC或芯片108包括通過平面電感器元件或天線104(L2)形成諧振電路212的內(nèi)置電容器204(C2)。如果在諧振電路212中存在不足電容以便將諧振電路212調(diào)諧到適當(dāng)頻率，僅需要內(nèi)置電容器204(C2)，否則可以省略電容器C2。
RFID系統(tǒng)200也可以包括RFID閱讀器202。RFID閱讀器202可以包括具有串聯(lián)連接的電感器L1和電容器C1的調(diào)諧電路208。如果在調(diào)諧電路208中存在不足電容以便調(diào)整頻率，僅需要電容器C1，否則可以省略電容器C1。可以將RFID閱讀器202配置成在通過交流電電磁耦合到RFID安全標(biāo)簽100的諧振電路天線212的調(diào)諧電路208兩端產(chǎn)生脈沖或連續(xù)波(CW)RF功率。通過磁場(chǎng)214，將來自RFID安全標(biāo)簽的相互耦合的CW RF電磁功率耦合到RFID閱讀器202。
RFID安全標(biāo)簽100是功率轉(zhuǎn)換器電路，將一些耦合的CW RF電磁功率214轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)功率，用于由用來實(shí)現(xiàn)用于RFID裝置100的RFID操作的半導(dǎo)體IC108的邏輯電路使用。由RFID安全標(biāo)記或標(biāo)簽100的結(jié)構(gòu)而定，調(diào)諧電路208的諧振頻率以13.56MHz為目標(biāo)，以及質(zhì)量因子Q從約30至約70。
RFID裝置或安全標(biāo)簽100可以包括存儲(chǔ)RFID信息的存儲(chǔ)器，以及響應(yīng)詢問信號(hào)210，傳送所存儲(chǔ)的信息。RFID信息可以包括能存儲(chǔ)在由RFID裝置100使用的存儲(chǔ)器中的任何類型的信息。RFID信息的例子包括唯一標(biāo)記標(biāo)識(shí)符、唯一系統(tǒng)標(biāo)識(shí)符、用于被監(jiān)控目標(biāo)的標(biāo)識(shí)符等等。在該上下文中，不限制RFID信息的類型和數(shù)量。
在一般操作中，當(dāng)RFID裝置100的諧振電路212在RFID閱讀器202的調(diào)諧電路208附近時(shí)，在RFID裝置100的諧振電路212的端子T1和T2兩端，產(chǎn)生交流(AC)電壓Vi。將諧振電路212的AC電壓Vi整流成直流(DC)電壓，以及當(dāng)整流電壓的大小達(dá)到閾值VT時(shí)，啟動(dòng)RFID裝置100。只要啟動(dòng)，RFID裝置100通過調(diào)制RFID閱讀器102的詢問信號(hào)210，發(fā)送在存儲(chǔ)寄存器內(nèi)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以便形成響應(yīng)信號(hào)216。然后，RFID裝置100將響應(yīng)信號(hào)216傳送或反射散射到RFID閱讀器202。RFID閱讀器202接收響應(yīng)信號(hào)216以及將它們轉(zhuǎn)換表示來自RFID裝置100的信息的數(shù)據(jù)的檢測(cè)串行數(shù)據(jù)字位流。
如圖2所示的RFID系統(tǒng)200可以視為高頻(HF)RFID系統(tǒng)，因?yàn)镽FID閱讀器202經(jīng)磁場(chǎng)214，電感地耦合到RFID裝置100。
基于13.56MHz載波頻率的上述RFID裝置或安全標(biāo)簽100的前端電流接收諧振電路212具有約35至約65的Q因子以便捕獲電磁能。Q因子是以諧振頻率，諧振電路中的電壓和電流升壓的度量，并基于諧振電路212的特定結(jié)構(gòu)本領(lǐng)域的技術(shù)人員能計(jì)算其。通過采用諧振頻率與Q因子的比率，計(jì)算天線的帶寬。
對(duì)檢測(cè)無源RFID裝置100的IC108中存儲(chǔ)的代碼的RFID系統(tǒng)200，必須經(jīng)13.56Mz的載波頻率發(fā)射電磁輻射214。
另外，也編碼發(fā)射波形以便在檢測(cè)區(qū)Z1內(nèi)的RFID標(biāo)記/標(biāo)簽間的通信通道。RFID裝置100與RFID閱讀器202物理間隔距離d1。將檢測(cè)區(qū)Z1定義為在通常由電感器L1產(chǎn)生的有效距離Z1處的虛表面。有效距離Z1定義讀取范圍，以便如果距離d1小于或等于讀取范圍Z1，RFID閱讀器202感應(yīng)所需閾值電壓VT以便啟動(dòng)RFID裝置100。讀取范圍Z1由其他因素中，來自調(diào)諧電路208的EM場(chǎng)輻射214的強(qiáng)度而定。因此，EM場(chǎng)輻射214的強(qiáng)度確定讀取范圍Z1。
