專利名稱：射頻識別系統(tǒng)應用的制作方法
引用參照本專利申請要求1998年8月14日提出的相同發(fā)明名稱的美國專利申請U.S.S.N.:09/134,688的優(yōu)先權，該申請已轉讓給本發(fā)明的受讓人，其內容在此引用作為參照。
許多EAS系統(tǒng)用戶希望知道更多的信息，不光是貼標簽物品的存在，例如他們還想知道存在的是哪一種貼標簽物品。有關物品特征的詳細信息，諸如生產(chǎn)日期、庫存狀況和業(yè)主等一般通過光學條形碼傳到自動處理與控制系統(tǒng)。光學條形碼系統(tǒng)雖然價廉有效，但是有一定的局限性，它必須是可視的，這就限制了可以安放的位置，而且容易被無意或有意地遮蔽。檢測器能檢測條形碼的距離也較短，還須將條形碼合理定位以便檢測。而且，由于通常要露出條形碼作檢測，故條形碼易受損而導致檢測故障。最后，必須一次處理多個物件。對于某些應用，例如對庫房媒體進行標記等情況下，條形碼系統(tǒng)的這些局限性使之不很理想或效率低下。
近年來，為了克服光學條形碼的局限性，已開發(fā)了若干電子識別(也稱為射頻識別或RFID)技術。RFID系統(tǒng)在目標識別和跟蹤方面已獲成功，但由于大多數(shù)RFID系統(tǒng)在其工作頻率范圍內(～1MHz和以上)容易損毀標簽，所以無法提供目標安全性。例如，若用手或鋁箔遮住標簽，或甚至將標簽夾在書里，由于受到“屏蔽”，就會造成射頻標簽相關的安全性低下。甚至可以阻擋電池供電的射頻標簽，盡管其作用范圍具有優(yōu)勢，而且阻擋會更困難。因此，貼上RFID標簽的物體可以無意或有意地逃過檢測，大大削弱了其作為安全裝置的效用。RFID標記還與“智能卡”相關。商業(yè)應用中已出現(xiàn)了接觸與無接觸兩種智能卡，這類卡趨于與特定的人而不是貼標簽的物件相關聯(lián)。與智能卡(或持卡人)的安全性與跟蹤相關的問題，類似于上述對RFID標記所討論的問題。
與RFID標記相關的安全性問題，類似于基于射頻和微波的EAS標簽技術領域中任何技術人員所熟悉的那些問題。在試圖糾正基于射頻和微波的EAS標簽不足的方面，已經(jīng)作了重大努力，但是并未從根本上改進其作為安全性標簽的性能。發(fā)明名稱為“具有去激勵線圈的雙頻EAS標簽”的美國專利U.S.Pat.No.:5,517,195(Narlow等人)說明了一種雙頻微波EAS標簽，其包括的天線電路具有一只二極管和去激電路。該去激電路通過在天線電路的二極管中感應出電壓來響應低能量交變磁場以便使二極管和天線失效，對標簽去激。Narlow等人揭示的基于電容器的標簽雖然適用于某些場合，但會隨時間泄漏電荷，這可能會使該標簽被無意識地激勵。
美國專利U.S.Pat.No.:4,745,401(Montean等人)揭示的一類射頻EAS標簽包括一磁性單元，當用附屬設備對磁性單元適當磁化時，該磁性單元便更改對標簽的調諧，因此中斷對標簽的射頻響應。這類標簽雖有一定的實用性，但仍未解決增強安全性和識別能力的問題。
有多家公司開發(fā)了射頻識別技術，其中包括Motorola/Indala公司(見美國專利U.S.Pat.No.:5,378,880和5,565,846)、德州儀器公司(見美國專利U.S.Pat.No.:5,347,280和5,541,604)、Mikron/Philips半導體、單片系統(tǒng)公司(見美國專利U.S.Pat.No.:4,442,507；4,796,074；5,095,362；5,296,722和5,407,851)、CSIR公司(見歐洲文獻EP 0 494 114 A2；0 585132 A1；0 598 624 A1和0 615 285 A2)、IBM公司(見美國專利U.S.Pat.No.:5,528,222；5,550,547；5,521,601和5,682,143)和Sensormatic電子公司(見美國專利U.S.Pat.No.:5,625,341)。這類標簽均試圖提供遠端識別而無需電池，工作頻率范圍為125KHz至2.45GHz。更低頻率的標簽(～125KHz)能適度抵御屏蔽，但由于帶寬限制，只具有有限的射頻功能。具體來說，基于這類標記的系統(tǒng)通常僅當一次只有單個標簽處于詢問區(qū)時才能可靠工作。而且系統(tǒng)還趨向于較為龐大，制造成本高。在相對較高頻率(一般為13.56MHz、915MHz和2.45GHz)下，可供利用的增加的帶寬允許開發(fā)可在詢問區(qū)內短時間可靠處理多項標簽的系統(tǒng)。這對許多產(chǎn)品應用來說是十分希望的。此外，有些標簽設計有望低成本制作，因而更吸引客戶。然而，這類較高頻率裝置要承擔前面所述易受屏蔽的變化程度。因而無法提供庫房等某些場合所需的高度安全性。
由上述討論可見，在各種環(huán)境中有若干REID標簽應用，其中帶有標簽的物件其身份重要。例如1999年2月4日出版的轉讓給Checkpoint系統(tǒng)有限公司的PCT公告WO99/05660說明了一種應用帶RFID標簽物品的具有創(chuàng)意的系統(tǒng)，其中說明的較佳實施例試圖在庫房材料中應用RFID標簽，它可通過詢問RFID標簽來自動檢索以確定材料的身份。然而，該660公告中并未說明或暗示若干重要的或期望的庫房或其他具有創(chuàng)意的功能。
圖5、6、7和8圖示本發(fā)明的標簽；以及圖9、10、11、12、13、14、15、16、17、18A、18B、19A和19B圖示本發(fā)明各實施例。
本發(fā)明具體說明這里描述的本發(fā)明各實施例利用了RFID標簽，最好是組合的RFID/磁性安全標簽。1998年6月8日提出的發(fā)明名稱為“安全性增強的識別標簽”的美國申請U.S.S.N.:09/093,120中揭示了這類標簽，該申請轉讓給本發(fā)明受讓人，并通過引用結合到本申請要求其優(yōu)先權的美國專利申請中。下面第Ⅰ部分描述與本發(fā)明諸實施例一起使用的磁性、RFID與組合標簽的詳細情況，第Ⅱ部分再具體提出本發(fā)明各實施例。Ⅰ．與本發(fā)明各實施例一起使用的標簽和單元與下面第Ⅱ部分描述的本發(fā)明諸實施例一起使用的一種標簽，可在單個裝置中將物識別與有效安全性二者結合起來。它們較佳地包括一個對磁性詢問信號有響應的單元和一個對射頻詢問信號有響應的單元。在一實施例中，磁性響應單元還對射頻響應單元提供天線。在本發(fā)明的上下文中，術語“響應”表示該單元在遇到有關詢問場時將提供明白的信息。下面先描述各個單元，然后描述組合標簽。將會明白，在下面第Ⅱ部分描述的本發(fā)明的諸實施例，可以只包括RFID單元，或可以包括RFID單元與磁性安全單元的組合。A．磁性響應單元磁性響應單元最好由低矯頑力高導磁性的鐵磁材料制作，諸如用于3M公司按TATTLE-TAPETM標牌定牌出售的條帶中用的材料，這類條帶或標記組件在轉讓給3M的幾份專利中作出描述，包括美國專利U.S.Pat.No.:5,331,313(Koning)和3,747,086(Peterson)。示例性低矯頑力高導磁性鐵磁材料包括坡莫合金(一種鎳/鐵合金)和高性能的非晶金屬，諸如AlliedSignal公司(Morristown,NY)按Metglas2705M和Metglas 2714A定牌提供的那些商品。
