檢測射頻識別標籤的系統的製作方法

2023-07-23 04:30:56

專利名稱：檢測射頻識別標籤的系統的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及在智能站中使用多個RF (射頻)天線以跟蹤帶有RFID (射頻識 別)標籤的物品的領域。更具體地說，本發明涉及使用智能站跟蹤和盤存帶有RFID標籤的 庫存物品的庫存控制方法和系統。
背景技術：
射頻識別(RFID)系統一般使用一個或多個讀出器天線以將射頻(RF)信號發送到 帶有RFID標籤的物品。使用此類RFID標籤識別物品或人員在本領域已為人所熟知。根據 來自讀出器天線的RF信號，RFID標籤在激發後在讀出器天線檢測的磁場(或電場)內產 生擾動。通常，此類標籤是無源標籤，當處於讀出器天線檢測範圍內時，它們可響應從讀出 器天線的RF信號而受激勵或諧振。美國專利6094173中描述了包括合適RF天線細節的此 類RFID系統的一個示例，該專利的內容通過引用全部結合於本文中。為改善檢測範圍並擴 展「覆蓋範圍」，已知的方法是使用異相的共面天線。美國專利6166706中提供了此類天線 的一個示例。RFID系統的檢測範圍一般受信號強度而限制在小範圍內，例如，對於13. 56MHz系 統該範圍通常小於大約1英尺。因此，可攜式讀出器單元在一組標記物品中移動以便檢測 所有標記物品，這是因為通常存儲標記物品的空間遠遠大於靜止或固定的單讀出器天線的 檢測範圍。另一方面，可使用具有足夠功率並可檢測大量標記物品的範圍的大讀出器天線。 但是，此類天線可能使用不便，並會加大超出允許限制的輻射功率範圍。此外，這些讀出器 天線經常位於空間寶貴的商店或其它位置，並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，可使用多個小天線，但考慮到通常空間很寶貴，故此配置可 能難於建立。然而，使用多個天線(或組件)的缺點是要使用多條傳輸電纜將讀出器單元連接 到多個天線，以及/或當多個天線均經單條傳輸電纜連接到讀出器單元時，無法分別控制 多個天線。作為背景介紹，圖1是顯示現有技術RFID系統基本要素的方框圖。讀出器單元 100 一般可通過RS-232或類似的數字通信連接到諸如計算機終端等終端。讀出器單元100 經電纜203連接到讀出器天線200。讀出器天線200 —般由至少一個環路201和一個調諧 電路202組成。雖然調諧電路202在圖1中顯示為固定部分，但本領域的技術人員應明白，它可分布在環路201周圍。讀出器天線200又通過低功率無線電波105與一個或多個RFID 標籤106進行通信，RFID標籤一般與RFID系統跟蹤的物品、對象(有生命或無生命)或人
員相關聯。傳輸電纜203通常由其阻抗來表徵，簡而言之，阻抗大約是電感L除以傳輸電纜的 電容C的平方根。對於銅軸電纜，阻抗一般為50或75歐姆。總之，傳輸電纜203、天線環路201和調諧電路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，對於使用諸如天線200等環形天線的給定RFID系統，所需頻率 一般是諸如13. 56MHz的「高」頻率。RFID系統經常使用的另一常見「低」頻率為124kHz。 不同的天線設計還使用RF範圍內諸如900MHz或2. 45GHz等「超高」(UHF)頻率。使用由單讀出器單元供電的多個天線並使用多路復用器開關在天線之間交替的 系統也已為人所熟知。圖2顯示了概念上的此類系統，圖中，兩個單獨的天線200a和200b 通過相應的傳輸電纜203a和203b連接到讀出器和多路復用器單元101。使用多個天線一 般會在讀取標籤時提高空間覆蓋率，而無需使用不止一個讀出器單元。圖2所示布置的主 要缺陷在於到每個天線需要單獨的傳輸電纜。由於空間常常是寶貴的，因為需要額外的空 間安裝或定位每個這些單獨的電纜，故使用這些單獨的電纜就成了缺點。在不止兩個天線 與一個讀出器單元一起使用時，由於所有這些多個天線均需要單獨的傳輸電纜，因此，這種 缺點會加重。

發明內容
在一個方面，本發明提供了跟蹤RFID標籤的智能站，所述智能站包括發送和接 收RF信號的讀出器單元；通過第一開關經第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的第一 RF 天線；以及通過一個或多個附加開關經所述相同的第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的 一個或多個附加RF天線。術語「智能」在本文中使用時指通過傳輸無線電頻率信號，系統 可以捕捉、存儲和查找數據，並監控與可跟蹤物品相關聯的獨特標識符。在又一個方面，所述第一和一個或多個附加RF天線中的每個天線包括環路和調 諧電路。在本發明的另一個方面，讀出器單元包括用於所述第一和一個或多個附加RF天 線的調諧電路，所述調諧電路通過所述第一傳輸電纜連接到所述第一和一個或多個附加RF天線。在另一個方面，本發明包括生成和接收RF信號的讀出器單元；以及有效地連接 到所述讀出器單元以及第一和一個或多個附加開關的控制單元；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或多個附加開關，以將所述讀出器連接到所述第一和一 個或多個附加RF天線。所述讀出器單元和所述控制單元可以是獨立的裝置或組合在單個 單元中。在本發明還有的另一個方面，智能站還包括將讀出器單元連接到輔助RF天線環 路的第二傳輸電纜，每個輔助RF天線環路布置為接近所述第一和一個或多個附加RF天線 中的一個對應天線。輔助天線接收為標籤提供能量的未經調製的RF信號，標籤在不存在RF 信號時通常未加電。「未經調製的RF信號」在本文中使用時指無疊加數據的RF信號。「經 調製的RF信號」指承載疊加數據的RF信號。，讀出器單元包括讀出器單元附近的第二調諧電路，它通過第二傳 輸電纜連接到輔助RF天線環路。第二調諧電路配置為調諧RF天線環路。在還有的另一個方面，本發明提供了將讀出器單元分別通過第一和一個或多個附 加開關連接到第一和一個或多個附加RF天線的第二傳輸電纜。讀出器單元將未經調製的 RF信號通過第二傳輸電纜傳送到第一和一個或多個附加RF天線，並且通過第一傳輸電纜 將調製的RF信號發送到第一和一個或多個附加RF天線。在本發明的又一個方面，所述第一開關配置為只在三種狀態下操作第一種狀態 是所述第一開關只將所述經調製的RF信號發送到所述第一 RF天線；第二種狀態是所述第 一開關只將所述未經調製的RF信號發送到所述第一 RF天線；以及第三種狀態是所述經調 制的RF信號和所述未經調製的RF信號均繞過所述第一 RF天線。所述第二開關包括配置 為只在三種狀態下操作的多極開關第一種狀態是所述第二開關只將所述經調製的RF信 號發送到所述第二相關聯的RF天線；第二種狀態是所述第二開關只將所述未經調製的RF 信號發送到所述第二相關聯的RF天線；以及第三種狀態是所述經調製的RF信號和所述未 經調製的RF信號均繞過所述相關聯的第二 RF天線。每個開關可彼此獨立加以控制，因此， 例如，第一和第二開關可同時分別設為發送經調製和未經調製的信號。另外，可使用配置成 在兩種狀態之一下工作的雙極開關(一種狀態是將經調製的RF信號傳送給相關聯的天線， 另一種狀態是不將信號傳送給相關聯的天線)。在又一個方面，本發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。在一個方面，RF傳輸電纜具有服務於所有天線的單一分支，即天線以串聯方式通 過RF傳輸電纜連接到讀出器單元。在另一個方面，RF傳輸電纜有兩個或兩個以上分支，每個分支服務於一個或多個 天線。也就是說，天線以並聯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 分支可使用開關來選擇。在另一個方面，智能站包含RF信號處理電子電路，用以執行一些信號處理，否則， 這些信號處理由讀出器完成。在還有的另一個方面，一個或多個附加開關中的每個開關包括PIN型二極體。在另一個方面，本發明提供一種智能庫存控制系統，它使用RFID標籤以確定要盤 存物品的物品信息，所述智能庫存控制系統包括一個或多個智能站。每個智能站包括通過 第一開關經第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的第一 RF天線；以及通過相應的一個或 多個附加開關經所述相同的第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的一個或多個附加RF天 線。所述讀出器單元可在所述智能站之一外或內。所述庫存控制系統還包括連接到資料庫 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的庫存信 肩、ο在又一個方面，本發明為帶有RFID標籤的物品提供庫存控制方法，所述方法包 括提供多個智能站，每個智能站包括發送和接收RF信號的讀出器單元；通過第一開關經 第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的第一 RF天線；以及通過相應的一個或多個附加開 關經所述相同的第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的一個或多個附加RF天線；通過選 擇性地為每個所述智能站的所述第一和一個或多個附加RF天線供電，以確定位於所述各個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。在一個方面，每個站具有其自己的讀出器單元。然而，一個讀出器單元也可服務許多站。在本發明的又一個方面，所述庫存控制方法包括選擇性地控制所述第一和一個或 多個附加開關，以便為所述第一和一個或多個附加RF天線供電，並從在所述各個通電的一 個或多個附加RF天線範圍內帶有RFID標籤的物品檢測物品信息。在本發明的又一個方面，所述庫存控制方法包括對所述讀出器單元產生的RF功 率電平進行軟體控制。在優選實施例中，測試將確定所述讀出器為實現每個相連天線的最 佳結果而必須提供的RF功率，天線位於所述RF電纜上的不同距離處。此信息將存儲在例 如查找表或其它等效的索引數據存儲裝置中。之後，在工作期間，每個天線的功率電平將根 據所述查找表中存儲的此預定電平設置，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。在替代實施例中，提供給每個天線的功率還可取決於其它因素，例如，天線類型。 因此，在替代實施例中，天線的距離和類型可用於確定和存儲特殊天線的最佳功率電平。
在本發明的又一個方面，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個智能站中的RF傳輸電纜周期性設置以增強RF信號強度。在本發明的又一個方面，所述存儲控制方法包括更新資料庫中物品的所述確定物 min 息。在又一個方面，本發明提供庫存控制方法，所述方法包括為每個智能站提供第二 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或多個附加RF天線中各天 線附近的一個或多個輔助天線環路，其中，所述讀出器單元通過所述第一傳輸電纜發送經 調製的RF信號，以及通過所述第二傳輸電纜發送未經調製的RF信號。在還有的另一個方面，根據本發明的庫存控制方法包括為每個智能站提供第二傳 輸電纜，該電纜通過第一和一個或多個附加開關將讀出器單元分別連接到所述第一和一個 或多個附加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調製的RF信號發 送到所述第一和一個或多個附加RF天線，以及通過所述第一傳輸電纜將經調製的RF信號 發送到所述第一和一個或多個附加RF天線。在另一個方面，本發明的庫存控制方法針對每個智能站將所述第一和一個或多個 附加開關配置為僅在三種狀態中的一種狀態下操作第一種狀態是僅將經調製的RF信號 發送到所述第一和一個或多個附加RF天線中相應的一個天線；第二種狀態是僅將未經調 制的RF信號發送到所述第一和一個或多個附加RF天線中相應的一個天線；以及第三種狀 態是經調製的RF信號和未經調製的RF信號均繞過所述第一和一個或多個附加RF天線中 相應的一個天線。


包括在說明書中並構成說明書一部分的附圖以非限制性方式顯示了本發明的現 有優選實施例，並且它們與上述一般說明和下述優選實施例詳細說明一起用於解釋本發明 的原理。
