專利名稱：具有等級分級的rfid檢驗(yàn)器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及RFID應(yīng)用。更具體而言，本發(fā)明涉及一種RFID閱讀器或詢問器，其配置為可以對RFID發(fā)射機(jī)應(yīng)答器操作進(jìn)行檢驗(yàn)。
背景射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)表示由慣用的條形碼方案開始的自動(dòng)識(shí)別方法中的下一個(gè)步驟。然而條形碼系統(tǒng)需要在掃描儀和被識(shí)別的條形碼之間的視線(LOS)接觸，RFID方法不需要LOS接觸。這是關(guān)鍵性的區(qū)別，因?yàn)闂l形碼系統(tǒng)必須經(jīng)常人工干預(yù)以確保在條形碼標(biāo)記和條形碼掃描器之間的LOS接觸。在鮮明的對照中，RFID系統(tǒng)無需在RFID標(biāo)識(shí)和RFID閱讀器或詢問器之間人工定位，從而保持少的勞務(wù)成本。另外，條形碼標(biāo)記在運(yùn)輸中可能變得污染，使它們變得不能讀取。因?yàn)镽FID標(biāo)識(shí)是使用RF傳輸而不是光的透射讀取，這樣污垢無須從不能讀的RFID標(biāo)識(shí)分離。此外，RFID標(biāo)識(shí)可以以一次寫入或多次寫入的方式被寫入，然而一旦條形碼標(biāo)記已經(jīng)被印刷，進(jìn)一步的修改是不可能的。盡管RFID標(biāo)識(shí)同印刷的條形碼標(biāo)記比較起來具有較高的成本，RFID系統(tǒng)的這些優(yōu)點(diǎn)導(dǎo)致這個(gè)技術(shù)迅速的生長。
雖然RFID系統(tǒng)具有優(yōu)于條形碼方案的確定的優(yōu)點(diǎn)，它們同樣共同擁有許多問題。舉例來說，條形碼掃描器僅僅可以讀取條形碼標(biāo)記；它們不能提供質(zhì)量測量。因?yàn)檫吘壍臈l形碼可以被一個(gè)掃描儀而不是另一個(gè)掃描儀讀取，使用者沒辦法可靠地檢測使用傳統(tǒng)條形碼掃描器的邊緣的條形碼。因此，條形碼檢驗(yàn)器用來測量條形碼質(zhì)量度量，例如對比度，平均線條偏差，和有關(guān)的質(zhì)量標(biāo)記。從而邊緣的條形碼標(biāo)記通過條形碼檢驗(yàn)器識(shí)別，從而保證使用者可靠地識(shí)別它們的物品。我們同樣關(guān)心RFID標(biāo)識(shí)的質(zhì)量。然而，通常用于從無源RFID標(biāo)識(shí)讀取信息的后向散射調(diào)制使RFID檢驗(yàn)過程變得復(fù)雜。在后向散射調(diào)制中，詢問RF波束本身提供用于RFID標(biāo)識(shí)的電力以做出響應(yīng)。這樣一個(gè)給定的RFID標(biāo)識(shí)如何吸收RF能量并且將該能量轉(zhuǎn)發(fā)到RFID閱讀器將是一個(gè)檢驗(yàn)量度。但是RF能量被RFID標(biāo)識(shí)環(huán)境中的許多物體所吸收。傳統(tǒng)的RFID閱讀器沒辦法確定是否是標(biāo)識(shí)吸收了RF能量或是否由于環(huán)境效應(yīng)發(fā)生吸收。相反的，傳統(tǒng)的RFID閱讀器僅僅可以確定來源于無源RFID標(biāo)識(shí)的反向散射信號的信噪比(SNR)。邊緣的RFID標(biāo)識(shí)可能被誤操作，但是用充足的RF能量照射，其反向散射信號提供足夠的SNR以致RFID標(biāo)識(shí)信號可以被正確地解碼。前述邊緣的RFID標(biāo)識(shí)在不純凈的RF環(huán)境中可能不能被讀取。如果RFID標(biāo)識(shí)可以被檢驗(yàn)為一種已知的標(biāo)準(zhǔn)，這樣邊緣的RFID標(biāo)識(shí)可以被檢測并替換。
其它RFID系統(tǒng)的性質(zhì)增劇了檢驗(yàn)RFID標(biāo)識(shí)為一種已知標(biāo)準(zhǔn)的需要。舉例來說，RFID標(biāo)識(shí)不是所見即所得(WYSIWYG)，而是一種條形碼標(biāo)記。換句話說，條形碼標(biāo)記附著的是什么類型物品沒有關(guān)系，因?yàn)闃?biāo)簽的可讀性不被例如該物品的顏色影響。然而，RFID標(biāo)識(shí)的可讀性可能受它處的環(huán)境的強(qiáng)烈影響。從而，創(chuàng)造一種極好的標(biāo)準(zhǔn)而不考慮RFID標(biāo)識(shí)的背景或環(huán)境是不可能的。此外，因?yàn)镽FID標(biāo)識(shí)可能在運(yùn)輸中物理上或電學(xué)上受損，RFID系統(tǒng)需要找到用于該RFID標(biāo)識(shí)的安全的位置，因而系統(tǒng)變得復(fù)雜化。由于標(biāo)識(shí)的環(huán)境對RF的吸收，改變RFID標(biāo)識(shí)位置是一場硬仗。最終，RFID標(biāo)識(shí)的可編程性要求在RFID閱讀器和被詢問的RFID標(biāo)識(shí)之間的RF鏈路的保真度必須是相對無瑕疵的。因此，技術(shù)上必須提供一種RFID檢驗(yàn)器，其可以更精確地使用上下文相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)RFID標(biāo)識(shí)的操作。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種RFID檢驗(yàn)器。該RFID檢驗(yàn)器包括收發(fā)器，可用于用一種詢問信號詢問RFID標(biāo)識(shí)并且讀取從被詢問的RFID標(biāo)識(shí)產(chǎn)生的信號；發(fā)送信號強(qiáng)度指示器，可用于測量詢問信號功率；接收信號強(qiáng)度指示器，可用于測量來源于被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的信號功率；和處理器，可用于比較測量的詢問信號功率和RFID標(biāo)識(shí)信號功率以獲得被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的質(zhì)量測量，該處理器被配置為根據(jù)預(yù)先決定的質(zhì)量的絕對度量將質(zhì)量測量分級。