專利名稱：評估電磁門裝置的電磁場強(qiáng)度的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于評估電磁門裝置的電磁場強(qiáng)度的設(shè)備。此外，本發(fā)明涉及一 種評估電磁門裝置的電磁場強(qiáng)度的方法。
背景技術(shù)：
自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的重要性尤其在服務(wù)業(yè)、后勤領(lǐng)域、商業(yè)領(lǐng)域以及工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中 增大。識(shí)別系統(tǒng)的進(jìn)一步應(yīng)用涉及人和動(dòng)物的識(shí)別。特別是，例如應(yīng)答器(transponder)系統(tǒng)(例如，使用RFID標(biāo)簽)之類的無接觸識(shí) 別系統(tǒng)適于數(shù)據(jù)的快速無線傳輸，而無需令人煩擾的電纜連接。這種系統(tǒng)使用電磁波(特 別是高頻域)的發(fā)射和吸收。RFID技術(shù)的一個(gè)缺陷在于當(dāng)一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)簽由讀取器設(shè)備(也可以被稱 作電磁門裝置)讀取時(shí)，讀取速率可能取決于各RFID標(biāo)簽相對于讀取器設(shè)備的位置，這是 由于電磁門裝置工作范圍內(nèi)的位置相關(guān)或空間相關(guān)的場分布造成的。為了分析該特性，可 能希望具有關(guān)于電磁門裝置的電磁場強(qiáng)度或場幾何特征(geometry)的準(zhǔn)確信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于以低成本、高精度來評估電磁門裝置的電磁場強(qiáng)度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述的用于評估電磁門裝置的電磁 場強(qiáng)度的設(shè)備以及評估電磁門裝置的電磁場強(qiáng)度的方法。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，提供了一種用于評估(例如，確定量值，確定空間依 賴性，關(guān)于應(yīng)答器在具體位置處的操作性進(jìn)行認(rèn)定)電磁門裝置(例如，用于從應(yīng)答器讀取 信息和/或向應(yīng)答器寫入信息的裝置)的電磁場強(qiáng)度(例如，根據(jù)位置和/或時(shí)間的電場 和/或磁場分布)的設(shè)備，該設(shè)備包括測量單元，適于(例如，專用于，即，不提供接收之外 的其他服務(wù))接收來自電磁門裝置(可以在功能上耦合至該設(shè)備)的測量信號(例如，未 調(diào)制的載波或調(diào)制后的信號)，并確定所述測量信號的場強(qiáng)度值；通信單元，適于接收來自 電磁門裝置的命令數(shù)據(jù)(例如，捕獲電磁信號，所述電磁信號包括來自電磁門裝置的關(guān)于 測量的命令)，并適于向電磁門裝置發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)(例如，響應(yīng)于接收到命令數(shù)據(jù)而發(fā)射電 磁信號)。在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的設(shè)備包括評估單元(例如，處理器，如微處理器或中央 處理單元CPU)，所述評估單元適于根據(jù)由測量單元所確定的所述場強(qiáng)度值，評估電磁門裝 置的電磁場幾何特征。為了獲得場幾何特征，即具體位置處的具體場強(qiáng)度，設(shè)置用于確定所 述設(shè)備的位置/地點(diǎn)和/或取向的裝置。確定位置/地點(diǎn)和取向的方法本身是已知的，在 此不再詳細(xì)描述。例如，可以通過電磁信號的三角測量或者由在電磁門裝置的無線電范圍 內(nèi)自動(dòng)移動(dòng)本發(fā)明設(shè)備的機(jī)器人所提供的坐標(biāo)，來確定位置。這種機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)為所謂 的“托盤(pallet)移動(dòng)系統(tǒng)”，其在電磁門裝置的無線電范圍內(nèi)移動(dòng)帶有樣品產(chǎn)品以及本 發(fā)明的場強(qiáng)度記錄器的托盤。