根據(jù)與該單元相關的物品的特征，磁性響應單元可以是單狀態(tài)或雙狀態(tài)。例如，庫內的某些參考書不準備搬離庫房，這樣單狀態(tài)(不可去激)標記總是指示這種書籍是否在詢問區(qū)內通過。另一些物品，諸如公共存庫資料或商品可以要求雙狀態(tài)標記組件，從而當該物品已作適當處理后，可以對標記適時地去激，防止被詢問源檢測。如下面和上述參照的Peterson專利中所描述的那樣，一般通過在低矯頑性磁性材料附近添加較高矯頑性磁性材料來提供雙狀態(tài)功能。
有些磁性響應單元能在通過低頻交變磁場(如50Hz～100KHz)時迅速地切換磁性定向，并產(chǎn)生可被檢測器接收線圈檢測的預定特征響應。標記組件的切換功能由高矯頑力單元或“保持器單元”的磁化狀態(tài)控制。當這類保持器單元被磁化時，改變了標記在詢問區(qū)交變磁場內以磁性方式來回切換的能力，而該標記一般不被檢測。當保持器單元退磁時，它又能執(zhí)行切換功能，令詢問源檢測該標記的存在。眾所周知，可以不同的方式提供保持器單元。
標記組件還可在其一側或二側上包含粘劑，以把標記粘到書或其他物品上。粘層可以覆一可撕的墊片，以防標記加到原定表面之前粘住非預期的表面。在上述參照的美國專利U.S.Pat.No.:3,790,945(Fearon)、5,083,112(Piotrowski)和5,331,313(Koning)中均描述了該標記組件上述以及其他特點。
由于這類低頻磁性單元難以屏蔽檢測，所以在安全顯得重要時可有效地用于多種物件。此外，它們比應用其他EAS技術的標記更方便、更完全、更加可反復進行去激和重激，因而更適用于盼望這一特征的某些場合(如圖書館)。B．射頻響應單元RFID標簽可以是有源或無源的。有源標簽將一電池等附加能源結合進標簽結構。這種能源即便在詢問射頻場很弱的區(qū)域里也能讓有源RFID標簽產(chǎn)生并發(fā)射強的響應信號，因而能在更大的距離檢測有源RFID標簽。然而，電池較短的壽命限制了標簽的有效壽命。此外，電池增大了標簽的尺寸和成本。無源標簽從詢問射頻場取得向標簽供電所需的能量，并通過調制天線呈現(xiàn)給詢問場的阻抗由此調制反射回閱讀器天線的信號，用該能量發(fā)射響應碼，因而其距離更受限制。由于無源標簽較適合許多場合，因此余下的討論將限于此類標簽。然而，本技術領域的人員將明白，這兩類標簽都有許多持點，都可也本發(fā)明一起使用。
如

圖1所示，無源射頻響應單元10一般包括兩個元件集成電路12與天線14。集成電路提供主要的識別功能，它包括軟件與電路，用于永久存儲標簽識別和其他期望的信息，解釋和處理從詢問硬件接收的指令，對詢問器提出的信息請求作出響應，并協(xié)助硬件解決對應于同時詢問的多個標簽導致的沖突?；蛘?，與讀出信息(只讀)相反，集成電路可以更新存儲在其存儲器(讀/寫)的信息。適用于RFID標記的集成電路可向德州儀器公司(以其TIRIS或Tag-it系列產(chǎn)品)、飛利浦公司(以其I-Code、Mifare和Hitag系列產(chǎn)品)、Motorola/Indala公司和單片系統(tǒng)公司等購買。
天線的幾何尺寸和特性取決于標簽的RFID部分所期望的工作頻率，例如2.45GH(或類似)的RFID標簽一般包括一種偶極天線，如圖1A的直線偶極天線14，或接到圖1B中射頻響應單元10a的折迭式偶極天線14a。13.56MH(或類似)的RFID標簽應使用圖示那樣接到圖2中射頻響應單元10b的螺線或線圈天線14b。在任一場合中，天線14都截獲詢問源輻射的射頻能量。這種信號能量將功率和指令都帶給標簽。天線使RF響應單元吸收足以對IC芯片供電的能量，由此提供準備檢測的響應，所以天線特性必須與其中配備天線的系統(tǒng)相匹配。在標簽工作于高MHz或GHz范圍的情況下，最重要的特性是天線長度。通常，把偶極天線的有效長度選成接近于詢問信號的半波長或幾個半波長。在標簽工作于低到中MHz區(qū)域(如13.56MH)的場合中，由于尺寸限制，半波長天線無法實現(xiàn)，重要的特征是天線電感與天線線圈的匝數(shù)。對于兩種天線類型，均要求良好的導電性。一般，應使用銅或鋁等金屬，但是也可接受包括坡莫合金等磁性金屬的其他導體，而且實際上較適合本發(fā)明的目的。為實現(xiàn)最大能量傳遞，選用的IC芯片的輸入阻抗和天線阻抗相匹配也很重要。對本領域的技術人員而言，例如可從J.D.Kraus著的“天線”(1988年第二版，McGraw-Hill有限公司，紐約)等參考書中了解另外的有關天線的信息。
如圖2所示，通常包含電容器16來提供標記性能。有電容器16時，它將標簽的工作頻率調諧至特定值。希望以此獲得最大工作范圍并確保與規(guī)章要求相符。該電容器可以是一分立元件，或被集成在天線里，如下面所述。在某些標簽設計中，特別是設計成工作于諸如2.45GHz極高頻率的標簽，不要求調諧電容器。電容器如此選擇，當耦合到天線提供的電感時，就由下式給出復合結構的諧振頻率fr=(12π)1LC]]>式中C=電容(法拉)，L=電感(亨利)。諧振頻率緊密地匹配RFID系統(tǒng)的期望工作頻率。如美國專利U.S.Pat.No.:4,598,276(Tait等人)和4,578,654(Tait等人)所描述的那樣，該電容器也可以是個分布電容器，上述專利已轉讓給3M。分布電容有助于減小標簽尺寸(特別是厚度)，使人工組裝量最小。
工作時，如圖4所示，射頻響應標簽110被EAS系統(tǒng)100詢問，后者一般靠近被監(jiān)視標簽的地點。將間隔的檢測面板置于房間出口兩頭靠近載運被監(jiān)視物件的傳送帶，可以設立詢問區(qū)，而房內置有貼標簽的物品。也可使用手持檢測裝置。將詢問源102(一般包括驅動振蕩器與放大器)耦合至天線104(有時稱為場線圈)，在詢問區(qū)內發(fā)射交變射頻場或詢問信號。系統(tǒng)100還包括接收信號的天線(圖示天線104，有時稱接收線圈)和處理詢問區(qū)中標簽產(chǎn)生的信號的檢測器106。
詢問源102發(fā)射的詢問信號200可在某些已知的頻段內選擇為佳，因為它們不會與其他用發(fā)生干擾，且符合適用的政府法規(guī)。當射頻響應單元接收詢問信號時，它發(fā)射自己的響應碼信號202并被天線104接收后發(fā)送給檢測器106。檢測器對響應譯碼，識別標簽(一般根據(jù)存儲在計算機或其他存儲裝置108中的信息)，并根據(jù)檢測的碼信號采取行動。本領域的技術人員知道該示例系統(tǒng)的各種修正，其中包括例如用詢問源102與檢測器106各獨立的天線取代示例的單一天線104。
現(xiàn)代的RFID標簽還提供大量用戶可訪問的存儲器，有時為只讀存儲器或寫一次存儲器的形式，但更佳的是讓用戶能隔一定距離重寫其內容而反復地修正存儲器。提供的存儲器容量可以不同，而且影響著RFID標簽集成電路部分的尺寸和成本。一般，可以經(jīng)濟地提供在128位和512位之間的存儲總容量。例如德州儀器公司(Dallas,Texas)按Tag-it定牌提供的RFID標簽，除了128位存儲器容量保留給獨特的標簽連續(xù)號、型號與制造信息等項目使用外，還提供256位用戶可編程的存儲器。同樣，飛利浦半導體公司(荷蘭Eindhoven)按I-Code定牌提供的RFID標簽，提供384位用戶存儲器，另有128位保留給上述類型的信息使用。
