專利名稱：使用多個(gè)射頻天線的智能站、包括智能站的庫存控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及在智能站中使用多個(gè)RF(射頻)天線以跟蹤帶有RFID(射頻識(shí)別)標(biāo)簽的物品的領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及使用智能站跟蹤和盤存帶有RFID標(biāo)簽的庫存物品的庫存控制方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)一般使用一個(gè)或多個(gè)讀出器天線以將射頻(RF)信號(hào)發(fā)送到帶有RFID標(biāo)簽的物品。使用此類RFID標(biāo)簽識(shí)別物品或人員在本領(lǐng)域已為人所熟知。根據(jù)來自讀出器天線的RF信號(hào)，RFID標(biāo)簽在激發(fā)后在讀出器天線檢測(cè)的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))內(nèi)產(chǎn)生擾動(dòng)。通常，此類標(biāo)簽是無源標(biāo)簽，當(dāng)處于讀出器天線檢測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，它們可響應(yīng)從讀出器天線的RF信號(hào)而受激勵(lì)或諧振。美國(guó)專利6094173中描述了包括合適RF天線細(xì)節(jié)的此類RFID系統(tǒng)的一個(gè)示例，該專利的內(nèi)容通過引用全部結(jié)合于本文中。為改善檢測(cè)范圍并擴(kuò)展“覆蓋范圍”，已知的方法是使用異相的共面天線。美國(guó)專利6166706中提供了此類天線的一個(gè)示例。
RFID系統(tǒng)的檢測(cè)范圍一般受信號(hào)強(qiáng)度而限制在小范圍內(nèi)，例如，對(duì)于13.56MHz系統(tǒng)該范圍通常小于大約1英尺。因此，便攜式讀出器單元在一組標(biāo)記物品中移動(dòng)以便檢測(cè)所有標(biāo)記物品，這是因?yàn)橥ǔ４鎯?chǔ)標(biāo)記物品的空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于靜止或固定的單讀出器天線的檢測(cè)范圍。另一方面，可使用具有足夠功率并可檢測(cè)大量標(biāo)記物品的范圍的大讀出器天線。但是，此類天線可能使用不便，并會(huì)加大超出允許限制的輻射功率范圍。此外，這些讀出器天線經(jīng)常位于空間寶貴的商店或其它位置，并且使用此類大讀出器天線不但成本高而且不方便。在另一可行解決方案中，可使用多個(gè)小天線，但考慮到通?？臻g很寶貴，故此配置可能難于建立。
然而，使用多個(gè)天線(或組件)的缺點(diǎn)是要使用多條傳輸電纜將讀出器單元連接到多個(gè)天線，以及/或當(dāng)多個(gè)天線均經(jīng)單條傳輸電纜連接到讀出器單元時(shí)，無法分別控制多個(gè)天線。
作為背景介紹，

圖1是顯示現(xiàn)有技術(shù)RFID系統(tǒng)基本要素的方框圖。讀出器單元100一般可通過RS-232或類似的數(shù)字通信連接到諸如計(jì)算機(jī)終端等終端。讀出器單元100經(jīng)電纜203連接到讀出器天線200。讀出器天線200一般由至少一個(gè)環(huán)路201和一個(gè)調(diào)諧電路202組成。雖然調(diào)諧電路202在圖1中顯示為固定部分，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白，它可分布在環(huán)路201周圍。讀出器天線200又通過低功率無線電波105與一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)簽106進(jìn)行通信，RFID標(biāo)簽一般與RFID系統(tǒng)跟蹤的物品、對(duì)象(有生命或無生命)或人員相關(guān)聯(lián)。
傳輸電纜203通常由其阻抗來表征，簡(jiǎn)而言之，阻抗大約是電感L除以傳輸電纜的電容C的平方根。對(duì)于銅軸電纜，阻抗一般為50或75歐姆。
總之，傳輸電纜203、天線環(huán)路201和調(diào)諧電路202以在所需頻率上最有效地利用RF功率的方式連接在一起，對(duì)于使用諸如天線200等環(huán)形天線的給定RFID系統(tǒng)，所需頻率一般是諸如13.56MHz的“高”頻率。RFID系統(tǒng)經(jīng)常使用的另一常見“低”頻率為124kHz。不同的天線設(shè)計(jì)還使用RF范圍內(nèi)諸如900MHz或2.45GHz等“超高”(UHF)頻率。
使用由單讀出器單元供電的多個(gè)天線并使用多路復(fù)用器開關(guān)在天線之間交替的系統(tǒng)也已為人所熟知。圖2顯示了概念上的此類系統(tǒng)，圖中，兩個(gè)單獨(dú)的天線200a和200b通過相應(yīng)的傳輸電纜203a和203b連接到讀出器和多路復(fù)用器單元101。使用多個(gè)天線一般會(huì)在讀取標(biāo)簽時(shí)提高空間覆蓋率，而無需使用不止一個(gè)讀出器單元。圖2所示布置的主要缺陷在于到每個(gè)天線需要單獨(dú)的傳輸電纜。由于空間常常是寶貴的，因?yàn)樾枰~外的空間安裝或定位每個(gè)這些單獨(dú)的電纜，故使用這些單獨(dú)的電纜就成了缺點(diǎn)。在不止兩個(gè)天線與一個(gè)讀出器單元一起使用時(shí)，由于所有這些多個(gè)天線均需要單獨(dú)的傳輸電纜，因此，這種缺點(diǎn)會(huì)加重。
發(fā)明概述在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了跟蹤RFID標(biāo)簽的智能站，所述智能站包括發(fā)送和接收RF信號(hào)的讀出器單元；通過第一開關(guān)經(jīng)第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的第一RF天線；以及通過一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)經(jīng)所述相同的第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的一個(gè)或多個(gè)附加RF天線。術(shù)語“智能”在本文中使用時(shí)指通過傳輸無線電頻率信號(hào)，系統(tǒng)可以捕捉、存儲(chǔ)和查找數(shù)據(jù)，并監(jiān)控與可跟蹤物品相關(guān)聯(lián)的獨(dú)特標(biāo)識(shí)符。
在又一個(gè)方面，所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線中的每個(gè)天線包括環(huán)路和調(diào)諧電路。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，讀出器單元包括用于所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線的調(diào)諧電路，所述調(diào)諧電路通過所述第一傳輸電纜連接到所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明包括生成和接收RF信號(hào)的讀出器單元；以及有效地連接到所述讀出器單元以及第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)的控制單元；其中所述控制單元配置為選擇性地分別操作所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)，以將所述讀出器連接到所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線。所述讀出器單元和所述控制單元可以是獨(dú)立的裝置或組合在單個(gè)單元中。
在本發(fā)明還有的另一個(gè)方面，智能站還包括將讀出器單元連接到輔助RF天線環(huán)路的第二傳輸電纜，每個(gè)輔助RF天線環(huán)路布置為接近所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線中的一個(gè)對(duì)應(yīng)天線。輔助天線接收為標(biāo)簽提供能量的未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)，標(biāo)簽在不存在RF信號(hào)時(shí)通常未加電?！拔唇?jīng)調(diào)制的RF信號(hào)”在本文中使用時(shí)指無疊加數(shù)據(jù)的RF信號(hào)。“經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)”指承載疊加數(shù)據(jù)的RF信號(hào)。
在又一個(gè)方面，讀出器單元包括讀出器單元附近的第二調(diào)諧電路，它通過第二傳輸電纜連接到輔助RF天線環(huán)路。第二調(diào)諧電路配置為調(diào)諧RF天線環(huán)路。
在還有的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了將讀出器單元分別通過第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)連接到第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線的第二傳輸電纜。讀出器單元將未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)通過第二傳輸電纜傳送到第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線，并且通過第一傳輸電纜將調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線。
在本發(fā)明的又一個(gè)方面，所述第一開關(guān)配置為只在三種狀態(tài)下操作第一種狀態(tài)是所述第一開關(guān)只將所述經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到所述第一RF天線；第二種狀態(tài)是所述第一開關(guān)只將所述未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到所述第一RF天線；以及第三種狀態(tài)是所述經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)和所述未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)均繞過所述第一RF天線。所述第二開關(guān)包括配置為只在三種狀態(tài)下操作的多極開關(guān)第一種狀態(tài)是所述第二開關(guān)只將所述經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到所述第二相關(guān)聯(lián)的RF天線；第二種狀態(tài)是所述第二開關(guān)只將所述未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到所述第二相關(guān)聯(lián)的RF天線；以及第三種狀態(tài)是所述經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)和所述未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)均繞過所述相關(guān)聯(lián)的第二RF天線。每個(gè)開關(guān)可彼此獨(dú)立加以控制，因此，例如，第一和第二開關(guān)可同時(shí)分別設(shè)為發(fā)送經(jīng)調(diào)制和未經(jīng)調(diào)制的信號(hào)。另外，可使用配置成在兩種狀態(tài)之一下工作的雙極開關(guān)(一種狀態(tài)是將經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)傳送給相關(guān)聯(lián)的天線，另一種狀態(tài)是不將信號(hào)傳送給相關(guān)聯(lián)的天線)。
在又一個(gè)方面，本發(fā)明提供通過所述相同的第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的附加RF天線；以及分別布置在所述第一傳輸電纜與所述附加RF天線之間的附加開關(guān)。
在一個(gè)方面，RF傳輸電纜具有服務(wù)于所有天線的單一分支，即天線以串聯(lián)方式通過RF傳輸電纜連接到讀出器單元。
在另一個(gè)方面，RF傳輸電纜有兩個(gè)或兩個(gè)以上分支，每個(gè)分支服務(wù)于一個(gè)或多個(gè)天線。也就是說，天線以并聯(lián)方式通過傳輸電纜連接到讀出器單元，RF傳輸電纜上的每個(gè)分支可使用開關(guān)來選擇。
在另一個(gè)方面，智能站包含RF信號(hào)處理電子電路，用以執(zhí)行一些信號(hào)處理，否則，這些信號(hào)處理由讀出器完成。
在還有的另一個(gè)方面，一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)中的每個(gè)開關(guān)包括PIN型二極管。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種智能庫存控制系統(tǒng)，它使用RFID標(biāo)簽以確定要盤存物品的物品信息，所述智能庫存控制系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)智能站。每個(gè)智能站包括通過第一開關(guān)經(jīng)第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的第一RF天線；以及通過相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)經(jīng)所述相同的第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的一個(gè)或多個(gè)附加RF天線。所述讀出器單元可在所述智能站之一外或內(nèi)。所述庫存控制系統(tǒng)還包括連接到數(shù)據(jù)庫的庫存控制處理單元，它從所述智能站接收物品信息以更新與要盤存的物品相關(guān)的庫存信息。
在又一個(gè)方面，本發(fā)明為帶有RFID標(biāo)簽的物品提供庫存控制方法，所述方法包括提供多個(gè)智能站，每個(gè)智能站包括發(fā)送和接收RF信號(hào)的讀出器單元；通過第一開關(guān)經(jīng)第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的第一RF天線；以及通過相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)經(jīng)所述相同的第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的一個(gè)或多個(gè)附加RF天線；通過選擇性地為每個(gè)所述智能站的所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線供電，以確定位于所述各個(gè)智能站的物品的物品信息，從而確定要盤存的物品信息；以及處理所述確定的物品信息以更新要盤存的所述物品的庫存信息。
在一個(gè)方面，每個(gè)站具有其自己的讀出器單元。然而，一個(gè)讀出器單元也可服務(wù)許多站。
在本發(fā)明的又一個(gè)方面，所述庫存控制方法包括選擇性地控制所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)，以便為所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線供電，并從在所述各個(gè)通電的一個(gè)或多個(gè)附加RF天線范圍內(nèi)帶有RFID標(biāo)簽的物品檢測(cè)物品信息。
在本發(fā)明的又一個(gè)方面，所述庫存控制方法包括對(duì)所述讀出器單元產(chǎn)生的RF功率電平進(jìn)行軟件控制。在優(yōu)選實(shí)施例中，測(cè)試將確定所述讀出器為實(shí)現(xiàn)每個(gè)相連天線的最佳結(jié)果而必須提供的RF功率，天線位于所述RF電纜上的不同距離處。此信息將存儲(chǔ)在例如查找表或其它等效的索引數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中。之后，在工作期間，每個(gè)天線的功率電平將根據(jù)所述查找表中存儲(chǔ)的此預(yù)定電平設(shè)置，這樣，在所述RF傳輸電纜的不同距離上的天線均可以基本相同的功率工作。
在替代實(shí)施例中，提供給每個(gè)天線的功率還可取決于其它因素，例如，天線類型。因此，在替代實(shí)施例中，天線的距離和類型可用于確定和存儲(chǔ)特殊天線的最佳功率電平。
在本發(fā)明的又一個(gè)方面，所述庫存控制方法包括RF放大器裝置如RF濾波放大器，RF放大器裝置可沿例如每第N個(gè)貨架中的RF傳輸電纜周期性設(shè)置以增強(qiáng)RF信號(hào)強(qiáng)度。
在本發(fā)明的又一個(gè)方面，所述存儲(chǔ)控制方法包括更新數(shù)據(jù)庫中物品的所述確定物品信息。
在又一個(gè)方面，本發(fā)明提供庫存控制方法，所述方法包括為每個(gè)智能站提供第二傳輸電纜，以將所述讀出器單元連接到布置在所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線中各天線附近的一個(gè)或多個(gè)輔助天線環(huán)路，其中，所述讀出器單元通過所述第一傳輸電纜發(fā)送經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)，以及通過所述第二傳輸電纜發(fā)送未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)。
在還有的另一個(gè)方面，根據(jù)本發(fā)明的庫存控制方法包括為每個(gè)智能站提供第二傳輸電纜，該電纜通過第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)將讀出器單元分別連接到所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線，其中所述讀出器單元通過所述第二傳輸電纜將未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線，以及通過所述第一傳輸電纜將經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明的庫存控制方法針對(duì)每個(gè)智能站將所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)配置為僅在三種狀態(tài)中的一種狀態(tài)下操作第一種狀態(tài)是僅將經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線中相應(yīng)的一個(gè)天線；第二種狀態(tài)是僅將未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線中相應(yīng)的一個(gè)天線；以及第三種狀態(tài)是經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)和未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)均繞過所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線中相應(yīng)的一個(gè)天線。
