CN100416605C - 智能文档 - Google Patents

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Abstract

纸介质形式的自验证智能文档，具有包括RFID集成电路和天线的信息存储器和传送电路。当信息通过打印形成于纸介质的表面上时，将可视信息的相同版本用感应传送以只读方式存储到所述电路中。为验证所述文档的真实性，读出存储在所述电路中的电子版本并将其与可视版本比较。当这两个版本是相同的，则所述文档是真实的。在所述纸介质上附上可视指示器并当正在从所述电路访问信息时点亮所述指示器，以帮助确定和其它文档存放在一起的所查找的文档的位置。要最小化相邻文档上的电路之间感应交互作用，交错排列在纸介质上电路的位置。还可交错排列可视指示器的位置，当启动指示器时便于观察。

Description

智能文档
技术领域
本发明涉及文档准备、存贮和检索。尤其是，本发明涉及用于在同时包含可视和电子版本信息的纸介质(sheet media)上创建文档并且因此制造文档。
背景技术
纸介质文档普遍用于记录信息供以后参考。最初由手工准备文档，现在经常由机器如打字机、字处理器和个人计算机创建这样的文档。当由手工创建文档时，通常以某些方式存储初始的文档，典型地是放在信封或文件夹中，供将来参考。一般生成机器拷贝并分发至具有对该拷贝及其中所包含的信息有明确需求的所有人员。当使用字处理器和个人计算机创建文档时，在创建中首先使用键盘手工输入组成文档的信息以生成电子版本，接着在纸介质如普通纸上打印该文档的可视版本。或者使用一些形式的存储器(诸如磁带或磁盘)永久地存储电子版本，或者从临时的机器存储器中删除它。如果永久地存储电子文档，则以后可调用该文档信息并用于制造另外的纸介质拷贝。如果删除电子文档，则永远失去它而无法在将来参考它了。
必要时，一般可借助于连接至计算机的影印机或扫描仪复制纸介质形式的现有文档，。如果存在初始的纸介质文档的电子版本，则可以使用常规字处理器复制例程从该电子版本制造一个拷贝。不过，除非以完全不改变的方式存储该文档的电子版本，否则就不保证所复制的版本与初始文档相同。
通常，纸介质文档的历史完整性仅仅与控制对该文档保管过程的安全程序同样好。已知为了各种各样不适当的目的要改变重要的文档，尽管安全程序在表面上看似乎能阻止这样的文档讹误。当以非经认可的方式改变初始的、真实的文档时，就损害了该文档的完整性，这是极不希望发生的。
已经准备并且存储用于将来参考的文档，在把它们移交到贮藏库后，常常要花长时间查找它。一般地，查找必须找到贮藏容器，通常为文件橱抽屉或贮藏箱，在其中存放了该文档，然后通过物理地搜索在该容器内或在该容器内的一个文件夹中每张纸。这种搜索通常非常耗费时间并且因此效率很低。
发明内容
本发明包括用于在保证初始文档的真实性的纸介质上创建文档的方法和系统。每个初始文档同时包括组成文档的信息的可视版本和不可改变的电子版本。每个文档可选地包括可视指示器(indicator)，用于在包含许多文档的贮藏设备中搜索时便于辨认文档。
在最主要的方面，本发明包括纸介质，诸如纸或塑料，用于提供表面，在该表面上能够形成信息，如通过打印。纸介质包含包括RFID集成电路和天线的信息存储器和传送电路(information storage and transfer circuit)。信息存储和传送电路能够以只读方式存储该可视信息的电子拷贝。
准备文档是通过在纸介质的一面或两面上形成信息的可视版本，并将信息的同一版本存储在信息存储器和传送电路中。在文档的准备之后，可以通过读出电子版本并将它与可视版本比较，验证这两个版本的同一性。在验证之后，该文档可转入到所想要的用途。