對(duì)EAS應(yīng)用，僅必須通過僅檢測(cè)諧振電路212，檢測(cè)存在RFID裝置100，而不需要讀取其中存儲(chǔ)的代碼。如在下文更詳細(xì)說明，僅檢測(cè)諧振電路212不要求最小感應(yīng)電壓，即諧振電路212的端子T1和T2兩端的閾值電壓VT。因此，能更有效檢測(cè)存在用于EAS應(yīng)用的RFID裝置100。
特別地，根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)特別有用的實(shí)施例，圖3表示集成EAS和RFID系統(tǒng)300。集成RAS和RFID系統(tǒng)300包括RFID裝置或安全標(biāo)簽100和諧振電路212。集成EAS和RFID系統(tǒng)300可以配置成使用具有在13.56MHz頻帶中的操作頻率的RFID裝置100操作。然而，RFID系統(tǒng)100也可以配置成按指定實(shí)現(xiàn)的需要使用RF頻譜的其他部分操作。在該上下文中，不限制實(shí)施例。如圖3所示，集成EAS和RFID系統(tǒng)300可以包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)。如在此所使用的術(shù)語(yǔ)“節(jié)點(diǎn)”可以指可以處理表示信息的信號(hào)的系統(tǒng)、元件、模塊、部件、電路板或裝置。該信號(hào)可以例如是電信號(hào)、光信號(hào)、聲信號(hào)和/或化學(xué)信號(hào)。
更具體地說，集成EAS和RFID系統(tǒng)300不同于圖2的RFID系統(tǒng)100僅在于用具有由串聯(lián)連接的電感器L3和電容器C3組成的附加調(diào)諧電路308的EAS閱讀器302代替具有由串聯(lián)連接的電感器L1和電容器C1組成的附加調(diào)諧電路208的RFID閱讀器。再次，如果在調(diào)諧電路308中存在不足電容來調(diào)整到適當(dāng)頻率，僅需要電容器C3，否則可以省略電容器C3。
如RFID閱讀器202的情形，將EAS閱讀器302配置成在通過交流動(dòng)作電磁耦合到RFID安全標(biāo)記100的諧振電路天線212的調(diào)諧電路308兩端產(chǎn)生脈沖或連續(xù)波(CW)RF功率。將來自RFID裝置100的相互耦合CW RF電磁功率通過磁場(chǎng)或脈沖串314耦合到EAS閱讀器302。
盡管RFID安全標(biāo)記100仍然是將一些耦合的CW RF電磁功率或脈沖串314轉(zhuǎn)換成用于由用來實(shí)現(xiàn)用于RFID裝置100的RFID操作的半導(dǎo)體IC108的邏輯電路使用的直流信號(hào)功率的功率轉(zhuǎn)換電路，與RFID閱讀器202的情形不同，即使EAS閱讀器302可以在RFID安全標(biāo)簽100的諧振電路212的端子T1和T2兩端感應(yīng)可能超出閾值電壓VT1的電壓Vi，以及脈沖串314的能級(jí)足以由RFID裝置100生成振鈴信號(hào)316，閱讀器裝置302檢測(cè)從RFID標(biāo)簽接收的振鈴信號(hào)316，以及將振鈴信號(hào)316解釋為EAS功能或EAS響應(yīng)信號(hào)或商品檢測(cè)信號(hào)。因此，盡管在一般操作中，當(dāng)RFID裝置100的諧振電路212在EAS閱讀器302的調(diào)諧電路308附近時(shí)(即電路212和電路308分隔距離d2，在RFID裝置100的諧振電路212兩端產(chǎn)生交流(AC)電壓Vi以及將諧振電路212兩端的AC電壓Vi整流成直流(DC)電壓)，即使可能超出閾值電壓VT，EAS閱讀器302不激活RFID裝置100。不從EAS閱讀器302傳送命令代碼以便激活RFID裝置100。因此，由于未激活RFID裝置100，不生成詢問信號(hào)210。
由于不要求操作RFID功能，通過根據(jù)由EAS閱讀器302產(chǎn)生的EM場(chǎng)314的結(jié)果，感應(yīng)電感器104(L2)內(nèi)的電流和磁場(chǎng)，要求非常低的功率來僅生成EAS商品檢測(cè)信號(hào)316。在結(jié)束生成電磁能314的生成后，僅需要功率足以由讀取范圍Z2內(nèi)的RFID標(biāo)記生成振鈴信號(hào)316。因此，電感電壓Vi可以遠(yuǎn)小于用于RFID功能的激活電壓VT。
