便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)和在空間中讀取射頻辨識(shí)標(biāo)簽的方法【專利摘要】一種便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)和在空間中讀取射頻辨識(shí)標(biāo)簽的方法。該便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)包括：一射頻辨識(shí)天線陣列、一射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器以及一電源供應(yīng)器；該射頻辨識(shí)天線陣列、該射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器及該電源供應(yīng)器適于供一使用者穿戴或以其他方式攜帶，且適于彼此電連接以使該電源供應(yīng)器供電給該射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器，且使該射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器供電給該射頻辨識(shí)天線陣列，并使該射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器在該使用者通過一區(qū)域時(shí)通過該射頻辨識(shí)天線陣列接收一射頻辨識(shí)標(biāo)簽信號(hào)。本發(fā)明除了用于確認(rèn)庫存狀態(tài)外，在其他的應(yīng)用中還能確認(rèn)組裝及運(yùn)送的精確度，在各種應(yīng)用中，穿著便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)的使用者的手部皆能自由地完成一般或需要手工的作業(yè)?！緦＠f明】便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)和在空間中讀取射頻辨識(shí)標(biāo)簽的方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及射頻辨識(shí)(RFID)的實(shí)施，特別涉及一種便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)和在空間中讀取射頻辨識(shí)標(biāo)簽的方法?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]如同在制造、運(yùn)輸及其他商業(yè)活動(dòng)中，射頻辨識(shí)標(biāo)簽及讀取器被運(yùn)用于各種庫存狀態(tài)控制。隨著射頻辨識(shí)系統(tǒng)及射頻辨識(shí)標(biāo)簽的成本下降，此技術(shù)越來越普及。例如在零售商店、倉庫及運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)，員工攜帶手持式讀取器對(duì)組件、產(chǎn)品、包裝箱等對(duì)象進(jìn)行掃描。掃描程序能用于確認(rèn)庫存狀態(tài)或達(dá)到運(yùn)送指示的精準(zhǔn)度。除此之外還存在許多其他的應(yīng)用，且在其中便攜式掃描儀產(chǎn)生重要的功能。然而現(xiàn)有的便攜式射頻辨識(shí)掃描儀大致為單向的，且需手動(dòng)指向待辨識(shí)的對(duì)象。[0003]因此，需要提供一種便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)和在空間中讀取射頻辨識(shí)標(biāo)簽的方法來解決上述問題。【
發(fā)明內(nèi)容】[0004]本發(fā)明提供一種可被使用者舒適地穿戴的便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)(portableRFIDsystem)。所公開的系統(tǒng)能自動(dòng)進(jìn)行掃描操作(scanningoperation)而不需要員工花費(fèi)注意力手動(dòng)操作，使員工的雙手能用于完成各種工作。本發(fā)明的該掃描系統(tǒng)能實(shí)施于一裝設(shè)有一射頻辨識(shí)天線陣列的背心式(vest-like)衣服，該射頻辨識(shí)天線陣列較佳地包含多個(gè)狹長狀且可撓且多向的天線。較佳地，該等天線具有多個(gè)電波方向(beamdirection)及極性(polarity)。該射頻辨識(shí)天線陣列能檢測(cè)遍布于鄰近穿著該衣服的使用者的一鄰近區(qū)域內(nèi)的射頻辨識(shí)標(biāo)簽。該射頻辨識(shí)天線陣列通過纜線電連接于一便攜式射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器及一電源供應(yīng)器，該便攜式射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器及該電源供應(yīng)器裝設(shè)于該背心，或以其他方式被該穿著該背心者攜帶。穿著該衣服的使用者可不花任何力氣注意而通過該系統(tǒng)記錄任何出現(xiàn)的標(biāo)簽。