如果例如從明確的起點(diǎn)開始以恒定的速度移動(dòng)托盤，則可以容易地得到本發(fā)明設(shè)備的位置。在一種簡單的實(shí)施方式中，評估單元以預(yù)定時(shí)間間隔記錄場強(qiáng)度值。然后，這些數(shù) 據(jù)與托盤移動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相結(jié)合，用于評估場幾何特征。嚴(yán)格來講，最終的評估步驟在本發(fā) 明的場強(qiáng)度記錄器之外進(jìn)行。在另外的實(shí)施方式中，向評估單元提供定時(shí)信息(例如，在本發(fā)明的設(shè)備中可獲 得的已知頻率的時(shí)鐘信號)，評估單元可以針對每一記錄的場強(qiáng)度值而存儲(chǔ)時(shí)間戳。此外， 這些數(shù)據(jù)與托盤移動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相結(jié)合，用于評估場幾何特征。此外，最終的評估步驟在本 發(fā)明的場強(qiáng)度記錄器之外進(jìn)行。在另外的實(shí)施方式中，評估單元接收關(guān)于托盤速度的信息。利用定時(shí)信息(可以 如上所述獲得)，評估單元可以計(jì)算位置，并存儲(chǔ)場強(qiáng)度值以及位置。在此，場幾何特征的評 估完全在本發(fā)明的場強(qiáng)度記錄器內(nèi)部進(jìn)行。為了同步托盤移動(dòng)系統(tǒng)和本發(fā)明的場強(qiáng)度記錄器，評估單元可以在托盤開始移動(dòng) 時(shí)另外接收信號。根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，提供了一種通信系統(tǒng)，包括電磁門裝置，適于 生成具有電磁場幾何特征的電磁場；以及具有上述特征、用于評估電磁門裝置的電磁場強(qiáng) 度/場幾何特征的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，提供了一種評估電磁門裝置的電磁場強(qiáng)度的方 法，該方法包括如下步驟測量單元接收來自電磁門裝置的測量信號；通信單元接收來自 電磁門裝置的命令數(shù)據(jù)，并向電磁門裝置發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)(例如，在接收到命令數(shù)據(jù)時(shí)，對相 應(yīng)的命令進(jìn)行應(yīng)答)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例可以執(zhí)行的數(shù)據(jù)處理可以通過計(jì)算機(jī)程序、即通過軟件，或者 通過使用一個(gè)或多個(gè)專用電子優(yōu)化電路、即以硬件，或者以混合形式、即通過軟件組件和硬 件組件，來實(shí)現(xiàn)。術(shù)語“電磁門裝置”可以具體地表示讀取設(shè)備、寫入設(shè)備、或者組合的讀寫設(shè)備，用 于在常規(guī)使用期間從另外的通信設(shè)備讀取信息和/或向另外的通信設(shè)備編程信息(例如， 應(yīng)答器，如RFID標(biāo)簽、另外的讀/寫設(shè)備等)。然而，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，這種電磁 門裝置可以是被測設(shè)備，從而評估電磁門裝置的電磁場分布、特性或配置。根據(jù)本發(fā)明的示 例性實(shí)施例，電磁門裝置可以是UHF門應(yīng)用裝置。術(shù)語“應(yīng)答器”可以具體地表示RFID標(biāo)簽或智能卡。更一般地，應(yīng)答器可以是在 被來自詢問器(interrogator)的專門信號激活時(shí)可以自動(dòng)發(fā)送特定(例如，編碼數(shù)據(jù))的 設(shè)備(例如，包括芯片)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可以提供電場和/或磁場幅度記錄器，特別地具有 可以經(jīng)由分離的通道進(jìn)行通信的兩個(gè)分離單元。這些單元之一可以是測量單元，該測量單 元僅接收源自電磁門裝置如RFID讀取器的測量信號。