CN100517376C - 射频识别监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可控制射频识别标签的电力供给的射频识别监控方法以及系统。在该射频识别监控方法中，先配置多个读取器于一区域范围中的不同位置，以接收一射频识别标签的一标签识别码。此射频识别标签包含一电源供应器以及一锁控电路，且电源供应器的开关是由锁控电路所控制。当所述读取器其中之一接收到标签识别码时，比较标签识别码是否与一指定识别码相同。若标签识别码与指定识别码相同，则启动电源供应器，使电源供应器供给电力以持续发送标签识别码。接着，由所述读取器接收标签识别码，以确认射频识别标签在区域范围内的位置。本发明可视需要打开或关闭射频识别标签的电力供给，以利于在区域范围内搜寻、记录或追踪该射频识别标签的位置。

Description

射频识别监控系统及方法

技术领域

本发明涉及一种无线射频识别系统，特别是涉及一种可控制射频识别标签的电力供给的射频识别监控方法以及系统。

背景技术

无线射频识别(Radio Frequency Identification；RFID)是一种非接触式的自动识别技术。它是利用射频信号自动识别目标物并取得相关信息，操作快速方便，识别操作不用人工介入，可以识别动态的对象且可同时识别多个标签。

一套完整的无线射频识别系统是由读取器(Reader)以及识别控制器(Transponder)两部分所组成，其中识别控制器通常也称为射频识别标签(RFID Tag)。无线射频识别系统的工作原理是先由读取器发射一特定频率的无线电波能量给射频识别标签，用以驱动射频识别标签发送内部的识别码(ID Code)，以供读取器接收此识别码，再送至中央处理系统进行有关的数据处理。

此时由于射频识别标签用以发送识别码的电力是由读取器所发射的无线电波能量所转换得来，因此被称为被动式射频识别标签。被动式射频识别标签的信号传输距离太短，且信号强度微弱。或者，也可将电源供应器配置于射频识别标签中，利用电源供应器所提供的电力主动地持续发送该识别码。这种内建电源供应器的射频识别标签则被称为主动式射频识别标签。主动式射频识别标签只要靠近读取器就会不停地发送识别码，因此容易造成电力虚耗，使得其所附的电源供应器无法支持足够长的使用寿命。

另一方面，目前无线射频识别的应用包括：物流和供应管理，生产制造和装配，航站行李处理，邮件和快递处理，档案追踪和图书馆管理，动物身分识别，门禁管制，电子门票和自动收费等等。然而，其所谓的门禁管制仅通过读取器读取并核对使用者的射频识别标签上的识别码，并没有在某一区域范围内追踪或记录使用者位置的功能。

发明内容

因此，本发明的第一目的在于提供一种射频识别监控方法，可视需要打开或关闭射频识别标签的电力供给，以利于在区域范围内搜寻、记录或追踪该射频识别标签的位置。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。为了达到上述发明目的，根据本发明的第一较佳实施例，此射频识别监控方法是利用装配在一区域范围的一读取器接收一射频识别标签的一标签识别码。此射频识别标签包含一控制电路、一天线、一电源供应器以及一锁控电路，其中该控制电路分别电连接该天线及该电源供应器，可用来储存该标签识别码，且电源供应器的一开关状态是由锁控电路所控制，当该电源供应器未启动时，则由该射频识别标签的一电力转换器将该天线所接收的一感应信号转换成一感应电力，以供该控制电路经由该天线发送该标签识别码。当所述读取器其中之一接收到标签识别码时，比较标签识别码是否与一指定识别码相同。若标签识别码与指定识别码相同，则启动电源供应器，使电源供应器供给电力以持续发送标签识别码。接着，由所述读取器接收标签识别码，以确认射频识别标签在区域范围内的位置，其中当该读取器接收到该标签识别码，该读取器会将其中的位置坐标传回给一中央控制器，以确认该射频识别标签在该区域范围内的位置。

根据上述的射频识别监控方法，其中当该标签识别码与该指定识别码相同时，该射频识别监控方法还包含：判断该电源供应器是否已被启动；当该电源供应器未被启动时，由该读取器发送该启动信号至该射频识别标签，使该锁控电路启动该电源供应器的电力供给；以及当该电源供应器已启动时，不发送该启动信号。

根据上述的射频识别监控方法，其中该指定识别码的设定还包含下列步骤：经由该中央控制器设定该指定识别码；且该中央控制器传送该指定识别码至该读取器；以及该读取器接收该指定识别码，并予以储存。