附圖簡(jiǎn)述包括在說明書中并構(gòu)成說明書一部分的附圖以非限制性方式顯示了本發(fā)明的現(xiàn)有優(yōu)選實(shí)施例，并且它們與上述一般說明和下述優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是顯示現(xiàn)有技術(shù)RFID系統(tǒng)基本要素的方框圖；圖2是顯示帶有連接到讀出器單元的多個(gè)天線的現(xiàn)有技術(shù)RFID系統(tǒng)的方框圖；圖3A是顯示使用根據(jù)本發(fā)明的智能站的庫存控制系統(tǒng)實(shí)施例的方框圖3B是顯示使用根據(jù)本發(fā)明的智能貨架的庫存控制系統(tǒng)的另一實(shí)施例的方框圖，；圖3C和3D是說明由根據(jù)本發(fā)明的庫存控制系統(tǒng)的控制單元執(zhí)行的處理的流程圖；圖3E是顯示使用并聯(lián)配置的智能站的庫存控制系統(tǒng)另一實(shí)施例的方框圖；圖3F是顯示使用另一種并聯(lián)配置的智能站的庫存控制系統(tǒng)的另一實(shí)施例的方框圖；圖3G是說明在并聯(lián)配置中使用的T形開關(guān)的方框圖；圖3H是說明在并聯(lián)配置中使用的直列式開關(guān)(inline switch)的方框圖；圖3I是說明在一條電纜上承載RF和數(shù)字通信的示范方法的方框圖；圖3J是說明使用開關(guān)將RF電纜經(jīng)過選定天線的不良影響降到最低的方法的方框圖；圖4A是說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方框圖，它顯示了帶有連接到讀出器單元的多個(gè)天線的RFID系統(tǒng)；圖4B是顯示邏輯開關(guān)的示意圖；圖5和圖6是說明具有多個(gè)天線的本發(fā)明替代實(shí)施例的方框圖；圖7是說明本發(fā)明另一實(shí)施例的方框圖，該實(shí)施例中兩條單獨(dú)的傳輸電纜將經(jīng)調(diào)制和未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到多個(gè)天線，其中每個(gè)天線具有幾個(gè)環(huán)路；圖8是說明替代實(shí)施例的方框圖，所述實(shí)施例中經(jīng)調(diào)制和未調(diào)制RF系統(tǒng)使用相同的天線環(huán)路；圖9A是可與圖8公開的實(shí)施例一起使用的示范開關(guān)的示意圖；圖9B是可與圖8公開的實(shí)施例一起使用的另一示范開關(guān)的示意圖；圖10A是使用PIN二極管的開關(guān)電路圖，該二極管可用于本發(fā)明的不同實(shí)施例；圖10B是說明可如何將天線“解諧”的電路圖；圖10C是說明可將天線“解諧”的另一方式的電路圖；圖10D是說明可將天線“解諧”的又一方式的電路圖；圖11A是說明貨架上讀出器天線的不同布局的圖；圖11B是說明標(biāo)簽在貨架內(nèi)的使用方法的圖；圖12是說明制作導(dǎo)線天線的一種方法的圖；圖12A-C是說明在襯底上固定導(dǎo)線端的替代方法的圖；圖13是說明制作導(dǎo)線天線的替代方法的圖；圖13A是說明不同的替代導(dǎo)線天線形狀的圖；圖14說明制作導(dǎo)線天線的另一方法；圖15是說明將箔片帶敷設(shè)到散熱片或平面襯底上以形成箔天線(foil antenna)的裝置和方法的圖；圖16是說明在襯底上敷設(shè)導(dǎo)電路徑以形成箔天線的另一方法的圖；圖17是說明用于敷設(shè)導(dǎo)電路徑的敷設(shè)器2200的橫截面的圖；圖18是說明使用圖15所示設(shè)備敷設(shè)簡(jiǎn)單的矩形導(dǎo)電路徑的方法的圖；圖18A-B顯示了折疊的箔片帶；圖19是說明所敷設(shè)的導(dǎo)電走線2300疊加于前一導(dǎo)電走線上的實(shí)施例的圖；圖20是包含箔片帶天線的層壓結(jié)構(gòu)；圖21是說明使用銑床在襯底上形成開口的圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明除非另有說明，否則“一個(gè)”指一個(gè)或多個(gè)。本發(fā)明提供了智能庫存控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括可使用多個(gè)天線檢測(cè)RFID標(biāo)簽的一個(gè)或多個(gè)智能站。RFID標(biāo)簽附在要檢測(cè)或跟蹤的物品上。在本文所述的一些優(yōu)選實(shí)施例中，由于本發(fā)明提供的智能站系統(tǒng)適合跟蹤商店貨架上和倉(cāng)庫中的物品，從而實(shí)現(xiàn)庫存控制或其它跟蹤目的，因此，將智能站系統(tǒng)稱為智能“貨架”系統(tǒng)。然而，由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明其它方面的用途，例如跟蹤封閉容器、其它存儲(chǔ)空間和特殊空間中的物品，因此，要理解，本發(fā)明并不限于智能貨架系統(tǒng)。此類封閉式容器、其它存儲(chǔ)空間的示例包括但不限于房間、衣櫥、櫥柜、碗櫥、電冰箱、冷柜、配掛板、衣架、拖車、倉(cāng)庫、托盤、柜臺(tái)和其它類似的封閉環(huán)境、空間或擱物架。它可在室內(nèi)、門口中和其它入口中、地板或墊子上，或者天花板上使用。還要理解，智能站可以通常與貨架相關(guān)的水平方向外的其它方向使用。例如，智能站可在垂直方向上使用，例如在容器壁上，或者在存儲(chǔ)空間背面或側(cè)面或表面上。
在衣架中使用時(shí)，可以設(shè)想到包括線性或圓形架的不同實(shí)施例。具體就圓形架而言，設(shè)想可使用在圓形架中心內(nèi)兩個(gè)垂直平面正交設(shè)置的兩個(gè)天線。天線可由單個(gè)讀出器驅(qū)動(dòng)，但其引入電纜的長(zhǎng)度不同，最好長(zhǎng)度差為RF波長(zhǎng)的1/4，或者使用雙向90度功率分配器(例如MiniCircuits PSCQ-2-13)，以使兩個(gè)天線呈90度異相。這樣，兩個(gè)天線建立的磁場(chǎng)方向每個(gè)RF波周期“旋轉(zhuǎn)”一次，因此，可讀取圓形架周圍的所有RFID標(biāo)簽。
與衣架一起使用時(shí)，另一實(shí)施例在衣架上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)天線環(huán)路，例如，定位或懸掛在衣架的一端或兩端上，或者作為掛鉤分布在衣服中的環(huán)路。如果天線環(huán)路以掛鉤的形式提供，則可通過將導(dǎo)電導(dǎo)線穿過窄的(例如，1/4英寸到3/8英寸直徑的)熱塑管，然后將該管熱成形以形成掛鉤形狀的天線，從而制成這些環(huán)路。相同的方法可用于形成任意形狀的自承重天線。
平面天線讀取與天線形成的磁場(chǎng)線平行的標(biāo)簽的能力會(huì)受到限制。通過提供RF供電的天線(天線連接到讀出器)和不直接連接到讀出器的一個(gè)或多個(gè)無源偶合天線，可擴(kuò)大讀取范圍并克服標(biāo)簽方向限制。這些無源偶合天線通過與獲得能量的天線的感應(yīng)偶合而被激勵(lì)或獲得能量。無源偶合的天線將具有磁場(chǎng)，最好是與有源偶合的天線有180度異相。這樣，產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?qū)?huì)振蕩，從而仍可讀取在其它不利方向上的RFID標(biāo)簽。在一個(gè)實(shí)施例中，無源偶合的天線可設(shè)置在貨架中，例如，以有源方式獲得能量的天線設(shè)在貨架前端以及以無源方式耦合的天線設(shè)在貨架后端；所有天線均設(shè)在貨架平面中。其它實(shí)施例包括在貨架端或貨架背處的垂面中設(shè)有無源偶合天線。其它實(shí)施例包括在諸如箱、櫥柜或過道等封閉環(huán)境內(nèi)將至少一個(gè)以有源方式獲得能量的天線與一個(gè)或多個(gè)無源偶合的天線一起使用，以在讀取設(shè)置在任何方向上的標(biāo)簽方面提供更好的讀取范圍或更高的靈活性。其它實(shí)施例包括在貨架末或貨架背的垂直平面上設(shè)置無源偶合的天線。其它實(shí)施例包括針對(duì)給定貨架在貨架上方一定距離的水平平面上設(shè)置無源偶合的天線，最好是在貨架上方一定距離處的水平面上。
在優(yōu)選實(shí)施例中，可將多個(gè)天線放置在自承重貨架上，或者嵌入到可平放在現(xiàn)有商店貨架上的薄墊子中。
例如，如圖3A的方框圖中所示，各個(gè)獨(dú)立的貨架系統(tǒng)501a、501b、...、501n和502A、502b、...、502n各自設(shè)有多個(gè)天線200，各天線均通過傳輸電纜222連接到讀出器單元120。每個(gè)讀出器單元120具有使用控制電纜221在任一時(shí)間選擇活動(dòng)天線的控制器或控制單元124。在貨架之間，電纜221和222可使用連接器526互連。雖然圖3A公開的實(shí)施例顯示每組貨架具有的RFID系統(tǒng)帶有連接到多個(gè)天線200的讀出器單元120，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，單個(gè)讀出器單元可配置為連接到彼此相鄰的不止一個(gè)貨架上的多個(gè)天線，或者每個(gè)貨架可配置為具有其本身的讀出器單元。
圖3B的方框圖顯示了替代實(shí)施例，圖中，每個(gè)貨架503a、503b、...、503n設(shè)有多個(gè)天線200。多個(gè)天線200分別通過傳輸電纜222連接到讀出器單元120。每個(gè)讀出器單元120具有控制器124，用以在任一時(shí)間選擇活動(dòng)的天線。此控制器124可以是微處理器。此外，貨架可具有與控制器124一起協(xié)同操作以選擇天線的輔助控制器125。輔助控制器125可以是微處理器，該微處理器帶有足夠的輸出以控制相關(guān)聯(lián)貨架內(nèi)的所有天線，以及控制諸如貨架邊緣顯示器的輸出裝置510，以顯示諸如定價(jià)等信息。輸出裝置510可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員可識(shí)別的可視和可聞信號(hào)來顯示信息。使用輔助控制器125可減少貨架之間連接器526所需的導(dǎo)線數(shù)量。
通過數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信電纜221發(fā)送命令，控制單元124可選擇性地操作任一或所有開關(guān)，例如，通過發(fā)送與每個(gè)開關(guān)相關(guān)的唯一地址，這可通過例如使用Dallas Semiconductor DS2405“1-Wire”可尋址開關(guān)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)此類可尋址開關(guān)提供可用于切換單個(gè)天線的單個(gè)輸出。最好是控制單元124可利用一個(gè)或多個(gè)輔助控制單元125來選擇性地操作任一或所有開關(guān)。例如，輔助控制單元125可以是諸如Microchip Technology Incorporated PICmicro微控制器的微處理器，它可提供多個(gè)輸出，用于切換不止一個(gè)天線，如接近于輔助控制單元125的所有天線?？刂茊卧?24也可以是諸如MicroChipTechnology Incorporated PICmicro微控制器的微處理器?？刂茊卧?24與輔助控制單元125之間的通信可通過使用符合諸如RS-232、RS-485串行協(xié)議或以太網(wǎng)協(xié)議或令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等熟知的通信協(xié)議的通信信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。除選擇所需的天線外，通過輔助控制單元125的此類通信還可包括操作附加功能的命令。此類功能的示例包括在天線附近提供顯示器(例如發(fā)光LED)，通過合適的可視顯示器來顯示字母數(shù)字文本，或者在天線附近輸出可聞信息。
在優(yōu)選實(shí)施例中，通過電子網(wǎng)絡(luò)來控制智能貨架系統(tǒng)?？刂浦悄茇浖芟到y(tǒng)的控制系統(tǒng)通過RS-232或類似協(xié)議將命令數(shù)據(jù)發(fā)送到控制單元124。這些命令包括但不限于用于操作讀出器單元120的指令、用于操作天線開關(guān)的指令以及由貨架利用例如燈、可視顯示器或聲音顯示的輔助信息。控制單元124編程設(shè)計(jì)為對(duì)這些命令進(jìn)行解釋。如果某個(gè)命令是給讀出器單元120的，則控制單元124將該命令傳遞給讀出器單元120。其它命令可能是用于選擇天線或顯示信息的，如有必要，這些命令將由控制單元124處理以確定要通過數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信電纜221傳遞到輔助控制單元125的數(shù)據(jù)。同樣地，輔助控制單元125可將數(shù)據(jù)傳回控制器124，如同讀出器單元120一樣。隨后，控制器124通過電子網(wǎng)絡(luò)將結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給控制系統(tǒng)。圖3A和3B所示的庫存控制處理單元550是此類控制系統(tǒng)的一個(gè)示例。如本文關(guān)于智能貨架系統(tǒng)的進(jìn)一步描述中所述，電子網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)可互換使用，用以描述智能貨架系統(tǒng)可由通過電子網(wǎng)絡(luò)連接到智能貨架系統(tǒng)的控制系統(tǒng)控制。
至少控制單元124必須決定電子網(wǎng)絡(luò)的命令是否應(yīng)發(fā)送到讀出器120，或者是否應(yīng)在數(shù)字通信電纜221上發(fā)送。同樣地，控制單元124必須轉(zhuǎn)發(fā)其從數(shù)字通信電纜221接收的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)從讀出器單元120傳回電子網(wǎng)絡(luò)。例如，在最低配置中，電子網(wǎng)絡(luò)可發(fā)出例如讀取單個(gè)天線的命令?？刂茊卧?24將a)為該天線設(shè)置適當(dāng)?shù)拈_關(guān)；b)激活讀出器；c)從讀出器接收數(shù)據(jù)；d)停用讀出器；以及e)將數(shù)據(jù)發(fā)回電子網(wǎng)絡(luò)。
圖3C是說明控制單元124對(duì)主機(jī)命令信號(hào)的示范處理的流程圖。在步驟330中，控制單元124確定是否存在給控制單元124的命令(此操作可通過定期查詢存儲(chǔ)位置完成)。隨后，控制單元124在步驟332中確定該命令是否是給讀出器120的，如果是，則在步驟334中將該命令發(fā)送到讀出器單元120。否則，在步驟336中，控制單元124將命令解碼并發(fā)送適當(dāng)?shù)闹噶畹捷o助控制器125。之后，在步驟338中，控制單元124在命令已于步驟334中發(fā)送到讀出器的情況下確定是否從讀出器單元120收到了響應(yīng)。如果收到了響應(yīng)，則在步驟340中，控制單元124將響應(yīng)傳回主機(jī)。之后，在步驟342中，控制單元124確定是否響應(yīng)于步驟336中發(fā)送的指令，從輔助控制單元125收到了響應(yīng)。如果在步驟342中從輔助控制單元125收到了響應(yīng)，則在步驟344中，響應(yīng)由控制單元124解釋并發(fā)送給主機(jī)。之后，處理控制返回到步驟330，在該步驟中，控制單元124確定是否存在需要處理的另一主機(jī)命令。
控制單元124還可執(zhí)行在其它情況下要由電子網(wǎng)絡(luò)處理的一些管理功能。例如，電子網(wǎng)絡(luò)可發(fā)出命令以查找與控制單元124相關(guān)聯(lián)的整個(gè)貨架系統(tǒng)上的某個(gè)物品。在此類情況下，控制單元將管理一系列任務(wù)，如a)確定在它的系統(tǒng)中有多少天線；b)為第一天線設(shè)置適當(dāng)?shù)拈_關(guān)；c)激活讀出器；d)從讀出器接收并保存數(shù)據(jù)；e)停用讀出器；f)為下一天線設(shè)置適當(dāng)?shù)拈_關(guān)，直至所有天線已激活；g)激活讀出器直至已讀取所有天線。在優(yōu)選實(shí)施例中，讀取所有天線后，控制單元124或電子網(wǎng)絡(luò)(“主機(jī)”或“控制系統(tǒng)”)將分析其累積的數(shù)據(jù)，并只報(bào)告所需物品的位置。
圖3D是說明根據(jù)本發(fā)明由控制單元處理的示范管理功能處理的流程圖。在步驟350中，控制單元124從主機(jī)應(yīng)用接收請(qǐng)求控制單元124所控制的所有天線數(shù)量計(jì)數(shù)的命令。因此，在步驟352中，控制單元124確定直接由控制單元124控制的天線數(shù)量。之后，在步驟354中，控制單元124向輔助控制單元125發(fā)出選擇其列表上的下一天線的命令，并在步驟356中等待從輔助控制單元125的確認(rèn)。在步驟358和360中，將“讀取”命令發(fā)送到讀出器120，讀出器120等待并從選定天線讀取數(shù)據(jù)，然后在步驟362將數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)應(yīng)用。之后，在步驟364中，控制單元發(fā)送“待機(jī)”命令到讀出器120，并在步驟366中確定是否讀取了所有天線。如果在步驟366中確定讀取了所有天線，則終止處理。否則，流程控制返回步驟354，這樣，控制單元124可向輔助控制單元發(fā)出命令以選擇列表上尚未選擇的下一天線。
將控制單元124置于電子網(wǎng)絡(luò)與讀出器單元之間的另一優(yōu)點(diǎn)是可根據(jù)需要使用不同類型的讀出器120。從電子網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到控制單元的命令是一般的命令，而不是讀出器專用的命令。例如，電子網(wǎng)絡(luò)可以向控制單元發(fā)送“讀取天線”命令?？刂茊卧又梢詫⒋嗣钷D(zhuǎn)換成每個(gè)閱讀單元所需的適當(dāng)命令語法。同樣地，控制單元可以從讀出器單元接收響應(yīng)語法(這會(huì)因讀出器單元類型不同而有所不同)，并且將其解析成返回電子網(wǎng)絡(luò)的一般響應(yīng)。命令和響應(yīng)語法對(duì)于每種類型的讀出器單元120可能不同，但控制單元124使這一切對(duì)電子網(wǎng)絡(luò)而言是透明的。
圖3E的方框圖顯示了替代實(shí)施例，其中，控制器124和讀出器120包含在貨架504a中。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，控制器和讀出器也可以與任一貨架分開。數(shù)字通信電纜221將控制器124連接到輔助控制器125，RF傳輸電纜222將讀出器120連接到天線200?？刂破?24可操作分支開關(guān)527，該開關(guān)選擇將要選擇的貨架組(例如，504b-504n或505a-505n)。在圖3E中，分支開關(guān)527結(jié)合“并串聯(lián)”連接方法用于輔助控制器125和連接到輔助控制器125的天線。也就是說，不是由控制器124和讀出器120操作所有單一串聯(lián)布置的貨架，而是在RF和數(shù)字通信線路通過串聯(lián)的貨架504b-504n和串聯(lián)的貨架505b-505n繼續(xù)延伸前形成分支(即，每個(gè)分支彼此平行)。圖3E所示的并串聯(lián)配置有利于形成貨架過道，其中一般有大約四層貨架(每層貨架可平行連接)，每層大約有串聯(lián)在一起的10-20個(gè)貨架單元。在某些情況下，從RF傳輸?shù)挠^點(diǎn)來看，也需要使用并串聯(lián)配置。例如，如果過道具有4層貨架，每層具有12個(gè)貨架單元，且每個(gè)貨架單元具有4個(gè)天線，則并串聯(lián)配置平行連接了四組48個(gè)天線，而純串聯(lián)配置必須串聯(lián)一組192個(gè)天線。因此，用于純串聯(lián)配置的RF傳輸電纜對(duì)于高效操作而言可能太長(zhǎng)了。
圖3F的方框圖顯示了替代實(shí)施例，其中，控制器124和讀出器120布置為與任何貨架隔開。數(shù)字通信電纜221將控制器124連接到輔助控制器125，并且RF傳輸電纜222將讀出器120連接到天線200。控制器124或輔助控制器125可操作T型開關(guān)528，此開關(guān)可選擇將要選擇的貨架或貨架組(例如，506a或506a-507b)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，T型開關(guān)528可與貨架分開或成為貨架的組成部分。在圖3F中，T型開關(guān)528用于另一種“并串聯(lián)”連接布置。也就是說，不是由控制器124和讀出器120操作串聯(lián)的所有貨架，而是在RF和數(shù)字通信線路上形成到串聯(lián)布置的各貨架或各組貨架的分支(即，RF和數(shù)字通信線路與多點(diǎn)或“T”型裝置連接，其中每個(gè)分支并聯(lián)設(shè)置)。此配置允許RF信號(hào)由T型開關(guān)528切換到一個(gè)或一組貨架中，或者繞過該貨架或該組貨架。圖3F所示的T型或多點(diǎn)配置可用于減少RF傳輸電纜通過的開關(guān)元件的數(shù)量。
在圖3F中，延伸超過貨架506a的控制電纜部分221a和延伸超出貨架506a的RF電纜部分222a在貨架外。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，電纜的這些延伸部分也可包含在貨架內(nèi)。其它延伸的控制電纜部分221b和其它延伸的RF電纜部分222b可用于連接更多貨架或更多組貨架。同樣地，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，其它貨架(未顯示)可添加到貨架組中，例如，添加到貨架506a-506b中。