圖1是顯示現有技術RFID系統基本要素的方框圖；圖2是顯示帶有連接到讀出器單元的多個天線的現有技術RFID系統的方框圖；圖3A是顯示使用根據本發明的智能站的庫存控制系統實施例的方框圖；圖3B是顯示使用根據本發明的智能貨架的庫存控制系統的另一實施例的方框 圖，；圖3C和3D是說明由根據本發明的庫存控制系統的控制單元執行的處理的流程 圖；圖3E是顯示使用並聯配置的智能站的庫存控制系統另一實施例的方框圖；圖3F是顯示使用另一種並聯配置的智能站的庫存控制系統的另一實施例的方框 圖；圖3G是說明在並聯配置中使用的T形開關的方框圖；圖3H是說明在並聯配置中使用的直列式開關(inline switch)的方框圖；圖31是說明在一條電纜上承載RF和數字通信的示範方法的方框圖；圖3J是說明使用開關將RF電纜經過選定天線的不良影響降到最低的方法的方框 圖；圖4A是說明本發明一個實施例的方框圖，它顯示了帶有連接到讀出器單元的多 個天線的RFID系統；圖4B是顯示邏輯開關的示意圖；圖5和圖6是說明具有多個天線的本發明替代實施例的方框圖；圖7是說明本發明另一實施例的方框圖，該實施例中兩條單獨的傳輸電纜將經調 制和未經調製的RF信號發送到多個天線；圖8是說明替代實施例的方框圖，所述實施例中經調製和未調製RF系統使用相同 的天線環路；圖9A是可與圖8公開的實施例一起使用的示範開關的示意圖；圖9B是可與圖8公開的實施例一起使用的另一示範開關的示意圖；圖IOA是使用PIN 二極體的開關電路圖，該二極體可用於本發明的不同實施例；圖IOB是說明可如何將天線「解諧」的電路圖；圖IOC是說明可將天線「解諧」的另一方式的電路圖；圖IOD是說明可將天線「解諧」的又一方式的電路圖；圖IlA是說明貨架上讀出器天線的不同布局的圖；圖IlB是說明標籤在貨架內的使用方法的圖；圖12是說明製作導線天線的一種方法的圖；圖12A-C是說明在襯底上固定導線端的替代方法的圖；圖13是說明製作導線天線的替代方法的圖；圖13A是說明不同的替代導線天線形狀的圖；圖14說明製作導線天線的另一方法；圖15是說明將箔片帶敷設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導電路徑以形成箔天線的另一方法的圖17是說明用於敷設導電路徑的敷設器2200的橫截面的圖；圖18是說明使用圖15所示設備敷設簡單的矩形導電路徑的方法的圖；圖18A-B顯示了摺疊的箔片帶；圖19是說明所敷設的導電走線2300疊加於前一導電走線上的實施例的圖；圖20是包含箔片帶天線的層壓結構；圖21是說明使用銑床在襯底上形成開口的圖。
具體實施例方式除非另有說明，否則「一個」指一個或多個。本發明提供了智能庫存控制系統，該系 統包括可使用多個天線檢測RFID標籤的一個或多個智能站。RFID標籤附在要檢測或跟蹤 的物品上。在本文所述的一些優選實施例中，由於本發明提供的智能站系統適合跟蹤商店 貨架上和倉庫中的物品，從而實現庫存控制或其它跟蹤目的，因此，將智能站系統稱為智能 「貨架」系統。然而，由於本領域的技術人員會認識到本發明其它方面的用途，例如跟蹤封閉 容器、其它存儲空間和特殊空間中的物品，因此，要理解，本發明並不限於智能貨架系統。此 類封閉式容器、其它存儲空間的示例包括但不限於房間、衣櫥、櫥櫃、碗櫥、電冰箱、冷櫃、配 掛板、衣架、拖車、倉庫、託盤、櫃檯和其它類似的封閉環境、空間或擱物架。它可在室內、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， 或者在存儲空間背面或側面或表面上。在衣架中使用時，可以設想到包括線性或圓形架的不同實施例。具體就圓形架而 言，設想可使用在圓形架中心內兩個垂直平面正交設置的兩個天線。天線可由單個讀出器 驅動，但其引入電纜的長度不同，最好長度差為RF波長的1/4，或者使用雙向90度功率分配 器(例如MiniCircuits PSCQ-2-13)，以使兩個天線呈90度異相。這樣，兩個天線建立的磁 場方向每個RF波周期「旋轉」 一次，因此，可讀取圓形架周圍的所有RFID標籤。與衣架一起使用時，另一實施例在衣架上設有一個或多個天線環路，例如，定位或 懸掛在衣架的一端或兩端上，或者作為掛鈎分布在衣服中的環路。如果天線環路以掛鈎的 形式提供，則可通過將導電導線穿過窄的(例如，1/4英寸到3/8英寸直徑的)熱塑管，然後 將該管熱成形以形成掛鈎形狀的天線，從而製成這些環路。相同的方法可用於形成任意形 狀的自承重天線。平面天線讀取與天線形成的磁場線平行的標籤的能力會受到限制。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或多個無源耦合天線，可 擴大讀取範圍並克服標籤方向限制。這些無源耦合天線通過與獲得能量的天線的感應耦合 而被激勵或獲得能量。無源耦合的天線將具有磁場，最好是與有源耦合的天線有180度異 相。這樣，產生的磁場方向將會振蕩，從而仍可讀取在其它不利方向上的RFID標籤。在一個 實施例中，無源耦合的天線可設置在貨架中，例如，以有源方式獲得能量的天線設在貨架前 端以及以無源方式耦合的天線設在貨架後端；所有天線均設在貨架平面中。其它實施例包 括在貨架端或貨架背處的垂面中設有無源耦合天線。其它實施例包括在諸如箱、櫥櫃或過 道等封閉環境內將至少一個以有源方式獲得能量的天線與一個或多個無源耦合的天線一 起使用，以在讀取設置在任何方向上的標籤方面提供更好的讀取範圍或更高的靈活性。其它實施例包括在貨架末或貨架背的垂直平面上設置無源耦合的天線。其它實施例包括針對 給定貨架在貨架上方一定距離的水平平面上設置無源耦合的天線，最好是在貨架上方一定 距離處的水平面上。在優選實施例中，可將多個天線放置在自承重貨架上，或者嵌入到可平放在現有 商店貨架上的薄墊子中。例如，如圖3A的方框圖中所示，各個獨立的貨架系統501a、501b、'"、501n和502A、 5021κ···、502η各自設有多個天線200，各天線均通過傳輸電纜222連接到讀出器單元120。 每個讀出器單元120具有使用控制電纜221在任一時間選擇活動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3Α公開的實施例顯示 每組貨架具有的RFID系統帶有連接到多個天線200的讀出器單元120，但本領域的技術人 員會認識到，單個讀出器單元可配置為連接到彼此相鄰的不止一個貨架上的多個天線，或 者每個貨架可配置為具有其本身的讀出器單元。圖3Β的方框圖顯示了替代實施例，圖中，每個貨架503a、503b、...、503n設有多個 天線200。多個天線200分別通過傳輸電纜222連接到讀出器單元120。每個讀出器單元 120具有控制器124，用以在任一時間選擇活動的天線。此控制器124可以是微處理器。此 外，貨架可具有與控制器124—起協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聯貨架內的所有天線，以及控制 諸如貨架邊緣顯示器的輸出裝置510，以顯示諸如定價等信息。輸出裝置510可使用本領域 技術人員可識別的可視和可聞信號來顯示信息。使用輔助控制器125可減少貨架之間連接 器526所需的導線數量。通過數字數據通信電纜221發送命令，控制單元124可選擇性地操作任一 或所有開關，例如，通過發送與每個開關相關的唯一地址，這可通過例如使用Dallas Semiconductor DS2405 「 I-Wire 」可尋址開關實現。每個此類可尋址開關提供可用於切 換單個天線的單個輸出。最好是控制單元124可利用一個或多個輔助控制單元125來選 擇性地操作任一或所有開關。例如，輔助控制單元125可以是諸如MicrochipTechnology Incorporated PICmicro 微控制器的微處理器，它可提供多個輸出，用於切換不止一個 天線，如接近於輔助控制單元125的所有天線。控制單元124也可以是諸如Microchip Technology IncorporatedPICmicro⑧微控制器的微處理器。控制單元124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串行協議或乙太網協議或令牌環 網絡協議等熟知的通信協議的通信信號來實現。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(例如發光LED)，通過合適的可視顯示器來顯示字母數字文本，或者在天線附近輸出可 聞信息。在優選實施例中，通過電子網絡來控制智能貨架系統。控制智能貨架系統的控制 系統通過RS-232或類似協議將命令數據發送到控制單元124。這些命令包括但不限於用 於操作讀出器單元120的指令、用於操作天線開關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編程設計為對這些命令進行解釋。如果某個命 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 能是用於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字數據通信電纜221傳遞到輔助控制單元125的數據。同樣地，輔助控制單元125可 將數據傳回控制器124，如同讀出器單元120 —樣。隨後，控制器124通過電子網絡將結果 數據轉發給控制系統。圖3A和3B所示的庫存控制處理單元550是此類控制系統的一個示 例。如本文關於智能貨架系統的進一步描述中所述，電子網絡和控制系統可互換使用，用以 描述智能貨架系統可由通過電子網絡連接到智能貨架系統的控制系統控制。至少控制單元124必須決定電子網絡的命令是否應發送到讀出器120，或者是否 應在數字通信電纜221上發送。同樣地，控制單元124必須轉發其從數字通信電纜221接 收的數據，將該數據從讀出器單元120傳回電子網絡。例如，在最低配置中，電子網絡可發 出例如讀取單個天線的命令。控制單元124將a)為該天線設置適當的開關；b)激活讀出 器；c)從讀出器接收數據；d)停用讀出器；以及e)將數據發回電子網絡。圖3C是說明控制單元124對主機命令信號的示範處理的流程圖。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位置完 成)。隨後，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 並發送適當的指令到輔助控制器125。之後，在步驟338中，控制單元124在命令已於步驟 334中發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。如果收到了響應，則 在步驟340中，控制單元124將響應傳回主機。之後，在步驟342中，控制單元124確定是 否響應於步驟336中發送的指令，從輔助控制單元125收到了響應。如果在步驟342中從 輔助控制單元125收到了響應，則在步驟344中，響應由控制單元124解釋並發送給主機。 之後，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 主機命令。控制單元124還可執行在其它情況下要由電子網絡處理的一些管理功能。例如， 電子網絡可發出命令以查找與控制單元124相關聯的整個貨架系統上的某個物品。在此類 情況下，控制單元將管理一系列任務，如a)確定在它的系統中有多少天線；b)為第一天線 設置適當的開關；c)激活讀出器；d)從讀出器接收並保存數據；e)停用讀出器；f)為下一 天線設置適當的開關，直至所有天線已激活；g)激活讀出器直至已讀取所有天線。在優選 實施例中，讀取所有天線後，控制單元124或電子網絡(「主機」或「控制系統」)將分析其 累積的數據，並只報告所需物品的位置。圖3D是說明根據本發明由控制單元處理的示範管理功能處理的流程圖。在步驟 350中，控制單元124從主機應用接收請求控制單元124所控制的天線上收集的所有物品的 庫存信息的命令。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 數量。之後，在步驟354中，控制單元124向輔助控制單元125發出選擇其列表上的下一天 線的命令，並在步驟356中等待從輔助控制單元125的確認。在步驟358和360中，將「讀 取」命令發送到讀出器120，讀出器120等待並從選定天線讀取數據，然後在步驟362將數 據發送到主機應用。之後，在步驟364中，控制單元發送「待機」命令到讀出器120，並在步 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置於電子網絡與讀出器單元之間的另一優點是可根據需要使用不同類型的讀出器120。