有利地，這個(gè)RFID檢驗(yàn)器允許使用者創(chuàng)建上下文相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。如果RFID檢驗(yàn)器和條形碼打印機(jī)結(jié)合起來，該RFID檢驗(yàn)器可以使用這些上下文相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)以僅僅允許通過標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識(shí)具有印刷的條形碼標(biāo)記，無需備份和加粗RFID標(biāo)識(shí)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種RFID標(biāo)識(shí)鑒定方法，其包括步驟確定第一位置，質(zhì)量的絕對度量可以由第一位置從第一RFID標(biāo)識(shí)計(jì)算；從第二位置確定對于第一RFID標(biāo)識(shí)的質(zhì)量測量以建立在第二位置的質(zhì)量測量和第一位置的質(zhì)量絕對度量之間的傳遞函數(shù)；用詢問RFID信號詢問第二RFID標(biāo)識(shí)；測量詢問的RF信號的功率；從第二被詢問的RFID標(biāo)識(shí)接收調(diào)制的RF信號；從第二被詢問的RFID標(biāo)識(shí)測量接收的調(diào)制RF信號的功率；并且用傳遞函數(shù)處理來源于被詢問的第二RFID標(biāo)識(shí)的實(shí)測功率以提供對于被詢問的第二RFID標(biāo)識(shí)的質(zhì)量的絕對度量。然后基于質(zhì)量的絕對度量，被詢問的第二RFID標(biāo)識(shí)可以被分級為接受或者取舍。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種系統(tǒng)包括條形碼標(biāo)記打印機(jī)；和RFID檢驗(yàn)器，該RFID檢驗(yàn)器包括收發(fā)器，用于用詢問信號詢問RFID標(biāo)識(shí)并且接收從被詢問的RFID標(biāo)識(shí)產(chǎn)生的反向散射信號；發(fā)送信號強(qiáng)度指示器，可用于測量詢問信號功率；接收信號強(qiáng)度指示器，可用于測量來源于被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的信號功率；和處理器，可用于比較測量的詢問信號功率和RFID標(biāo)識(shí)信號功率以獲得對于被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的質(zhì)量測量，該處理器被配置為根據(jù)預(yù)先決定的質(zhì)量的絕對度量分級質(zhì)量測量，其中被詢問的RFID標(biāo)識(shí)與物品相聯(lián)系，如果質(zhì)量測量被區(qū)分為可接受的質(zhì)量等級，本系統(tǒng)被配置為可以將來源于打印機(jī)的條形碼標(biāo)記應(yīng)用到物品上。
附圖簡介

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的RFID檢驗(yàn)器的方框圖。
圖2是用于圖1的FID檢驗(yàn)器的RF收發(fā)器的示意圖。
圖3說明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，關(guān)于由RFID檢驗(yàn)器方位掃描的FID標(biāo)識(shí)天線發(fā)射圖樣。
圖4是信號強(qiáng)度作為范圍的函數(shù)的圖表。
圖5說明了具有定位基準(zhǔn)的檢驗(yàn)器顯示器，從而檢驗(yàn)器可以位于一個(gè)來源于RFID標(biāo)識(shí)天線瞄準(zhǔn)線的預(yù)先決定的角位移中。
圖6說明了圖5具有定位基準(zhǔn)的檢驗(yàn)器顯示器，從而檢驗(yàn)器可以位于另一預(yù)先決定的角位移中。
圖7是一個(gè)信號強(qiáng)度輪廓的圖，其與由在圖5和6的角位移之間的掃描產(chǎn)生的角位移有關(guān)。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的RFID檢驗(yàn)器的方框圖。
圖9說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具有與條形碼打印機(jī)連接的檢驗(yàn)器的一個(gè)系統(tǒng)。
圖10說明了具有或者弓形接線天線或者偶極天線的RFID標(biāo)識(shí)的波束強(qiáng)度模式。
具體實(shí)施例方式
詳述現(xiàn)在考慮附圖，一個(gè)示范的RFID檢驗(yàn)器100的方框圖在圖1中示出。RFID檢驗(yàn)器100包括RF收發(fā)器和處理器105。如同在RFID技術(shù)中已知的那樣，收發(fā)器發(fā)射RF信號110以提供電力給無源RFID標(biāo)識(shí)120。這樣具有了提供的能量，無源RFID標(biāo)識(shí)調(diào)制RF信號110并且后向散射編碼的RFID信號125至RF收發(fā)器105。收發(fā)器105包括單獨(dú)的RF天線130，一個(gè)用于發(fā)射RF信號110，另一個(gè)用于接收編碼的RFID信號125。然而，可以理解，RF收發(fā)器105的其它實(shí)施例可以使用單天線用于傳輸和接收。