在任何时候可以检查文档的真实性，只要执行验证过程－－即读出电子版本并将它与可视版本比较。如果这两个版本是相同的，则该文档是真实的且没有改变其初始状态。
为了最小化在不同邻近文档上的电路之间的任何感应交互作用，可以逐个地改变文档上电路的位置，因此在不同文档上电路的天线不重叠。
为了帮助查找已经和其它文档存放在一起的一个文档的位置，沿文档上边缘附上可视指示器，最好是LED。可视指示器连接至RFID电路，并且在从该电路访问信息时由该电路启动可视指示器。为了方便观看，可逐个地交错排列文档的可视指示器的位置。
本发明为文档验证提供一个方便的解决方案。信息存储器和传送电路的相关尺寸与普通文档纸完全兼容，而且准备和验证过程是容易学习和执行的。
为了更完全地理解本发明的特性和优点，应该对后续结合了附图的详细说明进行参考。
附图说明
图1是实现本发明的文档的平面图；
图2是示意方框图，说明准备图1的文档的较佳方法；
图3是用于准备图1的文档的打印设备的示意图；
图4是用于读图1的文档的电子版本的设备的示意图；
图5是实现本发明的文档的平面图，说明供替换的实施例，在该实施例中在多页应用中电子组件的位置可以变化；以及
图6是对开的三个实现本发明的文档的示意平面图，说明供替换的实施例，在该实施例中，可以改变可视指示器的位置以提高文档识别和物理检索的能力。
具体实施方式
本发明在文档准备、存档和检索领域具有广泛的应用。
现在转到附图，图1是实现本发明的可读纸形式的单一文档的平面图。如在此图中所看到的，纸介质形式的文档10具有永久地形成于其上的可视信息12，这是使用常规技术诸如喷墨打印、激光打印或其等价物形成的。尽管在图1中只示出了文档10的正面，但文档10的反面也可以包含可视信息以提供双面可读文档。
包括在文档10中的是以电子方式连接至RFID电子芯片的小环型天线14。可视指示器17，诸如小LED，最好附在文档10上当存储文档10被贮藏时能容易地观察到指示器17的状态的物理位置。如在图1中所看到的，这个物理位置紧靠在文档10的上边缘19。可视指示器17以电子方式连接至控制指示器17的RFID芯片15。可视指示器17最好是当前可从芝加哥指示灯公司(Chicago MiniatureLamp，Inc.)得到的CMD28-21SRC类型表面安装的LED。也可以使用其它可视指示器。
环型天线14是以几种已知方法中的一种所构成的多圈电阻丝。一种这样的技术是印刷在聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)(PET)底层上的银膏(silver paste)，如在2002年四月16日发布的美国专利号6,373,708B1所公开的，据此通过引用包含该专利的全部内容。另一种技术是在底层上铜的沉积，如由宾尼西法尼亚(Pennsylvania)伯利恒(Bethlehem)的RCD技术公司(RCD Technology Corporation)操作的。将按一个特定应用的要求确定线圈尺寸(线圈的直径和厚度)和圈的数量。环型天线14的功能是既提供在RFID芯片15和诸如主机CPU的外部器件之间信息的电磁传送，又使得它能从外部器件感应传送电源给RFID芯片15，以电子方式为RFID芯片15内的有源电路元件和可视指示器17提供能量。