從電子網絡發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，電子網絡可以向控制單元發送「讀取天線」命令。控制單元接著可以將此 命令轉換成每個閱讀單元所需的適當命令語法。同樣地，控制單元可以從讀出器單元接收 響應語法(這會因讀出器單元類型不同而有所不同)，並且將其解析成返回電子網絡的一 般響應。命令和響應語法對於每種類型的讀出器單元120可能不同，但控制單元124使這 一切對電子網絡而言是透明的。圖3E的方框圖顯示了替代實施例，其中，控制器124和讀出器120包含在貨架 504a中。本領域的技術人員會認識到，控制器和讀出器也可以與任一貨架分開。數字通信 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。控制器124可操作分支開關527，該開關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527結合「並串聯」連接方法用於輔助控制器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操作所有單一串聯布 置的貨架，而是在RF和數字通信線路通過串聯的貨架504b-504n和串聯的貨架505b_505n 繼續延伸前形成分支(即，每個分支彼此平行)。圖3E所示的並串聯配置有利於形成貨架 過道，其中一般有大約四層貨架(每層貨架可平行連接)，每層大約有串聯在一起的10-20 個貨架單元。在某些情況下，從RF傳輸的觀點來看，也需要使用並串聯配置。例如，如果過 道具有4層貨架，每層具有12個貨架單元，且每個貨架單元具有4個天線，則並串聯配置平 行連接了四組48個天線，而純串聯配置必須串聯一組192個天線。因此，用於純串聯配置 的RF傳輸電纜對於高效操作而言可能太長了。圖3F的方框圖顯示了替代實施例，其中，控制器124和讀出器120布置為與任何 貨架隔開。數字通信電纜221將控制器124連接到輔助控制器125，並且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528，此開關 可選擇將要選擇的貨架或貨架組(例如，506a或506a-507b)。本領域的技術人員會認識到， T型開關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528用於另一種 「並串聯」連接布置。也就是說，不是由控制器124和讀出器120操作串聯的所有貨架，而是 在RF和數字通信線路上形成到串聯布置的各貨架或各組貨架的分支(即，RF和數字通信 線路與多點或「T」型裝置連接，其中每個分支並聯設置)。此配置允許RF信號由T型開關 528切換到一個或一組貨架中，或者繞過該貨架或該組貨架。圖3F所示的T型或多點配置 可用於減少RF傳輸電纜通過的開關元件的數量。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，本領域的技術人員會認識到，電纜的這些延伸部分也可包 含在貨架內。其它延伸的控制電纜部分221b和其它延伸的RF電纜部分222b可用於連接 更多貨架或更多組貨架。同樣地，本領域的技術人員將明白，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528。該T型開關包含例如PIN 二 極管207C的開關。與貨架507a相關聯的輔助控制器125可激活PIN 二極體207c，以允許 RF信號從RF電纜222a進入貨架507a中，在貨架中，RF信號可以通過開關214路由到天線 200。RF能量也可繼續沿RF電纜222b傳遞到可選的附加T型開關，並最終到達終端連接 器215。因此，在RF電纜222a上一般有兩個平行負載-激活的天線和終端連接器215。例如，電路217是本領域技術人員熟知的絕緣體電路，它可用於匹配讀出器120的阻抗。圖3H顯示了可在示範貨架507a上使用的示例直列式開關。直列式開關包含了例 如PIN 二極體207d的開關。與貨架507a相關聯的輔助控制器125可激活PIN 二極體207d， 以允許RF信號從RF電纜222a沿RF電纜222b繼續，或者停用PIN 二極體207d以阻止RF 信號沿RF電纜222b繼續。最好是T型開關528與直列式開關229可一起使用以便將RF 信號路由到貨架507a或RF電纜222b。通過使用諸如直列式開關529的一個或多個直列式 開關，可能不需要使用絕緣體電路217。然而，直列式開關529可導致一定的RF能量損失。圖31顯示了在單條電纜上合併RF信號和數字通信信號的示範方法。主控制器 124發送用於智能站的數字命令250。變換器251將數字數據變換成可疊加在RF電纜上的 疊加數位訊號252。例如，該疊加的數位訊號可以在不同於RFID讀出器120所用的頻率上。 該疊加的數位訊號可通過濾波器253，如圖31所示的示範電感器253。隨後，將其疊加到RF 電纜上。另一濾波器254可用於阻止疊加的信號到達RFID讀出器120。複合的RF和數位訊號沿電纜222a向下傳遞到一個或多個智能站261、262、263等 等(圖31中只顯示了 261和262)。在到達示範智能站261時，複合信號可通過另一濾波器 255，如定製用於阻止RF信號到達RFID讀出器的電感器。疊加的數字通信信號經過濾波器 255進入接收器電路256，該電路可取出數字信息並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可通過發送器電路257將信息送回主控制器124，例如，以不同於 讀出器120的RF頻率的頻率工作，且自由地以不同於主控制器(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 換成相應的數位訊號259並返回主控制器124。在主控制器124與輔助控制器125之間進行數字通信的方法的變型是從主控制器 124發送具有兩個或兩個以上直流電壓的脈衝序列形式的數字通信信號。最好是兩個電壓 高得足以驅動與需要直流電的輔助控制器125、外設510等相關聯的任意電路。這些電壓可 由數字發送器電路251發送，並由接收器電路256接收，接收器電路256可以是簡單的電壓 比較電路。通過使數字發送電路257在通信電纜上提供兩種不同級別的吸電流(current draw)或負載，例如，通過使為電阻器饋電的電晶體接通和斷開，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後將被接收器電路258檢測到並變換成用於主 控制器124的數字數據。圖3J說明使用開關將經過選定天線的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)可由智能站系統控制開關。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。每個天線具有相關聯的電路380。該電路可包括承載RF信號的同軸電纜381。承載RF 的中心導體可通過分路開關382短接到同軸屏蔽層，或者連接到調諧電路，然後通過選定 開關383連接到天線371。同軸屏蔽層是電連續的，用線條384表示。同軸屏蔽層通常會接 地。同軸中盡導體以同樣的方式連續。相繼的天線之間的距離最好是RF信號1/4波長的幾分之一。例如，通過具有聚乙 烯電介質的標準同軸電纜傳播、頻率為13. 56MHz的RF信號具有大約12英尺的1/4波長。 因此，如圖3J所示，在天線之間1英尺的同軸長度可用於提供1/4波長的1/12的間隔。其它整數約數也是可能的，例如，天線之間1.5英尺的同軸長度相當於12英尺的1/4波長的 1/8。為說明所述方法，可通過閉合開關385將RF信號引入天線373，從而選擇第N個天 線373。同樣，閉合分路開關386以使RF信號短接到天線375的同軸屏蔽層，該天線位於 RF電纜上距離1/4波長處。RF電纜上距離1/4波長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。在優選實施例中，智能站系統是模塊化的，使用便宜的組件處理多個天線的數據。 本領域技術人員可按順序激勵貨架內的多個天線，或者可通過相位延遲增強其有效性。參照附圖，圖4A是說明本發明一個實施例的方框圖，它顯示了帶有連接到讀出器 單元120的多個天線200、210(為方便起見，只顯示了兩個天線)的RFID系統。因此，本文 公開的RFID系統可用於實施圖3A所示的智能站501a-n或502a-n。圖4A不是為了限制本 發明，因為本領域的技術人員會認識到各種修改、替換和變化方案。此外，本領域的技術人 員會認識到，只要滿足功率和調整要求，本發明及其結構和操作方法將也適用於其它頻率 的傳輸和檢測。RFID系統可包括單個貨架，或者多個天線可布置在附近的貨架並使用連接 器，例如同軸電纜或其它連接裝置連接到單個讀出器單元。如圖4A所示，單條RF傳輸電纜 222用於連接到天線200和210。傳輸電纜222終止於常規終端連接器215中。讀出器單 元120與控制單元124相關聯，但不具有多路復用器。相反，控制器124設計成分別控制位 於天線200和210上的開關204和214。控制單元124還可與例如位於天線附近的輔助控 制單元125通信。輔助控制單元125可包括在選擇天線時可與控制單元124配合的微處理 器或可尋址裝置。在一個實施例中，開關204和214經單獨的電纜221連接到控制單元124。本領域 的技術人員會認識到其它方式可用於將控制單元120連接到開關204和214，包括無線方 式或疊加在電纜222上所承載的RF信號上的不同頻率的信號。開關204、214受到控制，因 此，在任何時候只有天線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204的示意圖，邏輯開關204在打開(虛線)位置與閉合位置之 間切換，為天線提供能量。此類邏輯開關可用於參照圖4A所述的實施例中。圖5是本發明的類似於以上參照圖4A所述實施例的另一實施例，但如圖5所示， 天線200完全相同。因此，調諧電路202可完全相同，這簡化了天線製造。因此，讀出器單 元120經傳輸電纜222與開關204和214連接到相應的多個相同天線200。圖6是說明多個天線200相同時的優點的替代實施例的方框圖。部分調諧電路 202可向後移到讀出器單元120處或其附近的公共調諧電路213。因此，讀出器單元120通 過設置在讀出器單元120處的公共調諧電路213連接到多個天線200。本領域的技術人員 會認識到，仍可為每個天線200提供主調諧電路202或212。圖7是說明本發明另一實施例的方框圖，其中，兩條單獨的傳輸電纜222和230分 別將經調製和未經調製的RF信號發送到多個天線配置，每個天線配置包括天線環路201和 231。與讀出器單元130相關聯的是控制單元134。讀出器單元130設計成可分離RF信號， 以允許通過單獨的電纜230和調諧電路232將未經調製的RF信號傳送到與RF天線201相 關聯的天線環路231。每個RF天線201與相應的天線環路231相關聯。如前所述，讀出器單元130也生成通過調諧電路213和傳輸電纜222傳送到多個天線201的經調製的RF信 號。相應的開關204和214將相應的天線201連接到傳輸電纜222，並且還將相應的天線環 路231連接到傳輸電纜230。在一個實施例中，可連續為包括調諧電路232、電纜230和天線環路231的未調製 RF系統供電。相反，讀出器天線數據環路201隻可通過適當控制開關204和214在某個時 刻啟用。由於環路231可連續加電，因此，在數據傳送期間RFID標籤無需啟動時間進行充 電。可將這種系統有利地應用於需要頻繁讀取RFID標籤的情形中。此外，鑑於未經調製RF 系統持續提供能量，因而標籤始終可獲得能量，因此，此實施例還允許手持式讀出器單元隨 時讀取標籤。未調製電纜230在電纜230的末端設有終端連接器216。在此上下文中，應 理解，術語「連續」供電可包括根據合法限制或其它限制的需要按負載忙閒度(percentage duty cycle)供電。或者，可正好在為每個天線激活調製RF系統前激活未調製RF系統。圖8是類似於以上參照圖7所述實施例的另一實施例。在此實施例中，通過電纜 222的調製RF信號和通過電纜230的未調製RF信號路由通過相同的天線201。開關204 和214最好配置為使經調製的RF信號222或未經調製的RF信號230路由到給定天線201 中，或兩種信號均不路由到給定天線201。