電場和/或磁場強(qiáng)度記錄器可以進(jìn) 一步包括通信單元，該通信單元執(zhí)行兩種功能，即從電磁門裝置接收命令數(shù)據(jù)/命令消息， 還能夠向電磁門裝置發(fā)送應(yīng)答數(shù)據(jù)/應(yīng)答消息。因此，單向通信的測量單元(一種場數(shù)據(jù) 接收器)和雙向通信的通信單元(一種用于與電磁門應(yīng)用交換控制數(shù)據(jù)的收發(fā)機(jī))可以相 組合。從這兩個(gè)單元接收到的信息可以提供給評估單元，評估單元可以具有評定或分析電 磁門裝置的電磁場特征的能力，從而允許以空間依賴方式得到關(guān)于電磁門裝置的應(yīng)答器讀取特性的信息。具體地，可以評估讀取特性的弱點(diǎn)，并可以得到關(guān)于應(yīng)答器在電磁門裝置的 工作范圍內(nèi)適當(dāng)定位的信息。因此，可以利用應(yīng)用內(nèi)適當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤分析能力，具體地針對任何RFID應(yīng)用進(jìn)行場分 析。這可以特別用于優(yōu)化產(chǎn)品上的標(biāo)簽定位。也可以用于天線特征化和天線設(shè)計(jì)。通過提 供RF接口或其他無線工作接口，可以安全地防止測量過程期間由供電電纜和信號電纜導(dǎo) 致的擾動(dòng)影響。通過將測量和RF通信用的傳輸通道分離，可以確保RF數(shù)據(jù)傳送對測量不 造成影響，反之亦然。根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的設(shè)備可以以緊湊方式來制造，具有高分辨 率和測量范圍。接著，解釋該設(shè)備的其他示例性實(shí)施例。然而，這些實(shí)施例也適用于所述通信系統(tǒng) 和方法。測量設(shè)備可以適于單向通信，而通信單元可以適于雙向通信。通過將測量單元的 通信能力限制為僅接收器功能，可以保證信息的非受擾接收。這可以有利地與能夠發(fā)送和 接收數(shù)據(jù)的通信單元相結(jié)合，從而允許設(shè)備和門應(yīng)用的匹配操作。除了從電磁門應(yīng)用接收 命令并向電磁門應(yīng)用發(fā)送應(yīng)答數(shù)據(jù)之外，還可以是通信單元向電磁門裝置發(fā)送命令，并從 電磁門應(yīng)用接收應(yīng)答數(shù)據(jù)。測量單元可以包括用于無線測量數(shù)據(jù)的測量天線。環(huán)形天線是這種測量天線的適 當(dāng)解決方案。通信單元可以包括用于無線交換數(shù)據(jù)的通信天線。偶極子天線是這種通信天線的 適當(dāng)解決方案。通信單元和測量單元可以適于以不同頻率或在不同(例如，非重疊)頻率范圍中 進(jìn)行通信。因此，可以安全地避免兩個(gè)傳輸通道之間不希望的串?dāng)_，這種串?dāng)_可能在使用相 同頻率或頻帶時(shí)發(fā)生。更具體地，通信單元可以適于以第一頻率進(jìn)行通信，而測量單元可以適于以第二 頻率進(jìn)行通信，其中第一頻率可以低于第二頻率。通過為測量天線選擇與通信天線所使用 的頻率相比較大的頻率，將通信天線調(diào)節(jié)至典型的應(yīng)答器頻率可以與可以安全地防止可能 的失真的測量天線頻率(例如，通過將應(yīng)答器施加到具有不同材料的載體上)相組合。因 此，可以由通信單元和測量單元接收互補(bǔ)信息，允許得到有意義的結(jié)果。第一頻率可以低于約1GHz，特別是可以在約IOOMHz與約950MHz之間的范圍中。 第一頻率可以調(diào)節(jié)至專用應(yīng)答器頻率，如RFID頻率。例如，第一頻率可以調(diào)諧至433MHz (業(yè) 余無線電)、867MHz (RFID，歐洲)、或 915MHz (RFID，美國)。第二頻率可以高于約1GHz，特別是可以在約2GHz與約3GHz之間的范圍中。因此， 可以選擇測量天線足夠高的工作頻率，使得測量結(jié)果與應(yīng)答器附至不同材料或產(chǎn)品無關(guān)。該設(shè)備可以包括電源單元，該電源單元適于向測量單元、通信單元和/或評估單 元供電，特別是供應(yīng)用于發(fā)送、接收和評估信號的電功率。這種電源單元可以集成在設(shè)備 中，從而提供即便在沒有市電電源的情況下也能工作的自足設(shè)備。電源單元可以適于利用來自電磁門裝置的電磁輻射的能量，來供電、加電、加載或 再充電。由于該設(shè)備通?？梢怨ぷ饔诖卣骰碾姶砰T裝置的電磁場中，該電磁場中包含 的能量可以用于對該設(shè)備供電。為此目的，通信單元和測量單元所捕獲的電信號可以(例 如，與整流電路等相結(jié)合)用于對電源單元的蓄能器進(jìn)行再充電。備選地，可以使用一次性