RFID芯片15可以是商业上可获得的或一定制的集成电路器件，它具有在RFID(射频识别)集成电路中普遍存在的标准内部功能元件。这样的标准元件包括RF和模拟部分、CPU、ROM和EEPROM(见1999年IEEE国际固态电路会议(IEEEInternational Solid-State Circuits Conference)出版物0-7803-5129-0/99，图9.1.1；RFID应答机IC结构图)。当外部器件询问RFID芯片15时，RFID芯片15通过环型天线14接收电源，并使用标准协议与外部器件通信，诸如ISO14443协议或ISO15693协议。RFID芯片15的尺寸属于1.4x1.3mm一类，而厚度约为0.13mm。这与文档纸的平均厚度0.1mm相比还不错。如将在下面更全面地描述的，当正在初始地准备文档时，将要包含在该文档中的信息写入包含在RFID芯片15中的ROM(只读存储器)中。一旦将此信息一次性写入ROM中，将不能够重写此信息，也不能够由任何询问器件改变此信息。换句话说，一旦已经准备了该文档，RFID芯片15可由外部器件询问并且只能向外部器件提供文档信息一即不能改变存储在ROM中的文档信息。
环型天线14和RFID芯片15最好都合并成一个ID标签，如在2000年11月28日发布的美国专利号6,154,137所说明和描述的，据此通过引用包含该专利的全部内容。通常，一个ID标签具有安装在或封装在薄底层中的天线和RFID芯片，诸如上面提到的PET底层。ID标签被包含在纸介质中，纸介质可以是纸、塑料材料诸如聚脂薄膜纸介质，或者任何其它已知的用于准备纸介质文档的纸介质材料。将ID标签包含在纸介质中是通过粘附于纸一个表面，粘结到纸介质材料中，或者通过使用任何已知技术，牢固地将薄塑料ID标签嵌入到纸介质材料中。一旦通过结合ID标签已经准备好纸介质，该纸介质就可用于文档的准备了。
参照图2，按照本发明准备文档的一般过程如下所述。首先使用主机设备诸如PC、字处理器或任何其它用于写作文档的已知设备写作该信息(可以只是文本、只是图形或两种类型的组合)。一旦写作了信息，就将它打印到纸介质的一面或两面上。也将同样的信息通过电磁方式传送至RFID芯片并写入RFID芯片15的ROM部分中。注意打印步骤和电磁传送步骤可同时进行或可以顺序地执行。当打印步骤和写入步骤都已完成时就完成了该文档，并可将它应用于它的预期目的。最好在将该文档转入使用之前，用下面所述的步骤验证所准备的文档。
图3示意性地说明在准备按照本发明的文档时所使用的写入设备。如在此图所看到的，具有输纸辊22、23的打印机，接收空白文档纸10并将该纸进纸通过打印区域(未示出)。该打印机具有写入天线25，它横跨文档纸10的宽度，并将电磁版本的信息传送至包含在文档纸10中的RFID芯片15。
一旦已经按照本发明准备了文档，通过读出存储在RFID芯片15的ROM部分的信息并将该电子版本信息与所打印的版本进行比较，可以验证该文档。如在此图所看到的，常规的具有键盘31和显示器32的膝上型计算机30在方便的位置装备了读入天线33，如图所示绕着键盘31周边的天线。读入天线33使用通常在这样的计算机中存在的标准接口之连接至计算机30内的CPU。在计算机30中还安装了计算机程序，该程序具有控制使用包含在RFID芯片15中的协议的询问过程的功能，因此可以通过询问提取在RFID芯片15中的ROM部分中的文档内容并存储至计算机30的存储器中。要提取该信息，将文档10放在键盘31上，并操作计算机30以开始询问过程。读入天线33作用是向在文档10上的RFID芯片15传送电源，并将经过文档天线14所收到的信息传送至计算机30的CPU。一旦提取了信息，可将该信息显示于显示器32并且能可视地将所显示的版本与所打印的版本比较。此外，如果需要，可以将所显示的版本打印到空白的纸介质上，并且可将此打印出的版本与初始版本比较。如将显然的，在初始版本和所提取的版本之间的任何变化将证明该初始版本已经被改变。