RFID功能通常存在于RFID裝置或安全標(biāo)記100中。另外，諧振電路212總是存在于RFID裝置100中。通常，與商品的EAS狀態(tài)無關(guān)(例如，對(duì)一種商品，不管是否支付商品)，由RFID裝置100生成信號(hào)316。2004年11月23日提交的，名為“DISABLING DEVICESFOR AN INTEGRATED EAS/RFID DEVICE”的共同擁有的、U.S.臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/630,315、現(xiàn)在同時(shí)提交的PCT申請(qǐng)序列號(hào)[檔案號(hào)No.F-TP-00013US/WO]，名為“INTEGRATED EAS/RFID DEVICEAND DISABLING DEVICES THEREFOR”解決有關(guān)控制由集成EAS/RFID檢測(cè)系統(tǒng)中的RFID裝置100生成信號(hào)316的問題，其全部?jī)?nèi)容在此引入以供參考。
如前所述，RFID裝置100與EAS閱讀器302物理分隔距離d2。將檢測(cè)區(qū)Z2定義為通常由電感器L2產(chǎn)生的有效距離Z2處的虛表面。有效距離Z2定義讀取范圍，以便如果距離d2小于或等于讀取范圍Z2，EAS閱讀器302能讀取EAS商品檢測(cè)信號(hào)316。
讀取范圍Z2由其他因素中的來自調(diào)諧電路308的EM場(chǎng)輻射314的強(qiáng)度而定。因此，EM場(chǎng)輻射314的強(qiáng)度確定讀取范圍Z2。由于諧振電路212和308的響應(yīng)與輸入磁場(chǎng)或脈沖串314成比例，集成EAS和RFID系統(tǒng)300的讀取范圍Z2能很大，以及不存在最小場(chǎng)需求。因此，相同標(biāo)記能用作用于EAS和RFID應(yīng)用的雙用裝置。
如圖3所示的集成EAS和RFID系統(tǒng)300可以視為高頻(HF)集成EAS和RFID系統(tǒng)，因?yàn)镋AS閱讀器302經(jīng)磁場(chǎng)或脈沖串314，可電感地耦合到RFID裝置100。
圖4示例說明本公開內(nèi)容的EAS閱讀器302的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。更具體地說，閱讀器裝置302包括激勵(lì)器402，提供脈沖或連續(xù)波(CW)脈沖串傳輸314，經(jīng)第一信號(hào)門404可操作地耦合到發(fā)射機(jī)406。EAS閱讀器302另外包括發(fā)射機(jī)天線408，發(fā)射機(jī)406可操作地耦合到發(fā)射機(jī)天線408?？梢砸詾槊绹?guó)RFID發(fā)射和接收的指定頻率的約13.56MHz，生成電磁能的脈沖串發(fā)射314。
閱讀器裝置302進(jìn)一步包括接收信號(hào)316的接收機(jī)天線422，其可操作地耦合到接收機(jī)前端424。反過來說，接收機(jī)前端424經(jīng)第二信號(hào)門426可操作地耦合到信號(hào)檢測(cè)器428。典型地，信號(hào)檢測(cè)器428進(jìn)一步可操作地耦合到告警430。當(dāng)使能第一信號(hào)門404時(shí)，禁止第二信號(hào)門426。相反，當(dāng)禁止第一信號(hào)門404時(shí)，使能第二信號(hào)門426。
在圖3和4的視圖中，圖5和6A至6C公開了從射頻標(biāo)識(shí)(RFID)裝置標(biāo)記或標(biāo)簽100，檢測(cè)電子商品防盜(EAS)功能的方法500。更具體地說，該方法包括步驟502，從時(shí)間t0至?xí)r間t1，在結(jié)束生成電磁能314的脈沖串后，以足以由讀取范圍Z2內(nèi)的RFID裝置100生成振鈴信號(hào)316的能級(jí)“e1”，從EAS閱讀器302生成電磁能314的脈沖串。可以將脈沖串314傳送到至少在讀取范圍Z2內(nèi)的空間的區(qū)域，以及可以經(jīng)EAS閱讀器302的發(fā)射機(jī)406傳送過天線408。在時(shí)間t1，該方法可以包括斷開EAS閱讀器302的發(fā)射機(jī)406的步驟504，以及基本上同時(shí)，或通過預(yù)定時(shí)間延遲，實(shí)現(xiàn)使能耦合到EAS閱讀器302的接收機(jī)天線426的接收機(jī)424的步驟506。該方法500進(jìn)一步包括經(jīng)檢測(cè)器428檢測(cè)是否經(jīng)接收機(jī)424，從EAS閱讀器302的讀取范圍Z2內(nèi)的RFID標(biāo)記100已經(jīng)接收到經(jīng)衰減或“振鈴”信號(hào)的形式，表示存在RFID裝置100的信號(hào)316的步驟508?！罢疋彙毙盘?hào)316是由發(fā)射信號(hào)314的脈沖串已引起并由EAS閱讀器302解釋為EAS響應(yīng)或商品防盜信號(hào)的衰減信號(hào)。