圖3G顯示了示例貨架507a上的示例T型開關(guān)528。該T型開關(guān)包含例如PIN二極管207C的開關(guān)。與貨架507a相關(guān)聯(lián)的輔助控制器125可激活PIN二極管207c，以允許RF信號(hào)從RF電纜222a進(jìn)入貨架507a中，在貨架中，RF信號(hào)可以通過開關(guān)214路由到天線200。RF能量也可繼續(xù)沿RF電纜222b傳遞到可選的附加T型開關(guān)，并最終到達(dá)終端連接器215。因此，在RF電纜222a上一般有兩個(gè)平行負(fù)載-激活的天線和終端連接器215。例如，電路217是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的絕緣體電路，它可用于匹配讀出器120的阻抗。
圖3H顯示了可在示范貨架507a上使用的示例直列式開關(guān)。直列式開關(guān)包含了例如PIN二極管207d的開關(guān)。與貨架507a相關(guān)聯(lián)的輔助控制器125可激活PIN二極管207d，以允許RF信號(hào)從RF電纜222a沿RF電纜222b繼續(xù)，或者停用PIN二極管207d以阻止RF信號(hào)沿RF電纜222b繼續(xù)。最好是T型開關(guān)528與直列式開關(guān)229可一起使用以便將RF信號(hào)路由到貨架507a或RF電纜222b。通過使用諸如直列式開關(guān)529的一個(gè)或多個(gè)直列式開關(guān)，可能不需要使用絕緣體電路217。然而，直列式開關(guān)529可導(dǎo)致一定的RF能量損失。
圖3I顯示了在單條電纜上合并RF信號(hào)和數(shù)字通信信號(hào)的示范方法。主控制器124發(fā)送用于智能站的數(shù)字命令250。變換器251將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變換成可疊加在RF電纜上的疊加數(shù)字信號(hào)252。例如，該疊加的數(shù)字信號(hào)可以在不同于RFID讀出器120所用的頻率上。該疊加的數(shù)字信號(hào)可通過濾波器253，如圖3I所示的示范電感器253。隨后，將其疊加到RF電纜上。另一濾波器254可用于阻止疊加的信號(hào)到達(dá)RFID讀出器120。
復(fù)合的RF和數(shù)字信號(hào)沿電纜222a向下傳遞到一個(gè)或多個(gè)智能站261、262、263等等(圖3I中只顯示了261和262)。在到達(dá)示范智能站261時(shí)，復(fù)合信號(hào)可通過另一濾波器255，如定制用于阻止RF信號(hào)到達(dá)RFID讀出器的電感器。疊加的數(shù)字通信信號(hào)經(jīng)過濾波器255進(jìn)入接收器電路256，該電路可取出數(shù)字信息并將其傳遞給輔助控制器125，以及任意傳遞給附加輔助控制器260。
輔助控制器125可通過發(fā)送器電路257將信息送回主控制器124，例如，以不同于讀出器120的RF頻率的頻率工作，且自由地以不同于主控制器(或控制單元)124至輔助控制器(或控制單元)125的通信頻率的頻率工作。此類信息可由接收器電路258接收，變換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)259并返回主控制器124。
在主控制器124與輔助控制器125之間進(jìn)行數(shù)字通信的方法的變型是從主控制器124發(fā)送具有兩個(gè)或兩個(gè)以上直流電壓的脈沖序列形式的數(shù)字通信信號(hào)。最好是兩個(gè)電壓高得足以驅(qū)動(dòng)與需要直流電的輔助控制器125、外設(shè)510等相關(guān)聯(lián)的任意電路。這些電壓可由數(shù)字發(fā)送器電路251發(fā)送，并由接收器電路256接收，接收器電路256可以是簡(jiǎn)單的電壓比較電路。通過使數(shù)字發(fā)送電路257在通信電纜上提供兩種不同級(jí)別的吸電流(current draw)或負(fù)載，例如，通過使為電阻器饋電的晶體管接通和斷開，可提供從輔助控制器125回到主控制器的通信。吸電流的這種變化隨后將被接收器電路258檢測(cè)到并變換成用于主控制器124的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
圖3J說明使用開關(guān)將經(jīng)過選定天線的RF電纜不良影響降到最低的方法。從上面的說明中可理解，通過使用輔助控制器(或控制單元)可由智能站系統(tǒng)控制開關(guān)。圖3J顯示了連接到一系列天線371-377的讀出器單元370。天線陣列也表示為第1、第2、第N等等。每個(gè)天線具有相關(guān)聯(lián)的電路380。該電路可包括承載RF信號(hào)的同軸電纜381。承載RF的中心導(dǎo)體可通過分路開關(guān)382短接到同軸屏蔽層，或者連接到調(diào)諧電路，然后通過選定開關(guān)383連接到天線371。同軸屏蔽層是電連續(xù)的，用線條384表示。同軸屏蔽層通常會(huì)接地。同軸中盡導(dǎo)體以同樣的方式連續(xù)。
相繼的天線之間的距離最好是RF信號(hào)1/4波長(zhǎng)的幾分之一。例如，通過具有聚乙烯電介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜傳播、頻率為13.56MHz的RF信號(hào)具有大約12英尺的1/4波長(zhǎng)。因此，如圖3J所示，在天線之間1英尺的同軸長(zhǎng)度可用于提供1/4波長(zhǎng)的1/12的間隔。其它整數(shù)約數(shù)也是可能的，例如，天線之間1.5英尺的同軸長(zhǎng)度相當(dāng)于12英尺的1/4波長(zhǎng)的1/8。
為說明所述方法，可通過閉合開關(guān)385將RF信號(hào)引入天線373，從而選擇第N個(gè)天線373。同樣，閉合分路開關(guān)386以使RF信號(hào)短接到天線375的同軸屏蔽層，該天線位于RF電纜上距離1/4波長(zhǎng)處。RF電纜上距離1/4波長(zhǎng)處的短路被視為具有無限大阻抗，因而將RF電纜延伸過選定天線的不利影響降到最低。在天線陣列末端，可隨意附加表示為378和379的分路開關(guān)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，智能站系統(tǒng)是模塊化的，使用便宜的組件處理多個(gè)天線的數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可按順序激勵(lì)貨架內(nèi)的多個(gè)天線，或者可通過相位延遲增強(qiáng)其有效性。
參照附圖，圖4A是說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方框圖，它顯示了帶有連接到讀出器單元120的多個(gè)天線200、210(為方便起見，只顯示了兩個(gè)天線)的RFID系統(tǒng)。因此，本文公開的RFID系統(tǒng)可用于實(shí)施圖3A所示的智能站501a-n或502a-n。圖4A不是為了限制本發(fā)明，因?yàn)楸绢I(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到各種修改、替換和變化方案。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，只要滿足功率和調(diào)整要求，本發(fā)明及其結(jié)構(gòu)和操作方法將也適用于其它頻率的傳輸和檢測(cè)。RFID系統(tǒng)可包括單個(gè)貨架，或者多個(gè)天線可布置在附近的貨架并使用連接器，例如同軸電纜或其它連接裝置連接到單個(gè)讀出器單元。如圖4A所示，單條RF傳輸電纜222用于連接到天線200和210。傳輸電纜222終止于常規(guī)終端連接器215中。讀出器單元120與控制單元124相關(guān)聯(lián)，但不具有多路復(fù)用器。相反，控制器124設(shè)計(jì)成分別控制位于天線200和210上的開關(guān)204和214?？刂茊卧?24還可與例如位于天線附近的輔助控制單元125通信。輔助控制單元125可包括在選擇天線時(shí)可與控制單元124配合的微處理器或可尋址裝置。
在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)204和214經(jīng)單獨(dú)的電纜221連接到控制單元124。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到其它方式可用于將控制單元120連接到開關(guān)204和214，包括無線方式或疊加在電纜222上所承載的RF信號(hào)上的不同頻率的信號(hào)。開關(guān)204、214受到控制，因此，在任何時(shí)候只有天線200、210中之一通過電纜222連接到讀出器單元120。
圖4B是邏輯開關(guān)204的示意圖，邏輯開關(guān)204在打開(虛線)位置與閉合位置之間切換，為天線提供能量。此類邏輯開關(guān)可用于參照?qǐng)D4A所述的實(shí)施例中。
圖5是本發(fā)明的類似于以上參照?qǐng)D4A所述實(shí)施例的另一實(shí)施例，但如圖5所示，天線200完全相同。因此，調(diào)諧電路202可完全相同，這簡(jiǎn)化了天線制造。因此，讀出器單元120經(jīng)傳輸電纜222與開關(guān)204和214連接到相應(yīng)的多個(gè)相同天線200。
圖6是說明多個(gè)天線200相同時(shí)的優(yōu)點(diǎn)的替代實(shí)施例的方框圖。部分調(diào)諧電路202可向后移到讀出器單元120處或其附近的公共調(diào)諧電路213。因此，讀出器單元120通過設(shè)置在讀出器單元120處的公共調(diào)諧電路213連接到多個(gè)天線200。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，仍可為每個(gè)天線200提供主調(diào)諧電路202或212。
圖7是說明本發(fā)明另一實(shí)施例的方框圖，其中，兩條單獨(dú)的傳輸電纜222和230分別將經(jīng)調(diào)制和未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到多個(gè)天線配置，每個(gè)天線配置包括天線環(huán)路201和231。與讀出器單元130相關(guān)聯(lián)的是控制單元134。讀出器單元130設(shè)計(jì)成可分離RF信號(hào)，以允許通過單獨(dú)的電纜230和調(diào)諧電路232將未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)傳送到與RF天線201相關(guān)聯(lián)的天線環(huán)路231。每個(gè)RF天線201與相應(yīng)的天線環(huán)路231相關(guān)聯(lián)。如前所述，讀出器單元130也生成通過調(diào)諧電路212和傳輸電纜222傳送到多個(gè)天線201的經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)。相應(yīng)的開關(guān)204和214將相應(yīng)的天線201連接到傳輸電纜222，并且還將相應(yīng)的天線環(huán)路231連接到傳輸電纜230。
在一個(gè)實(shí)施例中，可連續(xù)為包括調(diào)諧電路232、電纜230和天線環(huán)路23 1的未調(diào)制RF系統(tǒng)供電。相反，讀出器天線數(shù)據(jù)環(huán)路201只可通過適當(dāng)控制開關(guān)204和214在某個(gè)時(shí)刻啟用。由于環(huán)路231可連續(xù)加電，因此，在數(shù)據(jù)傳送期間RFID標(biāo)簽無需啟動(dòng)時(shí)間進(jìn)行充電?？蓪⑦@種系統(tǒng)有利地應(yīng)用于需要頻繁讀取RFID標(biāo)簽的情形中。此外，鑒于未經(jīng)調(diào)制RF系統(tǒng)持續(xù)提供能量，因而標(biāo)簽始終可獲得能量，因此，此實(shí)施例還允許手持式讀出器單元隨時(shí)讀取標(biāo)簽。未調(diào)制電纜230在電纜230的末端設(shè)有終端連接器216。在此上下文中，應(yīng)理解，術(shù)語“連續(xù)”供電可包括根據(jù)合法限制或其它限制的需要按負(fù)載忙閑度(percentage duty cycle)供電?；蛘?，可正好在為每個(gè)天線激活調(diào)制RF系統(tǒng)前激活未調(diào)制RF系統(tǒng)。
圖8是類似于以上參照?qǐng)D7所述實(shí)施例的另一實(shí)施例。在此實(shí)施例中，通過電纜222的調(diào)制RF信號(hào)和通過電纜230的未調(diào)制RF信號(hào)路由通過相同的天線201。開關(guān)204和214最好配置為使經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)222或未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)230路由到給定天線201中，或兩種信號(hào)均不路由到給定天線201。也就是說，開關(guān)204和214的設(shè)計(jì)成只可以在三種狀態(tài)下操作(I)第一種狀態(tài)是只有經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到天線201；(II)第二種狀態(tài)是只有未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到天線201；以及(III)第三種狀態(tài)是經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)和未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)均繞過天線201。
此類切換操作可通過單極或多極RF開關(guān)組實(shí)施。在工作中，此實(shí)施例允許天線201在被輪詢前一直處于待用狀態(tài)。此時(shí)，可通過調(diào)諧電路232、傳輸電纜230和適當(dāng)?shù)拈_關(guān)204、214將未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)切換到天線201中，以使附近的RFID標(biāo)簽“預(yù)熱(warm up)”。之后，經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)通過調(diào)諧電路212、電纜222和適當(dāng)?shù)拈_關(guān)204、214切換到該天線201，以有效地從剛預(yù)熱過的RFID標(biāo)簽獲取數(shù)據(jù)。
圖9A是可用于例如參照?qǐng)D8所述的實(shí)施例的開關(guān)205的簡(jiǎn)化示意圖。圖9A并不是為了限制本發(fā)明，因?yàn)楸绢I(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到各種修改、替換和變化方案。在開關(guān)205A切換到左側(cè)以將天線環(huán)路201的一極連接到調(diào)制RF信號(hào)同軸電纜222的中心導(dǎo)體上，而另一極連接到同一電纜的屏蔽層時(shí)，經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)被發(fā)送到天線201。如果開關(guān)205A切換到右側(cè)，經(jīng)調(diào)制的電纜222中的信號(hào)會(huì)繼續(xù)傳送給另一天線。圖中開關(guān)205B切換到右側(cè)，因此，未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)繼續(xù)發(fā)向另一天線。如果開關(guān)205B轉(zhuǎn)到左側(cè)，則未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)將通過天線201。如果開關(guān)A和B均切換到右側(cè)，則兩種信號(hào)將繞過完全處于不活動(dòng)狀態(tài)的天線。開關(guān)205的設(shè)計(jì)使得開關(guān)205A和205B無法均切換到左側(cè)。
圖9B是可用于例如參照?qǐng)D8所述的實(shí)施例的替代開關(guān)205C的簡(jiǎn)化示意圖。此圖顯示可能不需要切換公共(或接地)導(dǎo)線，并且開關(guān)可與RF電纜分開而不是與電纜直聯(lián)。開關(guān)205C切換到左側(cè)時(shí)，它將天線環(huán)路201的一極連接到調(diào)制RF信號(hào)同軸電纜的中心導(dǎo)體上，而另一極連接到同一電纜的屏蔽層，從而將經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到天線201。如果開關(guān)205C切換到中心位置，則未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)230將通過天線201。如果開關(guān)205C切換到右側(cè)，則兩個(gè)RF信號(hào)均不進(jìn)入完全不活動(dòng)的天線。注意，在開關(guān)205C的情況下，RF信號(hào)也繼續(xù)沿它們各自的電纜繼續(xù)傳輸，經(jīng)過天線201，而不管開關(guān)205C的設(shè)置如何。
圖10A顯示了可用作早先參照本發(fā)明的各種實(shí)施例討論的開關(guān)204或214的RF開關(guān)的電路圖。圖10A不是為了限制本發(fā)明，因?yàn)楸绢I(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到各種修改、替換和變化方案。如圖所示，該RF開關(guān)利用了PIN(P型、I型、N型)二極管207(例如，Microsemi部件號(hào)900-6228)，該二極管207的工作方式類似于常規(guī)PN二極管，只是在開關(guān)觸點(diǎn)打開時(shí)它能夠阻塞RF信號(hào)。開關(guān)觸點(diǎn)閉合時(shí)，PIN二極管207變成正向偏置的，傳導(dǎo)RF信號(hào)。用于選擇天線的控制信號(hào)也可疊加(未顯示)在用于讀取RFID標(biāo)簽的RF信號(hào)上。這種控制信號(hào)可通過帶通濾波器與RF信號(hào)分離，隨后繼續(xù)送到可尋址開關(guān)，該開關(guān)利用PIN二極管選擇性地激活RF開關(guān)。在圖10A中，通過單獨(dú)的線路而未采用RF信號(hào)電纜來提供控制信號(hào)。雖然在RF信號(hào)電纜上疊加控制信號(hào)使天線之間或智能站之間所需的導(dǎo)體和/或連接器較少，但這需要附加的電子元件來在每個(gè)天線上分離信號(hào)。因此，控制信號(hào)使用單獨(dú)的線路可能更有效。
圖10B顯示了將天線解諧的電路圖，這樣，如果未選擇激活天線，則該天線在附近的天線被選中時(shí)將不會(huì)諧振。如果未選擇該天線，則PIN二極管207a使調(diào)諧電容器211a短路，從而改變?cè)撎炀€的頻率，這樣，在用于操作天線以讀取RFID標(biāo)簽的頻率上該天線不會(huì)處于活動(dòng)狀態(tài)。
使用諸如207a的PIN二極管將調(diào)諧電容器短路并將天線解諧，這意味著PIN二極管207a可以通電運(yùn)行相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。這會(huì)產(chǎn)生熱量并浪費(fèi)能量。因此，系統(tǒng)可設(shè)計(jì)為只將與當(dāng)前正在讀取的天線緊鄰的天線解諧。幾種方法可確定相鄰的天線。例如，這可以在設(shè)計(jì)期間指定，或在組裝之后通過觀察發(fā)現(xiàn)，或者如本文進(jìn)一步所述在工作期間用RFID讀出器確定。
圖10C顯示了另一電路圖，圖中，PIN二極管207b用于調(diào)諧環(huán)路。此處，當(dāng)PIN二極管207b通電時(shí)，環(huán)路處于調(diào)諧狀態(tài)。因此，在未讀取環(huán)路時(shí)，PIN二極管207b不需要保持導(dǎo)通。這可節(jié)省能量并減少產(chǎn)生的熱量。
雖然此處的示例包括將PIN二極管用于實(shí)現(xiàn)切換和解諧功能，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，還可使用例如諸如EFT(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)或MESFET(金屬半導(dǎo)體FET)器件之類的其它電子元件。
