專利名稱：多個類別的rfid標簽的自動感應(yīng)和編碼打印機系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及到打印機系統(tǒng)，尤其是RFID打印機系統(tǒng)。
相關(guān)技術(shù)射頻識別(RFID)系統(tǒng)代表了起始于常用的條形碼原理的自動識別技術(shù)的下一階段。然而，條形碼系統(tǒng)需要在掃描器和被識別的條形碼之間的瞄準線(LOS)接觸，而RFID技術(shù)不需要LOS接觸。由于條形碼系統(tǒng)經(jīng)常需要人工介入以確保條形碼標牌(label)和條形碼掃描器之間的LOS接觸，這是一個關(guān)鍵性的區(qū)別。截然相反的是，RFID系統(tǒng)排除了在RFID標簽(tag)和RFID閱讀器或查詢器之間進行人工調(diào)整的需要，從而保持勞動成本最低。另外，條形碼標牌在傳遞過程中有可能變臟，使其不能夠被讀出。由于使用RF傳送代替光學(xué)傳送來讀出RFID標簽，這樣的污染不一定使得RFID標簽難以讀出。此外，RFID標簽可以通過一次寫入或多次寫入的方式而被寫入，而條形碼標牌一旦被打印出來，進一步的改動是不可能的。盡管與打印的條形碼標牌相比，RFID標簽具有較高的成本，但是RFID系統(tǒng)的這些優(yōu)點促成了該項技術(shù)的快速發(fā)展。
隨著RFID標牌發(fā)展的趨勢，其具有在標牌上設(shè)置光學(xué)信息以使該組件既具有光學(xué)信息也具有RFID信息的優(yōu)點，以便能夠使用多于一種的技術(shù)來讀出標牌。由于RFID標牌技術(shù)不像條形碼技術(shù)那樣被廣泛應(yīng)用，許多商家和用戶可能沒有合適的RFID閱讀器以讀取RFID標簽，因而這可能是有益的。
通過首先在標牌上打印光學(xué)可讀信息，繼而設(shè)計或編碼嵌入在標牌中的RFID標簽，能夠在打印機，例如熱敏打印機，中產(chǎn)生具有RFID和光學(xué)可讀信息的標牌。其他類型的打印機也可以首先設(shè)計標牌，而后打印信息。甚至另外一些打印機可以從RFID標簽中讀出預(yù)先設(shè)計或編碼的信息，并且在標牌上將這些信息作為光學(xué)可讀信息進行打印，例如條形碼。典型的RFID打印機被配置為讀出或者編碼一種類型的RFID標簽，這使得打印機的操作更為有效。
然而，隨著RFID產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)并將會有許多不同類型的RFID，例如由EPCglobal定義的不同的類別。因而，具有能夠打印光學(xué)可讀信息并讀出或者編碼一個標簽，而不管在打印機系統(tǒng)中使用的RFID標簽的類型，也不需要用戶人工改變打印機設(shè)置的打印機是所希望的。
概要根據(jù)本發(fā)明的一個方面，RFID打印機系統(tǒng)包括一個多重協(xié)議閱讀器以及一個能夠查詢多個類別的RFID標簽的天線。閱讀器可以是一個單個的多重協(xié)議閱讀器或者是多個的單一協(xié)議閱讀器。閱讀器使用第一種類型或類別的RFID標簽的設(shè)置來查詢(例如，編碼或閱讀)RFID標簽。如果查詢不成功，閱讀器查詢帶有第二種類型或類別的RFID標簽的該標簽。這個過程一直重復(fù)到該RFID標簽被成功的查詢，或者閱讀器不能夠查詢該標簽。
如果成功的查詢到標簽，閱讀器使用同樣類別或者類型的設(shè)置查詢下一個標簽。如果在任何時候閱讀器使用當前設(shè)置不能查詢到某個標簽，它將按序列采用其列表中的可用類別直到成功。當閱讀器使用所有其支持的標簽的設(shè)置也不能夠讀出該標簽時，打印機采取適當?shù)牟僮?。例如包括打印一個特定的可視指示符，從而使用戶知道特定的標簽不能夠被查詢到，或者在該標簽被打印或應(yīng)用到打印機之前將其移開。
由此，打印機系統(tǒng)能夠編碼并打印多于一種類別的RFID標簽，而不需要打印機中任何硬件和軟件的改變，同時打印機的配置可以改變也可以不改變。
根據(jù)下面的詳細描述及其相應(yīng)的附圖，本發(fā)明將更加易于全面理解。
附圖簡要描述