也就是說，開關204和214的設計成只可以在三 種狀態下操作(I)第一種狀態是只有經調製的RF信號發送到天線201 ； (II)第二種狀態 是只有未經調製的RF信號發送到天線201 ；以及(III)第三種狀態是經調製的RF信號和 未經調製的RF信號均繞過天線201。此類切換操作可通過單極或多極RF開關組實施。在工作中，此實施例允許天線 201在被輪詢前一直處於待用狀態。此時，可通過調諧電路232、傳輸電纜230和適當的開 關204、214將未經調製的RF信號切換到天線201中，以使附近的RFID標籤「預熱(warm up) 」。之後，經調製的RF信號通過調諧電路212、電纜222和適當的開關204、214切換到該 天線201，以有效地從剛預熱過的RFID標籤獲取數據。圖9A是可用於例如參照圖8所述的實施例的開關205的簡化示意圖。圖9A並不 是為了限制本發明，因為本領域的技術人員會認識到各種修改、替換和變化方案。在開關 205A切換到左側以將天線環路201的一極連接到調製RF信號同軸電纜222的中心導體上， 而另一極連接到同一電纜的屏蔽層時，經調製的RF信號被發送到天線201。如果開關205A 切換到右側，經調製的電纜222中的信號會繼續傳送給另一天線。圖中開關205B切換到右 側，因此，未經調製的RF信號繼續發向另一天線。如果開關205B轉到左側，則未經調製的 RF信號將通過天線201。如果開關A和B均切換到右側，則兩種信號將繞過完全處於不活 動狀態的天線。開關205的設計使得開關205A和205B無法均切換到左側。圖9B是可用於例如參照圖8所述的實施例的替代開關205C的簡化示意圖。此圖 顯示可能不需要切換公共(或接地)導線，並且開關可與RF電纜分開而不是與電纜直聯。 開關205C切換到左側時，它將天線環路201的一極連接到調製RF信號同軸電纜的中心導 體上，而另一極連接到同一電纜的屏蔽層，從而將經調製的RF信號發送到天線201。如果開 關205C切換到中心位置，則未經調製的RF信號230將通過天線201。如果開關205C切換 到右側，則兩個RF信號均不進入完全不活動的天線。注意，在開關205C的情況下，RF信號 也繼續沿它們各自的電纜繼續傳輸，經過天線201，而不管開關205C的設置如何。圖IOA顯示了可用作早先參照本發明的各種實施例討論的開關204或214的RF開關的電路圖。圖IOA不是為了限制本發明，因為本領域的技術人員會認識到各種修改、 替換和變化方案。如圖所示，該RF開關利用了 PIN(P型、I型、N型)二極體207(例如， Microsemi部件號900-6228)，該二極體207的工作方式類似於常規PN 二極體，只是在開關 觸點打開時它能夠阻塞RF信號。開關觸點閉合時，PIN 二極體207變成正向偏置的，傳導 RF信號。用於選擇天線的控制信號也可疊加(未顯示)在用於讀取RFID標籤的RF信號 上。這種控制信號可通過帶通濾波器與RF信號分離，隨後繼續送到可尋址開關，該開關利 用PIN 二極體選擇性地激活RF開關。在圖IOA中，通過單獨的線路而未採用RF信號電纜 來提供控制信號。雖然在RF信號電纜上疊加控制信號使天線之間或智能站之間所需的導 體和/或連接器較少，但這需要附加的電子元件來在每個天線上分離信號。因此，控制信號 使用單獨的線路可能更有效。圖IOB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 的天線被選中時將不會諧振。如果未選擇該天線，則PIN 二極體207a使調諧電容器211a 短路，從而改變該天線的頻率，這樣，在用於操作天線以讀取RFID標籤的頻率上該天線不 會處於活動狀態。使用諸如207a的PIN 二極體將調諧電容器短路並將天線解諧，這意味著PIN 二極 管207a可以通電運行相當長的時間。這會產生熱量並浪費能量。因此，系統可設計為只將 與當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 計期間指定，或在組裝之後通過觀察發現，或者如本文進一步所述在工作期間用RFID讀出 器確定。圖IOC顯示了另一電路圖，圖中，PIN 二極體207b用於調諧環路。此處，當PIN 二 極管207b通電時，環路處於調諧狀態。因此，在未讀取環路時，PIN 二極體207b不需要保 持導通。這可節省能量並減少產生的熱量。雖然此處的示例包括將PIN 二極體用於實現切換和解諧功能，但本領域的技術人 員會認識到，還可使用例如諸如EFT (場效應電晶體)或MESFET (金屬半導體FET)器件之 類的其它電子元件。圖IOD顯示了另一電路圖，其中將例如電路諧振部分內的場效應電晶體(FET) 208 的開關用於將環路解諧。這裡，當FET 208斷電時，環路處於調諧狀態，而當FET 208通電 時，處於解諧狀態。在通電狀態下，FET 208消耗很少的能量。此外，在電路內的此位置上， FET 208在通電時充分地將環形天線解諧，這樣，RF信號往往不會進入調諧電路。因此，可 能不需要提供單獨的FET或PIN 二極體來選擇環路。圖IOB說明本發明的一個方面，即可將可變電容器(例如，圖IOB所示的可變電容 器211a-c)用於調諧天線，也就是說使天線在與讀出器單元的RF信號相同的頻率上諧振。 由於天線周圍環境可能影響調諧，最好將調諧電路周圍的任何結構設計為允許從外部接觸 到可調元件，例如，將它們定位在結構的邊緣(諸如貨架邊緣)，或者提供用於調諧裝置(如 伺服控制的螺絲刀)的訪問孔。此外，由於對天線調諧是一個需要反覆試驗的耗時過程，因此，最好允許自動完成 調諧。根據本發明的一個方面，可以這樣實現自動調諧提供自動調諧單元(未顯示)，該 自動調諧單元會暫時將計算機控制的伺服驅動螺絲刀連接到與可調電容器相關聯的調節 螺絲釘。要實現最佳調諧，自動調諧單元(可包括計算機或其它適當編程的微處理器)將從到被調諧天線的導電連接接收反饋，或者從RFID讀出器接收反饋，該讀出器將檢測從按 預定或已知空間(最好是二維或三維)布置排列的一系列標籤中識別出的標籤。根據通過 實驗形成或根據經驗形成的一組規則，調諧單元將操縱調節螺絲實現最佳調諧。或者，控制 器或輔助控制器可通過電子調節來調節每個天線的調諧，例如，通過遠程設置調諧電路內 的可調壓控電容器。此方法將採用機械或伺服控制進行調諧的需要減到最少。調諧電路中 的壓控電容器還可用於將天線解諧，這樣，在未選擇天線進行讀取時，它們不會諧振。在一個實施例中，RFID標籤可放置在貨架內，最好是一個或多個標籤位於各天線 的讀取範圍內。在自測試期間讀取天線時，這些RFID標籤為每個天線提供已知的響應。因 此，無論貨架是否支持任何帶RFID標籤的物品，始終存在至少一個應在天線範圍內找到的 自測試RFID標籤。如果找不到這種RFID標籤，則控制單元124或輔助控制單元125可執行 自調諧過程。如果在自調諧後仍無法讀取到自測試RFID標籤，則可向電子網絡發送消息， 指示需要進行貨架維護。自測試RFID標籤除放置在貨架內，還可以放置在天線範圍內的其 它位置，例如，在貨架背面或側壁上。圖IlA顯示了單個貨架單元內的替代天線環路配置。貨架300含單個天線環路 301。貨架300包含單個天線環路301。貨架310包含天線環路311和312。貨架內有一個 以上的環路時，有多種操作模式。例如，環路311可以處於活動狀態，或者環路312可處於 活動狀態，或者兩個環路可同時處於活動或不活動狀態。本發明考慮了這樣的情況兩個環 路可同時處於活動狀態，但其輸入RF信號中存在相差。這種相差可通過本領域技術人員熟 知的各種電子方式引入。例如，通過使用與另一電纜相比長度不同的同軸電纜向一個天線 環路饋送信號而引入相差。如圖IlA所示，貨架320包含4個天線環路321-324。這僅僅是一個示例，因為本 領域的技術人員根據本文所公開的內容，會認識到存在不止4個天線環路，可採用其它配 置。4個環路321-324可以不同的組合加以激活，例如，可同時激活環路321和322、321和 323或321與324。具體地說，如果一對環路處於活動狀態，並且在活動環路之間存在相差， 則可使RF場矢量移位以便更好地讀取在不同物理方向上的天線標籤。因此，與非定相環路 (non-phased loop)相比，使用定相天線環路可提供更好的「覆蓋範圍」以讀取標籤。圖1IB顯示固定器460所支撐的幾個貨架400、410、420、430、440和450的頂視圖。 作為示例，每個貨架具有4個天線。例如，貨架410包含天線411-414。此外，在每個貨架內 及每個天線附近有一個或多個RFID標籤。在圖IlB中，每個天線對應4個標籤，標籤標記 為a-d。貨架內的標籤可用於各種功能。本領域的技術人員會認識到可使用較小或較大數 量的標籤。例如，如果以較低功率啟用天線411，則它應該能夠讀取例如大約位於天線411中 心的標籤411c。當然，本領域的技術人員會認識到，視天線和標籤設計而定，使用低功率時， 可使用位置離天線導體更近的標籤，因為讀這些標籤更容易。因此，標籤411c可用於測試 天線411工作是否正常。如果增加功率，則天線411應該還能夠讀取位於天線411外圍附 近的標籤411a、411b和411d。通過在診斷或自檢模式期間改變功率，系統應能夠確定天線 411有效運行所需的功率。貨架標籤可布置在離開每個天線中心的幾個位置上，以便提供此 fn息ο隨著到天線411的功率增加，最終能夠讀取與相鄰天線412相關聯的貨架標籤412b。系統因而可確定天線411和412是相鄰的。隨後，系統可使用此信息確定，在給定天 線工作時可能需要將哪個相鄰天線解諧。天線411與412相鄰的事實在製作貨架410時即 已經確定。然而，當幾個貨架以相鄰的方式放置在零售店中時，可能無法或不方便事先確定 哪些貨架相鄰。在組裝系統後，可將貨架標籤用於確定哪些貨架或天線相鄰。例如，以正常功率工作的天線411還可檢測與相鄰貨架400上的相鄰天線404相 關聯的貨架標籤404d，其相鄰位置在安放貨架前可能尚未確定，以及檢測與gondola結構 (或貨架的普通支撐結構)的對面相鄰貨架440上相鄰天線441相關聯的貨架標籤411a， 其相鄰位置在貨架放置前可能尚未確定。可以實現這樣的設計以正常功率或稍微更高功率工作的天線411能夠讀到相鄰 天線區域更遠的位置，例如可讀到貨架標籤404c、412c和441c。因此，只使用位於每個天線 中心的單個貨架標籤，便可實現本文所述功能。雖然貨架標籤對於上述用途很有用，但由於增加了要讀取的標籤數量，這些貨架 標籤可能使系統的響應速度降低。因此，最好的選擇可能是為貨架標籤唯一 ID序列號使用 特定範圍的序列號，系統可指引該範圍的序列號到「安靜」模式，也就是說，在正常操作期間 不響應，而只在診斷或設置操作期間響應。一個或多個天線可包含或隱藏在每個貨架內。天線環路可使用導電材料製成。這 些導電材料可包括諸如金屬線或箔片之類的金屬導體。導電材料也可以是網狀帶或柵狀 帶。在一個實施例中，天線環路可由大約0.002英寸厚和0.5英寸寬的銅箔製成。這些環 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。環路還可以層壓在 玻璃內。環路還可以粘附到層壓材料、玻璃或其它支撐結構的外部。本領域的技術人員會 認識到，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 提供結構剛度的任何材料。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計為提供穩定性的。如果需要，RF屏蔽材料可敷設到或結 合到貨架底部表面中，以防檢測到可能在貨架下面而非上面的RFID標籤。應理解，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，並且RF屏蔽材料隨後可應用在 適當的方向上，以便更好地將要讀取的目標標籤與其它相鄰標籤隔離。被敷設到或結合到貨架底部表面中，或者存在於例如現有金屬貨架等任何下層金 屬支撐結構中的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 可以結合到貨架內部。如果希望貨架只檢測貨架上(貨架上方)的標籤物品，則這是一個優 點。但是，這種RF屏蔽材料(無論是故意設置在貨架構造中，還是碰巧作為預先存在的存 貨架結構存在)導致幾乎完全限制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「讀取範圍」。為補償這種可能縮小的讀取範圍，可以在天線環路正下方 (在貨架結構頂部附近)設置補償材料層。這種材料是不導電的且具有高導磁率。例如具 有高平面導磁率(in-plane magnetic permeability)的Magnum Magnetics RubberSteel 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的各向異性鐵氧體片(常規 的各向異性鐵氧體片的導磁方向與鐵氧體片垂直)，可取得這種平面導磁性。天線與RF屏 蔽材料之間存在這種補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，從而針對給定的貨架厚度提供了更好的檢測範圍(「讀取範 圍」)。