圖10D顯示了另一電路圖，其中將例如電路諧振部分內(nèi)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)208的開關(guān)用于將環(huán)路解諧。這里，當(dāng)FET 208斷電時(shí)，環(huán)路處于調(diào)諧狀態(tài)，而當(dāng)FET 208通電時(shí)，處于解諧狀態(tài)。在通電狀態(tài)下，F(xiàn)ET 208消耗很少的能量。此外，在電路內(nèi)的此位置上，F(xiàn)ET 208在通電時(shí)充分地將環(huán)形天線解諧，這樣，RF信號(hào)往往不會(huì)進(jìn)入調(diào)諧電路。因此，可能不需要提供單獨(dú)的FET或PIN二極管來選擇環(huán)路。
圖10B說明本發(fā)明的一個(gè)方面，即可將可變電容器(例如，圖10B所示的可變電容器211a-c)用于調(diào)諧天線，也就是說使天線在與讀出器單元的RF信號(hào)相同的頻率上諧振。由于天線周圍環(huán)境可能影響調(diào)諧，最好將調(diào)諧電路周圍的任何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為允許從外部接觸到可調(diào)元件，例如，將它們定位在結(jié)構(gòu)的邊緣(諸如貨架邊緣)，或者提供用于調(diào)諧裝置(如伺服控制的螺絲刀)的訪問孔。
此外，由于對(duì)天線調(diào)諧是一個(gè)需要反復(fù)試驗(yàn)的耗時(shí)過程，因此，最好允許自動(dòng)完成調(diào)諧。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可以這樣實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)諧提供自動(dòng)調(diào)諧單元(未顯示)，該自動(dòng)調(diào)諧單元會(huì)暫時(shí)將計(jì)算機(jī)控制的伺服驅(qū)動(dòng)螺絲刀連接到與可調(diào)電容器相關(guān)聯(lián)的調(diào)節(jié)螺絲釘。要實(shí)現(xiàn)最佳調(diào)諧，自動(dòng)調(diào)諧單元(可包括計(jì)算機(jī)或其它適當(dāng)編程的微處理器)將從到被調(diào)諧天線的導(dǎo)電連接接收反饋，或者從RFID讀出器接收反饋，該讀出器將檢測(cè)從按預(yù)定或已知空間(最好是二維或三維)布置排列的一系列標(biāo)簽中識(shí)別出的標(biāo)簽。根據(jù)通過實(shí)驗(yàn)形成或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)形成的一組規(guī)則，調(diào)諧單元將操縱調(diào)節(jié)螺絲實(shí)現(xiàn)最佳調(diào)諧?；蛘?，控制器或輔助控制器可通過電子調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)每個(gè)天線的調(diào)諧，例如，通過遠(yuǎn)程設(shè)置調(diào)諧電路內(nèi)的可調(diào)壓控電容器。此方法將采用機(jī)械或伺服控制進(jìn)行調(diào)諧的需要減到最少。調(diào)諧電路中的壓控電容器還可用于將天線解諧，這樣，在未選擇天線進(jìn)行讀取時(shí)，它們不會(huì)諧振。
在一個(gè)實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽可放置在貨架內(nèi)，最好是一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽位于各天線的讀取范圍內(nèi)。在自測(cè)試期間讀取天線時(shí)，這些RFID標(biāo)簽為每個(gè)天線提供已知的響應(yīng)。因此，無論貨架是否支持任何帶RFID標(biāo)簽的物品，始終存在至少一個(gè)應(yīng)在天線范圍內(nèi)找到的自測(cè)試RFID標(biāo)簽。如果找不到這種RFID標(biāo)簽，則控制單元124或輔助控制單元125可執(zhí)行自調(diào)諧過程。如果在自調(diào)諧后仍無法讀取到自測(cè)試RFID標(biāo)簽，則可向電子網(wǎng)絡(luò)發(fā)送消息，指示需要進(jìn)行貨架維護(hù)。自測(cè)試RFID標(biāo)簽除放置在貨架內(nèi)，還可以放置在天線范圍內(nèi)的其它位置，例如，在貨架背面或側(cè)壁上。
圖11A顯示了單個(gè)貨架單元內(nèi)的替代天線環(huán)路配置。貨架300含單個(gè)天線環(huán)路301。貨架300包含單個(gè)天線環(huán)路301。貨架310包含天線環(huán)路311和312。貨架內(nèi)有一個(gè)以上的環(huán)路時(shí)，有多種操作模式。例如，環(huán)路311可以處于活動(dòng)狀態(tài)，或者環(huán)路312可處于活動(dòng)狀態(tài)，或者兩個(gè)環(huán)路可同時(shí)處于活動(dòng)或不活動(dòng)狀態(tài)。本發(fā)明考慮了這樣的情況兩個(gè)環(huán)路可同時(shí)處于活動(dòng)狀態(tài)，但其輸入RF信號(hào)中存在相差。這種相差可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的各種電子方式引入。例如，通過使用與另一電纜相比長(zhǎng)度不同的同軸電纜向一個(gè)天線環(huán)路饋送信號(hào)而引入相差。
如圖11A所示，貨架320包含4個(gè)天線環(huán)路321-324。這僅僅是一個(gè)示例，因?yàn)楸绢I(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本文所公開的內(nèi)容，會(huì)認(rèn)識(shí)到存在不止4個(gè)天線環(huán)路，可采用其它配置。4個(gè)環(huán)路321-324可以不同的組合加以激活，例如，可同時(shí)激活環(huán)路321和322、321和323或321與324。具體地說，如果一對(duì)環(huán)路處于活動(dòng)狀態(tài)，并且在活動(dòng)環(huán)路之間存在相差，則可使RF場(chǎng)矢量移位以便更好地讀取在不同物理方向上的天線標(biāo)簽。因此，與非定相環(huán)路(non-phased loop)相比，使用定相天線環(huán)路可提供更好的“覆蓋范圍”以讀取標(biāo)簽。
圖11B顯示固定器460所支撐的幾個(gè)貨架400、410、420、430、440和450的頂視圖。作為示例，每個(gè)貨架具有4個(gè)天線。例如，貨架410包含天線411-414。此外，在每個(gè)貨架內(nèi)及每個(gè)天線附近有一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)簽。在圖11B中，每個(gè)天線對(duì)應(yīng)4個(gè)標(biāo)簽，標(biāo)簽標(biāo)記為a-d。貨架內(nèi)的標(biāo)簽可用于各種功能。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到可使用較小或較大數(shù)量的標(biāo)簽。
例如，如果以較低功率啟用天線411，則它應(yīng)該能夠讀取例如大約位于天線411中心的標(biāo)簽411c。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，視天線和標(biāo)簽設(shè)計(jì)而定，使用低功率時(shí)，可使用位置離天線導(dǎo)體更近的標(biāo)簽，因?yàn)樽x這些標(biāo)簽更容易。因此，標(biāo)簽411c可用于測(cè)試天線411工作是否正常。如果增加功率，則天線411應(yīng)該還能夠讀取位于天線411外圍附近的標(biāo)簽411a、411b和411d。通過在診斷或自檢模式期間改變功率，系統(tǒng)應(yīng)能夠確定天線411有效運(yùn)行所需的功率。貨架標(biāo)簽可布置在離開每個(gè)天線中心的幾個(gè)位置上，以便提供此信息。
隨著到天線411的功率增加，最終能夠讀取與相鄰天線412相關(guān)聯(lián)的貨架標(biāo)簽412b。系統(tǒng)因而可確定天線411和412是相鄰的。隨后，系統(tǒng)可使用此信息確定，在給定天線工作時(shí)可能需要將哪個(gè)相鄰天線解諧。天線411與412相鄰的事實(shí)在制作貨架410時(shí)即已經(jīng)確定。然而，當(dāng)幾個(gè)貨架以相鄰的方式放置在零售店中時(shí)，可能無法或不方便事先確定哪些貨架相鄰。在組裝系統(tǒng)后，可將貨架標(biāo)簽用于確定哪些貨架或天線相鄰。
例如，以正常功率工作的天線411還可檢測(cè)與相鄰貨架400上的相鄰天線404相關(guān)聯(lián)的貨架標(biāo)簽404d，其相鄰位置在安放貨架前可能尚未確定，以及檢測(cè)與gondola結(jié)構(gòu)(或貨架的普通支撐結(jié)構(gòu))的對(duì)面相鄰貨架440上相鄰天線441相關(guān)聯(lián)的貨架標(biāo)簽411a，其相鄰位置在貨架放置前可能尚未確定。
可以實(shí)現(xiàn)這樣的設(shè)計(jì)以正常功率或稍微更高功率工作的天線411能夠讀到相鄰天線區(qū)域更遠(yuǎn)的位置，例如可讀到貨架標(biāo)簽404c、412c和441c。因此，只使用位于每個(gè)天線中心的單個(gè)貨架標(biāo)簽，便可實(shí)現(xiàn)本文所述功能。
雖然貨架標(biāo)簽對(duì)于上述用途很有用，但由于增加了要讀取的標(biāo)簽數(shù)量，這些貨架標(biāo)簽可能使系統(tǒng)的響應(yīng)速度降低。因此，最好的選擇可能是為貨架標(biāo)簽唯一ID序列號(hào)使用特定范圍的序列號(hào)，系統(tǒng)可指引該范圍的序列號(hào)到“安靜”模式，也就是說，在正常操作期間不響應(yīng)，而只在診斷或設(shè)置操作期間響應(yīng)。
一個(gè)或多個(gè)天線可包含或隱藏在每個(gè)貨架內(nèi)。天線環(huán)路可使用導(dǎo)電材料制成。這些導(dǎo)電材料可包括諸如金屬線或箔片之類的金屬導(dǎo)體。導(dǎo)電材料也可以是網(wǎng)狀帶或柵狀帶。在一個(gè)實(shí)施例中，天線環(huán)路可由大約0.002英寸厚和0.5英寸寬的銅箔制成。這些環(huán)路可包含在諸如裝飾薄板等貼到支撐貨架材料表面上的薄層壓材料內(nèi)。環(huán)路還可以層壓在玻璃內(nèi)。環(huán)路還可以粘附到層壓材料、玻璃或其它支撐結(jié)構(gòu)的外部。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，如果需要額外的承重支撐或硬度，這種支撐貨架材料可以是能夠支撐貨架物品或提供結(jié)構(gòu)剛度的任何材料。這類材料的示例包括木材、塑料、硬泡沫塑料、玻璃、纖維玻璃或紙板，這些材料是波紋狀的或設(shè)計(jì)為提供穩(wěn)定性的。如果需要，RF屏蔽材料可敷設(shè)到或結(jié)合到貨架底部表面中，以防檢測(cè)到可能在貨架下面而非上面的RFID標(biāo)簽。應(yīng)理解，本文稱之為貨架的智能站還可以在垂直或其它角度方向上使用，并且RF屏蔽材料隨后可應(yīng)用在適當(dāng)?shù)姆较蛏?，以便更好地將要讀取的目標(biāo)標(biāo)簽與其它相鄰標(biāo)簽隔離。
被敷設(shè)到或結(jié)合到貨架底部表面中，或者存在于例如現(xiàn)有金屬貨架等任何下層金屬支撐結(jié)構(gòu)中的RF屏蔽材料將充分阻止RF能量輻射到貨架“下方”。此外，RF屏蔽材料還可以結(jié)合到貨架內(nèi)部。如果希望貨架只檢測(cè)貨架上(貨架上方)的標(biāo)簽物品，則這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。但是，這種RF屏蔽材料(無論是故意設(shè)置在貨架構(gòu)造中，還是碰巧作為預(yù)先存在的存貨架結(jié)構(gòu)存在)導(dǎo)致幾乎完全限制RF能量輻射到貨架下方，貨架下方的RF屏蔽材料還縮小了在貨架上方的“讀取范圍”。為補(bǔ)償這種可能縮小的讀取范圍，可以在天線環(huán)路正下方(在貨架結(jié)構(gòu)頂部附近)設(shè)置補(bǔ)償材料層。這種材料是不導(dǎo)電的且具有高導(dǎo)磁率。例如具有高平面導(dǎo)磁率(in-plane magneticpermeability)的Magnum Magnetics RubberSteelTM或柔軟鐵氧體磁片。通過使用各向同性的鐵氧體片而非常規(guī)的各向異性鐵氧體片(常規(guī)的各向異性鐵氧體片的導(dǎo)磁方向與鐵氧體片垂直)，可取得這種平面導(dǎo)磁性。天線與RF屏蔽材料之間存在這種補(bǔ)償材料層可使天線與RF屏蔽材料之間具有較高的磁通密度。因此，磁通密度在貨架上方可較高，從而針對(duì)給定的貨架厚度提供了更好的檢測(cè)范圍(“讀取范圍”)。
層壓在薄支撐材料內(nèi)或附在其外部的天線環(huán)路可以非平面的形式放置，例如可設(shè)置為弧形面板，用于某些陳列架中，一些衣架旁，或者用于付款處可用的過道讀出器等。
本文所述的示例討論了環(huán)形天線，環(huán)形天線一般用于以例如13.56MHz的RF頻率工作的讀出器。智能站內(nèi)的物品可能包含以例如915MHz、2.45GHz或125kHz的全然不同的頻率工作的標(biāo)簽。通過提供合適的天線，例如多個(gè)125kHz的環(huán)形天線和915MHz或2.45GHz的偶極天線，智能站可配置為讀取這些或其它頻率。可在智能站內(nèi)針對(duì)這些頻率中的一個(gè)或幾個(gè)頻率設(shè)置天線。每個(gè)天線最好具有其自己的單獨(dú)開關(guān)和調(diào)諧電路。所有智能站將共享一條公用RF電纜和一條公用控制電纜。智能站可構(gòu)建為使每個(gè)智能站上的所有區(qū)域可讀取所有預(yù)期頻率(即每個(gè)區(qū)域使用多個(gè)天線)，或者給定智能站上的不同區(qū)域可設(shè)有針對(duì)特定頻率的特定天線。以不同頻率工作的智能站均可互連。以不止一個(gè)頻率工作的智能站需要使用所謂的“靈敏讀出器”單元，該單元可配置為在不止一個(gè)頻率上工作。
在優(yōu)選實(shí)施例中，本申請(qǐng)所討論的天線環(huán)路可放置在例如貨架上，這樣，通過將這些天線環(huán)路結(jié)合到放置在貨架上的墊子中，可將它們放置在產(chǎn)品下。環(huán)路因而密封在本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的具有合適鋼性或柔軟度的襯底中。合適的襯底材料的示例包括層壓結(jié)構(gòu)材料、硅橡膠、聚氨酯橡膠、纖維玻璃、塑料或可保護(hù)天線環(huán)路并提供一些物理偏移(physical offset)以防天線置于金屬架、壁或表面時(shí)產(chǎn)生電磁干擾的其它類似材料。
密封材料或貨架可配備孔或扣眼，以便在諸如貨架背等垂直表面上懸掛東西。在替代實(shí)施例中，密封材料也可配備壓敏粘合劑，以便附到預(yù)期表面上。密封的“前”緣或“貨架”緣也可配備低功率的發(fā)光燈或其它顯示裝置，這些發(fā)光燈或顯示裝置可由讀出器單元或定序器單元(如貨架內(nèi)的輔助控制單元)，這樣，可以可視的方式協(xié)調(diào)特定顯示裝置與對(duì)應(yīng)設(shè)置的讀出器天線的活動(dòng)。或者或此外，顯示裝置也可用于顯示其它信息，如定價(jià)或折扣等。
除了讀取RID標(biāo)記的能力外，智能站可具有可通過數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電纜傳送信息的其它“外圍”設(shè)備。例如，智能站系統(tǒng)將為附加或外圍連接裝置提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)高速通信通路，所述連接裝置包括但不限于計(jì)算機(jī)終端、顯示裝置、調(diào)制解調(diào)器、條形碼讀出器、溫度傳感器、可密封或可栓住的商品的鎖定裝置等。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)高速通信通路可并入在控制器124與輔助控制器125之間發(fā)送數(shù)字控制和數(shù)據(jù)信息的布線系統(tǒng)中，或者可以有一條或多條獨(dú)立的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)高速通信通路，其構(gòu)成為穿過智能站并在智能站之間連接的布線，其中智能站設(shè)有用于連接附加或外圍裝置的端口。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)高速通信通路有利于在智能站系統(tǒng)(包括控制器124與輔助控制器125)與電子網(wǎng)絡(luò)之間兩個(gè)方向上的數(shù)據(jù)傳輸。還可以通過穿過智能站的導(dǎo)線為附加或外圍裝置提供電能。
應(yīng)理解，無論是否使用插件或外圍裝置，智能站可使用不同于RF能量的電能，例如，可使用輔助控制器125與開關(guān)和調(diào)諧電路所用的直流電(DC)。此類電源可通過一條或多條專用導(dǎo)線提供，或者這些電源線可并入數(shù)字高速通信通路，或者并入RF電纜。
例如，RF電纜可包括兩個(gè)導(dǎo)體，例如在同軸電纜中的中心導(dǎo)體和外層導(dǎo)體。RF電纜承載RF信號(hào)。直流電壓可疊加在同一RF電纜中的RF信號(hào)上，以向智能站提供直流電。如果直流電壓、如18伏高于智能站中一些裝置所需的電壓(例如5伏直流)，則可用穩(wěn)壓器來降低可用范圍內(nèi)的電壓。
又如，可在同一RF電纜上進(jìn)行數(shù)字通信。例如，疊加在RF電纜上的直流電壓可在兩個(gè)直流電平(例如，18伏直流和12伏直流)之間切換，以在RF電纜上實(shí)現(xiàn)非RF數(shù)字通信。因此，主控制器可以通過使用這種數(shù)字通信向輔助控制器發(fā)送信息。
又如，輔助控制器可通過接通或斷開電力負(fù)載，從而消耗RF電纜的電流，經(jīng)RF電纜向主控制器發(fā)送信息。這又可在主控制器上檢測(cè)到。使用電壓電平和使用負(fù)載電平可同時(shí)進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)通過RF電纜的雙向數(shù)字非RF通信。
再如，在貨架實(shí)施例中，可有利地裝入貨架中的另一裝置是可與輔助控制單元125接口的插入式條形碼讀出器。貨架放有物品時(shí)，條形碼讀出器可用于掃描放置在貨架上的包裝。條形碼數(shù)據(jù)隨后將連同唯一的RFID標(biāo)簽序列號(hào)回送電子網(wǎng)絡(luò)。如果條形碼定義的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)以前未與唯一的RFID標(biāo)簽序列號(hào)相關(guān)聯(lián)，則現(xiàn)在將在數(shù)據(jù)庫內(nèi)實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)。否則，條形碼掃描可用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫信息。使用條形碼裝置又將使貨架能夠帶來好處，甚至在分階段引入帶RFID標(biāo)記的商品期間。通過將(結(jié)合簡(jiǎn)單數(shù)字鍵盤的條形碼掃描儀所識(shí)別的)存放到貨架上的商品的數(shù)量與(付款處的現(xiàn)有掃描儀所確定的)售出的相同商品的數(shù)量相比較，可以大致確定貨架上剩余的商品量，以及是否需要再補(bǔ)充。同樣地，可利用在貨架處進(jìn)行條形碼掃描，以提供從電子網(wǎng)絡(luò)取回并通過貨架處的數(shù)字字母顯示屏顯示的當(dāng)前定價(jià)信息。
在另一實(shí)施例中，貨架或智能站可配備環(huán)境傳感器，用于監(jiān)控或測(cè)量例如溫度、濕度、照明或其它環(huán)境參數(shù)或因素。由于系統(tǒng)能夠確定貨架上有什么物品，因此系統(tǒng)可跟蹤每個(gè)物品的環(huán)境，并在環(huán)境條件超出特定類型物品的限制條件時(shí)提供警報(bào)。可為各組物品定義單獨(dú)的限制條件。
