CN101039624A - Rfid换能器对准系统 - Google Patents

Abstract

一种具有对对准参数进行检测的能力的射频识别(RFID)系统，其中所述系统可以用于手持式、固定就位式、固定式以及永久安装的设备中。该系统包括RF应答器，将所述RF应答器进行配置用于牙科x射线、医疗成像以及数字放射照相术的设备中。该系统可包括多个RF应答器载波发射/数据接收线圈，而每个线圈谐振在相同或不同的频率。将RF标签、RF应答器以及x射线胶片固定器进行配置，使其与牙科x射线机器头部设备精密对准，致使不必要的重复成像。该x射线机器头部设备还可被配置成用以自动获得所期望的x射线图像或被配置成：直到出现头部设备与RF标签装置的对准时所述器件才能激活并提供x射线照片。

Description

RFID换能器对准系统

相关申请的交叉引用

【0001】本申请要求2004年8月16日提交的美国临时申请第60/602,223号的以及2004年8月18日提交的美国临时申请第60/602,751号的权益，在此将这两个临时申请的内容并入本文作为参考。

发明背景

【0002】本发明一般涉及为常规射频识别(RFID)标签技术和器件提供增强的功能性，并且，更具体地涉及射频(RF)标签对准的检测，例如x射线精密对准设备。

【0003】特定RFID标签的一般功能是担当特定RF应答器的“远程传感器器件”。当使能时，RF应答器的载波发射/数据接收线圈以预定频率产生电磁通量场，其生成被辐射的“载波”发射信号。当这种RFID标签放置在RF应答器附近时，RFID标签“加电”。因此，激活的RFID标签施加上载波发射信号，并作为响应，RFID标签的某些无源电子元件开始自振荡，这就以预定频率在RFID标签内及周围产生了二级电磁(EM)通量场。在RFID标签被激活后并且当所接收的载波发射信号是由RFID标签及其固件的预定义设计标准所设定的预定理想幅度时，则RFID标签开始发射“灌制/存储”信息的串行数据流。根据RFID标签的设计和预定义数据协议等，通常经由RFID标签使其载波接收/数据发射线圈分路或分流来完成数据发射。

【0004】当RFID标签开始振荡以便辐射具体的RF信号和电磁通量场时，RF应答器载波发射线圈就被施加上了RFID标签的“返回”RF信号。在RF应答器载波发射线圈上被施加返回RF信号通常称为“反向散射”或反向散射信号。反向散射信号一般改变RF应答器载波发射信号的某些特性。这种载波发射信号的改变即使在它们最初可能是很小的时候也可以被适当的RF应答器前端电路检测到。当实际的RFID标签串行数据流发射出现时，RF应答器一般经由使用“包络检测器”电路担当检测反向散射信号。RF应答器然后将调节/滤波并放大该反向散射信号，以获得合成的“干净的”数据流信号。其后，例如通过当扫描含有RFID标签的物品时将产品名称、代码和价格输入到现金出纳机中，或者当有人没购买含RFID标签的物品就走出商店时发出警报，RF应答器的微控制器可以“检验/解码/读取”并被配置成对合成信号进行响应。然而，目前RFID技术受限于其同名物：产品“标识”。因此，该技术还没以替代新型方式或者不同用途进行应用。相应地，RFID技术还没用于传感器“对准”功能中，诸如用于指示非接触x射线胶片定位的最佳对准。

【0005】在拍摄牙科x射线的常规和标准过程中，往往需要专门的工具和几个冗长乏味的步骤。所公知的拍摄x射线的两个选择是其中：1)给铸型x射线胶片固定器(一般具有绕其周围的锋利边缘)装上x射线胶片并一起放置在病人口腔中用牙来咬(由于锋利边缘对于大多数病人来说这是很不舒服的)，以致牙科技师或医生必须视觉上估计胶片固定器的位置以便拍摄x射线；或者，2)其中，给也具有绕其周围的锋利边缘的铸型x射线胶片固定器装上x射线胶片并一起放置到“边(rim)固定器”装置(一般是金属的长条，其具有在一端的x射线胶片固定器接收装置以及在另外一端的x射线头部设备接收装置)上，该装置然后整体地放置在病人口腔中用牙来咬(由于锋利边缘以及边缘固定器装置的庞大，对于大多数病人来说这是极不舒服的)，而只有x射线头部设备接收装置从病人口腔中突出，以便牙科技师或牙科医生接着将x射线头部放到x射线接收装置中，以拍摄x射线射线照片。