5電池。通信單元可以適于向電磁門裝置發(fā)送指示電磁場強(qiáng)度/場幾何特征的評估(測 量)數(shù)據(jù)作為應(yīng)答數(shù)據(jù)。因此，可以將評估的結(jié)果從設(shè)備回發(fā)到電磁門裝置，例如用于校準(zhǔn) 電磁門裝置或者調(diào)節(jié)電磁門裝置的工作點(diǎn)，從而基于這種反饋來改進(jìn)性能。通信單元還可 以適于發(fā)送作為應(yīng)答數(shù)據(jù)的如下確認(rèn)(先前接收的)命令已被執(zhí)行。在從門應(yīng)用接收到 命令消息時(shí)，通信單元因此可以發(fā)送指示命令已被執(zhí)行的應(yīng)答，例如指示測量已經(jīng)開始或 停止的應(yīng)答，或者指示所請求的測量結(jié)果已被廣播的應(yīng)答。這種應(yīng)答消息也可以包括已經(jīng) 正確接收到命令消息或者不能正確接收命令消息的簡單確認(rèn)。通信單元可以適于接收作為命令數(shù)據(jù)的測量開始命令(開始測量的指令)、測量 停止命令(停止測量的指令)、或者評估數(shù)據(jù)發(fā)送請求命令(發(fā)送場強(qiáng)度值或場幾何特征的 指令)。測量單元可以包括適于存儲(chǔ)接收到的場強(qiáng)度值的存儲(chǔ)器。這種存儲(chǔ)器，例如 EEPROM或任何其他非易失性存儲(chǔ)器，可以設(shè)置在該設(shè)備中，用于捕獲或存儲(chǔ)在工作期間接 收到的數(shù)據(jù)。因此，隨后可以處理及評估該數(shù)據(jù)?？梢栽O(shè)置數(shù)據(jù)接口，在該數(shù)據(jù)接口處，可提供指示電磁門裝置的電磁場強(qiáng)度/場 幾何特征的評估數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)接口可以允許以有線或無線方式與外圍設(shè)備如計(jì)算機(jī)進(jìn)行 通信。通過設(shè)置這種數(shù)據(jù)接口，設(shè)備的數(shù)據(jù)捕獲工作模式可以與用于進(jìn)一步處理捕獲數(shù)據(jù) 的裝置獨(dú)立地進(jìn)行，從而允許緊湊的幾何形狀。該設(shè)備可以被配置為單機(jī)設(shè)備。換言之，該設(shè)備可以是可“在現(xiàn)場”使用的便攜式 設(shè)備，其無需大型外圍組件，從而提供了能夠在沒有額外成員的情況下工作的自足設(shè)備。因 此，可以將設(shè)備運(yùn)輸?shù)綉?yīng)用安裝的地點(diǎn)，并在該地點(diǎn)執(zhí)行測量。如果需要，可以隨后在設(shè)備 與用于進(jìn)一步處理的裝置之間建立了通信連接之后進(jìn)一步處理數(shù)據(jù)。這可以在遠(yuǎn)離測量的 位置、或者在相同位置完成。設(shè)備可以在空間中三個(gè)垂直方向(例如，笛卡兒坐標(biāo)系的X、y和Z軸)的每一方 向上具有延伸，這些延伸均小于約10cm，特別地小于約5cm，更特別地小于或等于約3cm。例 如，設(shè)備可以具有平板狀設(shè)置，其兩個(gè)維度在3cm大小的量級，且第三維度在Icm以下。利 用這種小尺寸，保證了標(biāo)簽的適當(dāng)仿真，并可以獲得電磁場分布的高空間分辨率。設(shè)備的不同組件之間或者設(shè)備和其他設(shè)備之間的通信可以以有線方式(例如，使 用電纜)或者以無線方式(例如，通過WLAN、紅外通信或藍(lán)牙)來進(jìn)行。本發(fā)明的上述方面以及其他方面根據(jù)以下描述的實(shí)施例示例而變得清楚，并且參 照實(shí)施例的這些示例來予以說明。


后文將參照實(shí)施例的示例，更為詳細(xì)地描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這些實(shí)施 例。圖1和圖3示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的通信系統(tǒng)。圖2示出了引導(dǎo)帶有UHF標(biāo)簽的托盤通過UHF門應(yīng)用的情景。
具體實(shí)施例方式