可在貨架上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)臨近傳感器，如紅外線傳感器或電容傳感器，以檢測(cè)是否存在購(gòu)物者并確定是否提高該貨架處的讀取頻率以便在從貨架上移走物品時(shí)為購(gòu)物者提供迅速的反饋。檢測(cè)購(gòu)物者的裝置可設(shè)置在貨架前緣，從而商品不會(huì)擋住它們。通過檢測(cè)購(gòu)物者的體溫，或因購(gòu)物者在貨架前面而導(dǎo)致的本地電容量的變化，或在貨架前附近移動(dòng)購(gòu)物者的手、手臂或商品，紅外線或電容傳感器可檢測(cè)是否存在購(gòu)物者。檢測(cè)是否存在購(gòu)物者的其它裝置可包括沿貨架前緣設(shè)置的可視傳感器或紅外線傳感器，以檢測(cè)去拿貨架上商品的手或手臂的陰影。這種情況下的光源可以是環(huán)境可見光，或位于下一更高貨架下方的光源、頭頂上或商店天花板上的光源發(fā)出的可見光或紅外照明。商店監(jiān)視攝像機(jī)也可用于檢測(cè)是否存在購(gòu)物者，并指示智能站提高讀取頻率。同樣地，在檢測(cè)到購(gòu)物者并持續(xù)一段時(shí)間后可以激活聲音/可見信號(hào)或顯示，而不是一直激活，從而節(jié)約能量和延長(zhǎng)組件壽命。同樣地，有關(guān)購(gòu)物者接近貨架的信息可回傳給電子網(wǎng)絡(luò)，以幫助分析購(gòu)物者流量模式或在特殊貨架停留的時(shí)長(zhǎng)。購(gòu)物者位置數(shù)據(jù)也可饋送到商店安全系統(tǒng)，以便與商店監(jiān)視攝像機(jī)掃描模式結(jié)合使用。
同樣地，傳遞回電子網(wǎng)絡(luò)的貨架數(shù)據(jù)可用于確定是否突然從貨架上取走了數(shù)量大得不同尋常的商品。如果發(fā)生這種情況，則可將監(jiān)視攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)貨架以拍攝取走商品的購(gòu)物者。如果在購(gòu)物者離開商店時(shí)未為這些商品付款，則可采取相應(yīng)的措施來制止偷竊行為。
可裝入貨架中的另一種裝置是霍爾效應(yīng)傳感器或其它類似的臨近型傳感器，以檢測(cè)標(biāo)記的移動(dòng)或購(gòu)物者的存在與否。此信息可以類似于前面關(guān)于紅外線傳感器的說明中所述的方式使用。
所述貨架的另一用途是檢測(cè)是否存在與購(gòu)物者相關(guān)聯(lián)的“客戶標(biāo)簽”，該標(biāo)簽可用于幫助購(gòu)物者找到預(yù)定的商品，如大小合適的衣物，從而可激活貨架上的可視或聲音指示器，以將購(gòu)物者導(dǎo)向所需商品處。另外，當(dāng)“客戶標(biāo)簽”放置在所需物品無現(xiàn)貨的貨架上時(shí)， “客戶標(biāo)簽”可用于在該商品有貨時(shí)給予顧客“優(yōu)惠”和/或折扣，或者提供有關(guān)該商品在儲(chǔ)藏室中、在另一商店或在訂購(gòu)中的信息。這樣做可以跟蹤購(gòu)物者因商品缺貨而未購(gòu)買商品的情況。
所述貨架的另一用途是提供“前饋”信息，以預(yù)測(cè)何時(shí)在付款通道處需要更多收銀員，或何時(shí)需要更多的裝貨工。例如，這可以通過監(jiān)控正從貨架移出的商品量，并由此減去將到達(dá)付款出口通道的商品量來完成。店主或商店經(jīng)理由此可對(duì)收銀或配貨人員進(jìn)行調(diào)度，以優(yōu)化其所耗時(shí)間，幫助調(diào)度休息時(shí)間等。
所述貨架的另一個(gè)用途是可檢測(cè)是否存在“庫存標(biāo)簽”或“雇員標(biāo)簽”或按鈕或鍵入的輸入序列，以提示系統(tǒng)貨架已放滿貨，并使數(shù)據(jù)庫知道當(dāng)前存貨水平為全滿或達(dá)到目標(biāo)水平。此方法可在商品存貨模式變更時(shí)用于更新目標(biāo)水平。
貨架系統(tǒng)可用于依據(jù)價(jià)格、交通和貨架空間為系統(tǒng)范圍內(nèi)的所有貨架建議最佳的存貨模式，這可能涉及改變所有商品的目標(biāo)庫存。計(jì)算此類存貨模式將需要了解給定貨架區(qū)域可放置多少個(gè)SKU物品，以及每個(gè)貨架天線覆蓋多大的貨架區(qū)域。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，貨架系統(tǒng)知道每個(gè)貨架的物理位置是有利的，該物理位置即使根據(jù)唯一的以太網(wǎng)或RS-485地址或其它網(wǎng)絡(luò)地址也不一定清楚。因此，本發(fā)明考慮將GPS變換器裝入每個(gè)貨架中。實(shí)際上，更可行的解決方案是在組裝貨架時(shí)，提供可插入每個(gè)貨架上的USB端口(或其它類似的兼容端口)中的便攜式GPS單元，以識(shí)別貨架位置。例如，GPS單元可與在貨架安裝后用于設(shè)置貨架的伺服機(jī)械調(diào)諧單元組合在一起。
或者，帶有可編程RFID標(biāo)簽的GPS單元可放置在貨架上，并通過RFID系統(tǒng)將貨架的坐標(biāo)傳遞回到主控制器。實(shí)現(xiàn)此功能的一種方式是使用連接到專用RFID標(biāo)簽的GPS系統(tǒng)，專用RFID標(biāo)簽具有用于存儲(chǔ)除其唯一序列號(hào)以外信息的其它存儲(chǔ)塊。此類標(biāo)簽可使用這樣的集成電路，該集成電路與其標(biāo)簽天線以及通信電路相連，以接收來自外部數(shù)據(jù)源，如GPS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。GPS系統(tǒng)可配置成可將空間坐標(biāo)寫入附加存儲(chǔ)塊中。已知的序列號(hào)可在專用RFID標(biāo)簽中使用，并且RFID系統(tǒng)在檢測(cè)到此類專用RFDI標(biāo)簽后可查詢標(biāo)簽以確定存儲(chǔ)的空間坐標(biāo)，然后與正在讀取的貨架和天線相關(guān)聯(lián)。
天線形狀無需局限為單環(huán)路天線。單環(huán)路天線是通常可用于諸如13.56MHz等高RFID頻率的形狀因子。多環(huán)路天線1215可在諸如125kHz的較低頻率上使用，或者允許在諸如13.56MHz的高頻率以較低電流工作。使用較低電流的天線可允許使用較低功率的開關(guān)元件。形成多環(huán)路天線可能需要天線元件、如環(huán)路中的導(dǎo)線彼此很接近，因此導(dǎo)線最好是絕緣的。
使用期間可能需要接觸與RFID天線相關(guān)聯(lián)的調(diào)諧元件、如旋轉(zhuǎn)式微調(diào)電容器或電容器組。例如，可通過在貨架中設(shè)置可拆卸的蓋板裝置或孔洞，來提供合適的接觸途徑。
為將傳導(dǎo)天線材料連接到支撐層壓板或其它結(jié)構(gòu)上，可利用各種方法。例如，通過使用二維或三維定位機(jī)制的自動(dòng)機(jī)器，將卷軸上的箔片饋送到所需天線方向圖中的襯底上，金屬箔可以平放到薄片形式(web form)(如紙板薄片)或平面形式(如紙板片、層壓板、木板或塑料板等)的襯底上。
如果支撐材料是木材，則可使用銑床形成可固定導(dǎo)線的凹槽以形成天線環(huán)路。如果支撐材料是塑料，可以使用相同的方法，或者可將加熱圖案壓制到塑料中以形成可固定導(dǎo)線的凹槽。塑料襯底可模制成帶有固定導(dǎo)線的凹槽，或者塑料襯底可模制成帶有重復(fù)直線圖案的垂直凹槽，以允許形成許多種圖案的天線環(huán)路。在這些方法中的任一方法中，可以鉆孔、沖孔或模制成孔以固定天線導(dǎo)線的末端。這些孔可延伸通過襯底，以便可連接或插入用于調(diào)諧天線環(huán)路的調(diào)諧電路中。
形成天線環(huán)路的另一方法是在類似于織機(jī)的一系列插針周圍纏繞導(dǎo)線，然后使織機(jī)倒置并將導(dǎo)體壓到襯底上。襯層可能預(yù)涂有膠粘劑，以在移去織機(jī)時(shí)固定導(dǎo)體。或者，襯底可以很軟，足以允許將導(dǎo)體壓入襯底表面中。或者，襯底可以是熱塑性塑料，從而可預(yù)熱導(dǎo)體，使其部分地熔化所接觸的襯底部分，并嵌入襯底表面。織機(jī)上用于形成天線環(huán)路的插針可選地帶有彈簧，這樣，當(dāng)織機(jī)將導(dǎo)體壓到襯底上時(shí)，插針可選擇縮進(jìn)織機(jī)中。
圖12更詳細(xì)地顯示了制作導(dǎo)線天線的一種方法。圖12不是為了限制本發(fā)明，因?yàn)楸绢I(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到各種修改、替換和變化方案。設(shè)置了諸如木材、塑料、橡膠、高密度泡沫或類似材料的襯底1100。該襯底上設(shè)有凹槽1110，凹槽通常成網(wǎng)格狀。這些凹槽可通過加工、模制方法形成，例如可通過熱壓或冷壓合或噴射模塑、鑄造、熱標(biāo)記(例如使用木材)等方法形成。壓制方法可采用壓盤(沖壓件)或旋轉(zhuǎn)裝置。最好通過相同方法或通過鉆孔或沖孔方式在凹槽的交叉點(diǎn)處設(shè)置孔1130。襯底1100上大部分區(qū)域仍由凹槽之間的區(qū)域1120占據(jù)。因此，襯底1100仍具有基本上平坦的上平面，因此，該表明可承受負(fù)載，并且可貼上涂層、膜、壓層或薄板以提供平坦的精加工表面。還已知區(qū)域1120未被天線導(dǎo)線占用，因此，這些區(qū)域可通過鑄造、鉆孔、沖孔等方法來設(shè)置，其中設(shè)有孔洞以容納連接到其它結(jié)構(gòu)的螺絲釘或螺栓。孔洞也可用于諸如紙板或顯示掛鉤等附件，或者可用于布線、通風(fēng)、揚(yáng)聲器發(fā)聲和放置小燈等。
如圖所示，天線環(huán)路1200是通過在一些凹槽1110中放入或壓入直徑合適的導(dǎo)線而形成的。天線環(huán)路的末端1201被固定在孔洞1130中，從而固定到位。這些孔洞可完全穿過襯底1100，這樣，它們可連接到襯底另一側(cè)的電路。同樣地，天線環(huán)路1210顯示為正在形成導(dǎo)線端1211已固定在一個(gè)孔洞中，而導(dǎo)線端1212顯示為正要固定到另一孔洞中。
除了簡(jiǎn)單地壓裸線通過孔洞以固定其末端外，導(dǎo)線可預(yù)先切割為所需長(zhǎng)度，并且末端裝有扣眼1140、按鈕、或適合孔洞1130的其它機(jī)械裝置。這些扣眼可焊接到導(dǎo)線上以便有更好的傳導(dǎo)性。作為將這些扣眼插入孔洞1130中的一種替代，扣眼直徑可比凹槽1110寬度稍微大一些，這樣，扣眼只適合在如圖12A所示的兩個(gè)凹槽交叉點(diǎn)處?；蛘撸谛纬砂疾蹐D案時(shí)，可以使交叉點(diǎn)大于凹槽寬度(如圖12B所示)，以便固定較大的扣眼1141?？垩劭梢允菞l形(1142)或T形(1143)的，以便適合如圖12C所示的交叉點(diǎn)。它們還可以是十字形的。它們可配有插針，以向下伸入或通過襯底1100，或者向上伸出襯出1100。插針可插入電路板上的插口或孔洞中。扣眼(例如1140或1141)可以是空的，以便容納其它布線或插針。它們可包括外部帶螺紋的插針或內(nèi)部帶螺紋的孔。同樣，扣眼可包括內(nèi)倒鉤或外倒鉤或裝有彈簧的部件，以便將其固定到位，或者有助于與外部電路相連。連接到扣眼的天線導(dǎo)線也可由倒鉤固定。
襯底1100可設(shè)有用于安置電路(未顯示)(所述電路安裝在導(dǎo)線之前或之后)以及通過焊接或使用扣眼、倒鉤等方式連接到所述電路的導(dǎo)線的凹口(未顯示)。
凹槽1100可不形成允許創(chuàng)建多種天線方向圖的常規(guī)網(wǎng)格或十字圖案，相反，可以“定制”形式提供凹槽，以便只包括要制作的實(shí)際天線所需的凹槽。圖13顯示了這樣的實(shí)施例。例如1220和1230的凹槽可通過上述的相同方法形成，正如孔洞1221和1231一樣。
由于凹槽和孔洞牢牢地固定了導(dǎo)線，因此，導(dǎo)線可用手輕松地插入襯底，或者可將此過程機(jī)械化。在襯底上形成所有所需天線后，可用塑料或任何其它合適的材料填充敞開的凹槽。隨后可將覆蓋層壓板、膜或其它層貼到襯底頂部。覆蓋層可以是通過化學(xué)反應(yīng)或加熱(如環(huán)氧樹脂材料或硅化合物)或蒸發(fā)(如膠乳材料)方法固化的材料噴射造型層、熔鑄層或液體鑄澆層。
組合襯底和覆蓋物隨后包括天線墊子。視材料而定，天線墊子可以是柔軟的或剛性的。天線墊子也可以接到諸如木材、塑料、纖維玻璃等平面或非平面支撐材料。
天線形狀不限于單環(huán)路天線。圖13A顯示了單環(huán)路天線1200和1210，單環(huán)路天線通常用于中等范圍的RFID頻率，如13.56MHz。圖中還顯示了多環(huán)路天線1215，該天線一般用于諸如125kHz的較低頻率。形成多環(huán)路天線1215可能要求導(dǎo)線環(huán)路彼此接近，因此，導(dǎo)線最好是絕緣的?？赡芟Ｍ哂腥鐖D所示的導(dǎo)線交叉1216或者如虛線1217所示不具有交叉。對(duì)于多環(huán)路天線，凹槽之間的距離必須較窄。圖中還顯示的是偶極天線1218的形狀，該天線一般用于諸如915MHz或2.45GHz等較高的頻率。所示的偶極天線端1219是彎曲的，指示一種在制造期間將這些不然會(huì)松動(dòng)的末端插入襯底中的孔洞以便使其固定的方法。
在圖12和圖13的實(shí)施例中，凹槽在天線導(dǎo)線設(shè)置到位前形成。圖14顯示了不同的實(shí)施例。設(shè)置的上底板具有固定插針1302的孔結(jié)構(gòu)1301。插針可能帶螺紋，而孔可能帶內(nèi)螺紋，因此插針可旋進(jìn)孔內(nèi)而得以固定。因此，插針的數(shù)量和位置可以不同。
下底板1310設(shè)有相同的孔洞1311。當(dāng)?shù)装?300和1310如箭頭“A”所示放在一起處時(shí)，插針1302會(huì)從孔洞1311中伸出。然后可以將插針1302用于確定繞在下底板1310下的插針上的導(dǎo)線天線的拐角。例如，使用插針在三個(gè)拐角固定導(dǎo)線而形成天線1240。在第四個(gè)拐角，兩個(gè)導(dǎo)線端1241通過下底板1310的開口1311向上插入。另一個(gè)示例利用所有四個(gè)拐角上的插針來形成天線1250。接到導(dǎo)線環(huán)路末端的扣眼1251通過其它兩個(gè)插針固定。導(dǎo)線端可不固定在底板區(qū)域內(nèi)，它們還可如1252處的虛線所示那樣延伸超出底板。這種情況下，將通過其它裝置(未顯示)來固定導(dǎo)線末端。
由具有附加的插針、導(dǎo)線、扣眼等的上底板1300和下底板1310組成的組件1330隨后如箭頭“B”所示倒置放在襯底1320上。天線1240和1250通過一種或多種如下所述的或類似的方法轉(zhuǎn)移到襯底1320上。
a)在襯底1320上貼上粘合層或膜。復(fù)合組件1330放低到襯底1320上，并且下底板1310壓在襯底上。天線1240和1250粘在粘合劑上。如果上底板1300在施壓步驟期間稍微抬起，則插針1302將不會(huì)進(jìn)入襯底1320。如果上底板1300也受到向下的壓力，則插針1302將在襯底1320上壓出孔。所有扣眼1251將壓入襯底。在粘合劑起作用后，抬起復(fù)合組件1330，讓天線方向圖留在襯底1320上。
b)可使用方法(a)，同時(shí)用足夠的壓力將天線導(dǎo)線部分或完全壓入襯底1320表面下。此方法可用于例如需要最小壓力來將導(dǎo)線壓入表面下的高密度泡沫襯底1320。
c)可使用方法(b)，同時(shí)用將導(dǎo)線1240與1250和扣眼1251加熱到超出襯底1320軟化點(diǎn)的溫度，這樣，通過接觸和加壓，襯底會(huì)稍微軟化或融化以容納導(dǎo)線和扣眼。加熱導(dǎo)線的一種方法是在對(duì)襯底施壓之前或期間讓電流通過導(dǎo)線。上底板1300在施壓步驟期間可松開，以便插針1302縮回且不會(huì)進(jìn)入襯底1320。
d)此時(shí)，通過化學(xué)材料、熱材料、蒸發(fā)材料或其它形式的凝固材料(setting material)的液體澆鑄或者通過噴射造型法將材料噴射到下底板1310的下表面，可將非固體材料的襯底1320鑄壓到導(dǎo)線上。
下底板1310和插針1302可預(yù)涂隔離劑以防止粘附。此類隔離劑將在連接導(dǎo)線前涂上，這樣，不會(huì)將隔離劑涂到導(dǎo)線上。而且，下底板1310可以是無粘性材料，例如，物氟隆或涂有特氟隆的材料或類似的無粘性材料。如果使用噴射造型，則下底板1310可通過內(nèi)部管道冷卻，以加速噴射造型材料的冷卻。
在這些步驟后，天線1240和1250可使用導(dǎo)線末端1241或1252或扣眼1251連接到電路。
在所有實(shí)施例中，應(yīng)理解導(dǎo)線是裸露(除非在交叉處)或絕緣的。導(dǎo)線的交叉點(diǎn)可以是實(shí)心圓柱形(與通常導(dǎo)線的情況一樣)，但它也可能是正方形、矩形、橢圓形、U形或通道型、V形等。導(dǎo)線的主要要求是無論形狀如何，它必須可導(dǎo)電，并且必須具有有利于其固定在凹槽中的形狀和橫截面硬度。導(dǎo)線可以是單導(dǎo)體(一般稱為“實(shí)心”導(dǎo)體)或者是多股式導(dǎo)體。它可以是雙絞線或編織線。它可以是同軸電纜，這種情況下，外部編織層將用作RF信號(hào)的有效導(dǎo)體。
圖15顯示了根據(jù)本發(fā)明將箔片帶敷設(shè)到薄片或平面襯底上以形成箔天線的裝置和方法。此類箔天線有幾種用途，例如，它們可用于收發(fā)器或讀出器，以便與可用于庫存控制的RFID系統(tǒng)中的RFID標(biāo)簽通信。圖15不是為了限制本發(fā)明，因?yàn)楸绢I(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到各種修改、替換和變化方案方案。提供了襯底2100。這可以是如圖所示的薄片形式，這種情況下，可設(shè)置牽引輥軸2110或其它裝置，用以移動(dòng)薄片。在圖15所示的示例中，這種移動(dòng)是不連續(xù)的。薄片2100將被指引前移一段距離后停止，同時(shí)將一條或多條導(dǎo)電路徑敷設(shè)到襯底2100上。一旦導(dǎo)電路徑已敷設(shè)到襯底2100上后，便會(huì)再次指引薄片前移，重復(fù)上述步驟。
襯底下設(shè)有支撐底板2120。此支撐底板2120可加入真空壓制系統(tǒng)(未顯示)，以暫時(shí)將襯底2100固定到支撐底板2120上。支撐底板2120本身也可以在X和Y方向上移動(dòng)，以輔助敷設(shè)導(dǎo)電路徑的過程。
提供了敷設(shè)器2200，用于敷設(shè)導(dǎo)電路徑2300。下面會(huì)更詳細(xì)地描述此敷設(shè)器2200。提供了x-y平臺(tái)2400，用于移動(dòng)敷設(shè)器2200。x-y平臺(tái)可包括框架2401、在主襯底軸(“x”或“機(jī)器”方向)上移動(dòng)的定位裝置2402以及在垂直軸(“y”或“橫向”)移動(dòng)的第二定位裝置2403?？梢蕴峁┬D(zhuǎn)定位裝置2404，以相對(duì)于襯底2100的任意角度轉(zhuǎn)動(dòng)敷設(shè)器2200，從而有利于敷設(shè)器2200的操作?？梢灶A(yù)計(jì)，襯底2100的移動(dòng)和敷設(shè)器2200的移動(dòng)將由計(jì)算機(jī)裝置進(jìn)行自動(dòng)控制，計(jì)算機(jī)裝置可控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)牽引輥軸2110和定位裝置2402、2403與2404，以及進(jìn)行敷設(shè)器2200內(nèi)的更多控制。
在圖15中，X與Y定位裝置2402和2403顯示為齒條和小齒輪傳動(dòng)裝置，但可以包括其它裝置，如電纜、線性電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或可實(shí)現(xiàn)重復(fù)定位的其它裝置。
圖16說明在襯底上敷設(shè)導(dǎo)電路徑以形成箔天線的另一種方法。支撐構(gòu)件2500橫跨襯底，并支撐兩個(gè)或兩個(gè)以上的固定定位裝置2501，而該固定定位裝置又支持敷設(shè)器2200。可用手在支撐構(gòu)件2500上橫移固定定位裝置2501，然后用例如螺絲將其固定到位。提供了帶有敷設(shè)器2200的足夠多的固定定位裝置2501，以便根據(jù)需要沿機(jī)器方向(x)敷設(shè)上盡可能多的縱向?qū)щ娐窂?301、2302。在所示示例中，縱向?qū)щ娐窂?302設(shè)有跳越區(qū)2303，以用于連接到外部電路。
支撐構(gòu)件2510橫跨襯底，并裝有橫動(dòng)裝置2511，而橫動(dòng)裝置又支持另一敷設(shè)器2200。橫動(dòng)裝置2511可根據(jù)需要橫向(Y)在襯底上移動(dòng)以敷設(shè)連接縱向?qū)щ娐窂?301、2302的橫向?qū)щ娐窂?304和2305。
根據(jù)圖16的操作因此如下牽引輥軸2110使襯底2100向前移動(dòng)(或通過支撐底板2120的移動(dòng))。同時(shí)，連接到固定定位裝置2501的敷設(shè)器2200根據(jù)需要敷設(shè)可包含跳越區(qū)2303的縱向?qū)щ娐窂?301、2302。
在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，襯底2100暫停移動(dòng)，這樣，連接到橫動(dòng)裝置2511的敷設(shè)器2200可敷設(shè)橫向?qū)щ娐窂?304、2305。襯底2100在X方向的移動(dòng)會(huì)在敷設(shè)一條或多條縱向?qū)щ娐窂?301、2302的過程中發(fā)生暫停。另一方面，為敷設(shè)橫向?qū)щ娐窂?304、2305，敷設(shè)器2200可固定到位，并通過支撐底板2120的移動(dòng)提供Y方向移動(dòng)。