在驗(yàn)證期間，最好是RFID檢驗(yàn)器100位于用于詢問RFID標(biāo)識(shí)的最佳位置。舉例來說，RFID標(biāo)識(shí)120可以包括一個(gè)在視軸方向140具有最大增益的偶極天線。為了得到對于RFID標(biāo)識(shí)120的質(zhì)量測量，檢驗(yàn)器100應(yīng)該被定位，這樣以致于天線130的最大增益也在視軸方向140中。如果檢驗(yàn)器100沒有用這種方式定位，換句話說可接受的RFID標(biāo)識(shí)120可以簡單地被認(rèn)為是劣質(zhì)的，因?yàn)樘炀€120和130沒有被定位以發(fā)送和接收最大可達(dá)到的RF能量。在驗(yàn)證條形碼標(biāo)記期間必須安排一個(gè)相似的方向，因?yàn)槿绻麠l形碼檢驗(yàn)器沒有正常地指向條形碼標(biāo)記，產(chǎn)生的偏斜影響條形碼譯碼的質(zhì)量。可以理解，RFID標(biāo)識(shí)120具有基準(zhǔn)，因此熟練的技術(shù)人員將理解怎樣在根據(jù)標(biāo)識(shí)的基準(zhǔn)在最佳朝向人工地定位RFID檢驗(yàn)器105。
舉例來說，為了消除對理解這點(diǎn)的熟練的技術(shù)人員的需要，如果標(biāo)識(shí)的天線是偶極天線，怎樣根據(jù)這個(gè)偶極的瞄準(zhǔn)點(diǎn)適當(dāng)?shù)囟ㄎ籖FID檢驗(yàn)器100，為了做到這點(diǎn)，RFID檢驗(yàn)器100的實(shí)施例將包括幫助特有方向中的操作符的導(dǎo)引瞄準(zhǔn)信號。舉例來說，RFID檢驗(yàn)器100可以包括與透鏡組155和顯示器160連接的圖像處理機(jī)150。依據(jù)檢驗(yàn)器100要求的方向，圖像處理機(jī)150將在顯示器160上定位基準(zhǔn)165，因此RFID標(biāo)識(shí)120的圖像在這個(gè)基準(zhǔn)165內(nèi)的中心。換句話說，如同在這里進(jìn)一步解釋的，檢驗(yàn)器100可以包括GPS部件(未說明)以便在檢驗(yàn)器100的特有的方向上實(shí)施幫助。
為了提供標(biāo)識(shí)質(zhì)量的指示，檢驗(yàn)器100包括接收信號強(qiáng)度指示器(RSSI)170和發(fā)送信號強(qiáng)度指示器(TSSI)175。不用使用相關(guān)的指示例如SNR或比特差錯(cuò)率，RSSI 170應(yīng)該被配置成提供接收信號強(qiáng)度的校準(zhǔn)的指示。用這種方式，處理器105可以將被看作由TSSI 175提供的RF信號110的傳輸功率與編碼的RFID信號125的接收功率進(jìn)行比較。舉例來說，基于這個(gè)比較，RFID標(biāo)識(shí)可以被分為″A″級，″B″級，和″C″級等級。有利地，這個(gè)比較可以用于在生產(chǎn)安置中的包裝上的RFID標(biāo)識(shí)。然后邊緣的RFID標(biāo)識(shí)可以根據(jù)需要被立即檢測并替換。
現(xiàn)在考慮圖2，一個(gè)用于超外差收發(fā)器105的示范的實(shí)施例的示意圖被示出。然而可以理解，基帶或零差結(jié)構(gòu)也可以被執(zhí)行。低噪聲放大器(LNA)200放大接收的表示為RFin(圖1中的信號125)的RF信號，以提供到RF多路復(fù)用器(MUX)205的輸入。在經(jīng)由RF MUX205耦合之后，放大的接收RF信號響應(yīng)局部振蕩器(LO)信號在混合器210中被下變頻到IF。然后來源于混合器210的下變頻模擬IF信號可以在模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)215中被數(shù)字化以提供數(shù)字IF信號。數(shù)字收發(fā)器250解碼數(shù)字IF以標(biāo)識(shí)被詢問的RF標(biāo)識(shí)。另外這個(gè)解碼可以用來提供質(zhì)量的其它指示例如比特差錯(cuò)率(BER)。
如同在背景部分討論的一樣，基于接收的RF信號相關(guān)變量，例如SNR，的驗(yàn)證是容易產(chǎn)生誤差的，因?yàn)楫a(chǎn)生的RFID檢驗(yàn)器已經(jīng)不能區(qū)別，舉例來說，定位在RF吸收環(huán)境內(nèi)的另外的-可接受的RFID標(biāo)識(shí)與位于純凈的RF環(huán)境的不能接受的RFID標(biāo)識(shí)。為了提供精確的接收信號強(qiáng)度指示，與LNA200匹配的LNA220放大來源于基準(zhǔn)振蕩器225的基準(zhǔn)信號，來為RF MUX 205提供放大的基準(zhǔn)信號。由此，經(jīng)由RF MUX 205的操作，放大的基準(zhǔn)信號或者放大的接收RF信號在混合器210中被下變頻然后在ADC 215中被數(shù)字化?；鶞?zhǔn)振蕩器225被校準(zhǔn)，因此如果MUX 205選擇放大的基準(zhǔn)信號，因?yàn)長NA 220的增益已知，也就知道產(chǎn)生的數(shù)字化IF基準(zhǔn)信號的功率。用這種方法，數(shù)字化的IF接收信號可以與已知功率的數(shù)字化的參考IF信號相比，因此數(shù)字化的IF接收信號的絕對功率值可以經(jīng)由該比較獲得。
一個(gè)相似的測量被用于RF信號(表示為RFout)其與發(fā)射天線130(圖1)連在一起以提供被發(fā)射的RF信號110。為提供RFout，收發(fā)器100產(chǎn)生數(shù)字的IF信號229，其在數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)230中變?yōu)槟M形式?？梢岳斫?，基準(zhǔn)振蕩器225以相似的方式形成產(chǎn)生參考的數(shù)字IF信號然后根據(jù)參考的RF信號上變頻。數(shù)字IF信號229響應(yīng)LO信號在混合器235中向上變?yōu)镽F。功率放大器240放大產(chǎn)生的RF信號以提供RFout?？梢岳斫獍l(fā)射天線130具有內(nèi)部損失因此發(fā)射的RF信號110的功率小于RFout中的功率。然而可取的是，精確地知道發(fā)射的RF信號110的功率以適當(dāng)?shù)貦z驗(yàn)RFID標(biāo)識(shí)。由此，TSSI 175接收到功率放大器240的輸入和它的輸出。因?yàn)橐阎β史糯笃?40的增益，TSSI 175能因此計(jì)算發(fā)射的RF信號110的功率，從而解釋由發(fā)射天線130引起的任一損失。