根据上述的射频识别监控方法，其中还包含一步骤：发送一关闭信号至该射频识别标签，使该锁控电路关闭该电源供应器的电力供给。

本发明的第二目的在于提供一种射频识别监控系统，通过配置于不同位置的读取器以及具有可控制电力供给开关的射频识别标签，以提高监控的能力以及准确度。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。为了达到上述发明目的，根据本发明的第一较佳实施例，此射频识别监控系统包含一射频识别标签、多个读取器以及一中央控制器。此射频识别标签具有一标签识别码，且包含一控制电路、一天线、一电源供应器以及一锁控电路，其中该控制电路分别电连接该天线及该电源供应器，可用来储存该标签识别码，且此电源供应器的一开关状态是由锁控电路所控制。所述读取器配置于一区域范围中的不同位置，用以接收该标签识别码，并比较标签识别码与一指定识别码是否相同。其中当标签识别码与指定识别码相同时，所述读取器其中之一发送一启动信号，以启动电源供应器。且所述读取器会分别将其位置坐标传至该中央控制器，中央控制器根据所述读取器的位置坐标可以确认该射频识别标签在该区域范围内的移动路径。

根据上述的射频识别监控系统，其中该中央控制器还用以设定该指定识别码，并传送该指定识别码至该读取器。

本发明的第三目的在于提供一种射频识别标签，其电源供应器可视需要开启或关闭，可节省电力消耗以延长使用寿命，并提高其使用机动性。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。为了达到上述发明目的，根据本发明的第二较佳实施例，此射频识别标签包含一天线、一控制电路、一电源供应器以及一锁控电路。天线是用以接收一启动信号或一关闭信号。控制电路则电性连接该天线。电源供应器输出一电力以供控制电路经由天线发送一标签识别码。锁控电路电性连接电源供应器，根据启动信号或关闭信号控制电源供应器的开关。

根据上述的射频识别标签，其中该锁控电路在启动该电源供应器一段预定时间之后，关闭该电源供应器的电力供给。

本发明的第四目的在于提供一种射频识别监控方法，利用装配在一区域范围的至少一读取器接收一射频识别标签的一标签识别码，其中该射频识别标签包含一控制电路、一天线、一电源供应器以及一锁控电路，其中该控制电路分别电连接该天线及该电源供应器，可用来储存该标签识别码，且该电源供应器的开关是由该锁控电路所控制，当该电源供应器未启动时，则由该射频识别标签的一电力转换器将该天线所接收的一感应信号转换成一感应电力，以供该控制电路经由该天线发送该标签识别码。在该射频识别标签进入该区域范围之初，由所述读取器其中之一发送一启动信号，以启动该电源供应器的电源供给。当所述读取器接收到该标签识别码时，比较该标签识别码是否与一中央控制器所提供的指定识别码相同，以及当该标签识别码与该指定识别码相同时，所述读取器会分别将其中的位置坐标传至该中央控制器，根据所述读取器的位置坐标可以确认该射频识别标签在该区域范围内的移动路径。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，对于附图的详细说明如下：

图1A示出本发明的第一较佳实施例的射频识别标签的示意图；

图1B示出本发明的第一较佳实施例的射频识别监控系统的示意图；

图2示出本发明的第一较佳实施例的方法流程图；

图3示出本发明的第二较佳实施例的方法流程图；以及

图4示出本发明的第三较佳实施例的方法流程图。

其中，附图标记说明如下：

100射频识别监控系统    110射频识别标签

112天线                114控制电路

116电源供应器          118锁控电路

119电力转换器          120a、120b、120c、120d读取器

130中央控制器          140区域范围

142入口                152、154、156、158次区域范围

202、204、206、208、212步骤

302、304、306、308、312、314、316、318步骤

402、403、404、406、408、412、413、414步骤

具体实施方式

本发明在主动式射频识别标签中加入用以控制其电源供应器开关的锁控电路，并配合中央控制器经由读取器所发送的开启或关闭信号，如此提高射频识别系统在区域范围内的监控能力，并可节省主动式射频识别标签的电力消耗以延长其使用寿命。

图1A示出本发明的第一较佳实施例的射频识别标签的示意图。如图1A所示，此射频识别标签110包含一天线112、一控制电路114、一电源供应器116以及一锁控电路118。天线112是用以接收一启动信号或一关闭信号。控制电路114则电性连接天线112。控制电路114储存一标签识别码，且电源供应器116输出一电力以供控制电路114经由天线112发送该标签识别码。锁控电路118电性连接电源供应器116，根据启动信号或关闭信号控制电源供应器116的开关。