是否以薄片形式或薄板形式移動(dòng)襯底取決于幾個(gè)因素。襯底可能為有利于薄片形式處理的滾壓形式(rol1 form)，或者為有利于進(jìn)行薄板形式處理的切開形式(cut form)。一些襯底可能柔韌性不足，無法以薄片形式處理，例如，厚襯底，或部分或完全層壓且不再柔軟的襯底。
使用哪個(gè)敷設(shè)系統(tǒng)的決定也要依據(jù)幾個(gè)因素做出。圖15的單頭敷設(shè)器設(shè)計(jì)將敷設(shè)器的數(shù)量減到最少，但稍微會(huì)使敷設(shè)器的定位變復(fù)雜。它可能比多敷設(shè)器設(shè)計(jì)的速度稍慢。然而，它在加工定制產(chǎn)品方面相當(dāng)靈活，因?yàn)榭梢远ㄖ泼織l導(dǎo)電路徑。圖16的多敷設(shè)器系統(tǒng)簡(jiǎn)化了敷設(shè)器的定位，并可以提高單一設(shè)計(jì)長(zhǎng)制作期的速度。
襯底本身可以在X-Y平面上移動(dòng)以幫助形成導(dǎo)電路徑，而無需如圖15和圖16所示那樣移動(dòng)敷設(shè)器。這一般比移動(dòng)敷設(shè)器時(shí)需要更多的場(chǎng)地空間，并且如果襯底為滾壓形式，它會(huì)變得復(fù)雜。
圖17顯示了用于敷設(shè)導(dǎo)電路徑的敷設(shè)器2200的橫截面。由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到各種修改、替換和變化方案，因此，圖17不是為了限制本發(fā)明。如圖17中的實(shí)施例所示，敷設(shè)器2200將移動(dòng)到襯底2100的右側(cè)。供應(yīng)輥2210通過一對(duì)饋送輥2212提供連續(xù)的導(dǎo)電帶2211，該對(duì)饋送輥由計(jì)算機(jī)控制以便只在需要時(shí)提供連續(xù)導(dǎo)電帶2211。導(dǎo)電帶2211進(jìn)入斜槽2213并通過由計(jì)算機(jī)控制的切割器2214，并可在需要時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)任意角度以提供帶角切割。導(dǎo)電帶2211繼續(xù)向前并離開敷設(shè)器2200，在該處可將任選的釋放襯墊2225移去，并纏繞到輥軸2226上以繞到牽引卷片輥(tension winding roll)2217上。
第二可選供應(yīng)輥2220通過一對(duì)饋送輥2222提供連續(xù)的絕緣帶2221，該對(duì)饋送輥由計(jì)算機(jī)控制以便只在需要時(shí)提供連續(xù)絕緣帶2221。絕緣帶2221進(jìn)入斜槽2223并通過由計(jì)算機(jī)控制的切割器2224。絕緣帶2221繼續(xù)向前并離開敷設(shè)器2200，在該處可將任選的釋放襯墊2225移去，并纏繞到輥軸2226上以繞到牽引卷片輥2227上。
設(shè)置的壓力裝置2230用于將帶片2211和/或2221推到襯底2100上。壓力裝置可以是如圖所示的輪或輥，或者是滑動(dòng)構(gòu)件，或者是反復(fù)式夾具。壓力裝置2230可加熱以幫助設(shè)置粘合部分到帶片2211或2221上，或者如后面所述從外部提供。壓力裝置2230可以帶成圖案或滾花，用以例如協(xié)助將帶片2211或2221壓到襯底2100上，或者甚至將帶片2211或2221輕微地壓褶到襯底2100的材料中。這至少可在饋送板料操作中消除對(duì)粘合劑的需要。還可以設(shè)想導(dǎo)電帶2211可打眼穿孔以改善在最終層壓板中，甚至在存在導(dǎo)電帶2211的區(qū)域中的襯底層之間樹脂的粘合。
設(shè)有穿孔器2240，以便在需要時(shí)將襯底2100穿孔，形成可賴以實(shí)現(xiàn)到導(dǎo)電帶2211的電連接的開口。穿孔器2240最好具備內(nèi)部真空連接，以清除打孔操作期間產(chǎn)生的廢襯底材料。
設(shè)有配膠器2250，用以通過針管2251配膠2252，以便將帶片2211或2221固定到襯底上。粘合劑最好是快速凝固的材料，如熱熔膠、熱凝膠或環(huán)氧樹脂。此粘合劑根據(jù)需要在計(jì)算機(jī)的控制下敷設(shè)在帶片2211或2221下方，但在給定區(qū)域無導(dǎo)電帶時(shí)不敷設(shè)?？墒褂玫娜魏握澈蟿┰诟邷叵录訅簳r(shí)不應(yīng)脫氣，否則層壓板的完整性會(huì)受到損害。
導(dǎo)電帶2211或絕緣帶2221還可配備其本身的粘合層以將其貼到襯底2100上。
由于導(dǎo)電粘合劑價(jià)錢更昂貴，因此，用于將帶片2211和2221貼到襯底2100上的粘合劑通常是不導(dǎo)電的。然而，在一些地方必須以電方式連接部分導(dǎo)電路徑2300，因此，可能需要導(dǎo)電粘合劑或?qū)щ姴牧稀楹?jiǎn)明起見，可能決定使用帶有集成了導(dǎo)電粘合劑的導(dǎo)電帶2211，但這樣價(jià)錢更昂貴。另一個(gè)解決方案是在敷設(shè)器220內(nèi)設(shè)置導(dǎo)電粘合劑池2260，以便通過針管2261以滴的形式2262涂上導(dǎo)電粘合劑。導(dǎo)電粘合劑滴2262可涂到導(dǎo)電跡線2300前一段的頂部，正好在前一段頂部上開始下一段之前。壓力裝置2230通過加熱和加壓進(jìn)行的操作隨后以電形式連接兩段。導(dǎo)電粘合劑滴2262可以是低熔點(diǎn)形式或懸浮形式的金屬焊料滴(任一形式的導(dǎo)電粘合劑滴均將由壓力裝置2230重新熔化)。
圖18說明使用圖15所示設(shè)備敷設(shè)簡(jiǎn)單的矩形導(dǎo)電路徑的方法。所述方法包括以下步驟。
輥軸2110在x方向上指引襯底2100前移。
使用X定位裝置2402和Y定位裝置2403，敷設(shè)器2200從“a”點(diǎn)移到“h”點(diǎn)，在該處穿孔器2240在襯底2100上鉆了兩個(gè)孔。
使用X定位裝置2402，敷設(shè)器2200定位到“b”點(diǎn)。
由X定位裝置2402移動(dòng)的敷設(shè)器2200使用內(nèi)部裝置2210-2217從“b”點(diǎn)到“c”點(diǎn)敷設(shè)導(dǎo)電路徑2300。在此操作期間，切割器2214在精確的確定時(shí)刻切斷帶片2211，以便導(dǎo)電路徑2300在“c”點(diǎn)結(jié)束。注意在導(dǎo)電帶2300的開始處“b”點(diǎn)與“a”點(diǎn)處的穿孔稍微重疊。
X定位裝置2402用于將導(dǎo)電粘合劑敷設(shè)器2261移到“c”點(diǎn)，在該處，將導(dǎo)電粘合劑滴2262涂在導(dǎo)電路徑2300末端。
旋轉(zhuǎn)定位裝置2404使敷設(shè)器2200旋轉(zhuǎn)90度，以便它可以在橫向Y上移動(dòng)。
X和Y定位裝置2402和2403用于將敷設(shè)器2200移到“c”點(diǎn)。
由Y定位裝置2403移動(dòng)的敷設(shè)器2200使用內(nèi)部裝置2210-2217來敷設(shè)從“c”點(diǎn)到“d”點(diǎn)的導(dǎo)電路徑2300。在此操作期間，切割器2214在精確的確定時(shí)刻切斷帶片2211，以便導(dǎo)電路徑2300在“d”點(diǎn)結(jié)束。
Y定位裝置2403用于將導(dǎo)電粘合劑敷設(shè)器2261移到“d”點(diǎn)，在該處，將導(dǎo)電粘合劑滴2262涂在導(dǎo)電路徑2300的新末端。
旋轉(zhuǎn)定位裝置2404使敷設(shè)器2200旋轉(zhuǎn)90度，以便它可以在機(jī)器方向X上移動(dòng)。
X和Y定位裝置2402和2403用于將敷設(shè)器2200移到“d”點(diǎn)。
由X定位裝置2402移動(dòng)的敷設(shè)器2200使用內(nèi)部裝置2210-2217從“d”點(diǎn)到“e”點(diǎn)敷設(shè)導(dǎo)電路徑2300。在此操作期間，切割器2214在精確確定的時(shí)刻切斷帶片2211，以便導(dǎo)電路徑2300在“e”點(diǎn)結(jié)束。
X定位裝置2403用于將導(dǎo)電粘合劑敷設(shè)器2261移到“e”點(diǎn)，在該處，將導(dǎo)電粘合劑滴2262涂在導(dǎo)電路徑2300的新末端。
旋轉(zhuǎn)定位裝置2404使敷設(shè)器2200旋轉(zhuǎn)90度，以便它可以在橫向Y上移動(dòng)。
X和Y定位裝置2402和2403用于將敷設(shè)器2200移到“e”點(diǎn)。
由Y定位裝置2403移動(dòng)的敷設(shè)器2200使用內(nèi)部裝置2210-2217從“e”點(diǎn)到“f”點(diǎn)敷設(shè)導(dǎo)電路徑2300。在此操作期間，切割器2214在精確的確定時(shí)刻切斷帶片2211，以便導(dǎo)電路徑2300在“f”點(diǎn)結(jié)束。
Y定位裝置2403用于將導(dǎo)電粘合劑敷設(shè)器2261移到“f”點(diǎn)，在該處，將導(dǎo)電粘合劑滴2262涂在導(dǎo)電路徑2300的新末端。
旋轉(zhuǎn)定位裝置2404使敷設(shè)器2200旋轉(zhuǎn)90度，以便它可以在機(jī)器方向X上移動(dòng)。
X和Y定位裝置2402和2403用于使敷設(shè)器2200移到“f”點(diǎn)。
由X定位裝置2402移動(dòng)的敷設(shè)器2200使用內(nèi)部裝置2210-2217從“f”點(diǎn)到“g”點(diǎn)敷設(shè)導(dǎo)電路徑2300。圖18中，路徑2300的此最后部分尚未完成。在此操作期間，切割器2214在精確的確定時(shí)刻切斷帶片2211，以便導(dǎo)電路徑2300在“g”點(diǎn)結(jié)束。注意“g”點(diǎn)處導(dǎo)電路徑2300的末端與“h”點(diǎn)處的第二個(gè)穿孔輕微重疊。
對(duì)要敷設(shè)到襯底2100顯露區(qū)域的每條導(dǎo)電跡線2300重復(fù)步驟2-20。隨后，再次從步驟1開始指引襯底前移。
導(dǎo)電跡線2300可以由連續(xù)的導(dǎo)電帶2211形成，而不是通過連接分開的箔片帶2211片段形成導(dǎo)電跡線2300。導(dǎo)電帶2211可以自動(dòng)折疊，而不使用切割器2214在每個(gè)拐角處切斷箔片2211。例如，通過使旋轉(zhuǎn)定位裝置2404旋轉(zhuǎn)90度并壓折疊角，使導(dǎo)電跡線2300平放在拐角上，可實(shí)現(xiàn)此操作。
圖18A顯示了結(jié)果。折疊角最多可疊加三層厚的箔片。圖18B顯示箔片同時(shí)扭轉(zhuǎn)180度以使箔片倒置時(shí)的結(jié)果。(這需要另一定位裝置，未顯示。如果箔片具有粘合層，則因?yàn)檎澈蟿┈F(xiàn)在將不會(huì)面對(duì)襯底，可能不需要使箔片倒置。)折疊角最多可疊加兩層厚的箔片。
圖19顯示了正在敷設(shè)的導(dǎo)電跡線2300重疊在前導(dǎo)電跡線的實(shí)施例。
在敷設(shè)第二導(dǎo)電跡線2300的重疊段之前，使用敷設(shè)器2200在第一導(dǎo)電跡線的上方敷設(shè)非導(dǎo)電膜帶“I”和“J”。這些絕緣帶“I”和“J”防止導(dǎo)電跡線2300形成的不同導(dǎo)電環(huán)路之間有電接觸?？梢灶愃频姆绞椒笤O(shè)“交叉”電路。
預(yù)計(jì)帶有導(dǎo)電跡線2300的襯底2100無論是薄板或薄片形式，均可結(jié)合到可在貨架、面板、封閉處、空間或其它形式中使用的層壓結(jié)構(gòu)中。圖20顯示了此類層壓結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例。可以是紙或紙板材料的襯底2100與相同材料或不相同材料的附加板層2600和2601，例如在樹脂中浸泡過并通過加熱和加壓在層壓板2610中形成的飽和Kraft紙板連接在一起。通常，與襯底2100相對(duì)的第一表面上的一塊或多塊外板層2601將為裝飾材料，作為所得產(chǎn)品的“外部”。視外部襯底層2100的方向而定，此層壓板2610在其第二表面上或正好在該表面內(nèi)包含所述的導(dǎo)電跡線2300。層壓板2610隨后可膠合到較重的支撐構(gòu)件2620上，如用木材、塑料、刨花板、波紋紙板、Westvaco芯材板(Core-board)或類似材料制成的板。接近導(dǎo)電跡線2300的層壓板2610的表面最好膠粘到支撐構(gòu)件2620上。這樣，在使用由層壓板2610與支撐構(gòu)件2620形成的相應(yīng)組合結(jié)構(gòu)2630期間，層壓板2610的全部厚度可防止導(dǎo)電跡線2300出現(xiàn)磨損。
可選擇將導(dǎo)電或金屬背板2625敷設(shè)到貨架底部以防止RF能量輻射到貨架下面，從而使貨架以幾乎相同的射頻特性工作，而無論它是否受金屬架支持或放置在現(xiàn)有金屬貨架上。
最好在將支撐構(gòu)件2620膠粘到層壓板2610前，在支撐構(gòu)件2620內(nèi)放置一個(gè)或多個(gè)與導(dǎo)電跡線2300通信的電子電路，圖21說明如何達(dá)到此目的，方法是將這些電路直接裸露放置或者通過所述穿孔來放置。為容納電子電路，可以在支撐構(gòu)件2620的表面銑磨出凹口。數(shù)控銑床頭2700可用在設(shè)計(jì)上類似于圖15所示的用于敷設(shè)導(dǎo)電跡線2300的系統(tǒng)的定位系統(tǒng)中，并可由控制凹口位置和深度的相同或類似計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行。例如，在支撐構(gòu)件2620的邊緣顯示的是用于容納外部連接器2632的凹口2631。在支撐構(gòu)件2620內(nèi)顯示的是用于包含電子電路2634、如開關(guān)電路和調(diào)諧電路等的凹口2633。所顯示的橫跨支撐構(gòu)件2620的是用于容納連接電路元件的導(dǎo)線或電纜的凹口2635。電子電路2634可包括彈簧線圈2637或指狀元件2638，以便與襯底2100上的導(dǎo)電跡線2300接觸，襯底2100是連接到支撐構(gòu)件2620上的層壓板2610的組成部分。所述電接觸可以通過壓力、導(dǎo)電粘合劑或漆膏，或?qū)訅哼^程期間熔化的焊料來實(shí)現(xiàn)。銑頭2700可用于制作凹槽2639以便可使用諸如小螺絲刀等調(diào)諧工具來調(diào)整電路2634內(nèi)的微調(diào)電容器。
可能在組裝后需要調(diào)整電路2634內(nèi)的調(diào)諧元件，如旋轉(zhuǎn)微調(diào)電容器(未顯示)，這可以通過開口，如圖20中通過層壓板2610鉆出的孔2611或圖20和21中通過支撐構(gòu)件2620鉆出的孔2612來實(shí)現(xiàn)。
圖3A和3B是說明使用根據(jù)本發(fā)明的智能貨架的庫存控制系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例。如圖3A所示，根據(jù)本發(fā)明提供的幾個(gè)智能貨架501a-501n和502a-502n中的每個(gè)貨架具有通過單條傳輸電纜222連接到讀出器單元120的多個(gè)天線200。讀出單元120順序或以一定相差同時(shí)激活連接的天線200，以便根據(jù)與要盤存的各個(gè)物品相關(guān)聯(lián)的RFID標(biāo)簽來確定物品信息。因此，讀出器單元120能夠提取各貨架中存儲(chǔ)的每個(gè)帶RFID標(biāo)簽的物品的庫存信息。為簡(jiǎn)明起見，圖3A只顯示了兩組貨架，每組貨架具有其自己的讀出器單元，這兩個(gè)組分別為501a-501n和502a-502n。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明提供的庫存控制系統(tǒng)可包括許多這種貨架組。例如，一個(gè)或多個(gè)倉(cāng)庫中的所有貨架可集中起來，以提供可連接在一起的幾百或幾千組貨架，以形成本發(fā)明所提供的庫存控制系統(tǒng)。
應(yīng)理解，雖然庫存控制系統(tǒng)和方法的優(yōu)選實(shí)施例利用了具有單條傳輸電纜222的多個(gè)天線RFID檢測(cè)系統(tǒng)(與圖6實(shí)施例一致)，但根據(jù)本發(fā)明的庫存控制系統(tǒng)和方法也適用于本文公開的多天線RFID系統(tǒng)的所有其它實(shí)施例。因此，例如，本發(fā)明的庫存控制系統(tǒng)和方法也適用于圖7和圖8中所公開的庫存RFID檢測(cè)系統(tǒng)。例如，在此類實(shí)施例中，在調(diào)制RF系統(tǒng)用于從RFID標(biāo)簽中提取庫存相關(guān)數(shù)據(jù)之前，可先使用未調(diào)制RF系統(tǒng)來使標(biāo)簽預(yù)熱。
如圖3A所示，由讀出器單元120從每個(gè)智能貨架501a-501n和502a-502n收集的物品信息數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)送到庫存控制處理單元550。庫存控制處理單元550通常配置為從智能貨架501a-501n和502a-502n接收物品信息。庫存控制處理單元550通常通過電子網(wǎng)絡(luò)525連接到智能貨架，并且還與適當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)庫555相關(guān)聯(lián)，該數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)庫存相關(guān)數(shù)據(jù)，包括參考表以及與庫存控制或入庫管理相關(guān)的程序代碼和配置信息。庫存控制處理單元550還編程設(shè)計(jì)和配置為執(zhí)行本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的庫存控制功能。例如，庫存控制(或入庫管理)單元執(zhí)行的一些功能包括存儲(chǔ)并跟蹤現(xiàn)有庫存物品的數(shù)量；不同物品的日常移動(dòng)或銷售；跟蹤不同物品的位置或地點(diǎn)等等。
在操作中，庫存控制系統(tǒng)會(huì)從經(jīng)電子網(wǎng)絡(luò)525連接到庫存控制處理單元550的智能貨架501a-501n和502a-502n確定物品信息。在一個(gè)實(shí)施例中，各智能貨架501a-501n和502a-502n由庫存控制處理單元550控制，庫存控制處理單元550將確定讀出器單元120何時(shí)將輪詢天線220以確定要盤存物品的物品信息。在替代實(shí)施例中，讀出器單元120可編程設(shè)計(jì)為定期輪詢連接的多個(gè)天線以獲得物品信息，然后使用數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆聪颉巴扑汀蹦Ｊ?，將所確定的物品信息發(fā)送到庫存控制處理單元。在又一實(shí)施例中，讀出器單元120所執(zhí)行的物品信息輪詢和數(shù)據(jù)傳輸可由事件驅(qū)動(dòng)，例如，由智能貨架上盤存物品的定期補(bǔ)充事件觸發(fā)。在任一情況下，讀出器單元120將選擇性地為與其相連的多個(gè)天線供電，以從與要盤存物品相關(guān)聯(lián)的RFID標(biāo)簽確定物品信息。
一旦從本發(fā)明的智能貨架501a-501n和502a-502n的讀出器單元120獲得物品信息，庫存控制處理單元550將使用在庫存控制處理單元550和相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫上的程序邏輯、代碼和數(shù)據(jù)來處理收到的物品信息。隨后，所處理的物品信息通常存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫555中，以備本發(fā)明的庫存控制系統(tǒng)和方法以后使用。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，庫存控制處理單元550可在連接到電子網(wǎng)絡(luò)525如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)施。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)還可以是公用網(wǎng)，如因特網(wǎng)或城域網(wǎng)(MAN)；或其它專用網(wǎng)，如公司局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)，甚至可以是虛擬專用網(wǎng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括連接到系統(tǒng)存儲(chǔ)器的中央處理器(CPU)。系統(tǒng)存儲(chǔ)器通常包含操作系統(tǒng)、BIOS驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序。另外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包含諸如鼠標(biāo)和鍵盤等輸入裝置及諸如打印機(jī)和顯示器等輸出裝置。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常包括諸如以太網(wǎng)卡等通信接口，以便與電子網(wǎng)絡(luò)525通信。其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也可連接到電子網(wǎng)絡(luò)525。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到上述系統(tǒng)描述了連接到電子網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的典型部件。應(yīng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可實(shí)現(xiàn)其它許多類似配置，并且所有這些配置可用于本發(fā)明的方法和系統(tǒng)。此外應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本文所公開的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)可編程設(shè)計(jì)和配置為庫存控制處理單元，以執(zhí)行本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的庫存控制相關(guān)功能。