射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)能被儲(chǔ)存而供事后下載，或被無線地傳送至一分離的遙控控制器。[0005]因此，本發(fā)明的智能型衣服能登記鄰近區(qū)域/空間內(nèi)任何一處出現(xiàn)的標(biāo)簽，其中該鄰近區(qū)域位于穿著該智能型衣服的使用者所處的地點(diǎn)和/或路徑。穿著該智能型衣服者能通過一設(shè)備四處移動(dòng)并執(zhí)行與標(biāo)簽讀取有關(guān)或無關(guān)的工作，而該智能型衣服能檢測(cè)出存在于穿著該智能型衣服者所通過的空間中任何一處的標(biāo)簽。當(dāng)運(yùn)用于零售業(yè)時(shí)，店員能整理產(chǎn)品貨架的表面并響應(yīng)顧客的詢問。當(dāng)?shù)陠T完成必要工作時(shí)，店員不需要花費(fèi)精神或力氣使用射頻辨識(shí)系統(tǒng)，該智能型衣服即能檢查庫存狀態(tài)及產(chǎn)品位置。[0006]本發(fā)明提供一種便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)，該便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)包括:一射頻辨識(shí)天線陣列；一射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器；以及一電源供應(yīng)器；該射頻辨識(shí)天線陣列、該射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器及該電源供應(yīng)器適于供一使用者穿戴或以其他方式攜帶，且適于彼此電連接以使該電源供應(yīng)器供電給該射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器，且使該射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器供電給該射頻辨識(shí)天線陣列，并使該射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器在該使用者通過一區(qū)域時(shí)通過該射頻辨識(shí)天線陣列接收一射頻辨識(shí)標(biāo)簽信號(hào)。[0007]本發(fā)明還提供一種在空間中讀取射頻辨識(shí)標(biāo)簽的方法，該在空間中讀取射頻辨識(shí)標(biāo)簽的方法包括:(A)使用一設(shè)置于一使用者的軀干上的射頻辨識(shí)天線陣列，該使用者能通過一空間；以及(B)該射頻辨識(shí)天線陣列設(shè)置于該使用者的軀干的方式，能使得當(dāng)該射頻辨識(shí)天線陣列掃描一由地面至該使用者頭部上方的鄰近區(qū)域且傳送射頻辨識(shí)數(shù)據(jù)給一該使用者攜帶的射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器時(shí)，該使用者的手部不需支撐該射頻辨識(shí)天線陣列而能完成其他工作。[0008]本發(fā)明除了用于確認(rèn)庫存狀態(tài)外，在其他的應(yīng)用中還能確認(rèn)組裝及運(yùn)送的精確度。在各種應(yīng)用中，穿著該便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)的使用者的手部皆能自由地完成一般或需要手工的作業(yè)?！緦＠綀D】【附圖說明】[0009]圖1是一示意圖，顯示一穿著本發(fā)明智能型衣服(背心式)的店員；[0010]圖2是一該店員的后視圖，說明一天線陣列、一讀取器及一電池(電源供應(yīng)器)的配置；[0011]圖3是一該店員的側(cè)視圖，說明該智能型衣服的便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)的天線陣列的輻射分布；[0012]圖4顯示該天線陣列；以及[0013]圖5是該天線陣列的其中一天線收納于一狹長狀且布質(zhì)且內(nèi)有填充物的袋體的一剖面圖。[0014]主要組件符號(hào)說明:[0015]10便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)18雙饋入式導(dǎo)線[0016]11射頻辨識(shí)天線陣列19介電基板[0017]12射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器21偶極輻射體[0018]13電源供應(yīng)器22袋體[0019]14使用者23棉絮[0020]16天線24同軸纜線[0021]17虛線26衣服【具體實(shí)施方式】[0022]本發(fā)明涉及一便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)10。如圖4所示，該便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)10包括一射頻辨識(shí)天線陣列(antennaarray)11、一射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器(reader)12及一電池式的電源供應(yīng)器(batterypowersupply)13。