這種用戶可存取存儲器可用來增強例如設置在庫房環(huán)境中的物件識別系統(tǒng)的性能。目前，庫房通過掃描光學條形碼來識別物件。這種條形碼里所含的獨特的識別符用來訪問流通數(shù)據(jù)庫，包括庫房自動化銷售商提供的軟件(LAV軟件)，庫內經(jīng)常保持著有關該物件更詳盡的信息。盡管該系統(tǒng)得到重點開發(fā)且在許多應用中運行良好，但是仍有兩點不足。首先，要訪問信息，就必須與流通數(shù)據(jù)庫連接，當某一物件運離該數(shù)據(jù)庫的連接線時，就有礙信息的獲取。其次，特別在頻繁使用期間，從流通數(shù)據(jù)庫檢索信息有時時間長得令人無法接受。將信息的某些關鍵項目存貯在RFID標簽上，可克服這兩個局限性。
將信息呈現(xiàn)在RFID標簽上而提高庫房識別系統(tǒng)性能的一個例子是庫房識別號。于是，無需訪問數(shù)據(jù)庫，只要直接掃描RFID標簽，就可迅速簡便地確定某一物件的“歸屬”庫房。最好將信息呈現(xiàn)在RFID標簽上的另一例子是一種代碼，它指明該物件是書籍、像帶、錄音帶、CD還是其他物件。例如，這種代碼可以包括以3M標準交換規(guī)約(本發(fā)明的受讓人銷售)規(guī)定的媒體類型碼。直接知道媒體類型后，存庫材料管理系統(tǒng)能確保某一物件得以正確地處理，不會因向遠端的流通數(shù)據(jù)庫作咨詢而造成延遲或不便。適于將信息配入RFID標簽的其他例子，對于本領域的技術人員是顯而易見的。
RFID系統(tǒng)優(yōu)于基于條形碼系統(tǒng)的另一個領域是多物件識別。利用精巧的軟件算法，RFID閱讀器和標記共同確保成功地識別閱讀器詢問區(qū)內的所有物件而無需操作員介入。這種能力可在庫存管理、物件跟蹤和分類等無法用基于條形碼的識別系統(tǒng)實現(xiàn)的領域中開發(fā)各種有效應用。C．組合標簽如圖3以及圖5～圖8所示，組合標答20將磁性響應單元與RF響應單元組合起來而具有二者的優(yōu)點。這樣可同時將兩種單元應用于某個有關物件，減少了費用。組合標簽可以設置覆蓋有可撕墊片的壓敏粘劑，撕去墊片后可將組合標簽粘到該物件表面上。另一實施例中，標簽把磁性響應單元用作射頻響應單元的天線，此時電氣耦合到射頻響應單元，而且還可以或可以不在物理上耦接至射頻響應單元。
按本發(fā)明制作的組合標簽可以按兩種方式詢問。首先，RFID詢問源可用射頻信號向集成電路請求接收代碼。例如，該信息可表明有關該標簽的物件的識別，該物件是否已正常處理。其次，磁性詢問場詢問標簽，以確定標記組件的磁性部分是否為有源，若該標記組件為有源，詢問源就產(chǎn)生一響應，諸如表明該標記的物件未曾正常處理過。由于磁性詢問比射頻詢問更耐屏蔽，所以組合標簽的磁性部分可增強安全性。這樣，磁性與RFID標簽二者的特點都結合在單個組合標簽中。
在一較佳實施例中，組合標簽包括的磁性響應單元在射頻響應單元電路中還起著天線的作用。為實現(xiàn)雙重作用，天線材料必須呈現(xiàn)低的磁性矯頑率與極高的導磁率(用作有效的安全性單元)，以及中等到高度的導電率(用作有效的天線)。此外，天線的幾何尺寸必須適合兩種作用。在該實施例中，天線可用例如坡莫合金(鎳鐵合金)制作。
在一實施例中，可將3M的Tattle-TapeTM牌安全條或其他同等磁性單元用作工作于2.45GHz或類似高頻的直線偶極天線，該安全條的長度、寬度與厚度選成與該特定工作頻率和所用的RFID芯片其特性匹配。一般而言，該安全條應使用坡莫合金(包括Carpenter Specialty Alloys公司Reading,PA)的HyMu80牌在內的若干公司銷售)或諸如Allied Signal公司(Morristown,NY)銷售的2705M等非晶合金制作。其長度在6.35和16.5cm(2.5-6.5英寸)之間。集成電路端子應以物理方法接至安全條兩端。確立的阻抗和功率增益的電氣測量結果，說明這種磁性條具有通常與這類芯片一起用的銅或鋁偶板天線相同的基本電氣特性，因而有望令人滿意地起到雙重作用。
當磁性響應單元用作射頻響應單元天線的至少一部分時，二者相互電氣耦合。由于多單元間有物理連接線(如圖5)，或在無物理連接線時可通過非接觸電磁耦合(如圖6、7和8)，可實現(xiàn)電氣耦合。非接觸耦合可以包括寄生耦合、電容耦合或電感耦合，并將此類天線元件用作寄生天線單元、反射器與定向器天線、Yagi-Uda天線或其他合適的天線配置。
圖3的組合標簽包括磁性材料制作的線圈匝。例如，該標簽可以是具有14c那樣的天線結構的13.56MHz標簽，其中在四角設置了磁通匯集器以增強標簽的磁性作用?？商峁┢渌愋偷拇磐▍R集器。
圖5的組合標簽在天線22與集成電路之間有一物理連接線，天線22用磁性響應材料制作。上述類型的一個或多個保持器單元也可應用于磁性響應材料，從而可以有選擇地受激和去激以提供雙態(tài)標簽。然而，圖6的天線22a不以物理方式接至接至集成電路2或偶極天線23，而是通過寄生偶極子耦合電氣耦合到偶極天線，以提供組合標簽20a。偶極天線23可以包括磁性響應材料或非磁性響應材料。
圖7和8的實施例設置了一根以上的天線22，以便分別與天線23b與23c電氣耦合。在圖7的組合標簽20b中，集成電路12包括寄生耦合到天線22b的偶極天線23b。天線22b由磁性響應材料制作，天線23b可用磁性響應材料制作。在圖8的組合標簽20c中，圖2類型的射頻響應單元以寄生方式電氣耦合至天線22c。天線22c用磁性響應材料制作，天線23c可以用磁性響應材料制作。這類實施例的其他變型很容易設計。
組合標簽的總厚度應盡量小些，讓標簽難以察覺地放入物品中。例如，可用粘劑將標簽夾在書頁間，而且希望標簽薄得足以防止觀察書的端部而看到。常規(guī)IC約厚0.5mm(0.02英寸)，標簽總厚度最好小于0.635mm(0.025英寸)。
可將本發(fā)明的組合標簽做成卷形，使各張標簽自動地連續(xù)貼到物品上。例如，PCT公告WO97/36270(DeVale等人)描述了這種一般系統(tǒng)。其一面或多面覆有粘劑(如壓敏粘劑)的各張組合標簽可從卷上撕下貼在書籍粘接處附近的兩頁之間。設置的分頁線有助于插入組合標簽，還可以設置傳感器等其他附件以檢測系統(tǒng)中各種元件的位置。
相信組合標簽在存庫材料處理方面具有特定(雖然不是專用的)的應用。具有這類RFID標簽的存庫材料更便于作進出檢查，或許無需人幫忙。即，當特定的顧客(她自己可以擁有一張與庫房卡有關的RFID標簽)通過一合適的檢測區(qū)時，將自動地對她查出存庫材料，而當該顧客拿著材料重新入庫時，回過來再檢查。本發(fā)明的標簽通過讓庫房管理者瞬間和連續(xù)地跟蹤存庫材料，還有助于庫存管理與分析。當然，本發(fā)明的這些和其他特點可以應用于其他場合，諸如商店、庫房等的材料搬運。
在另一實施例中，組合標簽可通過磁性響應(指示標簽的磁特性是否已受激或去激)和射頻響應(通過利用有關軟件指示數(shù)據(jù)庫或RFID芯片本身的存儲器顯示該物件是否已作適當處理)提供雙態(tài)標記信息。