另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，本文所述的用“計(jì)算機(jī)”實(shí)施的發(fā)明可包括本質(zhì)上不是計(jì)算機(jī)的部件，但也可包括諸如可用于提供本文所述的一個(gè)或多個(gè)功能的因特網(wǎng)設(shè)備和可編程邏輯控制器(PLC)等裝置。此外，雖然“電子”網(wǎng)絡(luò)一般用于指連接本發(fā)明處理點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，此類網(wǎng)絡(luò)可使用光學(xué)或其它等同技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。同樣地，還應(yīng)理解，本發(fā)明利用已知的安全措施通過網(wǎng)絡(luò)傳輸電子數(shù)據(jù)。因此必要時(shí)，可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)為通過公用網(wǎng)和專用網(wǎng)傳送電子數(shù)據(jù)提供加密、認(rèn)證、驗(yàn)證和其它安全措施。
根據(jù)本說明書和所公開的發(fā)明實(shí)踐，本發(fā)明的其它實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。本說明書僅應(yīng)視為示例性的，而本發(fā)明的真正范圍和精神則由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種跟蹤RFID標(biāo)簽的智能站，所述智能站包括發(fā)送和接收RF信號(hào)的讀出器單元；通過第一開關(guān)經(jīng)第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的第一RF天線；以及通過一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的附加開關(guān)經(jīng)所述相同的第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的一個(gè)或多個(gè)附加RF天線。
2.如權(quán)利要求1所述的智能站，其特征在于還包括有效地連接到所述讀出器單元以及所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)的控制單元，其中所述控制單元生成可選擇性地操作所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)的控制信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的智能站，其特征在于還包括用于所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線的各個(gè)調(diào)諧電路，所述各調(diào)諧電路通過與所述第一傳輸電纜通信的開關(guān)有效地連接到各個(gè)天線，并且還通過所述第一傳輸電纜有效地連接到所述讀出器單元。
4.如權(quán)利要求3所述的智能站，其特征在于還包括有效地連接到所述讀出器單元以及第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)的控制單元，其中所述控制單元配置為選擇性地分別操作所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)，以將所述讀出器連接到所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線。
5.如權(quán)利要求1所述的智能站，其特征在于還包括將讀出器單元連接到一個(gè)或多個(gè)輔助RF天線環(huán)路的第二傳輸電纜，所述各輔助RF天線環(huán)路布置為分別接近所述第一RF天線和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線。
6.如權(quán)利要求1所述的智能站，其特征在于，所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)包括PIN類型二極管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)或金屬半導(dǎo)體FET之一。
7.如權(quán)利要求2所述的智能站，其特征在于，所述RF信號(hào)和控制信號(hào)沿所述相同的第一傳輸電纜傳輸。
8.如權(quán)利要求2所述的智能站，其特征在于，所述控制單元用于操作所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)的信號(hào)沿不同于所述第一傳輸電纜的其它導(dǎo)線發(fā)送。
9.一種跟蹤RFID標(biāo)簽的智能站系統(tǒng)，包括發(fā)送和接收RF信號(hào)的讀出器單元；以及第一智能站，其包括通過第一開關(guān)經(jīng)第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的第一RF天線；以及通過相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)經(jīng)所述相同的第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的一個(gè)或多個(gè)附加RF天線。
10.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于還包括有效地連接到所述讀出器單元以及所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)的控制單元，其中所述控制單元生成可選擇性地操作所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)的控制信號(hào)。
11.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述第一智能站還包括有效地連接到所述讀出器單元以及所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)的控制單元，其中所述控制單元生成可選擇性地操作所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)的控制信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于還包括第二或更多附加智能站，所述第二或更多附加智能站中的每個(gè)智能站包括與所述控制單元通信并受其控制的輔助控制單元。
13.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述讀出器單元布置在所述第一智能站上。
14.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于還包括有效地連接到所述讀出器單元以及所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)的控制單元，其中所述控制單元生成可選擇性地操作所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)的控制信號(hào)。
15.如權(quán)利要求11所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元的信號(hào)路由到分布式輔助控制單元，所述輔助控制單元又操作所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)。
16.如權(quán)利要求12所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，帶有關(guān)聯(lián)選擇開關(guān)的所述一個(gè)或多個(gè)附加關(guān)聯(lián)天線以串聯(lián)方式連接。
17.如權(quán)利要求12所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，帶有關(guān)聯(lián)選擇開關(guān)的所述一個(gè)或多個(gè)附加關(guān)聯(lián)天線以并聯(lián)方式連接。
18.如權(quán)利要求12所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述第一傳輸電纜包括RF電纜，以及其中在所述RF電纜與智能站之間設(shè)置了旁路開關(guān)，以允許RF信號(hào)進(jìn)入所述智能站或者防止RF信號(hào)進(jìn)入所述智能站。
19.如權(quán)利要求12所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述第一傳輸電纜包括RF電纜，以及其中在所述RF電纜中設(shè)置了直列式開關(guān)，以允許RF信號(hào)沿所述RF電纜繼續(xù)傳輸或者防止所述RF信號(hào)沿所述RF電纜繼續(xù)傳輸。
20.如權(quán)利要求15所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，從所述控制單元到分布式輔助控制單元的信號(hào)包括用于確定選擇哪些開關(guān)的地址信息。
21.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，未選定天線的開關(guān)改變其相關(guān)聯(lián)的調(diào)諧，因而使它們具有與所述RF信號(hào)基本不同的諧振頻率。
22.如權(quán)利要求21所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，未選定天線的開關(guān)僅用于在所述未選定天線與選定天線相鄰時(shí)改變其調(diào)諧。
23.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)天線與可調(diào)節(jié)的調(diào)諧電路相關(guān)聯(lián)，該調(diào)諧電路布置成可被訪問以進(jìn)行調(diào)節(jié)。
24.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于還包括與每個(gè)天線相關(guān)聯(lián)的調(diào)諧電路；以及依據(jù)來自關(guān)聯(lián)天線的反饋信息，自動(dòng)對(duì)可變調(diào)諧元件進(jìn)行伺服調(diào)節(jié)的調(diào)諧系統(tǒng)，所述反饋通過到天線的導(dǎo)電連接來提供，或者通過與所述讀出器單元通信來提供。
25.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于還包括與每個(gè)天線相關(guān)聯(lián)的調(diào)諧電路；以及依據(jù)來自所述關(guān)聯(lián)天線的反饋信息，自動(dòng)對(duì)可變調(diào)諧元件進(jìn)行電子調(diào)節(jié)的調(diào)諧系統(tǒng)。
26.如權(quán)利要求25所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述可變調(diào)諧元件包括一個(gè)或多個(gè)壓控電容器。
27.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于還包括調(diào)諧系統(tǒng)，所述調(diào)諧系統(tǒng)依據(jù)從接到所述關(guān)聯(lián)天線的讀出器單元的反饋信息，自動(dòng)對(duì)可變調(diào)諧元件進(jìn)行伺服調(diào)節(jié)，所述反饋信息指示所述關(guān)聯(lián)天線如何能夠讀取多個(gè)RFID標(biāo)簽，每個(gè)所述標(biāo)簽在接近所述關(guān)聯(lián)天線處按預(yù)定空間圖案以唯一方式設(shè)置。
28.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于還包括與一個(gè)或多個(gè)所述RF天線相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)無源天線，這樣，在所述關(guān)聯(lián)天線獲得能量時(shí)所述無源天線通過感應(yīng)偶合而由所述關(guān)聯(lián)RF天線獲得能量。
29.如權(quán)利要求28所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述無源天線和所述關(guān)聯(lián)RF天線設(shè)置在貨架上。
30.如權(quán)利要求29所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述無源天線設(shè)置在所述貨架的后端，而所述關(guān)聯(lián)RF天線設(shè)置在所述貨架的前端。
31.如權(quán)利要求10所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述第一智能站還包括在每個(gè)所述RF天線范圍內(nèi)的自測(cè)試RFID標(biāo)簽。
32.如權(quán)利要求31所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，如果任一所述RF天線未檢測(cè)到所述自測(cè)試RFID標(biāo)簽，則所述控制單元為該RF天線執(zhí)行調(diào)諧過程，其中，如果在完成所述調(diào)諧過程后仍未檢測(cè)到所述自測(cè)試RFID標(biāo)簽，則所述控制單元生成到電子網(wǎng)絡(luò)的消息。
33.如權(quán)利要求31所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)智能站至少包括在每個(gè)RF天線范圍內(nèi)的一個(gè)自測(cè)試RFID標(biāo)簽，并且RF天線在測(cè)試步驟期間檢測(cè)相鄰RF天線內(nèi)的所述自測(cè)試RFID標(biāo)簽，并因此確定相鄰的其它RF天線或其它智能站。
34.如權(quán)利要求33所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述相鄰信息用于在選擇要讀取的RF天線時(shí)確定要解諧的其它RF天線。
35.如權(quán)利要求31所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，指示所述自測(cè)試RFID標(biāo)簽在自測(cè)試期間響應(yīng)并在系統(tǒng)正常操作期間不響應(yīng)。
36.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述第一智能站還包括以與所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線不同的頻率工作的一個(gè)或多個(gè)第二RF天線，所述一個(gè)或多個(gè)第二RF天線通過相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)第二開關(guān)，經(jīng)所述相同的第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元其中，所述讀出器單元配置為選擇性地以不同的頻率工作。
37.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述智能站內(nèi)部包含信號(hào)處理電路，用以執(zhí)行在其它情況下要由所述讀出器單元執(zhí)行的至少部分信號(hào)處理。
38.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述第一傳輸電纜包括其中裝有RF放大器裝置的RF電纜。
39.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述智能站和/或RF天線裝在室內(nèi)、入口處、地板、地板墊或天花板上。
40.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，通過將導(dǎo)體送入熱塑管并將所述管加熱成形來制作所述RF天線。
41.如權(quán)利要求26所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述壓控電容器用于調(diào)諧或解諧所述天線。
42.如權(quán)利要求9所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述第一傳輸電纜包括RF總線，并且所述讀出器單元連接到所述總線，其中，所述智能站系統(tǒng)還包括沿所述RF總線以大約所述RF信號(hào)1/4波長(zhǎng)的幾分之一為間隔連接的多個(gè)RF天線；可選擇將每個(gè)所述RF天線連接到所述RF總線的各個(gè)選擇開關(guān)；可選擇將每個(gè)所述RF天線連接到所述RF接地的各個(gè)分路開關(guān)；其中，通過閉合每個(gè)所述RF天線相關(guān)聯(lián)的選擇開關(guān)，以允許RF能量進(jìn)入所述天線，同時(shí)閉合位于沿所述RF總線的1/4波長(zhǎng)遠(yuǎn)的分路開關(guān)，可根據(jù)需要激活每個(gè)所述RF天線。
43.如權(quán)利要求42所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述選擇開關(guān)和所述分路開關(guān)包括PIN二極管或MESFET二極管。
44.如權(quán)利要求42所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述RF天線連接在所述智能單元內(nèi)。
45.如權(quán)利要求42所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于還包括超出所述RF總線上最后天線的1/4波長(zhǎng)末端電纜；沿所述末端電纜布置，并以所述天線在所述RF總線上間隔的相同距離彼此間隔的附加可尋址分路開關(guān)。
46.如權(quán)利要求42所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于還包括電子元件，其布置在所述RF總線上所述最后天線以外，以模擬1/4波長(zhǎng)的所述RF總線。
47.如權(quán)利要求15所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，從所述控制單元到分布式輔助控制單元的信號(hào)包括在選定天線緊鄰處要以可視或可聞方式輸出的信息。
48.一種跟蹤RFID標(biāo)簽的智能站系統(tǒng)，包括發(fā)送和接收RF信號(hào)的讀出器單元；第一智能站，它包括通過第一開關(guān)經(jīng)第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的第一RF天線；通過相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)經(jīng)所述相同的第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的一個(gè)或多個(gè)附加RF天線；其中，所述天線裝入與所述智能站相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)中。