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的打印機系統(tǒng)框圖；圖2A和2B顯示了根據(jù)不同的實施例，在圖1的打印機系統(tǒng)中采用的RFID天線；并且圖3是根據(jù)一個實施例，說明查詢RFID標牌過程的一個流程圖。
本發(fā)明的實施例及其優(yōu)點通過參照下面的詳細描述將得到最好的理解。應(yīng)當認識到，相同的參考數(shù)字被用來標識在一個或者多個附圖中說明的相同的元件。
詳細描述圖1是一個示范性的射頻識別(RFID)打印機系統(tǒng)100框圖，該系統(tǒng)具有一個本發(fā)明可以使用的多重協(xié)議閱讀器102。RFID打印機系統(tǒng)100也包括一個標牌106的滾筒104或者介質(zhì)，其中RFID標簽嵌入在每一個標牌106中。RFID標簽是可以從大量的制造商那里獲得的無源標簽或者有源標簽，包括AlienTechnology Corporation of Morgan Hill，CA，Matrics，Inc.of Rockville，MD，和PhilipsSemiconductor of Netherlands。來自滾筒104的標牌經(jīng)過RFID天線108被輸送，被設(shè)計或讀出，并通過熱敏打印頭或其他的打印裝置打印。RFID天線108對應(yīng)于標牌放置，使得對標牌的查詢有效或者最佳。通過例如一個主機/打印機接口，一個主計算機110被耦接到一個電子打印設(shè)備或者打印機控制器112。應(yīng)予注意的是，主計算機110是典型地位于打印機系統(tǒng)外部而不是其一部分。
打印機控制器112按順序耦接到多重協(xié)議閱讀器102，例如通過串行接口，電纜，以太網(wǎng)，和其他適合的接口。打印機固件被增強以支持低層閱讀器命令，例如通過打印系統(tǒng)將打印機標牌傳送與標簽的寫/讀過程同步。閱讀器102被耦接到RFID天線108，例如閱讀器RF端口，由此使得每個標牌上的RFID標簽被寫入、編碼和/或驗證。閱讀器102可以以機械方式裝配在打印機外殼之內(nèi)或之外。通過主計算機110，打印機控制器112，多重協(xié)議閱讀器102和天線108，可以查詢不同類別或類型的RFID標簽，這將在下面進行詳細討論。在由天線108查詢之后，標牌經(jīng)過一個熱敏打印頭以進行打印或者其它所期望的操作。而后由此得到的標牌既具有打印的介質(zhì)，也具有所設(shè)計的RFID標簽，它們可以分別使用例如條形碼掃描儀和RF閱讀器而被讀出。
典型的，來自滾筒104的標牌106以一個很高的速率經(jīng)過RFID天線108進行查詢。例如，標牌106以高達10英寸/秒的速度經(jīng)過，這對于6英寸的標牌來說相當于每3秒有5個標牌。一個耦接到打印控制器112的介質(zhì)驅(qū)動馬達，通過打印機驅(qū)動一個壓印滾筒以拉動標牌106，這在本領(lǐng)域內(nèi)是公知的。打印機控制器112也被連接到電源和用戶操作控制面板，它們可以是主計算機110的一部分。控制面板使得用戶能夠控制打印系統(tǒng)的特定操作，如下面將要討論的那樣。打印機控制器112也控制熱敏帶驅(qū)動馬達并從標牌定位傳感器接收信息，所述標牌定位傳感器允許打印機控制器112基于從RFID標簽讀出的信息將適當動作傳遞到打印機系統(tǒng)的其他部分。接口適配器和電源供應(yīng)組件能夠被安置在多重協(xié)議閱讀器102中以向閱讀器提供電源，其能夠被用于依次向RFID天線108通電。
RFID天線108能夠查詢不同類別的RFID標簽以及不同的標簽天線設(shè)計。如這里所使用的，查詢可以包括對于RFID標簽的讀出或?qū)懭搿Ｍㄟ^不同的射頻無線接口協(xié)議可以區(qū)別不同的類別。不同類別的數(shù)據(jù)格式是等效的并且由例如EPCglobal的團體定義。EPCglobal標簽的類型包括EPCglobal0類，可寫EPCglobal0類(Matrics)，可寫EPCglobal0類(Impinj)，EPCglobal1類，EPCglobal1類2代，第2類，通常使用現(xiàn)有的ISO RFID標準中的飛利浦1.19。