在第一较佳实施例中，控制电路114在接收到从天线112传来的启动信号或关闭信号之后，会通知锁控电路118开启或关闭电源供应器116的开关。或者，天线112也可将启动信号或关闭信号直接发送给锁控电路118。另外，控制电路114以及锁控电路118也可同时整合于单一控制器中。

再者，第一较佳实施例的射频识别标签110还包含一电力转换器119。电力转换器119将天线112所接收的一感应信号转换成一感应电力，以供控制电路114经由天线112发送标签识别码。也就是说，此射频识别标签110同时兼具主动式以及被动式射频识别标签的功能。此外，锁控电路118在启动电源供应器116一段预定时间之后，会自动关闭电源供应器116的电力供给，以加强此射频识别标签110的省电功能。

图1B示出本发明的第一较佳实施例的射频识别监控系统的示意图，以下说明参照图1A以及图1B。如图1B所示，此射频识别监控系统100包含一射频识别标签110、多个读取器120a、120b、120c及120d、以及一中央控制器130。所述读取器120a、120b、120c以及120d配置于一区域范围140中的不同位置，用以接收射频识别标签110的标签识别码，并比较标签识别码与一指定识别码是否相同。

当标签识别码与指定识别码相同时，所述读取器120a、120b、120c以及120d其中之一(例如当时最靠近该射频识别标签110的读取器)发送一启动信号，以启动射频识别标签110的电源供应器116的电源供给。中央控制器130，例如服务器电脑或其它控制装置，再经由所述读取器120a、120b、120c以及120d接收标签识别码，以确认射频识别标签110在区域范围140内的位置。

图2示出本发明的第一较佳实施例的方法流程图，以说明本发明的射频识别监控方法。为了清楚说明此较佳实施例，以下说明请参照图1A、图1B以及图2。

此较佳实施例是先配置多个读取器120a、120b、120c以及120d于区域范围140中的不同位置，以接收射频识别标签110的标签识别码(步骤202)。当所述读取器120a、120b、120c以及120d其中之一接收到标签识别码时(步骤204)，比较标签识别码是否与指定识别码相同(步骤206)。若标签识别码与指定识别码相同，则启动电源供应器116，使电源供应器116供给电力以持续发送标签识别码(步骤208)。接着，由所述读取器120a、120b、120c以及120d接收标签识别码，以确认射频识别标签110在区域范围140内的位置(步骤212)。

一般说来，由于射频电波传递距离的限制，读取器通常会拥有一个较佳的适用距离。因此，如图1B所示，各读取器120a、120b、120c以及120d在区域范围140中分别负责收发各次区域范围152、154、156以及158内的射频信号。中央控制器130则可利用这些负责不同次区域范围的读取器120a、120b、120c以及120d，来得知某一射频识别标签110是否位于其所对应的次区域范围152、154、156或158中。

举例来说，当此区域范围140中存在多个射频识别标签110时，首先可先选择一欲检测的射频识别标签110。当此欲检测的射频识别标签110靠近读取器120a、120b、120c以及120d其中之一时，该射频识别标签110内的电源供应器116会被启动，使该射频识别标签110持续发送其标签识别码。而且，由于电源供应器116的电力通常会大于电力转换器119所得的感应电力，因此可将标签识别码发送至更远的距离，如此可增加读取器120a、120b、120c以及120d检测到标签识别码的可能。

此射频识别标签可能会被配置在移动的物体上，例如使用者、便携式电子装置、书籍或其它会被使用者拿取并移动的物品。因此，接着再由负责不同次区域范围152、154、156以及158的读取器120a、120b、120c以及120d来持续检测该标签识别码，即可得知该欲检测射频识别标签110在此区域范围140中的实时所在位置。

再者，读取器的不同空间位置以及标签识别码的不同传送距离可用来进一步估算射频识别标签更准确的位置。如上所述，标签识别码的传送距离可由发送标签识别码的电力供给来控制。举例来说，可使用电源供应器116以及电力转换器119的不同大小的电力供给，或是使用不同的开启信号使电源供应器116分别输出不同大小的电力供给，来控制标签识别码所传送的距离。

根据本发明的第二较佳实施例，可在区域范围140中在空间上适当地配置所述读取器120a、120b、120c以及120d。中央控制器130则可利用读取器120a、120b、120c以及120d间的空间分布关系以及不同的电力供给，根据在不同电力供给下哪些读取器有接收到射频识别码的变化，来推算出射频识别标签在区域范围140中的更准确的位置。