如果通常經(jīng)接收機(jī)424已經(jīng)從EAS閱讀器302的讀取范圍R2內(nèi)的RFID標(biāo)記100接收到“振鈴”信號(hào)316，該方法進(jìn)一步包括生成告警的步驟610。如果還未從EAS閱讀器302的讀取范圍Z2內(nèi)的RFID標(biāo)記100接收到信號(hào)，該方法500包括禁止接收機(jī)424的步驟512，以及在預(yù)定時(shí)間周期后，可以基本上同時(shí)，在結(jié)束生成電磁能314的脈沖串后，再次實(shí)現(xiàn)以足以由讀取范圍Z2內(nèi)的RFID裝置100生成振鈴信號(hào)316的能級(jí)“e1”，由EAS閱讀器302生成電磁能的脈沖串314的步驟502。在一個(gè)實(shí)施例中，以如前所述，為用于美國(guó)的指定RFID基線頻率的約13.56MHz，生成電磁能的脈沖串314。
在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射天線408和接收天線422組合成互換或同時(shí)發(fā)射和接收脈沖串314和EAS響應(yīng)信號(hào)316的單一天線。
由于EAS閱讀器302可以能以小于閾值電壓VT的感應(yīng)電壓Vi檢測(cè)EAS商品檢測(cè)信號(hào)316，讀取范圍Z2可以大于讀取范圍Z1。
對(duì)檢測(cè)從無源RFID裝置100返回的EAS商品檢測(cè)信號(hào)316的集成EAS和RFID系統(tǒng)300，在一個(gè)實(shí)施例中，以13.56MHz的載波頻率發(fā)射電磁輻射314。
為與RFID功能兼容的EAS功能，集成EAS閱讀器裝置和RFID裝置300應(yīng)當(dāng)在由具有管轄權(quán)的管理機(jī)構(gòu)強(qiáng)加的要求內(nèi)起作用。這類管理需求的例子是在13.56MHz，能量的輻射必須包含在±7kHz內(nèi)的需求。
因此，與用于本公開內(nèi)容的集成EAS和RFID系統(tǒng)300的低感應(yīng)電壓Vi無關(guān)，能量的輻射必須包含在±7kHz內(nèi)，如圖7所示。頻率掩模的極限如圖7中的線700所示。以13.56MHz為中心，不使能在離EAS閱讀器裝置302距離30米遠(yuǎn)處的電場(chǎng)或信號(hào)強(qiáng)度“e”分別超出±7kHz、±150kHz、±450kHz或大于±450kHz內(nèi)的強(qiáng)度84、50.5、40.5和29.5分貝微伏/米(dbμV/m)。在下表1中，還制表示例性管理需求

為適合在規(guī)章需求的頻率內(nèi)，如果有的話，通過低度調(diào)制，電磁能脈沖串314和EAS商品檢測(cè)信號(hào)316的發(fā)射需求接近單一音頻。例如，具有長(zhǎng)脈沖和低重復(fù)率的連續(xù)波(CW)或脈沖系統(tǒng)將適合這種需求。
圖7還表示以約60赫茲的脈沖重復(fù)率，即60脈沖/秒，以及粗略為約2.5ms持續(xù)時(shí)間的實(shí)際脈沖周期，具有約13.56MHz電磁能的脈沖波的脈沖系統(tǒng)的頻譜710。由于可用脈沖持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)于脈沖重復(fù)率的倒數(shù)，即1/60秒/脈沖＝0.0167秒＝16.7ms，因此，用于脈沖系統(tǒng)的占空比等于實(shí)際脈沖持續(xù)時(shí)間/可用脈沖持續(xù)時(shí)間＝2.5ms/16.7ms＝約15％。通過約15％的占空比，由該波形710生成的能量邊帶在示例性頻率掩膜700下。
通過提供不同閱讀器系統(tǒng)硬件，無源集成EAS/RFID標(biāo)記100能用作EAS和RFID裝置或執(zhí)行EAS和RFID功能。
如圖3所示。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到EAS閱讀器302不需要是單獨(dú)的裝置以及可以集成為至少包括組合RFID和EAS閱讀器320的組合多功能裝置的一部分。因此，閱讀器裝置320能讀取RFID裝置100的EAS和RFID功能。