附圖中的圖示是示意性的。在不同的附圖中，相似或相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的通信系統(tǒng)100。通信系統(tǒng)100包括電磁門 裝置120，例如適于在電磁門裝置120的第一部分140和第二部分142之間的工作范圍中生 成電磁場的UHF門應(yīng)用。另外，設(shè)置了用于評估電磁門裝置120的電磁場強(qiáng)度/場幾何特 征的設(shè)備110。圖1的圖示不是按比例的。電磁門裝置120的尺寸(例如，分米至米)通常遠(yuǎn)大 于設(shè)備110的尺寸(例如，幾個(gè)厘米)。設(shè)備110可以“模仿”應(yīng)答器標(biāo)簽，并可以用來分析 電磁門裝置120之內(nèi)或周圍的場分布。電磁門裝置120的第一部分140包括耦合至第一處理器146的第一讀/寫線圈 144。另外，第二部分142包括可通信地耦合至另一控制單元或處理器150且由該控制單元 或處理器150控制的第二讀/寫線圈148。如圖1所示，處理器146、150彼此耦合，以實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)交換。響應(yīng)于處理器146、150之一的控制信號，可以向相應(yīng)的讀/寫線圈144、148提供 電信號，從而在設(shè)備Iio所處的有效范圍154中生成電磁場。在電磁門裝置120的常規(guī)使用期間，它用來在有效范圍154中存在RFID標(biāo)簽的情 況下讀出RFID標(biāo)簽(未示出)的信息。將設(shè)備110(代替RFID標(biāo)簽)置于有效范圍154中，可以得到關(guān)于有效范圍154 中電磁場特性的信息，從而能夠分析電磁門裝置120用于應(yīng)答器(未示出，例如RFID標(biāo)簽 或無接觸芯片卡)讀/寫目的的功能。設(shè)備110包括測量單元112，該測量單元112適于接收來自電磁門裝置120的、指 示設(shè)備110當(dāng)前位置處(更為準(zhǔn)確地，測量單元112的當(dāng)前位置處)電磁場特性的測量信 號。測量單元112可以捕獲由讀/寫線圈144發(fā)射的電磁輻射160。另外，設(shè)備110包括通信單元114，該通信單元114適于接收來自電磁門裝置120 的命令數(shù)據(jù)，并適于向電磁門裝置120發(fā)送諸如應(yīng)答數(shù)據(jù)之類的通信數(shù)據(jù)。這在圖1中通 過線圈148發(fā)射的電磁輻射162以及通信單元114的通信線圈124發(fā)射的、發(fā)送至第二部 分142的線圈148且由線圈148接收的電磁輻射164來示意性表示。此外，設(shè)置評估單元116、118用于根據(jù)從測量線圈122接收到的場強(qiáng)度，來評估電 磁門裝置120的電磁場幾何特征。通信單元114的通信線圈124與電磁門裝置120之間交 換的消息162、164可以用來控制和監(jiān)視測量。仍然參照評估單元116、118，第一微處理器116通信耦合至測量線圈122，以評估 由測量線圈122接收到的信號160。此外，另一處理器118通信耦合至通信線圈124，從而 生成要發(fā)送至電磁門裝置120的數(shù)據(jù)信號164。另一處理器118還評估從電磁門裝置120 接收到的數(shù)據(jù)162。如圖1所示，處理器116、118通信耦合。備選地，也可以將處理器116、 118組合為一個(gè)單獨(dú)的公共處理器。例如，處理器116、118可以根據(jù)交換的同步或控制數(shù)據(jù) 如數(shù)據(jù)消息160、162，調(diào)節(jié)捕獲電磁輻射160的模式。另外如圖1所示，設(shè)置存儲(chǔ)器128，該存儲(chǔ)器128通信耦合至兩個(gè)處理器116、118， 且能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以將該數(shù)據(jù)經(jīng)由無線通信接口 130提供給通信伙伴設(shè)備或直接提供給用戶。存儲(chǔ)器128用于存儲(chǔ)所確定的場強(qiáng)度值或場幾何特征作為原始數(shù)據(jù)，或者由處理器 116、118評估或預(yù)評估的數(shù)據(jù)。測量單元112適于僅在從電磁門裝置120至設(shè)備110的方向上單向通信，而通信 單元114適于與電磁門裝置120進(jìn)行雙向通信，即，用于以通信單元114充當(dāng)源且電磁門裝 置120充當(dāng)數(shù)據(jù)目的地的通信，或者處于電磁門裝置120充當(dāng)源且通信單元114充當(dāng)數(shù)據(jù) 目的地的工作模式中。