当几个这样的文件紧密靠近时(如存储在一个文件夹中或将它们集中成多页文档)，为了减少不同文档10的环型天线14之间的串音或其它相互作用的可能性，将文档纸10虚拟地划分成不同的区域，并可将对应文档纸的ID标签设置在不同的区域中。图5示出一个这样的虚拟划分。如在此图中所看到的，文档纸10被虚拟划分成6行和2列。对于图5文档纸10，包含天线14、RFID芯片15和可选的可视指示器17的ID标签被放置在第1行第1列中。对于其它文档纸10，其ID标签可放置在第1行，第2列；第2行，第1列；第2行，第2列；...，第6行，第2列。通常，根据ID标签和空白纸10的物理尺寸，第一空白纸(sheetblank)10可虚拟地划分为m行和n列，其中m和n都是整数。另外，每一空白纸可能已经将字符存储在在RFID芯片15的ROM部分中，该字符指明对应该ID标签在该纸上的物理位置。当准备想要紧密地存放的一系列纸文档(诸如多页文档)时，则准备过程可包括例程，该例程用于为连续的文档准备选择具有不同的ID标签位置的空白纸。这个例程可包括使用几个用于空白纸的进纸盒(hopper)或其它容器，在一给定进纸盒中存放具有相同ID标签位置的空白纸，并按照预定的位置选择方案从不同的进纸盒中进纸。
如上面提到的，每一纸文档10可选地装备位于靠近纸边界之一的可视指示器17。可视指示器17是为了方便检索已贮藏的文档而提供的。在很多机构中，一旦准备了纸介质文档，最终将它们贮藏在一些类型的保护容器中，诸如文件夹。保护容器，反过来一般被放置在更大的盒子(enclosure)内，如文件抽屉或存储箱。为了文档控制的目的，一般通过索引放置了文档的文件夹(如果使用了该文件夹)或索引较大的盒子对文档进行编目。当发生检索某个文档的需求时，典型的步骤是查阅文档的目录以确定盒子或文件夹，打开盒子，提取文件夹，并搜索每个文档直到找到所查找的文档。这非常耗费时间。可视指示器17能在实质上缩短这个过程。当准备给定文档时，该过程最好包括这些步骤：生成文档标识字符(文档ID字符)，并将这个字符存储在RFID芯片15的的ROM部分中。可提供手持询问器，它使用在上述文档准备过程中所使用的相同的通信协议。当从较大容器中检索到按照推测文档所在的文件夹时，可以启动该手持询问器产生包含该文档标识字符的搜索信号。如果所搜查的文档在该文件夹中，RFID芯片15将启动包含在其中的可视指示器。搜索者只需要注意被启动的指示器17以检索所查找的文档。这个过程对于松散的文档集更为有用，即大量文档松散地存放在容器诸如贮藏箱中。
这个可视的检测能力能通过在不同文档上交错排列可视指示器的位置而得到增强。图6图示地说明三个已存储的文档10a、10b、10c，每一个具有可视指示器17a、17b、17c放置在上边缘的不同横向位置。如果这样的一个文档阵列松散地存放在一个箱子内的许多这样的文档之间，则通过启动的可视指示器17能够容易地识别出所查找的文档，因为横向间隔增强了所启动的指示器的可见性。
如将显然的，本发明使得能够准备具有信息的文档，该文档是非常安全的和自验证的。而且，按照本发明提供这些优点，不需要增加实质性的成本且不需要麻烦地再现文档，因为相对适度的成本和小尺寸的包含RFID芯片15和天线14的ID标签。智能文档的准备是相对简单的，并能容易地教会办公室员工。同样容易学习并执行验证过程。
尽管是参考一个特定的实现即用感应传送电势和信息描述了本发明，但是如果需要的话，可以使用其它特定的实现，诸如一个实现是在文档的边缘之一上使用边缘接触连接器并用电阻接触传送电源和信息。不过，在此公开的感应传送实施例由于其方便性是较佳的。因此，上面所述不能构成对本发明的限制，而是由所附的权利要求书规定。

Claims (12)

1. 一种智能文档，其特征在于，包括：
纸介质，用于提供一个表面，在所述表面上能以可视方式形成完成的文档，所述完成的文档包含将所述完成的文档合法地与该完成的文档所属各方绑定的所有信息而无需任何其他信息；以及