鑒于圖7所示的示例性規(guī)則要求，激勵(lì)器402以13.56MHz的基線頻率生成電磁能“e”。在該方法500的一個(gè)實(shí)施例中，電磁能“e”在離閱讀器裝置302距離30米遠(yuǎn)處，具有84dbμV/m的最大場(chǎng)強(qiáng)“e1”，以及電磁能“e”相對(duì)于13.56MHz的基線頻率，在±7kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。在該方法500的一個(gè)實(shí)施例中，電磁能“e”在離閱讀器裝置302距離30米遠(yuǎn)處，具有50.5dbμV/m的最大場(chǎng)強(qiáng)“e1”，以及電磁能“e”相對(duì)于基線頻率，在±150kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。
在該方法的一個(gè)實(shí)施例中，電磁能“e”在離閱讀器裝置302距離30米遠(yuǎn)處，具有40.5dbμV/m的最大場(chǎng)強(qiáng)“e1”，以及電磁能“e”相對(duì)于基線頻率，在±450kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。
在該方法500的一個(gè)實(shí)施例中，電磁能“e”在離閱讀器裝置距離30米遠(yuǎn)處，具有29.5dbμV/m的最大場(chǎng)強(qiáng)“e1”，以及電磁能“e”相對(duì)于基線頻率，在大于±450kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識(shí)到盡管本公開內(nèi)容面向從以13.56MHz的基線頻率(其是美國(guó)指定的RFID頻率)操作的RFID裝置讀取EAS功能的EAS閱讀器裝置，可以將EAS閱讀器裝置302配置成用來從以任何其他指定RFID基線頻率操作的RFID裝置讀取EAS功能。在該上下文中，不限制實(shí)施例。
總的來說，本公開內(nèi)容針對(duì)EAS閱讀器裝置或組合EAS和RFID閱讀器，能通過識(shí)別由包括在RFID安全標(biāo)記或標(biāo)簽內(nèi)的電感耦合天線諧振電路產(chǎn)生的信號(hào)，執(zhí)行EAS功能。通過該方法，通過使用一個(gè)標(biāo)簽，能實(shí)現(xiàn)顯著節(jié)省以便實(shí)現(xiàn)雙重功能。能將RFID功能用于邏輯操作，諸如制造過程控制、商品運(yùn)輸、庫(kù)存、結(jié)帳的物品驗(yàn)證、利潤(rùn)等等。在用于商品的出口點(diǎn)，為防盜目的，能執(zhí)行EAS功能。另外，可以將用于EAS的讀取范圍擴(kuò)展到現(xiàn)有的EAS標(biāo)記或標(biāo)簽的讀取范圍外。
根據(jù)上文，能用硬件構(gòu)建系統(tǒng)來基于RFID部件的諧振檢測(cè)RFID裝置的存在。期望這種系統(tǒng)具有更大檢測(cè)范圍。此外，相同RFID標(biāo)記能在出口處執(zhí)行另外的EAS功能，而保留所有必要的功能性，諸如架子讀取、結(jié)帳、庫(kù)存控制等等。更具體地說，本公開內(nèi)容使得標(biāo)簽或標(biāo)記設(shè)計(jì)成具有下述優(yōu)點(diǎn)(1)集成EAS和RFID功能；(2)更低安裝和操作成本(一個(gè)組合的EAS/RFID系統(tǒng)對(duì)兩個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng))；以及(3)統(tǒng)一系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的雙重功能性能。
盡管如在此所述，示例說明本發(fā)明的實(shí)施例的某些特征，現(xiàn)在，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將想到許多改進(jìn)、替代、改變和等效。因此，將理解到附加權(quán)利要求意圖覆蓋落在本發(fā)明的實(shí)施例的真實(shí)精神內(nèi)的所有這些改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種電子商品防盜(EAS)讀取系統(tǒng)，包括閱讀器裝置，配置成可操作地與射頻標(biāo)識(shí)(RFID)標(biāo)簽通信，所述閱讀器裝置配置成生成具有能級(jí)的電磁能的脈沖串，所述能級(jí)等于位于該閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽的操作頻率，所述能級(jí)足以在終止生成電磁能的脈沖串后，由RFID標(biāo)簽生成振鈴信號(hào)，其中，所述閱讀器裝置檢測(cè)從RFID標(biāo)簽接收的振鈴信號(hào)，檢測(cè)振鈴信號(hào)由閱讀器裝置解釋為EAS功能。