另一方面，上述各次区域范围152、154、156以及158所涵盖的面积大小可由读取器120a、120b、120c以及120d的收发信号的能力来决定。因此，经由适当地调整读取器的功率以及射频电波频率，可大幅增加各次区域范围152、154、156以及158的涵盖面积。再配合并行设置读取器散布于某一地区中(如蜂巢式散布设置)，此射频识别监控系统100即可被使用来监控广大面积地区内的射频识别标签110，例如某一城镇或是其内建有许多厂房的厂区，而非仅限定使用于单一管制区域或单一厂房等应用当中。

图3示出本发明的第二较佳实施例的方法流程图。与图2所示的较佳实施例相比，此较佳实施例增加判断电源供应器是否已开启以及在确定该射频识别标签位置后关闭电源供应器的步骤。此较佳实施例可进一步提高主动式射频识别标签的电力使用效率，延长其使用寿命。

为了清楚说明此较佳实施例，以下说明请参照图1A、图1B以及图3。此较佳实施例先配置多个读取器120a、120b、120c以及120d于区域范围140中的不同位置，以接收射频识别标签110的标签识别码(步骤302)。当所述读取器120a、120b、120c以及120d其中之一接收到标签识别码时(步骤304)，比较标签识别码是否与指定识别码相同(步骤306)。若标签识别码与指定识别码相同，则判断电源供应器116是否已被启动(步骤308)。

当电源供应器116未被启动时，发送启动信号至射频识别标签110，使锁控电路118启动电源供应器116的电力供给(步骤312)。当电源供应器116已启动时，不发送启动信号(步骤314)。接着，由所述读取器120a、120b、120c以及120d接收标签识别码，以确认射频识别标签110在区域范围140内的位置(步骤316)。然后，再判断是否已确定标签识别码(即射频识别标签110)在区域范围140中的位置(步骤317)。当射频识别标签110在区域范围140内的位置已被确定后，发送一关闭信号至射频识别标签110，使锁控电路118关闭电源供应器116的电力供给，以节省电源供应器116的电力消耗(步骤318)。

此判断步骤317可以时间为基准，例如在启动信号发送数分钟后直接判定该射频识别标签110已确定，或是射频识别标签110已停留于某一位置附近一段时间以上。或者，此判断步骤也可以其它条件为基准，例如系统管理员的指示或是该射频识别标签110所属使用者的指示等。此较佳实施例并未限制此处的判断方式，任何其它适用于此状况的判断方式均应包含于本发明的范围之中。

更具体地举例来说，当配置该射频识别标签110的物体已停止移动时或是已停留在某一次区域范围152、154、156或158中一段时间后，或是该配置该射频识别标签110的物体已经通过或进入某些特定次范围区域152、154、156或158后，或是系统管理者认为已完成监控过程时，均可发送该关闭信号以停止电源供应器116的不必要的电力消耗。

图4示出本发明的第三较佳实施例的方法流程图。与图2所示的第一较佳实施例相比，第三较佳实施例增加设定指定识别码以及记录射频识别标签在区域范围内的移动路径的步骤。另外，第三较佳实施例还可在射频识别标签进入区域范围之初，即发出启动信号以启动电源供应器。因此，第三较佳实施例进一步提供本发明的射频识别监控方法与系统的不同的应用方式。

为了清楚说明此较佳实施例，以下说明请参照图1A、图1B以及图4。第三较佳实施例先配置多个读取器120a、120b、120c以及120d于区域范围140中的不同位置，以接收射频识别标签110的标签识别码(步骤402)。而且，经由中央控制器130设定一指定识别码，且中央控制器130传送该指定识别码至所述读取器120a、120b、120c以及120d(步骤403)。

系统管理者较佳地可通过中央控制器130来设定或更换指定识别码，如此可提高此射频识别监控系统的管理弹性。然而，本领域技术人员当可理解，其它指定识别码的设定方式，例如个别输入于各读取器或是预先记录于读取器中等，也应符合本发明的精神与范围。

当所述读取器120a、120b、120c以及120d其中之一接收到标签识别码时(步骤404)，比较标签识别码是否与指定识别码相同(步骤406)。若标签识别码与指定识别码相同，则启动电源供应器116，使电源供应器116供给电力以持续发送标签识别码(步骤408)。接着，由所述读取器120a、120b、120c以及120d接收标签识别码，以确认射频识别标签110在区域范围140内的位置(步骤412)。而且，中央控制器还可通过所述读取器120a、120b、120c以及120d持续接收该标签识别码，以记录射频识别标签110在该区域范围140内的移动路径(步骤414)。