為了查詢不同類別的標簽，天線和閱讀器必須都能夠查詢多種類型或類別的標簽。適合的閱讀器包括來自例如Applied Wireless Identification of Monsey，NY等公司的多重協(xié)議閱讀器。多個的單一類別閱讀器能夠被用作多重協(xié)議閱讀器102。例如，一個閱讀器可以被設(shè)計為來自EPCglobal0類的標簽，而另一個閱讀器可以被設(shè)計為來自EPCglobal1類的標簽。這些單個協(xié)議閱讀器能夠被聯(lián)合起來，從而能夠在單個的打印機系統(tǒng)內(nèi)查詢不同的標簽協(xié)議。
多重協(xié)議閱讀器和天線一起被使用，它能夠支持不同類別的標簽協(xié)議。圖2A和圖23顯示了兩個適當?shù)奶炀€設(shè)計。在圖2A中，一個RFID天線200包括兩個電導(dǎo)體，它們在一個印刷電路板組件204上形成一個傳輸線202。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，導(dǎo)體都是由嵌入在可塑的絕緣體材料中的銅構(gòu)成，盡管其他的導(dǎo)電性材料也是合適的。傳輸線202由一個分相電路和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)206驅(qū)動，并且在一個實施例中該阻抗匹配電路連接到50歐姆的同軸電纜208，其與一個RFID閱讀器相耦接。分相電路和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)206的兩個輸出產(chǎn)生180度的異相信號并且通過對兩個印刷電路的輕度蝕刻，電氣連接到兩個傳輸線導(dǎo)體。
網(wǎng)絡(luò)206也將同軸電纜208的50歐姆的特性阻抗與傳輸線202的300歐姆的阻抗相匹配。在一個實施例中，傳輸線202通過300歐姆的電阻210而被電氣終結(jié)。在一個實施例中，傳輸線202的每一個導(dǎo)體的長度是1.8英寸，并且位于印刷電路板組件204表面上的兩個導(dǎo)體之間相距0.8英寸。盡管這里涉及的是300歐姆傳輸線，具有其他的特性阻抗的傳輸線也可以被用于RFID天線。當RFID標牌(以及RFID標簽)(由點劃線212示出)經(jīng)過RFID天線108時，傳輸線202平行與該RFID標牌及標簽的運動方向。
圖2B顯示了RFID天線的另外一個實施例。除了其具有在一個印刷電路板水平投影組件254上形成的兩個微帶狀傳輸線252之外，RFID天線250與圖2A中的那一個相似。根據(jù)一個實施例，兩個微帶狀線252都是由嵌入在可塑的絕緣材料中的銅形成，盡管其他的傳導(dǎo)性材料也可能是合適的。微帶狀線252由一個分相電路和連接到50歐姆同軸電纜256的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)254驅(qū)動，該同軸電纜與RFID閱讀器102相耦接，和圖2A中的一樣。分相電路和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)254的兩個輸出也產(chǎn)生180度的異相信號并且通過對兩個印刷電路輕度腐蝕，電氣連接到兩個傳輸線。微帶狀線通過100歐姆的電阻258被電氣終結(jié)。在一個實施例中，每一個傳輸線252的長度是1.8英寸，在印刷電路板組件254表面之上的兩個傳輸線之間相距0.8英寸。盡管被稱作為“微帶狀線”，任何合適的并行傳輸線集合可以被用于RFID天線。天線的附加細節(jié)公布在公眾可以獲知的序列號為第10/863055號和第10/863317號的美國申請中，其申請日都是2004年6月7日，并且全部引入以做參考。其他的天線類型也可以是合適的，例如單一傳輸線天線。