2.如權(quán)利要求1所述的電子商品防盜(EAS)讀取系統(tǒng)，其中，閱讀器裝置包括激勵(lì)器；通過第一信號(hào)門可操作地耦合到該激勵(lì)器的發(fā)射機(jī)；可操作地耦合到發(fā)射機(jī)的發(fā)射機(jī)天線；具有前端的接收機(jī)天線；以及通過第二信號(hào)門可操作地耦合到接收機(jī)的前端的信號(hào)檢測(cè)器，其中，激勵(lì)器生成電磁能的脈沖串。
3.如權(quán)利要求2所述的電子商品防盜(EAS)讀取系統(tǒng)，其中，激勵(lì)器是脈沖和連續(xù)波激勵(lì)器中的一個(gè)。
4.如權(quán)利要求2所述的電子商品防盜(EAS)讀取系統(tǒng)，其中，第一信號(hào)門允許發(fā)射機(jī)發(fā)射該脈沖串，而第二信號(hào)門禁止該接收機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的電子商品防盜(EAS)讀取系統(tǒng)，其中，EAS閱讀器裝置以約13.56MHz的基線頻率生成電磁能的脈沖串。
6.如權(quán)利要求2所述的電子商品防盜(EAS)讀取系統(tǒng)，其中，激勵(lì)器以約13.56MHz的基線頻率生成電磁能的脈沖串。
7.如權(quán)利要求2所述的電子商品防盜(EAS)讀取系統(tǒng)，其中，第一信號(hào)門禁止該發(fā)射機(jī)以及第二信號(hào)門允許接收機(jī)從RFID標(biāo)簽接收信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的電子商品防盜(EAS)讀取系統(tǒng)，其中，信號(hào)檢測(cè)器從RFID標(biāo)簽檢測(cè)信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的電子商品防盜(EAS)讀取系統(tǒng)，其中，信號(hào)檢測(cè)器在從RFID標(biāo)簽檢測(cè)到信號(hào)后，啟動(dòng)可操作地耦合到信號(hào)檢測(cè)器的告警。
10.如權(quán)利要求5所述的電子商品防盜(EAS)讀取系統(tǒng)，其中，電磁能在離閱讀器裝置30米遠(yuǎn)處，具有最大場(chǎng)強(qiáng)84dbμV/m，以及電磁能相對(duì)于基線頻率，在±7kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。
11.如權(quán)利要求5所述的電子商品防盜(EAS)讀取系統(tǒng)，其中，電磁能在離閱讀器裝置30米遠(yuǎn)處，具有最大場(chǎng)強(qiáng)50.5dbμV/m，以及電磁能相對(duì)于基線頻率，在±150kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。
12.如權(quán)利要求5所述的電子商品防盜(EAS)讀取系統(tǒng)，其中，電磁能在離閱讀器裝置30米遠(yuǎn)處，具有最大場(chǎng)強(qiáng)40.5dbμV/m，以及電磁能相對(duì)于基線頻率，在±450kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。
13.如權(quán)利要求5所述的電子商品防盜(EAS)讀取系統(tǒng)，其中，電磁能在離閱讀器裝置30米遠(yuǎn)處，具有最大場(chǎng)強(qiáng)29.5dbμV/m，以及電磁能相對(duì)于基線頻率，在大于±450kHz的頻率范圍內(nèi)波動(dòng)。