測量天線122被配置為環(huán)形天線。通信天線124被配置為偶極子天線。在本實(shí)施例 中，測量天線122工作于867MHz的頻率。在本實(shí)施例中，通信天線124工作于2. 5GHz的頻率。設(shè)置電源單元126，其向測量單元112和通信單元114提供電力。電源單元126適 于由源自電磁門裝置120所生成的電磁場的能量來充電。當(dāng)電磁門裝置120在設(shè)備110所 處的工作范圍154中生成電磁場時(shí)，天線122、124接收到的捕獲信號可以用作(例如，與整 流電路等相結(jié)合)電功率源，設(shè)備110可以使用該電功率源來對其部件供電。如圖1所示，設(shè)備110的所有部件被設(shè)置在公共外殼170內(nèi)，從而設(shè)備110為單機(jī) 設(shè)備，其可以在沒有其他外圍設(shè)備的情況下工作。在進(jìn)一步說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例之前，將總結(jié)發(fā)明人的一些基本認(rèn)識(shí)，正是 根據(jù)這些基本認(rèn)識(shí)做出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。應(yīng)用中RFID場幾何特征的評估特別是在超高頻(UHF)領(lǐng)域中是重要的。圖2所示的系統(tǒng)可以用來模擬超市中的情景，其中各自均具有標(biāo)簽的商品被放置 在購物車中，購物車移動(dòng)通過UHF門應(yīng)用。可能希望UHF門應(yīng)用識(shí)別每一商品(以及相應(yīng) 的信息如價(jià)格)，從而UHF門應(yīng)用可以確定所有商品的總售價(jià)。圖2示出了 RFID門應(yīng)用200，其具有安裝了第一天線204和第二天線206的第一 載體202，且包括安裝了第三天線210和第四天線212的第二載體208。天線204、206、210、 210組合起來在UHF門應(yīng)用200的有效范圍中生成復(fù)雜電磁場分布214。圖2還示出了攜帶UHF標(biāo)簽的托盤216，UHF標(biāo)簽以附圖標(biāo)記A、B、C、D來表示，它 們可以插入U(xiǎn)HF應(yīng)用200中，如箭頭218所示。換言之，可以將攜帶有在不同材料上施加的 UHF標(biāo)簽A、B、C、D的托盤216引導(dǎo)通過UHF門應(yīng)用200。托盤216可以通過機(jī)器人，特別 是所謂的托盤移動(dòng)系統(tǒng)，來自動(dòng)移動(dòng)。在這種RFID門應(yīng)用200中，通過托盤216上設(shè)置的所有標(biāo)簽A、B、C、D可實(shí)現(xiàn)的讀 /寫性能、可靠性以及質(zhì)量可能很大程度上取決于各標(biāo)簽A、B、C、D在UHF門應(yīng)用200的工 作范圍中所處的位置。在存在液體、金屬或具有高密度的其他材料時(shí)，這種讀/寫性能可能 大大降低。對UHF門應(yīng)用200的正確場分析能夠得到允許對RFID門應(yīng)用200的讀和/或 寫特性進(jìn)行優(yōu)化的結(jié)果或信息。為了分析超高頻場，傳統(tǒng)上可以使用兩種方法1.實(shí)現(xiàn)測量探針，測量探針與中央計(jì)算單元固定布線2.與場強(qiáng)傳感器結(jié)合的UHF標(biāo)簽仿真器，UHF標(biāo)簽仿真器根據(jù)EPC Global實(shí)現(xiàn)標(biāo) 準(zhǔn)化UHF協(xié)議但是，這些傳統(tǒng)方法具有若干缺點(diǎn)-對于1這種系統(tǒng)由于需要安裝電纜而缺少充分的靈活性。另外，由于電纜，可能 出現(xiàn)對接收到的測量值的擾動(dòng)影響。