可以理解許多的處理體系結(jié)構(gòu)可用來處理接收的數(shù)字IF信號并且產(chǎn)生發(fā)射的數(shù)字IF信號。舉例來說，收發(fā)器250包括數(shù)字濾波器，I/O解調(diào)器，和可以用來處理并且產(chǎn)生這些信號的數(shù)字信號處理器。高級功能將在微處理器260內(nèi)執(zhí)行。輸入/輸出和用戶接口模塊270允許使用者與微處理器260相互作用。無論執(zhí)行的具體的結(jié)構(gòu)，通過利用RSSI 170和TSSI 175能夠精確的驗(yàn)證RFID標(biāo)識(shí)。
在驗(yàn)證RFID標(biāo)識(shí)之前，在標(biāo)識(shí)和檢驗(yàn)器100之間的最佳范圍應(yīng)該被確定。這個(gè)最佳范圍可以由被檢驗(yàn)的RFID標(biāo)識(shí)的生產(chǎn)商提供。檢驗(yàn)器100的使用者可以通過在變化的范圍在RFID標(biāo)識(shí)120的視軸方向120測量接收信號強(qiáng)度來執(zhí)行實(shí)驗(yàn)測定。
這些范圍變化的測量根據(jù)圖3中示出的RFID標(biāo)識(shí)偶極天線的代表性的天線發(fā)射圖樣可以被更好的解釋。從發(fā)射圖樣可以知道，從天線發(fā)射的RF能量因?yàn)樵谝曒S方向140的角位移而減少，其表示為圖3中的理想讀取通路。舉例來說，在角位移做出的測量表示為方位角1和方位角2，不表示傳輸信號強(qiáng)度。然而，在視軸方向140做出的測量將測量來源于RFID天線的強(qiáng)烈的發(fā)射。沿著視軸方向140做出的測量的示范的圖型在圖4中被示出。能夠看出來源于RFID標(biāo)識(shí)的傳輸信號強(qiáng)度在理想讀取位置A達(dá)到峰值。如果測量出現(xiàn)在任一比位置A更接近RFID標(biāo)識(shí)120的位置，近場效應(yīng)減少傳輸信號的強(qiáng)度。同樣地，如果測量出現(xiàn)在比從RFID標(biāo)識(shí)120到位置A更遠(yuǎn)的范圍，遠(yuǎn)場效應(yīng)減少傳輸信號的強(qiáng)度。用于理想的讀取位置A的典型值是大約3米。然而，可以理解，用于給出的RFID標(biāo)識(shí)的理想的讀取位置將取決于在給出的RFID標(biāo)識(shí)內(nèi)使用的天線的類型。
確定了理想的讀取位置后，從RFID標(biāo)識(shí)120到檢驗(yàn)器100的最短超越射距可以用作尺寸基準(zhǔn)165，這樣使用者可以容易地在特有的范圍通過用RFID標(biāo)識(shí)120對準(zhǔn)基準(zhǔn)165人工地定位檢驗(yàn)器100?？梢岳斫猓瑱z驗(yàn)器100可以配置為相應(yīng)于被檢驗(yàn)的RFID標(biāo)識(shí)變化類型而變化的基準(zhǔn)165。依據(jù)被檢驗(yàn)的具體的RFID標(biāo)識(shí)，使用者可以，舉例來說，從下拉項(xiàng)目單中選擇適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)165。
用適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)165配置之后，使用者可以人工地定位檢驗(yàn)器100，這樣RFID標(biāo)識(shí)120在基準(zhǔn)165內(nèi)的中心，從而保證了檢驗(yàn)器100位于距RFID標(biāo)識(shí)120的理想讀取位置A的范圍內(nèi)。通過對基準(zhǔn)165適當(dāng)?shù)钠保瑥囊曒S方向140要求的角位移可以被實(shí)現(xiàn)?？梢岳斫?，根據(jù)RFID標(biāo)識(shí)的物理界標(biāo)，例如標(biāo)記線對基準(zhǔn)165進(jìn)行調(diào)準(zhǔn)。如果RFID標(biāo)識(shí)天線被假設(shè)為以精確的方式對準(zhǔn)標(biāo)識(shí)的物理界標(biāo)，那么基準(zhǔn)165與RFID標(biāo)識(shí)的物理界標(biāo)的調(diào)準(zhǔn)產(chǎn)生了對應(yīng)的與RFID標(biāo)識(shí)天線的調(diào)準(zhǔn)。在這種情況下，基準(zhǔn)165可以通過用被檢驗(yàn)的RFID標(biāo)識(shí)的物理界標(biāo)對準(zhǔn)它們而被定位，使用者將在理想讀取位置A定位檢驗(yàn)器100。然而，RFID標(biāo)識(shí)天線的調(diào)準(zhǔn)根據(jù)物理界標(biāo)可能偏斜或未知。在這種情況下，檢驗(yàn)器100可以在顯示器160內(nèi)對定位基準(zhǔn)165，因此使用者將從RFID標(biāo)識(shí)120交叉掃描發(fā)射的RF波束以發(fā)現(xiàn)最大天線增益方向140。然后檢驗(yàn)器100可以適當(dāng)?shù)囟ㄎ换鶞?zhǔn)165以便使用者在最大天線增益方向140對準(zhǔn)檢驗(yàn)器100。因?yàn)槔硐敕秶呀?jīng)被預(yù)先決定并且在基準(zhǔn)165的范圍內(nèi)被說明，于是檢驗(yàn)器100將處于根據(jù)圖3討論的理想讀取位置A。