下述例子對以下第Ⅱ部分描述的本發(fā)明諸實施例使用的標簽提供更詳細的信息。例1按本發(fā)明制作組合標簽。將從Carpenter技術公司(Reading,Pennsylvania)購得的按HyMu80定牌的合金制作的坡莫合金條貼到SingleChip Systems(SCS)公司(加州San Diego)制造的測試架，合金條測得的寬度約1.6mm(0.625英寸)，厚0.0254(0.001英寸)，長10.16cm(4英寸)。測試架包括接至LED二極管的標準SCS2.45GHz天線。該裝置如此設計，當暴露于強得足以對一般SCS RFID標簽供電的2.45GHz場時，LED就發(fā)光，直接以可視方式確認該裝置功率接收部分的正常工作。當用原型坡莫合金天線取代該標準SCS天線時，LED在差不多同樣的場強下發(fā)光，由此確認原型的成功操作。例2圖3的另一個天線實施例適用于13.56MHz的RFID設計。在此頻率，線圈型天線幾何形狀更優(yōu)。包含該線圈的螺旋匝通過蝕刻(物理或化學)、模割或經(jīng)掩膜淀積方法用坡莫合金等磁性合金形成。在該設計中，線圈的直“臂”部分還用作磁性響應單元。然而，這種幾何形狀減小了這類金屬單元的長度，限制了該裝置磁性安全部分的效用。在圖3實施例中，為了克服這種局限性，將設置在四角的磁通匯集單元加到天線線圈里。較佳地，圖3的結構應像前述那樣包括一電容器，將天線的工作頻率調諧到預定的詢問頻率。
將本例描述的天線的特性與已知的射頻集成電路天線的特性作了比較，由于這些特性相似，故認為本例的天線適用于這種場合。
下述的本發(fā)明諸實施例可以使用上述的只具有一個RFID單元的標簽或者組合標簽。Ⅱ．RFID系統(tǒng)應用庫房經(jīng)常接收顧客用完存庫材料后送回的大量材料。為了讓后來的顧客再次尋找和檢查這些材料，材料必須準確而迅速地分類置于架上，材料一旦重新放置，必須經(jīng)常幫助顧客尋找材料。這里描述的RFID相關發(fā)明的各種實施例與這種處理直接有關，且可按需要一起使用或分開使用。
這里描述的系統(tǒng)的元件是一種下列類型的便攜式(最好為手持式)或固定式RFID裝置，配備成從顧客卡、書籍或其他材料的物件上的RFID標簽讀出信息。較佳地，從RFID標簽讀取的信息包括媒體類型命名(如磁性、印制或光學)，可用于確保該物件正常的后繼處理。RFID裝置還配有線圈等裝置，設計成能對物件標簽的安全單元部分激勵與去激。RFID裝置讀出RFID標簽后，把物件識別信息發(fā)送給配有軟件的計算機，該軟件由庫房自動化銷售商(LAV)提供。在約50種流行的LAV軟件系統(tǒng)中，有Ameritech Library Services(猶他州Provo)出售的Dynix、CARL公司(科羅拉多州Denver)出售的CarILS和DRA(密蘇里州St.Louis)出售的DRA。
將從RFID標簽獲得的信息發(fā)送給LAV系統(tǒng)有幾種方式。一種方式要使用以3M標準交換規(guī)約(SIP)執(zhí)行的指令。另一種方式要用稱為“楔”的電子裝置發(fā)送信息，似乎該信息是從普通條形碼掃描器發(fā)出的。對本領域的技術人員而言，這些和其他技術都是眾所周知的。以此方式，RFID裝置的RFID元件執(zhí)行以前由光學條形碼掃描器執(zhí)行的功能，它可以或者可以不繼續(xù)與該裝置一起用。這樣，這類庫房在享用RFID技術提供的附加功能和特性的同時，還可繼續(xù)使用其原有的LAV軟件系統(tǒng)接口和終端。RFID裝置若愿同原有的LAV軟件系統(tǒng)顯示器共同向操作員提供反饋，就無需包含顯示器?；蛘?，可將顯示器和其他反饋機構包含在RFID裝置中作為集成化封裝件。
對有些應用，希望提供便攜式或最好手持式的RFID裝置。手持式RFID裝置能在庫架、貨箱、貨包與庫房推車中間搜索，幾乎能搜索極靠近物件的任何地方，可在裝置作用范圍內識別多個物件。這些與其他特點使創(chuàng)新的便攜式RFID裝置成為一種有價值的庫房工具。為簡便起見，首先描述便攜式RFID裝置的諸元件及操作情況，然后說明這類裝置的有效功能或用法。要指出，這里描述的功能或方法同樣適用于非便攜式的RFID裝置，而上述參照非便攜式RFID裝置描述的功能或方法也適用于便攜式RFID裝置，只是將不同的功能和方法同經(jīng)常用于執(zhí)行該功能或方法的該類RFID裝置組合了起來。
本發(fā)明的手持式RFID裝置最好包括RFID閱讀器與寫入器、存儲器、電源以及執(zhí)行上述各種功能的軟件。RFID讀寫器包括德州儀器公司(德州Dallas)制造的13.56MH RFID閱讀器Commander 320。存儲器最好取計算機形式，例如可用3Com公司(加州Santa Clara)按PalmPilot定牌銷售的掌上或手持式計算機提供。該便攜式計算機可以包括操作系統(tǒng)、觸摸屏顯示器，若干開發(fā)用戶界面的按鈕、再充電站、在裝置與另一計算機間傳遞數(shù)據(jù)的對接站、將外設接到手持式裝置(如RFID閱讀器)的一個或多個端口，以及電池電源。有些單元還可包括條形碼掃描器等內置型外設。還包含各種反饋系統(tǒng)，包括燈光、音響與顯示器。
如上所述，有些附件可在手持式裝置與另一處理站之間傳遞數(shù)據(jù)?？捎脤诱痉绞窖b載或下載數(shù)據(jù)，在搜索特定物件前，例如可用這種方法裝載物件識別信息。另一例子是在庫內收集已使用的物件后下載數(shù)據(jù)?？蓪⒃撴溌窐嫵蓪诱?如圖示)，作無線或電纜下載和/或裝載，在手持式裝置與另一處理器之間或以任何其他適于傳遞此類數(shù)據(jù)的方式作為無線或電纜式實時鏈路。一個這種例子是Symbol Technologies(紐約州Holtsville)生產(chǎn)的Spectrum24無線局域網(wǎng)系統(tǒng)，與此類似的系統(tǒng)允許移動用戶以無線方式在移動裝置與局域網(wǎng)之間通信，為此，移動單元一般包括支持無線通信的通信元件，如Symbol公司的LA2400無線局域網(wǎng)PC卡。
裝置的用戶界面設計成可傳遞搜索狀態(tài)并讓用戶輸入數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)可以包括在各種搜索模式間切換裝置并輸入特定任務的數(shù)據(jù)(如找出物件或存放物件)。最好結合聲、光和顯示器對用戶提供反饋。顯示器可以裝入單元或獨立使用，獨立使用時，可以各種方式設計，包括便于用戶觀看的“可戴”的顯示器。
下面是一種特別有用的手持式RFID裝置的實施例。一種手持式RFID裝置中，把RFID閱讀器、用戶接口、電源、天線、處理器和軟件都設置在單個集成單元里。通過使用如上述Palm Pilot那樣的手持式計算機，可實現(xiàn)下述類型的幾種實時功能，這與RFID裝置必須同分立的計算機、數(shù)據(jù)庫、軟件系統(tǒng)等發(fā)生較互作用的系統(tǒng)顯然不同。需要時，該軟件還能提供有限的或全部上述類型的支持功能。手持式RFID裝置最好還包括一種一體化電源。雖然它可以接至可圍在用戶腰部的更大的電源。在一體化電源的情況下，電源可以或可以不對處理器供電，并可接到對接站再充電。在使用手持式計算機時，它可以有自己的電源，且可以接到對接站再充電，以裝載和/或下載信息。