如圖1至圖3中繪示的使用者14攜帶有該便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)10以掃描多個(gè)射頻辨識(shí)標(biāo)簽(RFIDtag)。各射頻辨識(shí)標(biāo)簽關(guān)聯(lián)于一單獨(dú)的對(duì)象(object),如一產(chǎn)品、一組件或包裝箱(package)等。通過本發(fā)明的便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)10，該使用者14能自由地在放置有加上射頻辨識(shí)標(biāo)簽的貨物的空間中四處移動(dòng)，例如零售商店、倉庫、工廠、運(yùn)輸站、醫(yī)療場(chǎng)所等。[0023]較佳地，本發(fā)明的射頻辨識(shí)天線陣列11可以是類似美國專利第8，058，998號(hào)公開者。與該專利不同的是，本發(fā)明用于輻射或接收電磁信號(hào)的射頻辨識(shí)天線陣列11包含多個(gè)高可撓性且狹長形的天線16。該等天線16適于彎折而僅占有限的長度。[0024]參閱圖4，射頻辨識(shí)天線陣列11較佳地包含二蜿蜒的天線16。各天線16在平放于一平整支撐物時(shí)，具有一狹長的軸線(如虛線17所示)，該等軸線通過一對(duì)平行且呈曲線狀且來回繞設(shè)的雙饋入式導(dǎo)線(導(dǎo)體)18。該天線16可以由一矩形狀且可撓的介電基板19(或薄膜)構(gòu)成，例如”的相關(guān)產(chǎn)品。雙饋入式導(dǎo)線18是通過黏附或其他方式設(shè)置于介電基板19上。雙饋入式導(dǎo)線18是以導(dǎo)電材質(zhì)(如銅或鋁片)制成。在相間隔的位置下，雙饋入式導(dǎo)線18通過長度較短的偶極輻射體21產(chǎn)生蜿蜒狀。偶極輻射體21用于輻射射頻能量，且通常是由與雙饋入式導(dǎo)線18相同的材質(zhì)制成，且各偶極輻射體21電連接于與其對(duì)應(yīng)的雙饋入式導(dǎo)線18。相鄰且分別設(shè)于一雙饋入式導(dǎo)線18的一對(duì)偶極輻射體21形成偶極。較佳地，各偶極輻射體21以一正確的角度延伸至其與雙饋入式導(dǎo)線18相交處。[0025]舉例來說，天線16是3英尺長，而用于支撐偶極輻射體21的介電基板19是7英寸寬。各天線16收納于一耐久性高、防水、狹長狀、平坦?fàn)钋也假|(zhì)的袋體22。各袋體22內(nèi)設(shè)置有一軟質(zhì)的減震層或棉絮23，且棉絮23設(shè)置于天線16面向攜帶該射頻辨識(shí)天線陣列11的使用者的一側(cè)。同軸纜線24的內(nèi)導(dǎo)體(centerconductor)及外導(dǎo)電套體(outerconductivesheath)分別電連接至對(duì)應(yīng)的天線16的其中一雙饋入式導(dǎo)線18,且伸出至袋體22外部。[0026]一個(gè)有效布設(shè)射頻辨識(shí)天線陣列11的方法是將各天線16配置于背心或與背心相似的衣服26內(nèi)部。較佳地，該等天線分別設(shè)置于衣服26的左半部及右半部，且各天線16大部分是位于衣服26的前側(cè)。同軸纜線24設(shè)置于衣服26內(nèi)部的后側(cè)。各天線16鄰接同軸纜線24的偶極輻射體21是位于衣服26的肩部。[0027]較佳地，袋體22可拆卸地設(shè)置于衣服26內(nèi)部，設(shè)置的方式可以是通過廠牌“Velcro?’，的相關(guān)產(chǎn)品、掀鈕(snap)、鈕扣、拉鏈或口袋等固緊件。通過該等可拆卸的固緊件，袋體22可由衣服26取下，使得衣服26可以被洗滌或歸還。[0028]射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器12分別通過該等同軸纜線24電連接至天線16。射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器12及電源供應(yīng)器13是被穿著衣服26的使用者14攜帶，且電源供應(yīng)器13通常是一電連接于射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器12的一充電電池。射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器12及電源供應(yīng)器13可通過固緊件固定以設(shè)置于衣服26的內(nèi)部口袋，或者，可設(shè)置于一可與衣服26分離的腰帶上。[0029]圖1至圖3繪示被使用者14穿戴的射頻辨識(shí)天線陣列11的一較佳配置。圖3繪示偶極輻射體21產(chǎn)生的射頻電波。射頻辨識(shí)天線陣列11輻射至一位于使用者14前方及兩側(cè)的鄰近區(qū)域，該鄰近區(qū)域大致呈圓柱形且由地面延伸至使用者頭部上方。依據(jù)不同的功率大小，射頻辨識(shí)天線陣列11的輻射范圍能介于2英尺至10英尺之間。[0030]到達(dá)使用者的射頻功率密度是最小值。射頻功率分布于設(shè)有偶極輻射體21處。較佳地，該等天線16是交替地被供電，因此各該天線16的責(zé)任周期減半。