-對于2通信和測量可能通過公共的偶極子天線來完成。然而，這可能造成對待 測量數(shù)據(jù)的擾動(dòng)影響。此外，當(dāng)前測量必須為RF通信而中斷。另外，這種系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)(需 要完整的EPC協(xié)議，包括針對數(shù)個(gè)設(shè)備的防沖突過程)。為了消除或減少這些缺點(diǎn)，本發(fā)明的示例性實(shí)施例提出了一種場強(qiáng)度記錄器，其 具有用于通信和用于測量的兩個(gè)分離通道。這可以通過兩個(gè)分離天線來實(shí)現(xiàn)，也可以通過 兩個(gè)完全分離的系統(tǒng)(系統(tǒng)可以包括天線加上微控制器加上電源)來實(shí)現(xiàn)。圖3示出了設(shè)備300，作為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的場強(qiáng)度記錄器的示例。設(shè)備 300具有偶極子天線124和環(huán)形天線122。另外，設(shè)置與天線122、124通信的電路302。通信或偶極子天線124用于發(fā)送器和設(shè)備300之間的通信，S卩，用于與門應(yīng)用交換 雙向通信的命令。經(jīng)由天線124，可以接收和發(fā)送RF命令。例如，偶極子天線124可以接收 命令消息“開始測量”、“停止測量”、“發(fā)送測量數(shù)據(jù)”，并可以在接收到命令時(shí)發(fā)送響應(yīng)消息 以對該命令進(jìn)行應(yīng)答。當(dāng)完成分析時(shí)，可以將存儲(chǔ)的場強(qiáng)度值回發(fā)到發(fā)送站用于進(jìn)一步評 估。天線124的構(gòu)造和相應(yīng)的前端可以與RFID頻率匹配，例如，可以調(diào)諧至433MHz (業(yè)余 無線電)、867MHz(RFID，歐洲)、9l5MHz(RFID，美國)等。測量或環(huán)形天線122可以專用于捕獲場強(qiáng)度的無失真值，這些值可以存儲(chǔ)在內(nèi)部 存儲(chǔ)器(RAM、閃存等)中。測量天線122具有足夠高的諧振頻率(例如，在2GHz至3GHz的 頻率范圍中調(diào)節(jié))，以通過調(diào)諧(例如，通過在不同材料上施加應(yīng)答器)來避免測量值的失
直
ο發(fā)送器可以是實(shí)驗(yàn)性構(gòu)造(例如，使用PC、信號發(fā)生器、UHF天線等)，也可以是商 用讀取器。當(dāng)使用讀取器時(shí)，可以在設(shè)備300中針對無線通信實(shí)現(xiàn)EPC UHF協(xié)議。也可以 直接通過串行接口(USB、RS232等)與設(shè)備300通信。這可以用于數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)交換。 這種設(shè)置由于標(biāo)準(zhǔn)化的通信(包括經(jīng)由讀取器對設(shè)備300的配置)以及對所需RFID應(yīng)用 (例如，UHF門，見圖2)的射頻特征進(jìn)行極為精確評估的機(jī)會(huì)而可能是有利的，因?yàn)樗行?要的測量和分析方法可以集成在讀取器和設(shè)備300中。當(dāng)使用實(shí)驗(yàn)性構(gòu)造時(shí)，可以使用專有協(xié)議或簡化EPC協(xié)議，這減少了設(shè)備300的移
植花費(fèi)。場強(qiáng)度值向個(gè)人計(jì)算機(jī)的傳送可以通過RF接口來進(jìn)行，但是也可以通過另外的 接口(USB，LAN，串行等)來進(jìn)行。隨后，可以在個(gè)人計(jì)算機(jī)處進(jìn)行評估。因此，根據(jù)示例性實(shí)施例，可以提供單機(jī)設(shè)備(攜帶電源)。在通信期間通過所耦 合的電磁能來對電池進(jìn)行再充電?？梢栽O(shè)置針對應(yīng)用內(nèi)測量和通信的分離通道。提供分離 的天線可以實(shí)現(xiàn)這種分離。也可以通過分離的電子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)這種分離。發(fā)送站(或讀取 器)與設(shè)備300之間RF通信的協(xié)議可自由選擇。也可以針對一個(gè)電磁門裝置，同時(shí)采用多個(gè)用于對電磁門裝置的電磁場強(qiáng)度/場 幾何特征進(jìn)行評估的設(shè)備，以模仿多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)處于門應(yīng)用的工作范圍內(nèi)的現(xiàn)實(shí)情況。應(yīng)當(dāng)指出，術(shù)語“包括”不排除其他元件或特征，單數(shù)形式不排除多個(gè)。此外，與不 同實(shí)施例結(jié)合描述的元件可以組合。還應(yīng)指出，權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)理解為限制權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