手持式RFID裝置每當在物件范圍內受激時，就能詢問和識別貼ID標簽的物件。例如可用與該裝置相關的觸發(fā)器作間歇激勵，從而將RFID裝置要求電源的消逝時間減至最小。閱讀距離與許多因素有關，對于當前給定的技術和系統(tǒng)工作的頻率，希望在15與45厘米(6-18英寸)之間。在有些場合中，可能希望限制該裝置的工作范圍，因而只詢問與更近范圍的物件相關的EFID標簽。在另一些場合中，則希望嘴長的有效工作范圍。在還有一些應用中，最好限制輸出功率(因而也是閱讀范圍)，讓電池組更長時間連續(xù)工作。閱讀范圍還受到天線設計及RFID標簽相對于天線定向的影響。顯然，閱讀范圍、電池重量和電池再充電或調換之間的壽命往往是相互關聯(lián)的。根據(jù)裝置的特定應用，可作各種折衷。
工作時，手持式裝置的一種特別有用的特征就是獲取有關該裝置已描述的某物件的實時信息，即手持式裝置從RFID標簽獲得信息，或者直接顯示該信息，或者直接顯示存儲在手持式裝置內與貼標簽的物件相關的信息。這一特征與向用戶顯示信息前必須同獨立的信息數(shù)據(jù)庫對接或通信的裝置顯然不同。若要求這類特性，本發(fā)明的手持式裝置還能同獨立的數(shù)據(jù)庫對接或通信。A．用RFID裝置分選存庫材料本發(fā)明的一實施例，在庫房職工分選送回庫房的物件時，可以用上述類型的RFID裝置幫助他們作分選。可以對已經(jīng)卸下而且相關的磁性安全單元再受激的物件作分選操作，或者，可將卸貨與再激勵操作并成一次處理作分選操作。為便于說明，這里將描述第一種操作，當然本發(fā)明與這兩種操作都相關。
每個庫房都指定其自己的分類目錄，例如包括成年人非小說類、兒童小說類、手持材料和供另一分庫作庫間出借(ILL)的材料。當操作員開始分選時，可用RFID裝置掃描與某一材料相關的RFID單元，并且接收例如該材料所屬目錄和保存該目錄內材料的推車或容器的可視或可聽信號，如圖9所示。例如，操作員可以掃描一本書，查明該書屬于兒童小說類，而且歸于推車號123。根據(jù)從RFID單元、LAV軟件、獨立的分類數(shù)據(jù)庫、另一信息源或上述的組合獲得的信息，就可以識別材料、目錄以及該物件的臨時(初始)或永久(最后)位置。獨立的分類數(shù)據(jù)庫在性能和靈活性方面具有潛在的優(yōu)點。
分選時可以使用各種RFID裝置。一種較佳的裝置是圖10所示類型的便攜式可佩戴的閱讀器，其優(yōu)點在于不用手操作。另一種不用手的選擇件是將閱讀器定位于靠近物件陳列室，然后讓每個物件從閱讀器旁邊通過作處理，如圖11所示。其他選用件包括圖12的手持式閱讀器或固定的裝置，這對本領域的技術人員是顯然的。
可用各種方法作分類操作。一種選擇方案包括庫房的分類目錄數(shù)據(jù)庫、推車信息數(shù)據(jù)庫(包括庫架數(shù)量和各推車的每個庫架容量)和分類處理器。分類處理器對每輛推車、裝滿情況和指定給該推車的現(xiàn)行目錄等狀況進行跟蹤。當處理了某一物件后，就把識別的該物件發(fā)送給分類處理器。處理器利用有關推車狀態(tài)與分類目錄的信息，確定放置下一物件的地方，然后向用戶顯示分類指令，更新推車數(shù)據(jù)庫。
圖9示出一例分類信息的顯示。在此情況下，它在接至裝置的顯示器上指示出小說類和特定的庫房推車位置。同樣的顯示器可以是獨立的，與裝置無關，用于以上述其他識別選用方案作反饋。也可以應用其他顯示方法。LED可以接到每輛推車的每個庫架。分類處理器可向有關庫架發(fā)一信號，讓LED接通。還可使用音頻信號?；蛘?，用接到推車的RFID閱讀器核對放在該推車上的物件，以查明該物件放置正確，且有助于跟蹤操作。
應用于這種分類環(huán)境的RFID裝置，可以包括附加的功能。該裝置可以接受信息(指令)，諸如特定的推車裝滿了，特定的推車應與特定的材料目錄(如小說或受損材料等)相關。該裝置還可配用一種RFID標簽打印機，它能自動地或按要求發(fā)放帶RFID單元的標簽。
在一個RFID標簽打印機實施例中，將條形碼掃描器接至某一裝置，該裝置包括RFID讀/寫器和保存一卷RFID標簽的發(fā)放器。標簽的一面有粘劑，可貼放在物件上。根據(jù)物件類型，粘劑可以是短效的或長效的。有選擇地將該裝置接至LAV軟件系統(tǒng)。當把物件置于條形碼掃描器下方時，掃描器就讀出該物件的條形碼?；蛘?，裝置將該物件的ID發(fā)送給LAV軟件，以驗證該物件屬于該庫房且擁有RFID標簽，并能提取有關該物件的附加信息，諸如物件的類型等。接著，RFID寫入器對下一張RFID標簽寫上有關信息。或者，通戶可通過按鈕或鍵盤輸入要放在標簽上的附加信息，如用戶希望指明物件的類型。在輸入了全部信息后，用戶指明要打印新標簽，打印機就發(fā)放標簽。用戶將該標簽放入物件，這適用于目前無任何RFID單元或RFID單元已損壞的物件。另一種方案是發(fā)放一張便于貼到存庫材料并撕下的臨時RFID標簽，這對所有的或特定的非RFID物件(像保持器)都適用。于是，從分選點開始到最后上架可用RFID跟蹤該物件，此時很容易撕下標簽甚至再使用。
基于RFID的分類系統(tǒng)，其優(yōu)點包括可查明每個物件在分選后的特定位置，并能產(chǎn)生所有物件在規(guī)定初始位置(如推車123上的所有物件)時的清單?；赗FID的分類還能作出更準確的分類，能由庫房迅速地實行分類，無需昂貴的職工培訓費用。B．配備便攜式RFID裝置的推車在存庫材料像上述那樣分類后，通常被裝上輕便推車運到庫內有關位置。這類庫房推車在傳統(tǒng)上只包括車架、車輪和庫架，但是本發(fā)明的庫房推車還包括若干對庫房有很大利用價值的特征。為簡起起見，可將配備便攜式RFID裝置的庫房推車簡稱為“智能推車”。
本發(fā)明的智能推車可詢問其自己的內容以確定堆在其上面的材料，并可確定推車上諸物件的排序，包括各物件在哪一庫架上。智能推車的主要優(yōu)點是能幫助庫房職工上架處理，每一物件即使在上架之前也能被跟蹤到特定的推車位置。雖然這里敘述得最詳盡的該實施例涉及到推車，尤其是庫房推車，但是本領域的技術人員將明白，本發(fā)明同樣適用于其他的物件匯集用具，如貨箱、貨堆、庫架和貨房。
在一實施例中，智能推車可以與上述圖12所示類型的手持式RFID裝置組合使用。操作員可以使用該手持式RFID裝置，以特定順序(如從左到右和從上到下)使它通過推車。當RFID裝置在物件旁邊經(jīng)過時，裝置閱讀帶RFID標簽的物件，記錄和存貯其在推車上的位置。RFID閱讀器通過讀推車上的標簽或將推車識別信息輸入手持式單元而識別該推車。若用戶只要求記錄推車上的物件而不是推車上準確的物件位置，用戶可以任何順序使裝置通過物件旁邊。由于可在裝貨后閱讀整個推車，因此未延誤裝貨過程，推車目錄就更加精確。或者，可將RFID裝置固定于推車，讓物件通過閱讀器后裝架，之后職工可以輸入物件在推車上的庫架位置。
運用前述的任一實施例，當閱讀器不能識別物件里的標簽時，可迅速地確定非RFID物件。根據(jù)用戶的選擇，這類物件可用條形碼閱讀器單獨處理和識別，或指定接收RFID標簽以轉換成RFID系統(tǒng)。