49.如權(quán)利要求48所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述智能站結(jié)構(gòu)包括貨架或面板，并且RF屏蔽材料敷設(shè)到所述貨架或面板的與靠近所述天線的面相對(duì)的面上。
50.如權(quán)利要求48所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述智能站結(jié)構(gòu)還包括與連接器互連的各個(gè)貨架或面板單元，所述連接器包括RF電纜、數(shù)據(jù)電纜和電源電纜。
51.如權(quán)利要求48所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述智能站結(jié)構(gòu)還包括與連接器互連的各個(gè)貨架或面板單元，所述連接器包括承載疊加有直流(DC)電功率的RF信號(hào)的RF電纜。
52.如權(quán)利要求48所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述智能站結(jié)構(gòu)還包括與連接器互連的各個(gè)貨架或面板單元，所述連接器包括承載不同于所述RFID信號(hào)的帶有疊加數(shù)據(jù)的RF信號(hào)的RF電纜。
53.如權(quán)利要求48所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述智能站結(jié)構(gòu)還包括與連接器互連的各個(gè)貨架或面板單元，所述連接器包括承載RF信號(hào)的RF電纜，所述RF信號(hào)在所述RFID讀出器頻率上，且?guī)в性诓煌谒鯮FID讀出器頻率的頻率范圍內(nèi)的疊加數(shù)據(jù)。
54.如權(quán)利要求52所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，通過改變疊加的直流電壓，發(fā)送所述疊加的非RF數(shù)字通信。
55.如權(quán)利要求52所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述通過改變疊加的直流電耗，發(fā)送所述疊加的非RF數(shù)字通信。
56.如權(quán)利要求48所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述智能站結(jié)構(gòu)還包括貨架或面板，并且在所述天線與所述貨架或面板之間設(shè)置了具有高導(dǎo)磁率的非導(dǎo)電層，以增強(qiáng)用于檢測(cè)目標(biāo)RFID標(biāo)簽的磁通量。
57.如權(quán)利要求48所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述智能站包括貨架，并且所述智能站系統(tǒng)還包括位于所述貨架端或貨架背處的垂面中的無源偶合天線。
58.如權(quán)利要求48所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述智能站包括貨架，并且所述智能站系統(tǒng)還包括位于所述貨架上方一定距離處的水平面中的無源偶合天線。
59.如權(quán)利要求48所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述天線裝入或位于與所述智能站結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的薄和/或柔軟的墊子上。
60.一種跟蹤RFID標(biāo)簽的智能貨架系統(tǒng)，包括發(fā)送和接收RF信號(hào)的讀出器單元；以及第一智能站，它包括通過第一開關(guān)經(jīng)第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的第一RF天線；以及通過相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)經(jīng)所述相同的第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的一個(gè)或多個(gè)附加RF天線；其中，所述天線裝入與所述貨架相關(guān)聯(lián)的裝飾層壓板材料。
61.如權(quán)利要求60所述的智能貨架系統(tǒng)，其特征在于，包含天線的所述層壓板材料敷設(shè)到波紋硬紙板核的一個(gè)面上以形成所述貨架或所述貨架的面板。
62.一種跟蹤帶有RFID標(biāo)簽的物品庫存的庫存控制系統(tǒng)，所述庫存控制系統(tǒng)包括a)一個(gè)或多個(gè)讀出器單元；b)一個(gè)或多個(gè)智能站，每個(gè)所述智能站連接到至少一個(gè)讀出器單元，每個(gè)所述智能站跟蹤RFID標(biāo)簽以確定要盤存物品的物品信息，每個(gè)智能站包括通過第一開關(guān)經(jīng)所述第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的第一RF天線；以及通過一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)經(jīng)所述相同的第一傳輸電纜分別連接到所述讀出器單元的一個(gè)或多個(gè)附加RF天線；以及c)庫存控制處理單元，其連接到數(shù)據(jù)庫，從所述智能站接收物品信息以更新與要盤存物品相關(guān)的庫存信息。
63.如權(quán)利要求62所述的庫存控制系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)所述智能站連在貨架的水平面上。
64.如權(quán)利要求62所述的庫存控制系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)所述智能站接在貨架的垂直或斜面上。
65.如權(quán)利要求62所述的庫存控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能站設(shè)置在貨架、存儲(chǔ)區(qū)域、室內(nèi)、房間、倉(cāng)庫、拖車、柜臺(tái)、保險(xiǎn)柜、冰箱、冷柜或機(jī)架中的一個(gè)或多個(gè)上。
66.如權(quán)利要求62所述的庫存控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能站設(shè)有用于訪問控制的鎖定裝置，所述鎖定裝置由所述庫存控制系統(tǒng)控制。
67.如權(quán)利要求62所述的庫存控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能站還包括插入式條形碼掃描器，用以掃描條形碼并提供條形碼物品信息，所述信息與所述智能站從RFID標(biāo)簽確定的物品信息相關(guān)并與其存儲(chǔ)在一起。
68.如權(quán)利要求62所述的庫存控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能站還包括插入式全局定位傳感器(GPS)以提供有關(guān)所述智能站位置的信息，所述信息和與所述智能站的關(guān)聯(lián)物品有關(guān)的信息存儲(chǔ)在一起。
69.如權(quán)利要求62所述的庫存控制系統(tǒng)，其特征在于還包括臨近傳感器以檢測(cè)人或?qū)ο蟮慕咏?，其中，所述智能站響?yīng)檢測(cè)是否存在人或?qū)ο蟮呐R近傳感器，確定物品信息或激活輔助顯示器或者執(zhí)行其它活動(dòng)。
70.如權(quán)利要求62所述的庫存控制系統(tǒng)，其特征在于還包括環(huán)境傳感器，用以測(cè)量所述智能站環(huán)境的溫度、濕度或照明，其中，所述庫存控制系統(tǒng)記錄包括環(huán)境條件的商品物品信息。
71.如權(quán)利要求62所述的庫存控制系統(tǒng)，其特征在于，組合選擇要讀取的一個(gè)或多個(gè)天線。
72.如權(quán)利要求62所述的庫存控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能站檢測(cè)到大量物品被取走后會(huì)使所述庫存控制系統(tǒng)生成警報(bào)。
73.如權(quán)利要求62所述的庫存控制系統(tǒng)，其特征在于還包括與客戶相關(guān)聯(lián)的客戶RFID標(biāo)簽，其中，所述庫存控制系統(tǒng)將所述客戶RFID標(biāo)簽與所述客戶相關(guān)聯(lián)，并在檢測(cè)到所述客戶RFID標(biāo)簽時(shí)采取行動(dòng)以響應(yīng)檢測(cè)到所述客戶RFID標(biāo)簽。
74.如權(quán)利要求62所述的庫存控制系統(tǒng)，其特征在于，所述庫存控制和理單元處理RFID標(biāo)簽活動(dòng)以生成警報(bào)，以便依據(jù)所述處理的RFID標(biāo)簽活動(dòng)調(diào)整人員配置。
75.如權(quán)利要求62所述的庫存控制系統(tǒng)，其特征在于還包括與雇員相關(guān)聯(lián)的雇員RFID標(biāo)簽，其中，所述庫存控制系統(tǒng)將所述雇員RFID標(biāo)簽與所述雇員相關(guān)聯(lián)，并在檢測(cè)到所述雇員RFID標(biāo)簽時(shí)采取行動(dòng)以響應(yīng)檢測(cè)到所述雇員RFID標(biāo)簽。
76.如權(quán)利要求62所述的庫存控制系統(tǒng)，其特征在于，所述庫存控制處理單元處理RFID標(biāo)簽活動(dòng)，以便根據(jù)所述處理的RFID標(biāo)簽活動(dòng)確定最佳存貨模式。
77.一種用于帶有RFID標(biāo)簽的物品的庫存控制方法，所述方法包括以下步驟提供一個(gè)或多個(gè)讀出器單元及一個(gè)或多個(gè)智能站，每個(gè)所述智能站連接到至少一個(gè)讀出器單元，每個(gè)所述智能站跟蹤RFID標(biāo)簽以確定要盤存物品的物品信息，每個(gè)智能站包括通過第一開關(guān)經(jīng)所述第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的第一RF天線；以及通過一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)經(jīng)所述相同的第一傳輸電纜分別連接到所述讀出器單元的一個(gè)或多個(gè)附加RF天線；通過選擇性地為每個(gè)所述智能站的所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線供電，以確定位于所述各個(gè)智能站的物品的物品信息，從而確定要盤存物品的物品信息；以及處理所述確定的物品信息以更新要盤存的所述物品的庫存信息。
78.如權(quán)利要求77所述的庫存控制方法，其特征在于，不止一個(gè)智能站連接到讀出器單元。
79.如權(quán)利要求77所述的庫存控制方法，其特征在于，確定物品信息的所述步驟包括選擇性地控制所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)，以便分別為所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線供電，并檢測(cè)帶有在所述各個(gè)通電的一個(gè)或多個(gè)附加RF天線范圍內(nèi)RFID標(biāo)簽的物品的物品信息。
80.如權(quán)利要求77所述的庫存控制方法，其特征在于，處理所述確定的物品信息的所述步驟包括更新數(shù)據(jù)庫中的所述確定的物品信息。
81.如權(quán)利要求77所述的庫存控制方法，其特征在于，提供一個(gè)或多個(gè)智能站的所述步驟還包括為每個(gè)智能站提供第二傳輸電纜，所述電纜通過第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)將所述讀出器單元分別連接到所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線，其中，所述讀出器單元將未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)通過所述第二傳輸電纜傳送到所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線，并且將經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)通過所述第一傳輸電纜傳送到所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線。
82.如權(quán)利要求81所述的庫存控制方法，其特征在于，提供一個(gè)或多個(gè)智能站的所述步驟包括針對(duì)每個(gè)智能站，將所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)配置為僅在三種狀態(tài)中的一種狀態(tài)下操作第一種狀態(tài)是僅將經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線中相應(yīng)的一個(gè)天線；第二種狀態(tài)是僅將未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)發(fā)送到所述相應(yīng)的第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線中所述的一個(gè)天線；以及第三種狀態(tài)是所述經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)和所述未經(jīng)調(diào)制的RF信號(hào)繞過所述第一和一個(gè)或多個(gè)附加RF天線中所述相應(yīng)的一個(gè)天線。
83.如權(quán)利要求77所述的庫存控制方法，其特征在于還包括以下步驟對(duì)于每個(gè)讀出器單元，確定為讀取連接到該讀出器單元的RF天線而提供的最佳RF功率；在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中為每個(gè)讀出器單元存儲(chǔ)所述確定的最佳RF功率；以及在選擇性地為連接到該讀出器單元的所述RF天線供電以確定位于連接到該讀出器單元的所述智能站上的物品的物品信息時(shí)，使用讀出器單元的所述存儲(chǔ)的最佳RF功率。
84.如權(quán)利要求83所述的庫存控制方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括查找表。
85.一種跟蹤RFID標(biāo)簽的智能貨架系統(tǒng)，包括發(fā)送和接收RF信號(hào)的讀出器單元；以及第一智能站，它包括通過第一開關(guān)經(jīng)第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的第一RF天線；以及通過相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)經(jīng)所述相同的第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的一個(gè)或多個(gè)附加RF天線；其中，所述智能站布置在圓形架上。
86.如權(quán)利要求85所述的智能貨架系統(tǒng)，其特征在于，兩個(gè)RF天線正交地設(shè)置在所述圓形架中心內(nèi)的兩個(gè)垂直平面中。
87.權(quán)利要求86所述的智能貨架系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)RF天線連接到所述讀出器單元，從所述讀出器單元到所述兩個(gè)RF天線的引入電纜的長(zhǎng)度相差為所述RF波長(zhǎng)的1/4。
88.權(quán)利要求86所述的智能貨架系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)RF天線通過雙向90度功率分配器連接。
89.權(quán)利要求85所述的智能貨架系統(tǒng)，其特征在于，所述RF天線設(shè)計(jì)為掛鉤，并且布置或設(shè)置在所述圓形架的不同部分上。
90.一種跟蹤RFID標(biāo)簽的智能站系統(tǒng)，包括發(fā)送和接收RF信號(hào)的兩個(gè)或兩個(gè)以上讀出器單元；兩個(gè)或兩個(gè)以上智能站，每個(gè)所述智能站連接到所述兩個(gè)或兩個(gè)以上讀出器單元中一個(gè)單元，所述智能站包括通過第一開關(guān)經(jīng)第一傳輸電纜連接到所述兩個(gè)或兩個(gè)以上讀出器單元中的一個(gè)單元的第一RF天線；以及通過相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)附加開關(guān)經(jīng)所述相同的第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的一個(gè)或多個(gè)附加RF天線；以及連接到所述兩個(gè)或多個(gè)讀出器單元的控制單元；其中，所述控制單元以所述相應(yīng)的讀出器單元可識(shí)別的不同格式將命令信號(hào)發(fā)送到所述讀出器單元，并且所述控制單元解析從所述相應(yīng)的讀出器單元接收的不同格式的數(shù)據(jù)。
91.如權(quán)利要求90所述的智能站系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元連接到電子網(wǎng)絡(luò)，并且所述控制單元從所述電子網(wǎng)絡(luò)接收普通格式的命令信號(hào)，并將所述接收的命令信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述相應(yīng)的讀出器單元可識(shí)別的所述不同格式；以及其中，所述控制單元將從所述相應(yīng)的讀出器單元接收的所述不同格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成普通格式，以便傳輸?shù)剿鲭娮泳W(wǎng)絡(luò)。
92.一種制作射頻天線的方法，包括以下步驟設(shè)置帶有用于容納導(dǎo)體的凹槽和用于容納所述導(dǎo)體末端的孔洞的襯底，其中所述凹槽是通過模塑或沖壓形成的；將導(dǎo)線導(dǎo)體插入一些或所有所述凹槽以形成環(huán)路、偶極或其它天線形狀；以及將所述導(dǎo)線導(dǎo)體的末端連接到電子電路以形成所述射頻天線。
93.如權(quán)利要求92所述的方法，其特征在于，所述凹槽和孔洞以直線型網(wǎng)格圖案形成，允許在所述襯底上生成各種各樣的天線方向圖。
94.如權(quán)利要求92所述的方法，其特征在于，所述凹槽和孔洞以特定圖案形成，允許在所述天線上生成特定的天線方向圖。
95.一種制作射頻率天線的方法，包括以下步驟提供具有多個(gè)孔洞的固定器，所述孔洞用于容納限定拐角或一個(gè)或多個(gè)天線方向圖端點(diǎn)的插針，或者容納天線導(dǎo)線的末端；通過將導(dǎo)線末端插入孔洞，或者將導(dǎo)線末端接到安裝在所述插針上的裝置，從而臨時(shí)將導(dǎo)線連接到所述固定器上，然后將導(dǎo)線末端之間的導(dǎo)線纏繞在其它插針上以形成天線形狀的導(dǎo)線；將所述天線形狀的導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到襯底材料上；以及在所述襯底材料上固定所述天線形狀的導(dǎo)線。
96.一種在平面襯底上敷設(shè)一條或多條導(dǎo)電路徑以形成箔天線的設(shè)備，其包括導(dǎo)電帶或帶狀材料的供應(yīng)源；敷設(shè)器，其連接到所述供應(yīng)源，可以定位在所述襯底平面上并在該襯底平面上移動(dòng)，所述敷設(shè)器用于將所述導(dǎo)電帶或帶狀材料敷設(shè)到所述襯底上；以及控制器，其在所述襯底上自動(dòng)移動(dòng)和定位所述敷設(shè)器，并控制所述導(dǎo)電帶或帶狀材料的饋送。
全文摘要
一種庫存控制系統(tǒng)和方法(圖3A)，用于跟蹤帶有RFID標(biāo)簽(501和502)的物品庫存，其包括讀出器單元(120)和智能站(124)，智能站可跟蹤RFID標(biāo)簽以確定要盤存物品的物品信息。讀出器單元發(fā)送和接收RF信號(hào)。智能站傳輸電纜(221和222)通過第一開關(guān)，一個(gè)或多個(gè)附加RF電纜通過附加開關(guān)(527)。庫存控制處理單元(550)從智能站接收物品信息以更新與要盤存物品相關(guān)的庫存信息。
文檔編號(hào)G06Q10/00GK1639913SQ03805350
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2003年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月9日
發(fā)明者D·G·鮑爾, E·R·布伊爾, R·J·坎佩羅, W·J·卡彭特, S·P·梅茨勒, R·E·諾德格倫, P·B·拉斯班德, M·A·泰勒, H·E·小伍德 申請(qǐng)人:米德韋斯瓦科公司