一種用于確定電磁門裝置(120)的場強(qiáng)度的設(shè)備(110)，該設(shè)備(110)包括測量單元(112)，適于接收來自電磁門裝置(120)的測量信號，并確定所述測量信號的場強(qiáng)度值；通信單元(114)，適于接收來自電磁門裝置(120)的命令數(shù)據(jù)，并適于向電磁門裝置(120)發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(110)，其中，測量單元(112)包括適于存儲(chǔ)場強(qiáng)度值的 存儲(chǔ)器(128)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(110)，包括評估單元(116，118)，所述評估單元適于根 據(jù)所述場強(qiáng)度值，評估電磁門裝置(120)的電磁場幾何特征。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(110)，其中，測量單元(112)適于與電磁門裝置(120) 單向通信，通信單元(114)適于與電磁門裝置(120)雙向通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(110)，其中，測量單元(112)包括測量天線(122)，特別 是環(huán)形天線，和/或通信單元(114)包括通信天線(124)，特別是偶極子天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(110)，其中，通信單元(114)和測量單元(112)適于經(jīng) 由不同的通信通道，特別是在不同的頻率，與電磁門裝置(120)進(jìn)行通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(110)，其中，通信單元(114)適于以第一頻率與電磁門 裝置(120)進(jìn)行通信，測量單元(112)適于以第二頻率與電磁門裝置(120)進(jìn)行通信，其中 第一頻率低于第二頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備(110)，其中，第一頻率低于1GHz，特別是在IOOMHz與 950MHz之間的范圍中，和/或第二頻率高于1GHz，特別是在2GHz與3GHz之間的范圍中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(110)，包括電源單元(126)，所述電源單元適于利用來 自電磁門裝置(120)的電磁輻射的功率，來向以下各項(xiàng)構(gòu)成的組中至少一項(xiàng)供電測量單 元(112)、通信單元(114)和評估單元(116，118)。
10.一種確定電磁門裝置(120)的場強(qiáng)度的方法，該方法包括如下步驟測量單元(112)接收來自電磁門裝置(120)的測量信號，并確定所述測量信號的場強(qiáng) 度值；通信單元(112)接收來自電磁門裝置(120)的命令數(shù)據(jù)，并向電磁門裝置(120)發(fā)送 響應(yīng)數(shù)據(jù)。
全文摘要
提供了一種用于評估電磁門裝置(120)的電磁場強(qiáng)度/場幾何特征的設(shè)備(110)，該設(shè)備(110)包括測量單元(112)，適于接收來自電磁門裝置(120)的測量信號，并確定所述測量信號的場強(qiáng)度值；通信單元(114)，適于接收來自電磁門裝置(120)的命令數(shù)據(jù)，并適于向電磁門裝置(120)發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)。可選地，該設(shè)備(110)包括評估單元(116，118)，所述評估單元適于根據(jù)從測量單元(112)接收的所述場強(qiáng)度值，評估電磁門裝置(120)的電磁場幾何特征。
文檔編號G06K7/00GK101911093SQ200980101823
公開日2010年12月8日 申請日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
發(fā)明者杰拉爾德·維德涅格, 邁克爾·布克曼, 龍尼·朔馬克 申請人:Nxp股份有限公司