更佳地，該等天線16在射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器12處理數(shù)據(jù)時(shí)不運(yùn)作，因此能進(jìn)一步減少該等天線16的責(zé)任周期。射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器12供電給偶極輻射體21，并通過偶極輻射體21接收來自射頻辨識(shí)標(biāo)簽的射頻辨識(shí)信號(hào)。若有需要，可通過一設(shè)于使用者14與天線16間的反射性材料將使用者與天線16的輻射隔離，反射性材料可以是導(dǎo)電金屬薄膜或布。反射性材料(如棉絮23)產(chǎn)生的間隔距離至少為3/4英寸。[0031]由于袋體22及其內(nèi)容物具有可撓性且重量輕，使用者14既不用費(fèi)力地?fù)?dān)負(fù)該便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)10，該便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)10也不會(huì)妨礙使用者移動(dòng)。值得一提的是，使用者14在穿著設(shè)有便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)10的衣服26時(shí)，使用者14的手部能自由地完成任何工作。穿著該便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)10的使用者14能走過或以其他方式通過配置有加上射頻辨識(shí)標(biāo)簽的對(duì)象的空間。該便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)10將讀取所有射頻辨識(shí)天線陣列11可讀取的范圍內(nèi)的標(biāo)簽。射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器12能將數(shù)據(jù)暫存于一裝置供事后傳送至一控制器，或?qū)?shù)據(jù)以無線傳輸?shù)姆绞絺魉椭烈贿b控控制器。[0032]本發(fā)明除了能設(shè)置于背心式的衣服上，還有其他的配置方式。當(dāng)本發(fā)明設(shè)置于實(shí)驗(yàn)室外套或長袍(gown)，天線16的長度可以增加。射頻辨識(shí)天線陣列11也可以設(shè)置于披肩(stole)或圍巾(scarf)。本發(fā)明除了使用于零售商店，還可應(yīng)用于工廠組裝產(chǎn)線、運(yùn)輸部門及與保健事業(yè)有關(guān)的場(chǎng)所。該便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)10除了用于確認(rèn)庫存狀態(tài)外，在其他的應(yīng)用中還能確認(rèn)組裝及運(yùn)送的精確度。在各種應(yīng)用中，穿著該便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)10的使用者14的手部皆能自由地完成一般或需要手工的作業(yè)。[0033]如商店、工廠、倉庫等場(chǎng)所的已知地點(diǎn)的特定區(qū)域能長期地設(shè)置射頻辨識(shí)標(biāo)簽。通過該便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)10同時(shí)檢測(cè)對(duì)象標(biāo)簽及地點(diǎn)標(biāo)簽，能測(cè)定和/或登記加上射頻識(shí)別標(biāo)簽的對(duì)象的地點(diǎn)或鄰近的地點(diǎn)。使用者14不需要花費(fèi)注意力找出對(duì)象的地點(diǎn)。通過該便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)10與一遙控控制器即時(shí)地?zé)o線通信，該控制器能傳送指示給使用者14。舉例來說，若使用者14在該場(chǎng)所中搜索一特定對(duì)象，該控制器能通過無線、音頻或視頻信號(hào)指示使用者14正處于該對(duì)象的鄰近區(qū)域。[0034]為了監(jiān)控使用者14的工作活動(dòng)，穿著衣服26的使用者14和/或衣服26本身可配置射頻辨識(shí)標(biāo)簽，特別是在射頻辨識(shí)標(biāo)簽被策略性地(strategically)設(shè)置的地點(diǎn)。[0035]本發(fā)明所公開的內(nèi)容是通過舉例的方式，在不脫離包含在所公開內(nèi)容的公平教示范圍的前提下，可以通過添加、修改或消除細(xì)節(jié)而進(jìn)行各種改變。因此，除了所述的權(quán)利要求書的范圍必要的限制，本發(fā)明并不限于所公開的特定細(xì)節(jié)?！緳?quán)利要求】1.