層壓在薄支撐材料內或附在其外部的天線環路可以非平面的形式放置，例如可設 置為弧形面板，用於某些陳列架中，一些衣架旁，或者用於付款處可用的過道讀出器等。本文所述的示例討論了環形天線，環形天線一般用於以例如13. 56MHz的RF頻率 工作的讀出器。智能站內的物品可能包含以例如915MHz、2. 45GHz或125kHz的全然不同的 頻率工作的標籤。通過提供合適的天線，例如多個125kHz的環形天線和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。可在智能站內針對這些頻率中的一個 或幾個頻率設置天線。每個天線最好具有其自己的單獨開關和調諧電路。所有智能站將共 享一條公用RF電纜和一條公用控制電纜。智能站可構建為使每個智能站上的所有區域可 讀取所有預期頻率(即每個區域使用多個天線)，或者給定智能站上的不同區域可設有針 對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頻率上工作。在優選實施例中，本申請所討論的天線環路可放置在例如貨架上，這樣，通過將 這些天線環路結合到放置在貨架上的墊子中，可將它們放置在產品下。環路因而密封在 本領域技術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 壓結構材料、矽橡膠、聚氨酯橡膠、纖維玻璃、塑料或可保護天線環路並提供一些物理偏移 (physical offset)以防天線置於金屬架、壁或表面時產生電磁幹擾的其它類似材料。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 替代實施例中，密封材料也可配備壓敏粘合劑，以便附到預期表面上。密封的「前」緣或「貨 架」緣也可配備低功率的發光燈或其它顯示裝置，這些發光燈或顯示裝置可由讀出器單元 或定序器單元(如貨架內的輔助控制單元)，這樣，可以可視的方式協調特定顯示裝置與對 應設置的讀出器天線的活動。或者或此外，顯示裝置也可用於顯示其它信息，如定價或折扣寸。除了讀取RID標記的能力外，智能站可具有可通過數字數據電纜傳送信息的其它 「外圍」設備。例如，智能站系統將為附加或外圍連接裝置提供數字數據高速通信通路，所述 連接裝置包括但不限於計算機終端、顯示裝置、數據機、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。數字數據高速通信通路可併入在控制器124與輔助控 制器125之間發送數字控制和數據信息的布線系統中，或者可以有一條或多條獨立的數字 數據高速通信通路，其構成為穿過智能站並在智能站之間連接的布線，其中智能站設有用 於連接附加或外圍裝置的埠。數字數據高速通信通路有利於在智能站系統(包括控制器 124與輔助控制器125)與電子網絡之間兩個方向上的數據傳輸。還可以通過穿過智能站的 導線為附加或外圍裝置提供電能。應理解，無論是否使用插件或外圍裝置，智能站可使用不同於RF能量的電能，例 如，可使用輔助控制器125與開關和調諧電路所用的直流電(DC)。此類電源可通過一條或 多條專用導線提供，或者這些電源線可併入數字高速通信通路，或者併入RF電纜。例如，RF電纜可包括兩個導體，例如在同軸電纜中的中心導體和外層導體。RF電 纜承載RF信號。直流電壓可疊加在同一 RF電纜中的RF信號上，以向智能站提供直流電。 如果直流電壓、如18伏高於智能站中一些裝置所需的電壓(例如5伏直流)，則可用穩壓器 來降低可用範圍內的電壓。又如，可在同一 RF電纜上進行數字通信。例如，疊加在RF電纜上的直流電壓可在兩個直流電平(例如，18伏直流和12伏直流)之間切換，以在RF電纜上實現非RF數字通 信。因此，主控制器可以通過使用這種數字通信向輔助控制器發送信息。又如，輔助控制器可通過接通或斷開電力負載，從而消耗RF電纜的電流，經RF電 纜向主控制器發送信息。這又可在主控制器上檢測到。使用電壓電平和使用負載電平可同 時進行，以實現通過RF電纜的雙向數字非RF通信。再如，在貨架實施例中，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，條形碼讀出器可用於掃描放置在貨架上的 包裝。條形碼數據隨後將連同唯一的RFID標籤序列號回送電子網絡。如果條形碼定義的 產品標識以前未與唯一的RFID標籤序列號相關聯，則現在將在資料庫內實現關聯。否則， 條形碼掃描可用於驗證資料庫信息。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標記的商品期間。通過將(結合簡單數字鍵盤的條形碼掃描儀所識別的) 存放到貨架上的商品的數量與(付款處的現有掃描儀所確定的)售出的相同商品的數量相 比較，可以大致確定貨架上剩餘的商品量，以及是否需要再補充。同樣地，可利用在貨架處 進行條形碼掃描，以提供從電子網絡取回並通過貨架處的數字字母顯示屏顯示的當前定價 fn息ο在另一實施例中，貨架或智能站可配備環境傳感器，用於監控或測量例如溫度、溼 度、照明或其它環境參數或因素。由於系統能夠確定貨架上有什麼物品，因此系統可跟蹤每 個物品的環境，並在環境條件超出特定類型物品的限制條件時提供警報。可為各組物品定 義單獨的限制條件。可在貨架上設置一個或多個臨近傳感器，如紅外線傳感器或電容傳感器，以檢測 是否存在購物者並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為購物 者提供迅速的反饋。檢測購物者的裝置可設置在貨架前緣，從而商品不會擋住它們。通過 檢測購物者的體溫，或因購物者在貨架前面而導致的本地電容量的變化，或在貨架前附近 移動購物者的手、手臂或商品，紅外線或電容傳感器可檢測是否存在購物者。檢測是否存在 購物者的其它裝置可包括沿貨架前緣設置的可視傳感器或紅外線傳感器，以檢測去拿貨架 上商品的手或手臂的陰影。這種情況下的光源可以是環境可見光，或位於下一更高貨架下 方的光源、頭頂上或商店天花板上的光源發出的可見光或紅外照明。商店監視攝像機也可 用於檢測是否存在購物者，並指示智能站提高讀取頻率。同樣地，在檢測到購物者並持續一 段時間後可以激活聲音/可見信號或顯示，而不是一直激活，從而節約能量和延長組件壽 命。同樣地，有關購物者接近貨架的信息可回傳給電子網絡，以幫助分析購物者流量模式或 在特殊貨架停留的時長。購物者位置數據也可饋送到商店安全系統，以便與商店監視攝像 機掃描模式結合使用。同樣地，傳遞迴電子網絡的貨架數據可用於確定是否突然從貨架上取走了數量大 得不同尋常的商品。如果發生這種情況，則可將監視攝像機對準貨架以拍攝取走商品的購 物者。如果在購物者離開商店時未為這些商品付款，則可採取相應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傳感器或其它類似的臨近型傳感器，以檢 測標記的移動或購物者的存在與否。此信息可以類似於前面關於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是否存在與購物者相關聯的「客戶標籤」，該標籤可用於幫助購物者找到預定的商品，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，以將購物者導向所需商品處。另外，當「客戶標籤」放置在所需物品無現貨的貨架上時， 「客戶標籤」可用於在該商品有貨時給予顧客「優惠」和/或折扣，或者提供有關該商品在儲 藏室中、在另一商店或在訂購中的信息。這樣做可以跟蹤購物者因商品缺貨而未購買商品 的情況。所述貨架的另一用途是提供「前饋」信息，以預測何時在付款通道處需要更多收銀 員，或何時需要更多的裝貨工。例如，這可以通過監控正從貨架移出的商品量，並由此減去 將到達付款出口通道的商品量來完成。店主或商店經理由此可對收銀或配貨人員進行調 度，以優化其所耗時間，幫助調度休息時間等。所述貨架的另一個用途是可檢測是否存在「庫存標籤」或「僱員標籤」或按鈕或鍵 入的輸入序列，以提示系統貨架已放滿貨，並使資料庫知道當前存貨水平為全滿或達到目 標水平。此方法可在商品存貨模式變更時用於更新目標水平。貨架系統可用於依據價格、交通和貨架空間為系統範圍內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庫存。計算此類存貨模式將需要了解給定貨架 區域可放置多少個SKU物品，以及每個貨架天線覆蓋多大的貨架區域。在本發明的一個方面，貨架系統知道每個貨架的物理位置是有利的，該物理位置 即使根據唯一的乙太網或RS-485地址或其它網絡地址也不一定清楚。因此，本發明考慮將 GPS變換器裝入每個貨架中。實際上，更可行的解決方案是在組裝貨架時，提供可插入每個 貨架上的USB埠(或其它類似的兼容埠)中的可攜式GPS單元，以識別貨架位置。例 如，GPS單元可與在貨架安裝後用於設置貨架的伺服機械調諧單元組合在一起。或者，帶有可編程RFID標籤的GPS單元可放置在貨架上，並通過RFID系統將貨架 的坐標傳遞迴到主控制器。實現此功能的一種方式是使用連接到專用RFID標籤的GPS系 統，專用RFID標籤具有用於存儲除其唯一序列號以外信息的其它存儲塊。此類標籤可使用 這樣的集成電路，該集成電路與其標籤天線以及通信電路相連，以接收來自外部數據源，如 GPS系統的數據。GPS系統可配置成可將空間坐標寫入附加存儲塊中。已知的序列號可在 專用RFID標籤中使用，並且RFID系統在檢測到此類專用RFDI標籤後可查詢標籤以確定存 儲的空間坐標，然後與正在讀取的貨架和天線相關聯。天線形狀無需局限為單環路天線。單環路天線是通常可用於諸如13. 56MHz等高 RFID頻率的形狀因子。多環路天線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 關元件。形成多環路天線可能需要天線元件、如環路中的導線彼此很接近，因此導線最好是 絕緣的。使用期間可能需要接觸與RFID天線相關聯的調諧元件、如旋轉式微調電容器或 電容器組。例如，可通過在貨架中設置可拆卸的蓋板裝置或孔洞，來提供合適的接觸途徑。為將傳導天線材料連接到支撐層壓板或其它結構上，可利用各種方法。例如，通 過使用二維或三維定位機制的自動機器，將捲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線的凹槽以形成天線環路。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 導線的凹槽。塑料襯底可模製成帶有固定導線的凹槽，或者塑料襯底可模製成帶有重複直 線圖案的垂直凹槽，以允許形成許多種圖案的天線環路。在這些方法中的任一方法中，可以 鑽孔、衝孔或模製成孔以固定天線導線的末端。這些孔可延伸通過襯底，以便可連接或插入 用於調諧天線環路的調諧電路中。形成天線環路的另一方法是在類似於織機的一系列插針周圍纏繞導線，然後使織 機倒置並將導體壓到襯底上。襯層可能預塗有膠粘劑，以在移去織機時固定導體。或者，襯 底可以很軟，足以允許將導體壓入襯底表面中。或者，襯底可以是熱塑性塑料，從而可預熱 導體，使其部分地熔化所接觸的襯底部分，並嵌入襯底表面。織機上用於形成天線環路的插 針可選地帶有彈簧，這樣，當織機將導體壓到襯底上時，插針可選擇縮進織機中。圖12更詳細地顯示了製作導線天線的一種方法。圖12不是為了限制本發明，因 為本領域的技術人員會認識到各種修改、替換和變化方案。設置了諸如木材、塑料、橡膠、高 密度泡沫或類似材料的襯底1100。該襯底上設有凹槽1110，凹槽通常成網格狀。這些凹槽 可通過加工、模製方法形成，例如可通過熱壓或冷壓合或噴射模塑、鑄造、熱標記(例如使 用木材)等方法形成。壓制方法可採用壓盤(衝壓件)或旋轉裝置。最好通過相同方法或 通過鑽孔或衝孔方式在凹槽的交叉點處設置孔1130。襯底1100上大部分區域仍由凹槽之 間的區域1120佔據。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 載，並且可貼上塗層、膜、壓層或薄板以提供平坦的精加工表面。