智能推車的內容及其位置還可用幾種便利的方法來確定，很少或者無需庫房職工介入。一種方法是應用帶天線的智能推車，天線伸展至每個推車庫架的全長，連接到合適的RFID裝置，讓推車取得物件及其位置的目錄。還可將推車連接至原有的LAV軟件系統(tǒng)，并將推車全部內容和推車身份下載到LAV軟件系統(tǒng)?；蛘撸研畔⒈４嬖讵毩⒌臄?shù)據(jù)庫里。在這兩種情況中，就存庫材料的身份與特定位置而言，這種“插入”式推車能迅速地直接傳遞準確的數(shù)據(jù)。插入式推車示于圖13。
智能推車系統(tǒng)的一個實施例如下所述。用戶通過鍵盤或按鈕交互作用啟動“推車讀操作”。該推車有選擇地擁有與它相關的RFID標簽，若標簽有效，軟件就啟動RFID詢問而建立推車身份?；蛘?，啟動推車讀操作的用戶可以手工將推車識別信息輸入RFID裝置。軟件將推車ID發(fā)送給位置數(shù)據(jù)庫，然后詢問每個庫架。將各物件在庫架上的識別信息發(fā)送給軟件，然后軟件將該信息發(fā)送給位置數(shù)據(jù)庫。詢問結束后，軟件可有選擇地把信息從位置數(shù)據(jù)庫送到LAV軟件對后者更新。
識別存庫材料及其在推車上的準確位置的另一種方法，是讓推車通過一條RFID通道或RFID“反向通道”，分別如圖14所示與15所示。當推車在通道下面或反向通道上面通過時，每個RFID閱讀器可以確定推車兩側所有物件的身份和近似位置。通道的一個好處在于不要求專用推車，只要推車能在通道下面推動就行，當然非金屬性推車要優(yōu)于金屬性推車，它不會與RFID系統(tǒng)干擾。反向通道法則要求專用推車，這種推車能在閱讀器上面推動，閱讀器設計成位于推車中央下方。
識別和定位推車物件的另一種方法要使用圖16所示類型的“劍式閱讀器”，這把“劍”具有讀RFID的能力，當“劍”插入推車中正確位置時，便可確定推車上物件的內容和位置。C．用RFID裝置幫助裝庫架存庫材料一旦裝在推車上或其他初始位置時，希望利用信息幫助裝庫架，這類信息放在由上述智能推車得到的信息數(shù)據(jù)庫內。因此，本發(fā)明的另一實施例涉及幫助上庫架的材料，最好包括一張材料按序上架的清單，清單可以包含推車特定的位置信息，還可提供交互幫助。
第一步是建立期望的上架順序與處理。庫房通常用其自己的方法將存庫材料上架，庫房的每一部分可包含不同的順序表。例如，成人小說可按作者的姓氏上架，然后在作者之間按書名上架，而成人非小說類可按Dewey十進制分類。在再上架處理期間，庫房還可以規(guī)定橫向移庫的較佳路線(如從成人非小說類的架1開始上架，然后上架到架4)。確定方法與順序的另一種辦法是像目錄那樣建立自動上架信息數(shù)據(jù)庫。在一實施例中，當用戶以自己確定的順序用RFID裝置掃描完所有架上的全部物件后，就建立了上架數(shù)據(jù)庫。讀出的每個物件都被送給上架處理器，后者將信息放入上架數(shù)據(jù)庫，保持著諸物件輸入時的順序。上架處理器還可用從標簽、獨立數(shù)據(jù)庫或LAV軟件收集的附加信息分析上架順序。例如，在完成書架后，上架處理器可用來自LAV軟件的信息確定該書架裝有成人小說，而書架排序用作者姓氏建立。以此方法，可對數(shù)據(jù)庫“傳授”有關的上架順序，然后可以結合其他庫操作使用。
利用上述的庫或目錄處理建立的編排信息，結合智能推車的數(shù)據(jù)庫，就可對推車建立上架順序。在一實施例中，可向用戶打印上架順序表。例如，某一推車的上架順序表可以指出第一物件的書架號碼為913.47A，其書名的第一部分為“Join me at my home…”，它在推車書架3上，是該書架上的第五本書。例如，將要上架的第二物件的書架號碼為916.8，書名第一部分為“Another reason…”，上架順序表指明該書在車架2上，是該車架上的第九本書。例如，將要上架的第三物件的書架號碼為916.912，書名第一部分為“The life and time…”，上架順序表指明該書在車架1上，是該車架上的第四本書，等等。還可對多輛推車建立上架順序表，此時該表應包括指明裝書推車的附加字段。
本系統(tǒng)這個實施例的優(yōu)點在于，可隨意將特定等級的存庫材料放在有關推車上，而且能直接上架而無需分類?；蛘撸蓪⑽捶诸惖耐栖囘M行分類，這對于無時間熟悉上架物件正確順序的新手而言特別有用。最后，在物件重新上架時，RFID上架順序系統(tǒng)能優(yōu)化進庫取貨的路線，大大節(jié)省了時間。
在另一實施例中，可用帶顯示器的便攜式RFID裝置提供上架順序信息而不是紙質副本。顯示器可以裝在推車上(圖11)，佩戴在用戶身上或握在手中。如圖所示，RFID裝置顯示可以告訴用戶要上架構成的下一個物件、它在推車上的位置以及在架上的位置。最好提供一種既向用戶提供上架順序信息又可接受用戶輸入的便攜式RFID裝置，輸入可以包括能卷動顯示諸物件，指出某物件已重新上架或還未重新上架的時間，要求特定物件更詳盡的信息，或顯示推車的簡明目錄清單。
在另一實施例中，便攜式RFID裝置用貼在物件上的RFID標簽幫操作員找出下一個要上架的物件。操作員向上架處理器發(fā)出一信息，指明特定推車上要上架的材料。上架處理器運用來自位置數(shù)據(jù)庫和上架數(shù)據(jù)庫的信息，確定首先上架的物件。操作員用手持式RFID閱讀器掃描庫架。將每個物件ID送給上架處理器，當該ID與要上架物件的ID相符時，上架處理器向操作員發(fā)一信息，該信息可以是可視或可聽的信息，諸如RFID手持式裝置和庫架上的LED閃爍，或者發(fā)出嘟嘟聲。于是操作員從推車里取出該物件，讓它通過RFID閱讀器旁邊，驗明已取出正確的物件，并更新物件在“架上”的當前位置。該過程繼續(xù)到所有物件都上架了為止。便攜式RFID裝置還可用貼在物件上的RFID標簽確定某一特定物件是否在推車上。
本發(fā)明還可擴展應用于這樣一種RFID裝置，即它提供特定庫區(qū)內(如非小說類書架200～300)所有物件的清單，然后提供該區(qū)中已作入庫檢測但還未上架的所有物件的上架順序清單，包括找出每個物件的地方。代替產(chǎn)生硬拷貝清單的一種方法是提供便攜式裝置，其中每個裝置“編程”后查找屬于某一特定庫房部分的物件。當由專人負責維護特定庫房部分或者盡力保持特定庫房部分至今顯得尤其重要時，本發(fā)明的該實施例特別有效。
前述發(fā)明的一種變型是讓用戶讀完任何一個收集品，諸如未分類或粗分類的書架，并抽出符合上架順序中特定判據(jù)(如非小說類100～200)的諸物件。當諸物件已在初分區(qū)上準備上架時，該實施例特別有效，可幫助用戶按初分區(qū)建立上架順序推車。由于可讀出任何收集品，所以該法不限于預分的存庫材料庫架。要求上架的任何物品區(qū)可如法處理。
最后一個實施例能讓用戶用便攜式(最好是手持式)RFID裝置為指定給定的物件尋找架上正確的位置。用戶識別要上架的物件，讓手持式裝置通過架上一排物件，當檢測出新物件上架的正確位置時，就向用戶作反饋。可以組合若干方法提供反饋，包括在顯示器上，用音頻反饋和/或在手持式裝置上用燈光(LED)作反饋。