根據(jù)圖5和6，可以更透徹地理解這些掃描程序。圖5示出了在顯示器160內(nèi)基準(zhǔn)165的示范的排列，因此當(dāng)RFID標(biāo)識(shí)物理界標(biāo)500在基準(zhǔn)165內(nèi)被對準(zhǔn)，檢驗(yàn)器100偏離最大天線增益方向140。舉例來說，如圖3所示，基準(zhǔn)165可以被安排以使檢驗(yàn)器100被轉(zhuǎn)移到讀取位置方位角1。當(dāng)接收信號強(qiáng)度在讀取位置方位角1被測量之后，如圖6所示基準(zhǔn)165可以在顯示器160內(nèi)被對準(zhǔn)，這樣以致于使用者將不得不交叉掃描天線波束到另一個(gè)讀取位置，例如在圖3內(nèi)用于方位角2的讀取位置。因?yàn)槭褂谜呓徊鎾呙杼炀€波束，檢驗(yàn)器100連續(xù)采樣天線波束以測量接收信號強(qiáng)度。用這種方法，如圖7所示接收信號功率的模式輪廓可以被預(yù)期。為了形成這些模式輪廓，當(dāng)每個(gè)測量時(shí)間之時(shí)檢驗(yàn)器100監(jiān)視在顯示器160內(nèi)物理界標(biāo)500的位置。舉例來說，如果使用者在第一掃描部分內(nèi)慢慢地掃描，然后在第二掃描部分內(nèi)更快速地掃描，該模式輪廓反映第一個(gè)部分內(nèi)的測量點(diǎn)比第二掃描部分內(nèi)的測量點(diǎn)間距更小。通過將每個(gè)測量的時(shí)間與在每個(gè)測量時(shí)間顯示器160內(nèi)的物理界標(biāo)500的位置聯(lián)系起來，每個(gè)測量可以被定位于如圖7所示的正確的角位移。然后檢驗(yàn)器100可以分析該模式輪廓以確定最大天線增益方向140。定位最大天線增益方向140后，檢驗(yàn)器可以在顯示器160內(nèi)定位基準(zhǔn)165以使使用者確定檢驗(yàn)器100在理想讀取位置A。然后如同在這里討論的可以進(jìn)行RFID標(biāo)識(shí)120的驗(yàn)證。
在供選擇的實(shí)施例內(nèi)，不使用如同剛才討論的目視定向方法，檢驗(yàn)器100可以被配置為具有如圖8所示的全球定位系統(tǒng)(GPS)800。為了執(zhí)行天線波束掃描，使用者可以首先測量RFID標(biāo)識(shí)120的坐標(biāo)。知道了這些坐標(biāo)，如同根據(jù)圖3討論的那樣，檢驗(yàn)器100然后可以計(jì)算在方位角1和2的讀取位置的坐標(biāo)。使用者將被指導(dǎo)適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)檢驗(yàn)器100以使它交叉掃描天線波束以形成如同圖7討論的模式輪廓。
無論根據(jù)圖3討論的理想讀取位置怎樣被確定，檢驗(yàn)器然后可以被定位于這些理想位置。這類似根據(jù)條形碼標(biāo)記表面正規(guī)地定位條形碼標(biāo)記檢驗(yàn)器?？梢岳斫馊绻呀?jīng)找到理想讀取位置，位于這個(gè)理想讀取位置的檢驗(yàn)器無須被配置為包括任一如同圖5，6，和7討論的圖像性能。代之以，僅僅具有根據(jù)圖2討論的TSSI和RSSI性能的檢驗(yàn)器是足夠的了。但是因?yàn)檫@個(gè)檢驗(yàn)器位于最佳讀取位置，它確定的對于被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的質(zhì)量測量是對于被詢問標(biāo)記的質(zhì)量的絕對度量。換句話說，質(zhì)量的絕對度量不受變量例如被定位的來源于被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的斷開-波束的影響。這個(gè)質(zhì)量的絕對度量然后可以如下用作分級RFID標(biāo)識(shí)。
在生產(chǎn)環(huán)境中，在最佳讀取位置安裝檢驗(yàn)器經(jīng)常是不可能的或不實(shí)際的。在這樣的環(huán)境中，檢驗(yàn)器必須經(jīng)常位于次最佳位置這樣它從被詢問的RFID標(biāo)識(shí)處獲得質(zhì)量的測量受變量例如定位的斷開-波束的影響。由于對到最佳讀取位置關(guān)系沒有別的認(rèn)識(shí)，該次最佳定位的RFID檢驗(yàn)器將沒辦法知道是否被詢問的RFID標(biāo)識(shí)因?yàn)樵摌?biāo)記本身是有缺陷的而提供了一個(gè)弱信號，或是否該被詢問的RFID標(biāo)識(shí)是好的除了僅僅詢問太遠(yuǎn)-波束以至于不能接收滿足要求的信號。本發(fā)明的實(shí)施例通過提供知道質(zhì)量測量之間關(guān)系的RFID檢驗(yàn)器解決這個(gè)難題，該質(zhì)量測量在它的當(dāng)前位置基于在最佳讀取位置獲得的質(zhì)量絕對度量可以被預(yù)期。這個(gè)關(guān)系可以被認(rèn)為是傳遞函數(shù)。
為了獲得該傳遞函數(shù)，RFID檢驗(yàn)器，例如圖1的RFID 100可用來在生產(chǎn)環(huán)境中測量被檢驗(yàn)的具體類型的RFID標(biāo)識(shí)的質(zhì)量絕對度量。然后″生產(chǎn)″RFID檢驗(yàn)器可以裝在它的實(shí)際-世界的位置上。如同討論的根據(jù)從最佳讀取位置隨后讀取的標(biāo)識(shí)，位于次最佳讀取位置的生產(chǎn)RFID檢驗(yàn)器無須被配置為包括任一如同圖5，6，和7討論的圖像性能。代之以，舉例來說，僅僅具有根據(jù)圖2討論的TSSI和RSSI性能的檢驗(yàn)器是足夠的了。為了獲得該傳遞函數(shù)，生產(chǎn)RFID檢驗(yàn)器可以詢問RFID標(biāo)識(shí)誰的質(zhì)量絕對水平已經(jīng)從最佳讀取位置被檢驗(yàn)。舉例來說，被詢問的標(biāo)記質(zhì)量的絕對水平可以是″A″級。然而，從次最佳位置，生產(chǎn)RFID檢驗(yàn)器測量同樣的標(biāo)記具有″B″級質(zhì)量。由此，對于這個(gè)例子，該從次最佳位置測量質(zhì)量的傳遞函數(shù)必須被增加一個(gè)等級。有利地，用于該被詢問標(biāo)識(shí)的質(zhì)量絕對水平可以通過生產(chǎn)RFID檢驗(yàn)器被確定。