還已知區域1120未被天線 導線佔用，因此，這些區域可通過鑄造、鑽孔、衝孔等方法來設置，其中設有孔洞以容納連接 到其它結構的螺絲釘或螺栓。孔洞也可用於諸如紙板或顯示掛鈎等附件，或者可用於布線、 通風、揚聲器發聲和放置小燈等。如圖所示，天線環路1200是通過在一些凹槽1110中放入或壓入直徑合適的導線 而形成的。天線環路的末端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的電路。同樣地，天線環路1210顯示為正在 形成導線端1211已固定在一個孔洞中，而導線端1212顯示為正要固定到另一孔洞中。除了簡單地壓裸線通過孔洞以固定其末端外，導線可預先切割為所需長度，並且 末端裝有扣眼1140、按鈕、或適合孔洞1130的其它機械裝置。這些扣眼可焊接到導線上以 便有更好的傳導性。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所示的兩個凹槽交叉點處。或者，在形成凹 槽圖案時，可以使交叉點大於凹槽寬度(如圖12B所示)，以便固定較大的扣眼1141。扣眼 可以是條形(1142)或T形(1143)的，以便適合如圖12C所示的交叉點。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部帶螺紋的孔。同樣，扣眼可包括內倒鉤或外 倒鉤或裝有彈簧的部件，以便將其固定到位，或者有助於與外部電路相連。連接到扣眼的天 線導線也可由倒鉤固定。襯底1100可設有用於安置電路(未顯示)(所述電路安裝在導線之前或之後)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線的凹口(未顯示)。凹槽1100可不形成允許創建多種天線方向圖的常規網格或十字圖案，相反，可以「定製」形式提供凹槽，以便只包括要製作的實際天線所需的凹槽。圖13顯示了這樣的實施 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。由於凹槽和孔洞牢牢地固定了導線，因此，導線可用手輕鬆地插入襯底，或者可將 此過程機械化。在襯底上形成所有所需天線後，可用塑料或任何其它合適的材料填充敞開 的凹槽。隨後可將覆蓋層壓板、膜或其它層貼到襯底頂部。覆蓋層可以是通過化學反應或 加熱(如環氧樹脂材料或矽化合物)或蒸發(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後包括天線墊子。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。天線形狀不限於單環路天線。圖13A顯示了單環路天線1200和1210，單環路天線 通常用於中等範圍的RFID頻率，如13.56MHz。圖中還顯示了多環路天線1215，該天線一般 用於諸如125kHz的較低頻率。形成多環路天線1215可能要求導線環路彼此接近，因此，導 線最好是絕緣的。可能希望具有如圖所示的導線交叉1216或者如虛線1217所示不具有交 叉。對於多環路天線，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 天線一般用於諸如915MHz或2. 45GHz等較高的頻率。所示的偶極天線端1219是彎曲的， 指示一種在製造期間將這些不然會鬆動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的實施例中，凹槽在天線導線設置到位前形成。圖14顯示了不同 的實施例。設置的上底板具有固定插針1302的孔結構1301。插針可能帶螺紋，而孔可能帶 內螺紋，因此插針可旋進孔內而得以固定。因此，插針的數量和位置可以不同。下底板1310設有相同的孔洞1311。當底板1300和1310如箭頭「A」所示放在一 起處時，插針1302會從孔洞1311中伸出。然後可以將插針1302用於確定繞在下底板1310 下的插針上的導線天線的拐角。例如，使用插針在三個拐角固定導線而形成天線1240。在 第四個拐角，兩個導線端1241通過下底板1310的開口 1311向上插入。另一個示例利用所 有四個拐角上的插針來形成天線1250。接到導線環路末端的扣眼1251通過其它兩個插針 固定。導線端可不固定在底板區域內，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)來固定導線末端。由具有附加的插針、導線、扣眼等的上底板1300和下底板1310組成的組件1330 隨後如箭頭「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 的或類似的方法轉移到襯底1320上。a)在襯底1320上貼上粘合層或膜。複合組件1330放低到襯底1320上，並且下底 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將不會進入襯底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。在粘合劑起作用後，抬起複合 組件1330，讓天線方向圖留在襯底1320上。b)可使用方法(a)，同時用足夠的壓力將天線導線部分或完全壓入襯底1320表面 下。此方法可用於例如需要最小壓力來將導線壓入表面下的高密度泡沫襯底1320。c)可使用方法(b)，同時用將導線1240與1250和扣眼1251加熱到超出襯底1320 軟化點的溫度，這樣，通過接觸和加壓，襯底會稍微軟化或融化以容納導線和扣眼。加熱導 線的一種方法是在對襯底施壓之前或期間讓電流通過導線。上底板1300在施壓步驟期間
25可鬆開，以便插針1302縮回且不會進入襯底1320。d)此時，通過化學材料、熱材料、蒸發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鑄壓到導線上。下底板1310和插針1302可預塗隔離劑以防止粘附。此類隔離劑將在連接導線前 塗上，這樣，不會將隔離劑塗到導線上。而且，下底板1310可以是無粘性材料，例如，物氟隆 或塗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可通過內部 管道冷卻，以加速噴射造型材料的冷卻。在這些步驟後，天線1240和1250可使用導線末端1241或1252或扣眼1251連接 到電路。在所有實施例中，應理解導線是裸露(除非在交叉處)或絕緣的。導線的交叉點 可以是實心圓柱形(與通常導線的情況一樣)，但它也可能是正方形、矩形、橢圓形、U形或 通道型、V形等。導線的主要要求是無論形狀如何，它必須可導電，並且必須具有有利於其 固定在凹槽中的形狀和橫截面硬度。導線可以是單導體(一般稱為「實心」導體)或者是 多股式導體。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信號的有效導體。圖15顯示了根據本發明將箔片帶敷設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，它們可用於收發器或讀出器，以便與可用於庫存控 制的RFID系統中的RFID標籤通信。圖15不是為了限制本發明，因為本領域的技術人員會 認識到各種修改、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，可設置牽引輥軸2110或其它裝置，用以移動薄片。在圖15所示的示例中，這 種移動是不連續的。薄片2100將被指引前移一段距離後停止，同時將一條或多條導電路徑 敷設到襯底2100上。一旦導電路徑已敷設到襯底2100上後，便會再次指引薄片前移，重複 上述步驟。襯底下設有支撐底板2120。此支撐底板2120可加入真空壓制系統(未顯示)，以 暫時將襯底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，以輔助敷設導電路徑的過程。提供了敷設器2200，用於敷設導電路徑2300。下面會更詳細地描述此敷設器 2200。提供了 x_y平臺2400，用於移動敷設器2200。x_y平臺可包括框架2401、在主襯底 軸(「X」或「機器」方向)上移動的定位裝置2402以及在垂直軸(「y」或「橫向」)移動的 第二定位裝置2403。可以提供旋轉定位裝置2404，以相對於襯底2100的任意角度轉動敷 設器2200，從而有利於敷設器2200的操作。可以預計，襯底2100的移動和敷設器2200的 移動將由計算機裝置進行自動控制，計算機裝置可控制電機驅動牽引輥軸2110和定位裝 置2402、2403與2404，以及進行敷設器2200內的更多控制。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裝置，但可以 包括其它裝置，如電纜、線性電機、步進電機或可實現重複定位的其它裝置。圖16說明在襯底上敷設導電路徑以形成箔天線的另一種方法。支撐構件2500 橫跨襯底，並支撐兩個或兩個以上的固定定位裝置2501，而該固定定位裝置又支持敷設器 2200。可用手在支撐構件2500上橫移固定定位裝置2501，然後用例如螺絲將其固定到位。提供了帶有敷設器2200的足夠多的固定定位裝置2501，以便根據需要沿機器方向(x)敷 設上儘可能多的縱嚮導電路徑2301、2302。在所示示例中，縱嚮導電路徑2302設有跳越區 2303，以用於連接到外部電路。支撐構件2510橫跨襯底，並裝有橫動裝置2511，而橫動裝置又支持另一敷設器 2200。橫動裝置2511可根據需要橫向(Y)在襯底上移動以敷設連接縱嚮導電路徑2301、 2302的橫嚮導電路徑2304和2305。根據圖16的操作因此如下牽引輥軸2110使襯底2100向前移動(或通過支撐底 板2120的移動)。同時，連接到固定定位裝置2501的敷設器2200根據需要敷設可包含跳 越區2303的縱嚮導電路徑2301、2302。在適當的時間，襯底2100暫停移動，這樣，連接到橫動裝置2511的敷設器2200可 敷設橫嚮導電路徑2304、2305。襯底2100在X方向的移動會在敷設一條或多條縱嚮導電路 徑2301、2302的過程中發生暫停。另一方面，為敷設橫嚮導電路徑2304、2305，敷設器2200 可固定到位，並通過支撐底板2120的移動提供Y方向移動。是否以薄片形式或薄板形式移動襯底取決於幾個因素。襯底可能為有利於薄片形 式處理的滾壓形式(roll form)，或者為有利於進行薄板形式處理的切開形式(cut form) 0 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。使用哪個敷設系統的決定也要依據幾個因素做出。圖15的單頭敷設器設計將敷 設器的數量減到最少，但稍微會使敷設器的定位變複雜。它可能比多敷設器設計的速度稍 慢。然而，它在加工定製產品方面相當靈活，因為可以定製每條導電路徑。圖16的多敷設 器系統簡化了敷設器的定位，並可以提高單一設計長製作期的速度。襯底本身可以在X-Y平面上移動以幫助形成導電路徑，而無需如圖15和圖16所 示那樣移動敷設器。這一般比移動敷設器時需要更多的場地空間，並且如果襯底為滾壓形 式，它會變得複雜。圖17顯示了用於敷設導電路徑的敷設器2200的橫截面。由於本領域的技術人員 會認識到各種修改、替換和變化方案，因此，圖17不是為了限制本發明。如圖17中的實施 例所示，敷設器2200將移動到襯底2100的右側。供應輥2210通過一對饋送輥2212提供 連續的導電帶2211，該對饋送輥由計算機控制以便只在需要時提供連續導電帶2211。導電 帶2211進入斜槽2213並通過由計算機控制的切割器2214，並可在需要時轉動任意角度以 提供帶角切割。導電帶2211繼續向前並離開敷設器2200，在該處可將任選的釋放襯墊2225 移去，並纏繞到輥軸2226上以繞到牽引卷片輥(tension winding roll)2217上。第二可選供應輥2220通過一對饋送輥2222提供連續的絕緣帶2221，該對饋送輥 由計算機控制以便只在需要時提供連續絕緣帶2221。絕緣帶2221進入斜槽2223並通過由 計算機控制的切割器2224。絕緣帶2221繼續向前並離開敷設器2200，在該處可將任選的 釋放襯墊2225移去，並纏繞到輥軸2226上以繞到牽引卷片輥2227上。設置的壓力裝置2230用於將帶片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，或者是滑動構件，或者是反覆式夾具。