這種功能可以支持庫房中最典型的“自由上架”，其中可將物件放在任一架上，只要它緊跟著并居于上架順序中正確物件之前便可。在存在更多約束的上架系統(tǒng)中，必須將物件放在架上的特定位置。自由上架更為典型，它要求更多的處理以對某一物件產(chǎn)生正確的上架位置。當采用約束式上架時，可將LED直接加裝到上架位置，以發(fā)光指示放物件的地方。即使在自由上架的場合中，也可對庫架裝上LED，不過要根據(jù)此時架上的物件來確定哪一只庫架LED發(fā)光，這是一種動態(tài)判斷。構成這種功能的基礎還要理解正常的上架順序。每個庫房都指明它們要上架的物件(如運用Dewey十進制號碼或作者姓氏)。庫內各個部分的這類上架方案是不同的。該功能還能完全支持非約束式上架，其中諸物件基本上以隨機順序上架，被保留的材料架通常是這樣做的，且適用于其他場合、在此情況下，可用RFID閱讀器從不分類的架上尋找物件。
該實施例的優(yōu)點包括該系統(tǒng)能幫助上架員識別物件上架的地方，這對新手特別有利，可加快上架操作。上架員一旦靠近該位置，裝置能迅速地在準確的庫架位置調零。本部分所述實施例的一個附帶特點在于，在某些實施例中，用戶能獲得實時信息，不必下載或打出信息。D．用RFID裝置和元件為顧客導航許多顧客難以在庫房內通行，困難包括找到期望的建筑物和庫門，到達期望的部門，找出所需的庫架并最終找出有關的材料。有些顧客腦中記著特定的項目，如書名，而有些顧客對主題更感興趣，如革命戰(zhàn)爭史。本節(jié)描述的本發(fā)明諸實施例可幫助顧客在庫內通行，以可視、有趣甚至娛樂的方式提供指導。
圖18A與18B示出本發(fā)明的一實施例，如圖18A所示，其中用一個或多個有關項目對帶RFID單元的卡進行裝載或編程?？稍陬櫩湍芙咏慕K端上作裝載。本例中，裝載處理機能與LAV數(shù)據(jù)庫直接交互作用或通過搜索處理器確定當前有售的目錄與物件，該信息顯示給顧戶。顧戶與鍵盤或鼠標一類的輸入裝置交互作用，選擇目錄或成組的物件。本例中，顧客選擇兩本書“馬克·吐溫生平”和“湯姆索伊”，該信息被送往裝載處理器，后者將此信息裝入RFID定位器卡。
另一種方法是讓員工在例如參照桌旁為顧戶裝載卡。還有用有關主題“預印”的卡，顧戶可以持卡在庫內使用。裝到卡上的數(shù)據(jù)可以是特定的書名或有關的主題領域。不用專用的RFID卡，可以使用顧客的實用庫房卡，或者為此設計專用的入庫卡。對于入庫用卡，顧客離去時應將卡留在庫中。入庫用卡可以具有TATTLETAPETM磁性安全標記(本發(fā)明的受讓人出售)，標記貼在卡上，以防失竊。
該卡一旦裝上所需的信息，顧戶就能用它在庫內通行，如圖18B所示。RFID裝置可在整個庫內按計劃放置，當向這些閱讀器這一出示RFID卡時，就向顧客指示相對該閱讀器的位置可以找到有關物件的地方。該裝置可以包括一種能配備地圖與圖示指令尋找該物件的顯示器，或許僅包括一連串LED燈，燈發(fā)光表示該物件就在最靠近該裝置的通道里，或者照亮庫房圖上可找到該物件的一部分。根據(jù)顧客靠近目標物件的程度來提供信息。例如，可以指示去庫房的另一樓面(離目標遠時)，或當顧客接近有關物件時，指示沿通道半路上去一特定的庫架。
在另一實施例中，可將有關的物件或主題裝入手持式RFID裝置，然后拿著該裝置在庫房中尋找這些物件。如上所述，能以多種方式裝載數(shù)據(jù)。當RFID裝置指向它們時，激勵裝有這些物件的庫架，或提供某種信號。于是，顧客可以跟著燈光尋找存庫材料的大致位置，到了那里，單元可以進入物件定位器模式，幫助顧客找到該特定物件。在此模式中，當目標物件被定位后，裝置可以讀出各個物件，并經(jīng)反饋在裝置上作出指示。該單元還可以顯示小型庫房圖，進一步幫助顧客在庫內尋找通路。對于視力差的顧客而言，本例的變型特別有效。
本發(fā)明的一個相關方面是應用RFID庫房卡，這不僅用于存庫材料的進出檢查，還可以跟蹤顧客在庫內的流動?？梢愿欘櫩偷倪M出數(shù)，再經(jīng)統(tǒng)計分析得出有用的信息。例如，系統(tǒng)可以統(tǒng)計進入庫房某一位置的顧客數(shù)，庫內各處停留的人群多長，計算機與復印機等庫房設備的使用次數(shù)。
RFID庫房卡還可用于入庫管理。在該實施例中，RFID庫房卡管理著哪些顧客或員工可能使用哪些公用設施。公用設施可能是房間，此時門鎖是受控的?？梢钥刂迫肟冢员闶褂媚硞€設備或其他庫房設施。例如，管理還可確定讓哪些計算機操作供用戶使用，由此拒絕兒童進入某些材料或電子因特網(wǎng)地點。這可以通過將閱讀器置于這些專門控制點或者讓人們攜帶閱讀器并讀出地點標簽而允許進入來實現(xiàn)。
最后，RFID庫房卡可以與某些庫內執(zhí)行的統(tǒng)計功能一起使用。RFID庫房卡可以同有關庫房中收集的一般費用與罰款匯集在一起，這類費用包括過期付費、使用某一設備的費用、復制費等。該卡可用作借貸卡或信用卡，可將數(shù)據(jù)(賬目)保存在卡上(每次更新芯片)或獨立的數(shù)據(jù)庫中。對顧客和庫房而言，主要優(yōu)點是統(tǒng)一和簡化了處理各種費用與罰金的方法。今天，其中的許多功能是人工執(zhí)行的，常會員工與顧客感到不便。該系統(tǒng)可用自動化程度最高的方法處理這些問題，緩解了緊張狀態(tài)，提高了員工處理較重大問題的效率。另一種方案是為顧客指定與其RFID庫房卡和自動收費相關的借貸卡，這樣可出示該庫房卡付費，與鈔票不直接相關。
權利要求
1．一種RFID裝置，其特征在于，包括(a)詢問源，用于從與某物件相關的RFID單元獲取信息；(b)指示器，用于指示與下列之一或二者有關的信息(ⅰ)該物件所屬的材料分類，和(ⅱ)該物件的期望位置。
2．如權利要求1所述的RFID裝置，其特征在于，所述指示器提供可聽和可視指示當中至少一種。
3．如權利要求1所述的RFID裝置，其特征在于，所述裝置為便攜式，適合個人攜帶和空出手使用。
4．如權利要求1所述的RFID裝置，其特征在于，步驟(b)的信息從RFID裝置內的存儲器獲得。
5．如權利要求1所述的RFID裝置，其特征在于，步驟(b)的信息通過裝載從與RFID裝置分離的存儲器獲得。
6．如權利要求1所述的RFID裝置，其特征在于，步驟(b)的信息從物件上的標簽獲得。
7．一種使用RFID裝置的方法，其特征在于，包括下列步驟(a)詢問與某物件相關的光學條形碼，以獲得有關該物件的信息；以及(b)將所述信息存儲在RFID單元上，以對該物件產(chǎn)生一標簽。
8．如權利要求7所述的方法，其特征在于，還包括在標簽上提供粘劑的步驟。
9．如權利要求8所述的方法，其特征在于，該粘劑是一種可重新定位的粘劑。
10．如權利要求7所述的方法，其特征在于，該方法還包括獲得有關該物件的附加信息、并將該信息存儲在RFID單元上的步驟(c)。
11．如權利要求10所述的方法，其特征在于，該附加信息從所具有的數(shù)據(jù)庫包含有關該物件的信息的LAV軟件獲得。
12．如權利要求10所述的方法，其特征在于，該附加信息以可視方式從該物件獲得，并按手工方式輸入該RFID裝置。