該生產(chǎn)RFID檢驗(yàn)器然后可以被集成或連接到條形碼打印機(jī)。如同在現(xiàn)有技術(shù)中知道的，條形碼標(biāo)記通過條形碼打印機(jī)補(bǔ)充或復(fù)制RFID標(biāo)識(shí)信息來印刷。由此一個(gè)具有RFID標(biāo)識(shí)的物品可以通過條形碼打印機(jī)印刷而具有一個(gè)條形碼標(biāo)記。然而，因?yàn)樯a(chǎn)RFID檢驗(yàn)器與條形碼打印機(jī)相連，具有不適合的質(zhì)量等級的RFID標(biāo)識(shí)的物品可以立即被拒絕。示范的打印機(jī)/檢驗(yàn)器系統(tǒng)900在圖9中示出。具有RFID標(biāo)識(shí)905的物品通過生產(chǎn)RFID 910被連續(xù)地傳送。因?yàn)樵撋a(chǎn)RFID檢驗(yàn)器已經(jīng)配置有剛才討論的傳遞函數(shù)，通過當(dāng)標(biāo)記經(jīng)過之時(shí)連續(xù)地讀取標(biāo)記可以獲得標(biāo)記質(zhì)量的絕對度量。如同說明的，物品920是唯一的具有被檢驗(yàn)的它的RFID標(biāo)識(shí)905的物品。物品925它的標(biāo)記已經(jīng)被檢驗(yàn)。從而，來源于條形碼打印機(jī)935的條形碼標(biāo)記930已經(jīng)應(yīng)用于物品925。在物品920它的標(biāo)記被檢驗(yàn)之后，物品940可以被傳送到理想讀取位置，停下來，并且讓它的標(biāo)記被檢驗(yàn)，等等。那些RFID標(biāo)識(shí)905的質(zhì)量不適合的物品將被標(biāo)識(shí)以便它們的RFID標(biāo)識(shí)905可以被替換。
因?yàn)樯a(chǎn)RFID檢驗(yàn)器910當(dāng)標(biāo)記被連續(xù)地傳送通過它的位置之時(shí)可以從每個(gè)標(biāo)記獲得質(zhì)量測量，這些質(zhì)量測量可以用來近似地重構(gòu)用于該標(biāo)記的天線的天線波束強(qiáng)度或增益模式輪廓，如同根據(jù)圖7討論的那樣。然而在生產(chǎn)環(huán)境中，天線掃描可能不經(jīng)由最大天線增益方向140出現(xiàn)。然而，因?yàn)閭鬟f函數(shù)是已知的，好像生產(chǎn)RFID檢驗(yàn)器910經(jīng)由這個(gè)方向掃描。可以理解，確定類型的RFID標(biāo)識(shí)可以具有相同的編碼但是使用不同的天線。舉例來說，一個(gè)類型的RFID標(biāo)識(shí)可以以同樣方式使用振幅鍵控編碼它的RFID信息，但是產(chǎn)生兩個(gè)或更多類別的標(biāo)記，其中執(zhí)行的天線從剩余的類別中區(qū)分每個(gè)類別。生產(chǎn)RFID檢驗(yàn)器910可以在相同類型的RFID標(biāo)識(shí)內(nèi)通過檢查天線波束掃描來區(qū)分并且標(biāo)識(shí)這些類別。通過例如這樣的檢查，偶極天線輻射模式可以不同于接線天線輻射模式。用這種方法，生產(chǎn)RFID檢驗(yàn)器910可以根據(jù)它們遵守的天線方向圖區(qū)分RFID標(biāo)識(shí)的類別。
根據(jù)天線類型的RFID標(biāo)識(shí)的分級參照圖10可以更透徹地理解。如圖10所示，具有弓背形接線天線1005的RFID標(biāo)識(shí)1000和具有偶極天線1015的RFID標(biāo)識(shí)1110被說明。RFID標(biāo)識(shí)1000和1110具有相同的編碼和調(diào)制方案。由此，傳統(tǒng)的RFID閱讀器在正常操作期間將不能區(qū)分這些標(biāo)識(shí)。然而，生產(chǎn)RFID檢驗(yàn)器910(圖9)當(dāng)標(biāo)記1000和1110被傳送通過生產(chǎn)RFID檢驗(yàn)器910掃描標(biāo)記1000和1110時(shí)確定對應(yīng)的波束強(qiáng)度模式。
如同說明的，弓背形接線天線1005產(chǎn)生比偶極天線1015窄的多的天線強(qiáng)度模式。生產(chǎn)RFID檢驗(yàn)器910可以配置為存儲(chǔ)預(yù)期的波束強(qiáng)度模式作為先前討論的傳遞函數(shù)的一部分。通過比較測量的波束強(qiáng)度模式與存儲(chǔ)的傳遞函數(shù)，生產(chǎn)RFID檢驗(yàn)器910可以根據(jù)它們的天線類型對標(biāo)記分級。
像剛才描述的一樣，檢驗(yàn)器910僅僅依據(jù)當(dāng)標(biāo)記的RF能量被檢驗(yàn)時(shí)用于被檢驗(yàn)的標(biāo)記它的質(zhì)量等級。然而，可以理解，這些等級可能同時(shí)受其它上下文聯(lián)系的信息的影響。舉例來說，檢驗(yàn)器910的使用者可以辨別確定類別的物品它們的RFID標(biāo)識(shí)已經(jīng)被檢驗(yàn)。換句話說，這個(gè)辨別可以經(jīng)由設(shè)備讀取SKU信息自動(dòng)完成。給出這個(gè)上下文聯(lián)系信息，檢驗(yàn)器910可以適當(dāng)?shù)馗淖兯牡燃墶Ｅe例來說，對于一個(gè)類型的物品同樣的檢驗(yàn)質(zhì)量可以被分級為″A″等級，而對于另一個(gè)類型的物品同樣的檢驗(yàn)質(zhì)量可以被分級為″B″等級。另外，根據(jù)它們天線的類型RFID標(biāo)識(shí)的分級也可能受SKU信息的影響。舉例來說，一個(gè)類型的商品可能適合于寬波束寬度標(biāo)記，然而另一個(gè)的商品可能必須具有窄波束標(biāo)記。