【0006】除了一般需要专门的对准工具之外，上述两个选择的缺点是如下几个：1)因为尤其当人工地估计x射线胶片的位置/定位时x射线头部设备到x射线胶片的不恰当对准，往往需要拍摄额外的x射线，以及常常当；2)边缘固定器不恰当地定位/安置在特定病人的口腔中时，这造成；3)时间和费用的损失，并且，此外这；4)加剧了特定病人的不适感。以适度简易方式对本发明进行了设计以克服这些挑战。第一要考虑的概念是提供一种可以永久不再需要边缘固定器装置/对准工具的系统。第二要考虑的概念是改变常规x射线胶片固定器装置的设计以便消除锋利边缘。第三概念是对系统进行识别，通过该系统牙科x射线的拍摄将变得更少受打扰然而更加精确。

【0007】RFID技术的基本原理看来可为目前牙科x射线的问题提供最理想的解决方案。迄今，RFID技术在实际和应用中已广泛用于产品和其他商品“识别”用途中。显然地，这种技术还没有用来强制使x射线头部设备与(常隐)x射线胶片的精密对准中。现有技术中不为人知的一方面是一种系统，该系统将允许预定RF标签固定在设备附近，并且该系统将引入用于建造常规RF标签装置所需要的那些元件。这种系统在更新技术设备(例如数字放射照相术)以及公知技术设备(诸如牙科x射线胶片固定器装置)中是缺乏的。因此，需要一种新型的RF标签结构与器件。然而，数字放射照相术就装备和供给而言是极其昂贵的，并且由于其涉及参与牙科医生，保持价格和费用，这目前对于许多牙科医生是令人望而却步的。因此，许多牙科医生，尤其在农村环境中，仍然利用已有的技术，以致牙科医生仍就使用x射线胶片和x射线胶片固定器装置。

【0008】现有技术中不为人知的另一方面是电子设计，其可以担当RF应答器，并且其具有远程但附连的“发射/标签、感测/读取器”线圈。这种线圈(其发射载波频率以使能新型RF标签装置，并且还担当接收来自被使能新型RF标签装置的数据)需要进行设计以便适配到/机械地连接到特定牙科x射线头部设备的活动端。

【0009】在制作牙科定向非接触RF换能器系统中的一个问题是特定的牙科RF标签必须物理上比附随的牙科RF载波发射/数据接收线圈更小。事实上，为了满足以获得有关大多数基于RF换能器对准系统的“最佳对准”情形的条件，特定RF标签及其具体的RF载波发射/数据接收线圈通常比系统连带的RF载波发射/数据接收线圈更小。牙科应用中操作实际性的另一问题是获得“非接触”操作，其中尤其在x射线头部设备到病人口内的牙RF标签的对准过程中，特定x射线头部设备从不(有意地，也不需要使其)接触病人脸部。这个问题不是丝毫不重要的，因为已有RFID技术特别在整个缩小比例的RFID系统中不允许宽广的RF传感器/标签距离感测。目前可用的各种常规RF标签在试验床上进行了使用，并发现常规RF标签就到同样可用的RF应答器的所期望工作距离而言还是很缺乏的。

【0010】已发现，当RF标签放置在病人口腔中并处在牙齿后面(这在牙科医务室里是常见的)时，则有效的感测距离只是一英寸并往往是更少。RF应答器载波发射/数据接收线圈需要向内放置到或接近面颊，以便“读取”常规RF标签。因而，常规可用的系统对于牙科x射线应用既是不理想的又是不切实际的。因此，需要一种具有额外特征的增强型RF应答器模拟“前端”电路。