13．一種從具有與其相關的RFID單元的一組物件當中獲取信息的方法，其特征在于，包括下列步驟(a)詢問該物件以確定有關其身份的信息；(b)按預定的順序編排識別信息；以及(c)提供一指示該順序的輸出。
14．如權利要求13所述的方法，其特征在于，該輸出是一交互作用的可視或可聽顯示。
15．如權利要求14所述的方法，其特征在于，操作員可向顯示器提供輸入以便對其進行控制。
16．如權利要求13所述的方法，其特征在于，該輸出是紙質清單。
17．一種從均具有與其相關的RFID單元的一大群物件當中識別也具有與其相關的RFID單元的特定物件的方法，其特征在于，包括下列步驟(a)向RFID詢問裝置提供識別該特定物件的信息；(b)詢問該較大群的物件；以及(c)當RFID裝置詢問與該特定物件相關的RFID標簽時便提供一信號。
18．如權利要求17所述的方法，其特征在于，步驟(a)提供的信息是識別一類物件的信息，而步驟(c)包括當RFID裝置詢問與該類的一特定物件相關的RFID標簽時便提供一信號。
19．如權利要求18所述的方法，其特征在于，該類物件是屬于該庫房同一部分內的物件。
20．一種使用RFID裝置的方法，其特征在于，包括下列步驟(a)詢問一具有與其相關的RFID單元的物件；(b)向該裝置輸入信息來說明一位置；(c)確定該被詢問物件是否屬于該位置；以及(d)提供一相應信號。
21．如權利要求20所述的方法，其特征在于，該位置具有一獨立的RFID單元，而步驟(b)包括掃描與該位置相關的RFID單元。
22．如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述物件是一存庫材料，該位置是一庫房貯存位置。
23．一種用手持式RFID裝置從一RFID單元讀取信息的方法，其特征在于，包括下列步驟使該裝置在一組物件上方通過，檢測一所需物件應置于該組物件內的什么位置，以及向用戶指示該位置。
24．一種使用RFID裝置的方法，其特征在于，包括下列步驟(a)提供一物件數(shù)據(jù)庫；(b)提供所要選擇的這類物件的順序；(c)在所要選擇的清單上指示下一物件；(d)用RFID裝置詢問與步驟(c)所指示的該物件相關的RFID單元；以及(e)在所要選擇的清單上指示下一物件。
25．如權利要求24所述的方法，其特征在于，步驟(b)中所提供的順序是一份要在庫房中上架物件的順序清單。
26．一種用RFID裝置對所具有的RFID單元與其相關的物件進行識別和定位的方法，其特征在于，包括下列步驟(a)向進行位置識別的RFID裝置提供信息；(b)用RFID裝置詢問該物件以確定該物件身份；以及(c)將該物件與該位置相關聯(lián)。
27．如權利要求26所述的方法，其特征在于，步驟(a)包括詢問與一位置相關的RFID單元。
28．如權利要求26所述的方法，其特征在于，該方法還包括編排并詢問屬于一系列的各物件，以便RFID裝置可確定某一物件相對于其他物件位置的步驟。
29．如權利要求26所述的方法，其特征在于，該物件是存庫材料。
30．如權利要求26所述的方法，其特征在于，該位置是推車。
31．如權利要求30所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括使所述推車通過一條通道。
32．如權利要求30所述的方法，其特征在于，步驟(c)包括使RFID裝置進入或通過推車。
33．如權利要求26所述的方法，其特征在于，該位置包括一具有與其相關天線的庫架。
34．如權利要求26所述的方法，其特征在于，還包括下列步驟(d)顯示物件及其各自的位置。
35．如權利要求26所述的方法，其特征在于，還包括下列步驟(d)將步驟(c)中的信息下載給計算機。
36．一種自由上架系統(tǒng)中檢驗有關物件順序的方法，其特征在于，每種材料都包括一與其相關的RFID標簽，該方法包括下列步驟(a)用RFID裝置詢問與三個有關物件相關的RFID標簽；(b)根據(jù)所獲得的信息確定位于其他兩個物件之間的有關物件是否屬于這其他兩個物件之間；以及(c)提供一相應信號。
37．如權利要求36所述的方法，其特征在于，所獲得的信息由RFID標簽本身提供。
38．如權利要求36所述的方法，其特征在于，所獲得的信息由與所述RFID標簽分開的數(shù)據(jù)庫提供。
39．如權利要求36所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)庫與該RFID裝置分開。
40．一種在均與RFID單元相關的一大群物件當中對與RFID單元相關的一有關物件進行定位的方法，其特征在于，包括下列步驟(a)提供一具有RFID單元的卡；(b)向該卡發(fā)送信息，并將該信息存儲到該RFID單元中；(c)將RFID卡閱讀器置于靠近有關物件的位置；(d)用RFID卡閱讀器詢問該RFID卡；以及(e)指示有關物件相對于該RFID卡閱讀器位置的定位。
41．如權利要求40所述的方法，其特征在于，步驟(e)包括提供該有關物件定位的可視顯示。
42．如權利要求41所述的方法，其特征在于，該可視顯示包括一包含該有關物件的區(qū)域圖。
43．如權利要求40所述的方法，其特征在于，該有關物件是一存庫材料，而該較大量物件則包括其他存庫材料。
44．一種在均與RFID單元相關的一大群物件當中對與RFID單元相關的一有關物件進行定位的方法，其特征在于，包括下列步驟(a)提供便攜式RFID裝置；(b)向識別有關物件的RFID裝置提供信息；(c)用該RFID裝置詢問該有關物件可能定位的各個位置；以及(d)從那些位置獲取關于該有關物件位置的信息。
45．如權利要求44所述的方法，其特征在于，該方法還包括下列步驟(e)顯示關于該有關物件位置的信息。
46．如權利要求44所述的方法，其特征在于，步驟(b)中通過讀取具有那信息的RFID單元將該信息提供給RFID裝置。
47．如權利要求44所述的方法，其特征在于，靠人工鍵盤將該信息提供給RFID裝置。
48．一種監(jiān)視有關區(qū)域使用情況的方法，其特征在于，包括步驟(a)向預期的用戶提供RFID卡；(b)在該有關區(qū)域附近的一個或多個位置提供RFID閱讀器；(c)用RFID閱讀器在該有關區(qū)域詢問RFID卡；以及(d)向RFID閱讀器提供一表示附近存在RFID卡的信號。
49．如權利要求48所述的方法，其特征在于，該有關區(qū)域是庫房中至少一部分。
50．如權利要求48所述的方法，其特征在于，步驟(d)提供的信號包括提供有關對其登錄該RFID卡的用戶的信息，而且可允許或拒絕該用戶進入該有關區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及RFID系統(tǒng)的應用,該系統(tǒng)與例如庫房內具有RFID標簽的有關物件一起使用。本發(fā)明尤其適用于確定關于這類物件的位置、順序和其他信息。
文檔編號G06K7/00GK1312927SQ99809605
公開日2001年9月12日 申請日期1999年8月5日 優(yōu)先權日1998年8月14日
發(fā)明者S·R·加伯, B·A·岡薩雷斯, M·B·格魯斯, R·H·杰克遜, G·L·卡雷爾, J·M·克魯澤, R·W·林達爾, J·E·納什, C·彼得羅夫斯基, J·D·約克維奇 申請人:3M創(chuàng)新有限公司