14.一種從射頻標(biāo)識(shí)(RFID)標(biāo)簽檢測(cè)電子商品防盜(EAS)功能的方法，該方法包括步驟提供配置成可操作地與RFID標(biāo)簽通信的閱讀器裝置，所述閱讀器裝置具有讀取范圍；由具有能級(jí)的閱讀器裝置生成電磁能的脈沖串，以位于該閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽的操作頻率生成所述能級(jí)，所述能級(jí)足以在終止生成電磁能的脈沖串后，由RFID標(biāo)簽生成振鈴信號(hào)；將脈沖串發(fā)射到至少在讀取范圍內(nèi)的空間的區(qū)域；以及檢測(cè)是否已經(jīng)從閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽接收到振鈴信號(hào)以表示在讀取范圍內(nèi)存在RFID標(biāo)簽，檢測(cè)振鈴信號(hào)由閱讀器裝置解釋為EAS功能。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，將脈沖串發(fā)射到至少在讀取范圍內(nèi)的空間的區(qū)域的步驟包括步驟通過可操作地連接到閱讀器裝置的發(fā)射機(jī)，通過發(fā)射天線發(fā)射脈沖串；以及斷開閱讀器裝置的發(fā)射機(jī)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，檢測(cè)是否已經(jīng)從閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽接收到信號(hào)的步驟包括使能耦合到閱讀器裝置的接收機(jī)天線的接收機(jī)的步驟。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，如果已經(jīng)從閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽接收到信號(hào)，該方法進(jìn)一步包括步驟生成告警。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，如果還未從閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽接收到信號(hào)，該方法包括步驟等待預(yù)定時(shí)間周期；以及由具有能級(jí)的閱讀器裝置生成電磁能的脈沖串，以位于閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽的操作頻率生成所述能級(jí)，所述能級(jí)足以在終止生成電磁能的脈沖串后，由RFID標(biāo)簽生成振鈴信號(hào)。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，該方法進(jìn)一步包括步驟如果從閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽，通過接收機(jī)已經(jīng)接收到振鈴信號(hào)，生成告警；以及其中，如果還未從閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽接收到振鈴信號(hào)，該方法包括步驟禁止該接收機(jī)；等待預(yù)定時(shí)間周期；以及重復(fù)由具有能級(jí)的閱讀器裝置生成電磁能的脈沖串的步驟，以位于閱讀器裝置的讀取范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽的操作頻率生成所述能級(jí)，所述能級(jí)足以在終止生成電磁能的脈沖串后，由RFID標(biāo)簽生成振鈴信號(hào)。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，以約13.56MHz的基線頻率生成電磁能的脈沖串。
全文摘要
本發(fā)明涉及從RFID裝置檢測(cè)EAS功能的EAS閱讀器，其中具體公開了一種用于電子商品防盜(EAS)的讀取系統(tǒng)，包括激勵(lì)器、經(jīng)第一信號(hào)門可操作地耦合到激勵(lì)器的發(fā)射機(jī)；可操作地耦合到發(fā)射機(jī)的發(fā)射機(jī)天線；可操作地耦合到接收機(jī)前端的接收機(jī)天線；以及信號(hào)檢測(cè)器，接收機(jī)前端經(jīng)第二信號(hào)門可操作地耦合到信號(hào)檢測(cè)器，其中，激勵(lì)器以EAS閱讀器的讀取范圍內(nèi)的射頻標(biāo)識(shí)(RFID)標(biāo)簽的操作頻率，以脈沖或連續(xù)波生成電磁能的脈沖串，以便脈沖串的能級(jí)由RFID標(biāo)簽生成剩余或振鈴信號(hào)，表示存在RFID標(biāo)簽，而不啟動(dòng)標(biāo)簽的RFID功能。振鈴信號(hào)由EAS閱讀器讀取為EAS功能。
文檔編號(hào)G08B13/24GK101091197SQ200580045134
公開日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月18日
發(fā)明者連明仁, 加里·馬克·沙弗爾 申請(qǐng)人:傳感電子公司