壓力裝置2230可加熱以 幫助設置粘合部分到帶片2211或2221上，或者如後面所述從外部提供。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粘合 劑的需要。還可以設想導電帶2211可打眼穿孔以改善在最終層壓板中，甚至在存在導電帶 2211的區域中的襯底層之間樹脂的粘合。設有穿孔器2240，以便在需要時將襯底2100穿孔，形成可賴以實現到導電帶2211 的電連接的開口。穿孔器2240最好具備內部真空連接，以清除打孔操作期間產生的廢襯底 材料。設有配膠器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、熱凝膠或環氧樹脂。此粘合劑根據需要 在計算機的控制下敷設在帶片2211或2221下方，但在給定區域無導電帶時不敷設。可使 用的任何粘合劑在高溫下加壓時不應脫氣，否則層壓板的完整性會受到損害。導電帶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。由於導電粘合劑價錢更昂貴，因此，用於將帶片2211和2221貼到襯底2100上的 粘合劑通常是不導電的。然而，在一些地方必須以電方式連接部分導電路徑2300，因此，可 能需要導電粘合劑或導電材料。為簡明起見，可能決定使用帶有集成了導電粘合劑的導電 帶2211，但這樣價錢更昂貴。另一個解決方案是在敷設器220內設置導電粘合劑池2260， 以便通過針管2261以滴的形式2262塗上導電粘合劑。導電粘合劑滴2262可塗到導電跡 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 加壓進行的操作隨後以電形式連接兩段。導電粘合劑滴2262可以是低熔點形式或懸浮形 式的金屬焊料滴(任一形式的導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所示設備敷設簡單的矩形導電路徑的方法。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，敷設器2200從「a」點移到「h」點，在該 處穿孔器2240在襯底2100上鑽了兩個孔。使用X定位裝置2402，敷設器2200定位到「b」點。由X定位裝置2402移動的敷設器2200使用內部裝置2210-2217從「b」點到「c」 點敷設導電路徑2300。在此操作期間，切割器2214在精確的確定時刻切斷帶片2211，以便 導電路徑2300在「c」點結束。注意在導電帶2300的開始處「b」點與「a」點處的穿孔稍微重疊。X定位裝置2402用於將導電粘合劑敷設器2261移到「c」點，在該處，將導電粘合 劑滴2262塗在導電路徑2300末端。旋轉定位裝置2404使敷設器2200旋轉90度，以便它可以在橫向Y上移動。X和Y定位裝置2402和2403用於將敷設器2200移到「c」點。由Y定位裝置2403移動的敷設器2200使用內部裝置2210-2217來敷設從「c」點 到「d」點的導電路徑2300。在此操作期間，切割器2214在精確的確定時刻切斷帶片2211， 以便導電路徑2300在「d」點結束。Y定位裝置2403用於將導電粘合劑敷設器2261移到「d」點，在該處，將導電粘合 劑滴2262塗在導電路徑2300的新末端。旋轉定位裝置2404使敷設器2200旋轉90度，以便它可以在機器方向X上移動。
X和Y定位裝置2402和2403用於將敷設器2200移到「d」點。由X定位裝置2402移動的敷設器2200使用內部裝置2210-2217從「d」點到「e」 點敷設導電路徑2300。在此操作期間，切割器2214在精確確定的時刻切斷帶片2211，以便 導電路徑2300在「e」點結束。X定位裝置2403用於將導電粘合劑敷設器2261移到「e」點，在該處，將導電粘合 劑滴2262塗在導電路徑2300的新末端。旋轉定位裝置2404使敷設器2200旋轉90度，以便它可以在橫向Y上移動。X和Y定位裝置2402和2403用於將敷設器2200移到「e」點。由Y定位裝置2403移動的敷設器2200使用內部裝置2210-2217從「e」點到「f」 點敷設導電路徑2300。在此操作期間，切割器2214在精確的確定時刻切斷帶片2211，以便 導電路徑2300在「f」點結束。Y定位裝置2403用於將導電粘合劑敷設器2261移到「f」點，在該處，將導電粘合 劑滴2262塗在導電路徑2300的新末端。旋轉定位裝置2404使敷設器2200旋轉90度，以便它可以在機器方向X上移動。X和Y定位裝置2402和2403用於使敷設器2200移到「f」點。由X定位裝置2402移動的敷設器2200使用內部裝置2210-2217從「f」點到「g」 點敷設導電路徑2300。圖18中，路徑2300的此最後部分尚未完成。在此操作期間，切割器 2214在精確的確定時刻切斷帶片2211，以便導電路徑2300在「g」點結束。注意「g」點處 導電路徑2300的末端與「h」點處的第二個穿孔輕微重疊。對要敷設到襯底2100顯露區域的每條導電跡線2300重複步驟2-20。隨後，再次 從步驟1開始指引襯底前移。導電跡線2300可以由連續的導電帶2211形成，而不是通過連接分開的箔片帶 2211片段形成導電跡線2300。導電帶2211可以自動摺疊，而不使用切割器2214在每個拐 角處切斷箔片2211。例如，通過使旋轉定位裝置2404旋轉90度並壓摺疊角，使導電跡線 2300平放在拐角上，可實現此操作。圖18A顯示了結果。摺疊角最多可疊加三層厚的箔片。圖18B顯示箔片同時扭轉 180度以使箔片倒置時的結果。(這需要另一定位裝置，未顯示。如果箔片具有粘合層，則 因為粘合劑現在將不會面對襯底，可能不需要使箔片倒置。)摺疊角最多可疊加兩層厚的箔 片。圖19顯示了正在敷設的導電跡線2300重疊在前導電跡線的實施例。在敷設第二導電跡線2300的重疊段之前，使用敷設器2200在第一導電跡線的上 方敷設非導電膜帶「I」和「J」。這些絕緣帶「I」和「J」防止導電跡線2300形成的不同導電 環路之間有電接觸。可以類似的方式敷設「交叉」電路。預計帶有導電跡線2300的襯底2100無論是薄板或薄片形式，均可結合到可在貨 架、面板、封閉處、空間或其它形式中使用的層壓結構中。圖20顯示了此類層壓結構的一個 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並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
29在該表面內包含所述的導電跡線2300。層壓板2610隨後可膠合到較重的支撐構件2620 上，如用木材、塑料、刨花板、波紋紙板、Westvaco芯材板(Core-board)或類似材料製成的 板。接近導電跡線2300的層壓板2610的表面最好膠粘到支撐構件2620上。這樣，在使用 由層壓板2610與支撐構件2620形成的相應組合結構2630期間，層壓板2610的全部厚度 可防止導電跡線2300出現磨損。可選擇將導電或金屬背板2625敷設到貨架底部以防止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有金屬貨
o最好在將支撐構件2620膠粘到層壓板2610前，在支撐構件2620內放置一個或多 個與導電跡線2300通信的電子電路，圖21說明如何達到此目的，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，可以在支撐構件2620的表面銑磨出凹 口。數控銑床頭2700可用在設計上類似於圖15所示的用於敷設導電跡線2300的系統的 定位系統中，並可由控制凹口位置和深度的相同或類似計算機控制系統運行。例如，在支撐 構件2620的邊緣顯示的是用於容納外部連接器2632的凹口 2631。在支撐構件2620內顯 示的是用於包含電子電路2634、如開關電路和調諧電路等的凹口 2633。所顯示的橫跨支撐 構件2620的是用於容納連接電路元件的導線或電纜的凹口 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上的導電跡線2300接觸，襯底2100是連接 到支撐構件2620上的層壓板2610的組成部分。所述電接觸可以通過壓力、導電粘合劑或 漆膏，或層壓過程期間熔化的焊料來實現。銑頭2700可用於製作凹槽2639以便可使用諸 如小螺絲刀等調諧工具來調整電路2634內的微調電容器。可能在組裝後需要調整電路2634內的調諧元件，如旋轉微調電容器(未顯示)， 這可以通過開口，如圖20中通過層壓板2610鑽出的孔2611或圖20和21中通過支撐構件 2620鑽出的孔2612來實現。圖3A和3B是說明使用根據本發明的智能貨架的庫存控制系統的優選實施例。如 圖3A所示，根據本發明提供的幾個智能貨架501a-501n和502a-502n中的每個貨架具有通 過單條傳輸電纜222連接到讀出器單元120的多個天線200。讀出單元120順序或以一定 相差同時激活連接的天線200，以便根據與要盤存的各個物品相關聯的RFID標籤來確定物 品信息。因此，讀出器單元120能夠提取各貨架中存儲的每個帶RFID標籤的物品的庫存信 息。為簡明起見，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，這兩個組分 別為501a-501n和502a-502n。然而，本領域的技術人員會認識到，本發明提供的庫存控制 系統可包括許多這種貨架組。例如，一個或多個倉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，以形成本發明所提供的庫存控制系統。應理解，雖然庫存控制系統和方法的優選實施例利用了具有單條傳輸電纜222的 多個天線RFID檢測系統(與圖6實施例一致)，但根據本發明的庫存控制系統和方法也適 用於本文公開的多天線RFID系統的所有其它實施例。因此，例如，本發明的庫存控制系統 和方法也適用於圖7和圖8中所公開的庫存RFID檢測系統。例如，在此類實施例中，在調 制RF系統用於從RFID標籤中提取庫存相關數據之前，可先使用未調製RF系統來使標籤預 熱。如圖3A所示，由讀出器單元120從每個智能貨架501a-501n和502a-502n收集的物品信息數據會發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通常通過電子網絡 525連接到智能貨架，並且還與適當地資料庫555相關聯，該資料庫存儲庫存相關數據，包 括參考表以及與庫存控制或入庫管理相關的程序代碼和配置信息。庫存控制處理單元550 還編程設計和配置為執行本領域技術人員熟知的庫存控制功能。例如，庫存控制(或入庫 管理)單元執行的一些功能包括存儲並跟蹤現有庫存物品的數量；不同物品的日常移動 或銷售；跟蹤不同物品的位置或地點等等。在操作中，庫存控制系統會從經電子網絡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。在一個實施例中，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 何時將輪詢天線220以確定要盤存物品的物品信息。在替代實施例中，讀出器單元120可 編程設計為定期輪詢連接的多個天線以獲得物品信息，然後使用數據傳輸的反向「推送」模 式，將所確定的物品信息發送到庫存控制處理單元。在又一實施例中，讀出器單元120所執 行的物品信息輪詢和數據傳輸可由事件驅動，例如，由智能貨架上盤存物品的定期補充事 件觸發。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天線供電，以從與要 盤存物品相關聯的RFID標籤確定物品信息。一旦從本發明的智能貨架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和相關聯資料庫上的程序邏輯、 代碼和數據來處理收到的物品信息。隨後，所處理的物品信息通常存儲在資料庫555中，以 備本發明的庫存控制系統和方法以後使用。本領域的技術人員會認識到，庫存控制處理單元550可在連接到電子網絡525如 計算機網絡的通用計算機系統上實施。計算機網絡還可以是公用網，如網際網路或城域網 (MAN)；或其它專用網，如公司區域網(LAN)或廣域網(WAN)，甚至可以是虛擬專用網。計算 機系統包括連接到系統存儲器的中央處理器(CPU)。系統存儲器通常包含作業系統、BIOS 驅動程序和應用程式。另外，計算機系統包含諸如滑鼠和鍵盤等輸入裝置及諸如印表機和 顯示器等輸出裝置。計算機系統通常包括諸如乙太網卡等通信接口，以便與電子網絡525通信。其它 計算機系統也可連接到電子網絡525。本領域的技術人員會認識到上述系統描述了連接到 電子網絡的計算機系統的典型部件。應理解，本領域技術人員可實現其它許多類似配置，並 且所有這些配置可用於本發明的方法和系統。此外應認識到，本文所公開的計算機系統和 網絡可編程設計和配置為庫存控制處理單元，以執行本領域技術人員所熟知的庫存控制相 關功能。另外，本領域的技術人員會認識到，本文所述的用「計算機」實施的發明可包括本 質上不是計算機的部件，但也可包括諸如可用於提供本文所述的一個或多個功能的網際網路 設備和可編程邏輯控制器(PLC)等裝置。此外，雖然「電子」網絡一般用於指連接本發明處 理點的通信網絡，但本領域的技術人員會認識到，此類網絡可使用光學或其它等同技術來 實現。同樣地，還應理解，本發明利用已知的安全措施通過網絡傳輸電子數據。因此必要時， 可使用本領域技術人員熟知的技術為通過公用網和專用網傳送電子數據提供加密、認證、 驗證和其它安全措施。