因?yàn)镽FID標(biāo)識(shí)的驗(yàn)證與上下文相關(guān)，考慮系統(tǒng)900優(yōu)點(diǎn)，另一檢驗(yàn)器可以用來確定用于物品，例如在不同的位置的物品920，的隨后的驗(yàn)證的最壞的-情況的方案。舉例來說，系統(tǒng)900可以用來在生產(chǎn)環(huán)境中檢驗(yàn)標(biāo)識(shí)。當(dāng)該物品被運(yùn)往海關(guān)或中介位置，例如貨倉，在這些隨后位置的使用者將想要保證先前-檢驗(yàn)的RFID標(biāo)識(shí)905仍然是可讀的。從生產(chǎn)設(shè)備到顧客設(shè)備的傳遞函數(shù)可以被測量以能夠保證這些。舉例來說，傳遞函數(shù)可以是在生產(chǎn)設(shè)備是″A″級標(biāo)識(shí)，在海關(guān)的貨倉的環(huán)境變成″B″級標(biāo)識(shí)。同樣地，″B″級標(biāo)識(shí)可以在這個(gè)傳遞函數(shù)下變成″C″級標(biāo)識(shí)。如果使用者確定在它的貨倉僅僅可以接受″B″級標(biāo)識(shí)，那么處于生產(chǎn)設(shè)備的系統(tǒng)900將僅僅傳遞由這個(gè)傳遞函數(shù)給出的″A″級標(biāo)識(shí)。
根據(jù)圖10描述的分級過程可以被概括并且應(yīng)用于不包括TSSI性能的RFID閱讀器/詢問器。代之以，一個(gè)RFID閱讀器僅僅必須被配置為具有期待的波束強(qiáng)度模式和RSSI性能。當(dāng)這樣的RFID閱讀器掃描RFID標(biāo)識(shí)之時(shí)，如同圖10討論的一樣，它可以確定波束強(qiáng)度模式。通過比較測量的波束強(qiáng)度模式與期待的用于不同已知天線類型的波束強(qiáng)度模式，RFID閱讀器可以適當(dāng)?shù)貙呙璧腞FID標(biāo)識(shí)分級。此外，這樣一個(gè)RFID閱讀器可以配置為在許多頻率例如13.56MHz，915MHz，或任一其它適合的RFID頻率掃描。然后RFID閱讀器可以確定被詢問的RFID標(biāo)識(shí)對什么頻帶做出反應(yīng)。反過來，RFID閱讀器然后可以標(biāo)識(shí)在被詢問的標(biāo)記中執(zhí)行的調(diào)制協(xié)議，例如BPSK或ASK。然后最終，該RFID閱讀器可以在剛才討論的被詢問的RFID標(biāo)識(shí)中標(biāo)識(shí)執(zhí)行的天線類型。
可以理解，可以對前面的說明書做出許多修改。舉例來說，掃描過程可以自動(dòng)化。在一個(gè)自動(dòng)化的實(shí)施例中，檢驗(yàn)器可以可移動(dòng)地位于機(jī)械化的定位器中。檢驗(yàn)器將控制該機(jī)械化定位器以便執(zhí)行掃描。所以，雖然本發(fā)明已經(jīng)根據(jù)具體的實(shí)施例被描述了，這個(gè)說明書僅僅是本發(fā)明應(yīng)用的例子并且不應(yīng)該作為一個(gè)限制。因此，本發(fā)明的范圍在下面權(quán)利要求中闡述。
權(quán)利要求
1.一種RFID檢驗(yàn)器，包括收發(fā)器，用于采用詢問信號來詢問RFID標(biāo)識(shí)并且接收來自被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的結(jié)果反向散射信號；發(fā)送信號強(qiáng)度指示器，可用于測量詢問信號功率；接收信號強(qiáng)度指示器，可用于測量來源于被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的信號功率；和處理器，可用于比較測量的詢問信號功率和RFID標(biāo)識(shí)信號功率以獲得對被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的質(zhì)量測量，該處理器被配置為參考預(yù)先決定的質(zhì)量的絕對度量對質(zhì)量測量分級。
2.如權(quán)利要求1所述的RFID檢驗(yàn)器，其特征在于，收發(fā)器是超外差收發(fā)器。
3.如權(quán)利要求1所述的RFID檢驗(yàn)器，其特征在于，收發(fā)器是零差收發(fā)器。
4.如權(quán)利要求1所述的RFID檢驗(yàn)器，其特征在于，來源于被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的信號功率是反向散射信號功率。
5.如權(quán)利要求1所述的RFID檢驗(yàn)器，其特征在于，處理器被配置為將被詢問的RFID標(biāo)識(shí)分級成為或者通過或者未通過等級。
6.如權(quán)利要求5所述的RFID檢驗(yàn)器，其特征在于，通過包括多個(gè)通過等級。
7.一種RFID標(biāo)識(shí)驗(yàn)證方法，包括確定最佳位置，其中質(zhì)量的絕對度量可以由第一RFID標(biāo)識(shí)測得；從第二位置確定第一RFID標(biāo)識(shí)的質(zhì)量測量以建立在第二位置的質(zhì)量測量和來源于所述最佳位置的質(zhì)量絕對度量之間的傳遞函數(shù)；用第一詢問RFID信號詢問第二RFID標(biāo)識(shí)；測量詢問RF信號的功率；從第二被詢問的RFID標(biāo)識(shí)接收經(jīng)調(diào)制的RF信號；測量從第二被詢問的RFID標(biāo)識(shí)接收的經(jīng)調(diào)制的RF信號的功率；并且用所述傳遞函數(shù)處理來源于被詢問的第二RFID標(biāo)識(shí)的測得功率用來為被詢問的第二RFID標(biāo)識(shí)提供質(zhì)量的絕對度量。
8.如權(quán)利要求7所述的RFID標(biāo)識(shí)驗(yàn)證方法，其特征在于，確定其中質(zhì)量的絕對度量可從第一RFID標(biāo)識(shí)測量的第一位置的步驟包括從多個(gè)位置，用第二詢問RFID信號詢問第一RFID標(biāo)識(shí)，所述第二詢問RFID信號具有與所述第一詢問RFID信號相同的功率；在多個(gè)位置中的每一位置，從第一被詢問的RFID標(biāo)識(shí)接收經(jīng)調(diào)制的RF信號；為多個(gè)位置中的每一位置測量從第一被詢問的RFID標(biāo)識(shí)接收的經(jīng)調(diào)制的RF信號的功率；比較從第一被詢問的RFID標(biāo)識(shí)接收的經(jīng)調(diào)制信號的多個(gè)測得功率以確定最大功率，其中具有最大功率的位置是第一位置。