—種便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng),該便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)包括:一射頻辨識(shí)天線陣列；一射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器；以及一電源供應(yīng)器；該射頻辨識(shí)天線陣列、該射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器及該電源供應(yīng)器適于供一使用者穿戴或以其他方式攜帶，且適于彼此電連接以使該電源供應(yīng)器供電給該射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器，且使該射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器供電給該射頻辨識(shí)天線陣列，并使該射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器在該使用者通過一區(qū)域時(shí)通過該射頻辨識(shí)天線陣列接收一射頻辨識(shí)標(biāo)簽信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)，其中，該射頻辨識(shí)天線陣列能輻射于一鄰近區(qū)域，該鄰近區(qū)域位于使用者前方且由地面延伸至該使用者頭部上方。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)，其中，該射頻辨識(shí)天線陣列包括二彼此分離且雙饋入式的天線。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)，其中，該等天線的其中一者設(shè)置于該使用者的軀干的左半部，該等天線的另一者設(shè)置于該使用者的軀干的右半部。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)，其中，各該天線具有多個(gè)沿該天線的長度方向分布的偶極輻射體，且其中一偶極輻射體是設(shè)置于該使用者對(duì)應(yīng)該偶極輻射體的肩膀上方或后方，使得該偶極輻射體能向上輻射至該使用者的頭部上方。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)，其中，各該天線具有多個(gè)蜿蜒設(shè)置的導(dǎo)體，該等導(dǎo)體設(shè)置于一狹長的且可撓的介電基板，該等介電基板分別覆蓋于該使用者的左肩膀與右肩膀上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式射頻辨識(shí)系統(tǒng)，其中，各該天線是設(shè)置于一狹長狀且布質(zhì)且內(nèi)有填充物的袋體。8.—種在空間中讀取射頻辨識(shí)標(biāo)簽的方法，該在空間中讀取射頻辨識(shí)標(biāo)簽的方法包括:(A)使用一設(shè)置于一使用者的軀干上的射頻辨識(shí)天線陣列，該使用者能通過一空間；以及(B)該射頻辨識(shí)天線陣列設(shè)置于該使用者的軀干的方式，能使得當(dāng)該射頻辨識(shí)天線陣列掃描一由地面至該使用者頭部上方的鄰近區(qū)域且傳送射頻辨識(shí)數(shù)據(jù)給一該使用者攜帶的射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器時(shí)，該使用者的手部不需支撐該射頻辨識(shí)天線陣列而能完成其他工作。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的在空間中讀取射頻辨識(shí)標(biāo)簽的方法，其中，該射頻辨識(shí)天線陣列具有二狹長的且可撓的天線，各該天線具有多個(gè)輻射體，該等天線分別覆蓋于該使用者的肩膀。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的在空間中讀取射頻辨識(shí)標(biāo)簽的方法，其中，各該天線是設(shè)置于該使用者對(duì)應(yīng)該天線的肩膀上方或后方。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的在空間中讀取射頻辨識(shí)標(biāo)簽的方法，其中，各該天線是由多條設(shè)置于一可撓的介電基板上的雙饋入式導(dǎo)線形成，各該介電基板是可移動(dòng)地裝設(shè)于該使用者穿著的一背心上。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的在空間中讀取射頻辨識(shí)標(biāo)簽的方法，其中，各該天線是容置于一狹長狀且布質(zhì)且內(nèi)有填充物的袋體，該等袋體可移動(dòng)地裝設(shè)于該背心的內(nèi)部。13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的在空間中讀取射頻辨識(shí)標(biāo)簽的方法，其中，多個(gè)射頻辨識(shí)標(biāo)簽長期地設(shè)置于使用`該射頻辨識(shí)天線陣列及該射頻辨識(shí)標(biāo)簽讀取器的房屋的已知位置?！疚臋n編號(hào)】G06K7/00GK103530584SQ201210366317【公開日】2014年1月22日申請(qǐng)日期:2012年9月27日優(yōu)先權(quán)日:2012年7月6日【發(fā)明者】W·D·伯恩賽德申請(qǐng)人:啟碁科技股份有限公司,迪杰比集團(tuán)有限公司