本發(fā)明的一個方面是在不具有關(guān)于標簽的類型的預(yù)先知識的情況下，在訪問該標簽以進行讀取數(shù)據(jù)或者寫入新數(shù)據(jù)期間，自動探測RFID標簽的類別的能力。圖3是根據(jù)一個實施例，說明查詢RFID標簽的步驟的流程圖。在操作300中，例如通過一個控制面板菜單，用戶設(shè)置打印機的操作參數(shù)。這些參數(shù)中的一個在這里被稱作“自動標簽感應(yīng)”。當配置為自動標簽讀取時，對于特定類別的標簽，不需要用戶介入來配置打印機以進行操作。根據(jù)這個設(shè)置，通過使用閱讀器低層命令接口，打印機固件將自動并按序列地使用閱讀器中可以獲得的有效協(xié)議來嘗試訪問該標簽，現(xiàn)在將討論這一點。
在操作302，具有內(nèi)嵌的標簽的標牌106被移動到RFID天線108的范圍內(nèi)(參見圖1)，打印機固件命令多重協(xié)議閱讀器使用第一識別類或者協(xié)議選定(例如，EPCglobal1類)來查詢該標簽。如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所知的，“范圍之內(nèi)”依賴于閱讀器和天線的設(shè)計，并且變化依賴于應(yīng)用和設(shè)計?？梢酝ㄟ^使用對于所采用的特定閱讀器的特殊的低層命令來查詢或者訪問該標簽。該類別或者協(xié)議選定可以被保持在閱讀器的存儲器中的一個統(tǒng)計表格內(nèi)，并且可以由用戶以任意序列或者如應(yīng)用需求所需要的預(yù)置序列來設(shè)置。訪問或者查詢指的是讀、寫或者任何其他形式的標簽通訊。
接下來，在操作304中，多重協(xié)議閱讀器確定該標簽是否被成功的查詢。成功的查詢能夠由用戶或者基于預(yù)先建立的標準確定，例如基于嘗試的最大數(shù)目。如果標簽沒有被成功的查詢，在操作306中，嘗試使用第二類別或者協(xié)議(例如，EPCglobal0類)進行查詢。如果如操作308所確認的那樣，查詢?nèi)圆怀晒?，在操?10，系統(tǒng)確定第二類是否是閱讀器能夠查詢的最后一類。如果閱讀器能夠查詢另外的類或協(xié)議，就在操作312使用下一個類或協(xié)議進行查詢。這個按序列使用存儲的協(xié)議的過程一直持續(xù)下去。
如果在使用了所有的可獲得的協(xié)議之后，標簽仍然沒有被成功的查詢到，如操作310所確定的，標簽被按操作314中要求的那樣處理。例如，包含標簽的標牌被打印上一個識別標記以向用戶指示該標牌沒有被成功的查詢。在另一個例子中，包含標簽的標牌從標牌滾筒移除，從而使得其不再應(yīng)用，在其上打印，或者進一步的使用。在一個實施例中，在嘗試查詢該標簽期間，標簽在天線內(nèi)保持靜止。然而，當更快的RFID硅技術(shù)投入應(yīng)用后，標簽/標牌不再需要保持靜止并且可以被設(shè)計為在行進中與標牌打印處理并行。對于設(shè)計當前所選擇協(xié)議的標簽的嘗試的數(shù)目可以被設(shè)計為最佳的通過量或者標牌流量?？梢栽试S并且通過控制面板菜單可以選擇另外的標簽/標牌訪問重試。這依次使得打印機能夠配置閱讀器和/或打印機自身以重試規(guī)定的次數(shù)。
一旦閱讀器成功地查詢到該標簽(如在操作304或308中所定義的)，則在操作316中存儲類別或者協(xié)議設(shè)置。在操作318使用存儲的設(shè)置對下一個標簽繼續(xù)進行查詢。如操作320所確定的，只要標簽被成功的查詢，就使用所存儲的設(shè)置對在滾筒中的隨后的標簽繼續(xù)進行查詢。然而，一旦使用所存儲的設(shè)置沒有成功的查詢到該標簽，就在操作302中使用閱讀器的第一類或協(xié)議重新開始查詢。
一旦閱讀器成功的查詢到該標簽，打印機按照正常的方式繼續(xù)處理該標簽。這包括在RFID標簽中設(shè)計新的數(shù)據(jù)并打印到相關(guān)的標牌上。
根據(jù)本發(fā)明以上描述的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠認識到在不脫離本發(fā)明的范疇內(nèi)可以作出任何形式和細節(jié)上的改變。僅通過以下權(quán)利要求來限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一個射頻識別(RFID)打印機系統(tǒng)，包括一個RFID閱讀器，被配置為查詢多個類別的RFID標簽；一個耦接到RFID閱讀器的打印機控制器，被配置為向RFID閱讀器指示用來查詢RFID標簽的類別的序列；以及一個耦接到RFID閱讀器的RFID天線，被配置為查詢多個類別的RFID標簽。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中類別包括EPCglobal1類和EPCglobal0類。