9.如權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步的包括基于它的質(zhì)量的絕對度量，將第二RFID標(biāo)識(shí)分級。
10.如權(quán)利要求9的方法，其特征在于，分級包括將第二RFID標(biāo)識(shí)分級成為通過等級或者未通過等級。
11.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于，通過包括多種通過等級。
12.如權(quán)利要求9的方法，其特征在于，第二RFID標(biāo)識(shí)的分級還基于附加信息。
13.如權(quán)利要求12的方法，其特征在于，附加信息包括SKU信息。
14.一個(gè)系統(tǒng)，包括條形碼標(biāo)記打印機(jī)；和RFID檢驗(yàn)器，包括收發(fā)器，它使用詢問信號來詢問RFID標(biāo)識(shí)并且接收來自所述被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的結(jié)果反向散射信號；發(fā)送信號強(qiáng)度指示器，可用于測量詢問信號的強(qiáng)度；接收信號強(qiáng)度指示器，可用于測量來源于被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的信號功率；和處理器，可用于比較測量的詢問信號功率和RFID標(biāo)識(shí)信號功率以獲得用于被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的質(zhì)量測量，該處理器被配置為參考預(yù)先決定的質(zhì)量的絕對度量對質(zhì)量測量分級，其中被詢問的RFID標(biāo)識(shí)與物品相聯(lián)系，所述系統(tǒng)被配置為，如果質(zhì)量的測量被區(qū)分為可接受的質(zhì)量等級，那么就將來源于打印機(jī)的條形碼標(biāo)記應(yīng)用到物品上。
15.如權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其特征在于，測量質(zhì)量的分級是來自物品的SKU信息的函數(shù)。
16.如權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其特征在于，收發(fā)器是超外差收發(fā)器。
17.如權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其特征在于，收發(fā)器是零差收發(fā)器。
18.一種RFID標(biāo)識(shí)驗(yàn)證方法，包括確定最佳位置，其中質(zhì)量的絕對度量可以從第一RFID標(biāo)識(shí)測得；從第二位置確定第一RFID標(biāo)識(shí)的質(zhì)量測量以建立在第二位置的質(zhì)量測量和來源于所述最佳位置的質(zhì)量絕對度量之間的傳遞函數(shù)；用第一詢問RFID信號詢問第二RFID標(biāo)識(shí)；測量詢問RF信號的功率；從第二被詢問的RFID標(biāo)識(shí)接收經(jīng)調(diào)制的RF信號；測量從第二被詢問的RFID標(biāo)識(shí)接收的經(jīng)調(diào)制的RF信號功率；并且用傳遞函數(shù)處理來源于被詢問的第二RFID標(biāo)識(shí)的測得功率以標(biāo)識(shí)在第二RFID標(biāo)識(shí)中實(shí)現(xiàn)的天線類型。
19.一種RFID標(biāo)識(shí)分級法，包括提供多個(gè)期望的天線波束強(qiáng)度模式，每個(gè)期望的天線波束強(qiáng)度模式對應(yīng)于一特定類型的天線；從多個(gè)方向詢問RFID標(biāo)識(shí)；測量從被詢問的RFID標(biāo)識(shí)接收的經(jīng)調(diào)制的RF信號功率以形成測得天線波束強(qiáng)度模式；并且將測得天線波束強(qiáng)度模式與多個(gè)期望天線波束強(qiáng)度模式比較，以根據(jù)天線類型將被詢問的RFID標(biāo)記分級。
20.一種RFID閱讀器，包括收發(fā)器，它使用詢問信號來詢問RFID標(biāo)識(shí)并且接收來自被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的結(jié)果信號；接收信號強(qiáng)度指示器，可用于測量來源于被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的信號功率；和處理器，可用于處理測得信號功率以形成用于被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的測得天線波束強(qiáng)度模式，所述處理器被配置為將測得的天線波束強(qiáng)度模式和多個(gè)期望的天線波束強(qiáng)度模式比較，其中每個(gè)期望的天線波束強(qiáng)度模式對應(yīng)于一特定類型的天線，并且根據(jù)天線類型并基于上述比較對被詢問的RFID標(biāo)識(shí)進(jìn)行分級。
全文摘要
一種RFID檢驗(yàn)器包括發(fā)送信號強(qiáng)度指示器(TSSI)和接收信號強(qiáng)度指示器(RSSI)。使用TSSI，RFID檢驗(yàn)器可以確定照射被詢問的RFID標(biāo)識(shí)的功率值。同樣地，使用RSSI，RFID檢驗(yàn)器可以確定通過RFID標(biāo)識(shí)返回到RFID檢驗(yàn)器的功率值。通過用傳遞函數(shù)處理反射的功率和亮度，RFID檢驗(yàn)器可以提供用于詢問的RFID標(biāo)識(shí)的獨(dú)立的質(zhì)量指示。
文檔編號G06K7/00GK1790364SQ200510129159
公開日2006年6月21日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者T·A·查普曼, 丘力虎美生 申請人:普林昌尼克斯股份有限公司