此外，为了达到自动化记录、追踪或控管的目的，还可在射频识别标签110进入区域范围140之初，即发送启动信号以启动其电源供应器116的电源供给(步骤413)。举例来说，将最靠近该区域范围140的入口142的读取器120a当作一初始读取器，在任一射频识别标签110进入区域范围140之初，初始读取器120a即立刻发送启动信号以启动其电源供应器116的电源供给。如此可确保中央控制器130可完全记录或追踪到每一个位于区域范围140内的射频识别标签110的位置或移动路径。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，本领域技术人员可作出各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视随附的权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种射频识别监控方法，其特征在于该方法包含下列步骤：

a.利用装配在一区域范围的一读取器接收一射频识别标签的一标签识别码，其中该射频识别标签是由一控制电路电连接一天线及一电源供应器，并且该控制电路储存该标签识别码，且由一锁控电路控制该电源供应器的开关状态，当该电源供应器未启动时，则由该射频识别标签的一电力转换器将该天线所接收的一感应信号转换成一感应电力，以供该控制电路经由该天线发送该标签识别码；

b.当该读取器接收到该标签识别码时，比较该标签识别码是否与一指定识别码相同；

c.当该标签识别码与该指定识别码相同时，该读取器发送一启动信号至该射频识别标签，使该锁控电路启动该电源供应器，并使该电源供应器提供电力给该天线，以持续发送该标签识别码；以及

d.由该读取器接收该标签识别码，以确认该射频识别标签在该区域范围内的位置，其中当该读取器接收到该标签识别码，该读取器会将其中的位置坐标传回给一中央控制器，以确认该射频识别标签在该区域范围内的位置。

2.如权利要求1所述的射频识别监控方法，其特征在于其中所述的步骤c中，当该标签识别码与该指定识别码相同时，该射频识别监控方法还包含：

c1.判断该电源供应器是否已被启动；

c11.当该电源供应器未被启动时，由该读取器发送该启动信号至该射频识别标签，使该锁控电路启动该电源供应器的电力供给；以及

c12.当该电源供应器已启动时，不发送该启动信号。

3.如权利要求1所述的射频识别监控方法，其特征在于其中所述的指定识别码的设定还包含下列步骤：

a1.经由该中央控制器设定该指定识别码；

a2.且该中央控制器传送该指定识别码至该读取器；以及

a3.该读取器接收该指定识别码，并予以储存。

4.如权利要求1所述的射频识别监控方法，其特征在于其中所述的步骤d之后还包含一步骤e：发送一关闭信号至该射频识别标签，使该锁控电路关闭该电源供应器的电力供给。

5.一种射频识别监控系统，其特征在于该系统包含：

一射频识别标签，具有一标签识别码，其中该射频识别标签包含：

一控制电路，用以储存该标签识别码；

一天线，电连接该控制电路，该天线是用以发送该标签识别码；

一电源供应器，电连接该控制电路；以及

一锁控电路，该电源供应器的一开关状态是由该锁控电路所控制；

一读取器，配置于一区域范围中，该读取器接收该标签识别码，并比较该标签识别码与一指定识别码是否相同，其中当该标签识别码与该指定识别码相同时，该读取器发送一启动信号至该射频识别标签，使该锁控电路开启该电源供应器的电力供给以持续发送该标签识别码；以及

一中央控制器，经由该读取器接收该标签识别码，并且该读取器会将其位置坐标传回给该中央控制器，以确认该射频识别标签在该区域范围内的位置。

6.如权利要求5所述的射频识别监控系统，其特征在于其中所述的中央控制器还用以设定该指定识别码，并传送该指定识别码至该读取器。

7.一种射频识别监控方法，其特征在于该方法包含下列步骤：

a.利用装配在一区域范围的多个读取器接收一射频识别标签的一标签识别码，其中该射频识别标签是由一控制电路电连接一天线及一电源供应器，并且该控制电路储存该标签识别码，且由一锁控电路控制该电源供应器的开关状态，当该电源供应器未启动时，则由该射频识别标签的一电力转换器将该天线所接收的一感应信号转换成一感应电力，以供该控制电路经由该天线发送该标签识别码；

b.在该射频识别标签进入该区域范围之初，由所述多个读取器其中之一发送一启动信号，以启动该电源供应器的电源供给；

c.当所述多个读取器接收到该标签识别码时，比较该标签识别码是否与一中央控制器所提供的指定识别码相同；以及

d.当该标签识别码与该指定识别码相同时，所述多个读取器会分别将其中的位置坐标传至该中央控制器，根据所述多个读取器的位置坐标确认该射频识别标签在该区域范围内的移动路径。

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