3.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中RFID天線包括兩個電導(dǎo)體，每一個都具有一個第一末端和一個第二末端。一個耦接到兩個電導(dǎo)體的第二末端的電阻元件；以及一個耦接在兩個電導(dǎo)體的第一末端和RFID閱讀器之間的分相電路。
4.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中RFID天線包括兩個并行傳輸線；以及一個耦接在兩個傳輸線之間的分相電路。
5.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中類別序列由用戶定義。
6.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中多重協(xié)議閱讀器包括大量的單一協(xié)議閱讀器。
7.一種操作射頻識別(RFID)打印機系統(tǒng)的方法，包括在打印機系統(tǒng)中建立關(guān)于不同的RFID標簽的類別的設(shè)置序列；使用設(shè)置中的第一個來查詢RFID標簽；以及如果第一次查詢不成功，使用設(shè)置中的第二個來查詢該RFID標簽。
8.權(quán)利要求7的方法，其中各個用戶的設(shè)置序列可以是不同的。
9.權(quán)利要求7的方法，其中不同的類別包括EPCglobal1類和EPCglobal0類。
10.權(quán)利要求7的方法，進一步包括存儲成功查詢的設(shè)置。
11.權(quán)利要求7的方法，進一步包括使用與上一次成功的查詢同樣的設(shè)置來查詢下一個RFID標簽。
12.權(quán)利要求7的方法，進一步包括在查詢期間，保持RFID標簽位于查詢范圍之內(nèi)。
13.權(quán)利要求12的方法，進一步包括在查詢期間不移動RFID標簽。
14.權(quán)利要求7的方法，其中查詢包括對標簽的讀取或?qū)懭搿?br> 15.權(quán)利要求7的方法，進一步包括在成功的查詢后，打印一個包含標簽的標牌。
16.權(quán)利要求7的方法，其中當查詢一個新的RFID標簽滾筒時，總是使用設(shè)置中的第一個進行首次查詢。
17.權(quán)利要求7的方法，進一步包括如果第一和第二次查詢不成功，就采用設(shè)置中的第三個進行查詢。
18.一種操作射頻識別(RFID)打印機系統(tǒng)的方法，包括對于不同的RFID標簽的類別，按序列使用用戶定義的設(shè)置序列來查詢RFID標簽；以及存儲成功的查詢的設(shè)置。
19.權(quán)利要求18的方法，進一步包括使用存儲的設(shè)置來查詢在與RFID標簽在同一個滾筒中的另外的RFID標簽。
20.權(quán)利要求18的方法，進一步包括當不同滾筒的標簽被安裝到打印機系統(tǒng)中時，或者當在上一個標簽被成功的查詢后，標簽查詢不成功時，按順序使用來自于序列中的第一個的設(shè)置來查詢RFID標簽。
全文摘要
一種自動使用用戶定義的對于不同的RFID標簽或類別的設(shè)置序列來查詢或訪問RFID標簽的RFID打印機系統(tǒng)和方法。一旦完成了成功的查詢，設(shè)置被存儲起來并且存儲的設(shè)置被用來查詢下一個標簽。每一個新的滾筒的標簽/標牌都使用第一種設(shè)置來進行查詢。從而，打印機系統(tǒng)能夠在不改變打印機的硬件和軟件的情況下讀出或者寫入多于一類的標簽。
文檔編號G06K17/00GK1877602SQ20051008784
公開日2006年12月13日 申請日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月10日
發(fā)明者T·A·查普曼, A·W·愛德華茲 申請人:普林昌尼克斯股份有限公司