所述纸介质所包含的信息存储和传送电路，用于以只读方式存储所述完成的文档的电子拷贝，从而能够通过读出所述完成的文档的电子版本并将它与可视版本比较而验证文档的真实性，所述纸介质具有实质统一的厚度，并且所述信息存储和传送电路所具有的厚度与所述纸介质的厚度实质相同，使得所述智能文档可如无所述信息存储和传送电路的纸介质来处理。
2. 如权利要求1所述的文档，其特征在于，所述信息存储和传送电路包括RFID集成电路和天线。
3. 如权利要求1所述的文档，其特征在于，所述智能文档进一步包括沿所述纸介质的边界定位的可视指示器；以及其中，所述信息存储和传送电路进一步包括当访问存储在所述信息存储和传送电路中的信息时启动所述可视指示器的电路。
4. 如权利要求3所述的文档，其特征在于，所述可视指示器为LED显示器。
5. 如权利要求1所述的文档，其特征在于，将所述信息存储和传送电路物理地安置在所述纸介质上的预先选择的位置，并且不同智能文档的信息存储和传送电路的位置对于不同文档是不同的，以最小化相邻智能文档的信息存储和传送电路之间的干扰。
6. 如权利要求3所述的文档，其特征在于，不同智能文档的可视指示器的位置对于不同文档是不同的。
7. 一种智能文档，其特征在于，包括：
纸介质，用于提供一个表面，在所述表面上能以可视方式形成信息；
所述纸介质所包含的信息存储和传送电路，用于以只读方式存储所述信息的电子拷贝，因此能够通过读出所述信息的电子版本并将它与可视版本比较而验证文档的真实性；以及
沿所述纸介质的边界定位的可视指示器，其中，所述信息存储和传送电路进一步包括当访问存储在所述信息存储和传送电路中的信息时启动所述可视指示器的电路。
8. 一种准备自验证智能文档的方法，所述方法包括下列步骤：
(a)提供纸介质，所述纸介质具有表面和信息存储和传送电路，在所述表面上可以形成信息，在所述信息存储和传送电路中能够存储信息；
(b)以可视形式在所述纸介质的所述表面上形成完成的文档，所述完成的文档包含将所述完成的文档合法地与该完成的文档所属各方绑定的所有信息而无需任何其他信息；以及
(c)将在步骤(b)中所形成的完成的文档的相同版本以只读方式存储在所述信息存储和传送电路中，从而所述智能文档包括所述完成的文档的可视版本和所述完成的文档的不能被改变的电子版本。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，存储步骤(c)包括步骤：通过包括在所述信息存储和传送电路中的天线，将包括所述完成的文档的信息感应传送至所述信息存储和传送电路。
10. 如权利要求8所述的方法，进一步包括下列步骤：在所述纸介质上提供可视指示器；以及当正在访问存储在所述信息存储和传送电路中的信息时，为了提供信息访问的可视信号而启动所述可视指示器。
11. 如权利要求8所述的方法，进一步包括下列步骤：紧接初始准备之后通过读出存储在所述信息存储和传送电路的信息以对所存储的版本和在所述纸介质的所述表面上所形成的可视版本进行比较来验证所述文档。
12. 一种准备自验证智能文档的方法，所述方法包括下列步骤：
(a)提供纸介质，所述纸介质具有表面和信息存储和传送电路，在所述表面上可以形成信息，在所述信息存储和传送电路中能够存储信息；
(b)以可视形式在所述纸介质的所述表面上形成信息；
(c)将在步骤(b)中所形成的信息的相同版本以只读方式存储在所述信息存储和传送电路中，因此所述被准备的文档包括所述信息的可视版本和所述信息的不能被改变的电子版本；以及
(d)在所述纸介质上提供可视指示器；以及当正在访问存储在所述信息存储和传送电路中的信息时，为了提供信息访问的可视信号而启动所述可视指示器。
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