根據本說明書和所公開的發明實踐，本發明的其它實施例對本領域技術人員而言 是顯而易見的。本說明書僅應視為示例性的，而本發明的真正範圍和精神則由所附權利要 求書限定。
權利要求
一種檢測RFID標籤的系統，所述系統包括發送或接收RF信號的讀出器單元；以及第一智能站，所述第一智能站包括通過第一控制器控制的第一開關經第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的第一RF天線；以及通過至少一個附加控制器控制的至少第二開關經相同的第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的至少第二RF天線，其中所述第一開關和所述至少第二開關接收來自通信信號的控制信號。
2.如權利要求1所述的系統，其中，所述智能站檢測是否存在庫存RFID標籤或按鈕或 鍵入的輸入序列，提示所述智能站貨架已放滿貨，並向資料庫發送消息，所述消息指示當前 存貨水平為全滿或達到目標水平。
3.如權利要求1所述的系統，其中，所述第一開關和所述至少第二開關經所述第一傳 輸電纜、無線通信信道和公共控制信道中至少之一接收控制信號。
4.如權利要求3所述的系統，其中，所述第一傳輸電纜承載不同於所述RF信號的帶有 疊加數據的信號。
5.如權利要求4所述的系統，其中，所述第一傳輸電纜承載用於數據和控制通信的數位訊號。
6.如權利要求4所述的系統，其中，所述第一傳輸電纜承載頻率不同於所述RF信號的 頻率的切換數位訊號。
7.如權利要求4所述的系統，其中，所述第一傳輸電纜承載利用調製的數據或控制信號。
8.如權利要求1所述的系統，還包括用於確定為讀取連接到所述讀出器的每個RF天線而要提供的最佳RF功率的確定單元，其中，所述系統當選擇性為所述RF天線供電時使用所述最佳RF功率。
9.如權利要求3所述的系統，其中所述系統由附加的智能站構成，所述附加的智能站 包括通過第一開關經第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的第一 RF天線；以及 通過至少第二開關經所述第一傳輸電纜連接到所述讀出器單元的至少第二 RF天線， 其中所述第一開關和所述至少第二開關經公共控制接收控制信號。
10.如權利要求3所述的系統，其中，所述公共控制是單條電纜。
11.如權利要求3所述的系統，其中，所述公共控制包括乙太網連接、RS-485連接或 RS-232連接之一。
12.如權利要求3所述的系統，其中，所述智能站通過所述公共控制和所述第一傳輸電 纜之一接收DC功率。
13.如權利要求3所述的系統，其中，所述RFID標籤包括以下各項中的一個或多個有 源標籤、半有源標籤、無源標籤、低頻標籤、高頻標籤以及超高頻標籤。
14.如權利要求3所述的系統，其中，所述控制信號包括以下各項中的一個或多個切 換控制命令、切換控制查詢命令、傳感器控制命令、傳感器數據信號、外圍設備控制命令、外2圍設備數據信號、控制器通信以及次級控制器通信。
15.如權利要求3所述的系統，其中，所述智能站檢測是否存在標籤或按鈕或鍵入的輸 入序列，提示所述智能站貨架已放滿貨，並向資料庫發送消息，所述消息指示當前存貨水平 為全滿或達到目標水平。
16.如權利要求3所述的系統，其中，所述智能站檢測是否存在客戶RFID標籤，所述客 戶RFID標籤放置在所需物品無現貨的貨架上，其中，客戶RFID標籤的檢測導致以下各動作中的一個或多個提示客戶所需物品無現 貨、生成優惠、在該物品隨後有貨時對該物品打折，以及提供有關該物品的信息。
17.如權利要求16所述的系統，其中，所述信息從以下各項中選擇在儲藏室中、在另 一商店或在訂購中。
18.如權利要求17所述的系統，其中，輪詢方案用於確定查詢所述RFID天線的順序。
19.如權利要求18所述的系統，其中，所述輪詢方案是順序或基於來自傳感器的外部 事件提示之一。
20.如權利要求3所述的系統，其中所述第一開關和所述第二開關中的每個是唯一尋 址的。
21.如權利要求3所述的系統，其中所述第一RF天線和所述至少第二 RF天線中的每個是唯一尋址的。
22.如權利要求3所述的系統，還包括調諧系統，所述調諧系統根據來自所述第一天線 或所述至少第二 RF天線的反饋信息自動對可變調諧元件進行電子調節。
23.如權利要求22所述的系統，其中所述可變調諧元件包括以下至少之一切換電容 器組和一個或多個壓控電容器。
24.如權利要求3所述的系統，還包括至少一個RF放大器裝置，用於放大所述RFID信號。
25.如權利要求3所述的系統，其中，所述第一傳輸電纜包括RF電纜，並且其中，在所述 RF電纜和所述第一智能站之間提供旁路開關以允許RF信號進入所述第一智能站或防止所 述RF信號進入所述第一智能站。
26.如權利要求3所述的系統，還包括 直列式開關，其中，所述第一傳輸電纜包括RF電纜，以及其中，所述直列式開關配置為允許所述RF信號沿所述RF電纜繼續傳輸經過智能站或 防止所述RF信號沿所述RF電纜繼續傳輸。
27.如權利要求3所述的系統，其中，所述第一RF天線和所述至少第二 RF天線各自與 選擇器開關相關聯並以串聯布置和並聯布置之一連接。
28.如權利要求3所述的系統，還包括控制所述讀出器單元的控制器單元。
29.如權利要求28所述的系統，其中，所述控制器單元確定所述系統內所包含的天線 的數量。
30.如權利要求28所述的系統，其中，來自所述控制器單元的信號路由到所述第一控 制器和所述至少一個附加控制器，所述第一控制器和所述至少一個附加控制器又操作所述 第一開關和所述至少第二開關。
31.如權利要求30所述的系統，其中，從所述控制器單元到所述第一控制器、所述至少 一個附加控制器和其他分布式次級控制單元的信號包括確定選擇哪些開關的地址信息。
32.如權利要求3所述的系統，還包括與所述第一RF天線和至少第二 RF天線中的一個 或多個相關聯的一個或多個無源天線，使得當相關聯的RF天線獲得能量時，所述無源天線 通過與相關聯的RF天線的感應耦合而獲得能量。
33.如權利要求3所述的系統，還包括資料庫；和連接到所述資料庫的庫存控制處理單元，所述庫存控制處理單元接收來自所述第一智 能站的物品信息以更新與要盤存的物品相關的庫存信息。
34.如權利要求33所述的系統，其中所述智能站還包括條形碼掃描器，用以掃描條形 碼並提供條形碼物品信息，所述條形碼物品信息與來自RFID標籤的物品信息相關並與其 存儲在一起。
35.如權利要求3所述的系統，還包括貨架，其中，所述天線裝入與所述貨架相關聯的 層壓板材料。
36.如權利要求1所述的系統，其中，所述第一RF天線和所述至少第二 RF天線中的至 少兩個同時獲得能量。
37.如權利要求36所述的系統，其中，所述第一RF天線和所述至少第二 RF天線中的至 少兩個的操作彼此同相或彼此之間有相移。
38.如權利要求3所述的系統，還包括不是天線的外圍設備。
39.如權利要求38所述的系統，其中所述外圍設備選自計算機終端、顯示裝置、調製 解調器、音頻輸出裝置、條形碼讀出器、溫度傳感器、貨架邊緣價格標籤、鍵盤以及可密封或 可栓住的商品的鎖定裝置等。
40.如權利要求38所述的系統，其中所述外圍設備包括用於控制天線選擇的臨近傳感ο
41.如權利要求40所述的系統，其中所述貨架單元的讀出頻率基於來自所述臨近傳感 器的反饋增加。
42.如權利要求40所述的系統，其中響應於臨近傳感器測量來修改輪詢方案。
43.如權利要求40所述的系統，其中，所述智能站響應所述臨近傳感器檢測人或對象 的存在或移動而執行活動，並且，其中所述活動選自確定物品信息和激活輔助顯示器。
44.如權利要求38所述的系統，其中所述外圍設備包括所述貨架上的可視或可聞指示 器，所述指示器被激活以將客戶弓丨向所需物品。
45.如權利要求3所述的系統，其中，修改至少一個並非正在被查詢的天線的調諧，所 述修改使得所述至少一個並非正在被查詢的天線在所述RF信號的頻率上基本不諧振。
46.如權利要求45所述的系統，其中，通過並聯調諧電容器、調諧電路中的切換元件和 一個或多個變容二極體之一修改所述至少一個並非正在被查詢的天線的天線以在所述RF 信號的所述頻率上基本不諧振。
47.如權利要求46所述的系統，其中，所述至少一個並非正在被查詢的天線在所述RF信號的所述頻率上基本不諧振；以及正在被查詢的天線進入基本調諧狀態。
48.如權利要求47所述的系統，其中，使用下列各項中的一個或多個使每個正在被查 詢的天線基本調諧FET、MESFET, PIN 二極體或變容二極體。
49.如權利要求46所述的系統，其中，修改鄰近被查詢的RFID天線的至少一個RFID天 線的調諧。
50.如權利要求1所述的系統，其中，所述系統自動確定所述RF天線、所述第一RF天線 和所述至少一個第二 RF天線是否彼此相鄰。
51.如權利要求50所述的系統，其中，所述系統自動確定所述第一RF天線和所述至少 一個第二 RF天線中的哪些彼此相鄰。
52.如權利要求3所述的系統，其中自測試RFID標籤被放置在所述至少兩個RF天線中每個的範圍內，所述至少兩個RF天 線包括所述第一 RF天線和所述至少一個第二 RF天線；所述系統檢測所述自測試RFID標籤；以及所述系統基於所述檢測來確定其他哪些RF天線相鄰。
53.如權利要求3所述的系統，其中所述系統通過檢測由不止一個RF天線讀取的RFID 標籤來確定哪些RF天線彼此相鄰。
54.如權利要求1所述的系統，其中，使輸送到所述第一天線的RF功率增加至高於正常 操作電平以增加讀取相鄰天線上的RFID標籤的機會。
55.如權利要求3所述的系統，其中，測試確定必須將多少RF功率輸送到每個連接的 RF天線以輸送所需的功率電平。
56.如權利要求3所述的系統，其中，根據天線類型來確定每個RF天線的所需功率電 平，並且其中，功率檢測傳感器測量輸送到所述RF天線的RF功率電平。
57.如權利要求3所述的系統，還包括環境傳感器，其中所述環境傳感器包括選自以下 各項的傳感器溫度傳感器、溼度傳感器、光傳感器和重量傳感器。
58.如權利要求1所述的系統，還包括存儲器，其中，所述系統將來自所述環境傳感器的傳感器數據記錄在存儲器中，並且其中所述系統在所述存儲器中記錄所述智能站上的RFID標籤。
59.如權利要求58所述的系統，其中，所述環境傳感器包括選自以下各項傳感器溫度 傳感器、溼度傳感器、光傳感器和重量傳感器。
60.如權利要求58所述的系統，其中，在查詢期間將環境條件與位於智能站上的RFID 標籤一起記錄。
61.如權利要求58所述的系統，其中，如果環境條件超出位於智能站上的特定產品的 規定限制，則所述系統提供警報。
62.如權利要求58所述的系統，其中響應環境傳感器測量而修改輪詢方案。
全文摘要
一種庫存控制系統和方法(圖3A)，用於跟蹤帶有RFID標籤(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標籤以確定要盤存物品的物品信息。讀出器單元發送和接收RF信號。智能站傳輸電纜(221和222)通過第一開關，一個或多個附加RF電纜通過附加開關(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的庫存信息。
文檔編號H04B5/02GK101957904SQ20101015713
公開日2011年1月26日 申請日期2003年1月9日 優先權日2002年1月9日
發明者D·G·鮑爾, E·R·布伊爾, H·E·小伍德, M·A·泰勒, P·B·拉斯班德, R·E·諾德格倫, R·J·坎佩羅, S·P·梅茨勒, W·J·卡彭特 申請人:傳感電子有限責任公司