【0011】本领域技术人员要明白的是，提供牙科x射线RFID定位系统将招致几个设计挑战，包括：1)相当小的牙齿RF标签尺寸在谐振时只产生微小RF通量场；2)期望到特定RF标签的感测距离至少两英寸；3)相当小的牙科RF应答器载波发射/数据接收线圈尺寸具有一个有限范围，当RF标签被激活时此范围用于检测从RF标签中远程辐射出的RF信号；4)当RF标签离RF应答器几英寸时，由牙科RF应答器载波发射/数据接收线圈所接收的数据流信号是在毫伏范围；5)当这些信号送到运算放大器电路中时，它们一般不能从运算放大器电路的基噪声级中加以区别或容易分离，因此；6)来自运算放大器电路的合成信号包括固有的和自由空气辐射的噪声以及所期望的数据信号RF载波发射分量，从而使“有效的”信号检测变得很困难；7)并即使利用滤波，自由空气辐射的交流(A.C.)信号也被放大并成为来自运算放大器电路的部分净/最终信号结构，从而特别当信号是由高灵敏RF应答器模拟前端电路获得时极大影响了最终信号的真实性。

【0012】因此，需要的并迄今未知的是一种RF换能器非接触对准系统，该系统实现牙科x射线应用要求，解决这些识别技术的挑战，并且提供一种完全运作的产品。还有一个需要是可操作某些类型RF标签与应答器之间的更大距离上的RFID型技术。还有一个需要是填补RFID技术实际应用中的技术差距和空白。进一步需要一种可提供精密RF标签/传感器对准功能的能力，以建立在RFID行业内的新型应用，尤其是用于精密RF标签对准。

发明内容

【0013】本发明涉及一种RFID技术的新应用，其将在整体上提高这个行业。本发明的RFID系统利用某些设计方法学，以便为检测RFID标签到RFID应答器的对准提供了便宜的且简单的设备。

【0014】本发明提出了一种简单的、功能上增强的以及新型的RFID系统概念，其中目前可用的RFID系统有机会对其加以改进或扩展各种新特征和/或功能，包括对对准参数进行检测的能力。本发明还提供了一种新型的RF应答器，其具体是为牙科行业、医疗成像系统以及要用到数字放射照相术的其他这样的行业。本发明还提供了一种具有新型RF标签装置和x射线胶片固定器的新RFID系统。RF标签装置和x射线胶片固定器可以允许目前所用的牙科x射线胶片放置到重新设计的、智能的且更舒服的(对于病人)胶片固定器中。通过允许现代数字x射线成像传感器与特定牙科x射线机器的头部/枪部设备精密对准，可将RF标签装置和x射线胶片固定器用于现代“数字x射线成像传感器”中，致使不必要的重复成像。

【0015】本发明还提供了一种新RFID系统，其中可以拍摄更精确的牙科x射线，这是由如下能力所实现的：对数字x射线成像传感器和/或病人口腔中的牙科x射线胶片的精密对准进行指示。本发明的系统可以配置成对病人口腔中的数字x射线成像传感器和/或牙科x射线胶片固定器的精密对准进行指示，而不需要常规所用的专门工具、步骤或装置。RFID系统可以配置成将病人及其他信息存储在RF标签装置和/或x射线胶片固定器中。

【0016】本发明包括一种新RFID系统，该系统利用x射线和/或其他放射照相术成像以便提供自动化RF标签工作的查找模式。例如，特定x射线头部设备可以配置成自主地移动。例如在牙科应用期间，x射线头部设备当被使能时可以定位(也许)隐藏的RF标签装置，并最终将其自身与特定的被定位RF标签装置进行对准。x射线头部设备还可被配置成自动获得所期望的x射线图像、和/或存储某些数据。x射线头部设备还可被配置成以便除非/直到其与特定RF标签装置对准时装置才能激活并提供x射线照片。这种系统提供一种新安全机制以防止未经准备就使能x射线机器设备，并可以使重复成像变得不必要。

【0017】通过根据应用和/或需要提供一个或多个RF应答器载波发射/数据接收线圈，本发明改进了某些RFID应答器装置的当前设计。根据应用和/或需要，在特定系统中可提供一个或多个RF应答器载波发射/数据接收线圈，而每个线圈谐振在相同或不同频率。在多线圈的系统中，并根据应用，RF应答器载波发射/数据接收线圈的尺寸可以变化。而且，多个RF应答器载波发射/数据接收线圈可固定在特定RF应答器的外壳周围，和/或，通过使用一个或多个适当电缆装置使其远离RF应答器进行放置。

【0018】为了用于手持式、固定就位式、固定式和永久安装的应用中，本发明支持对某些RFID应答器装置的当前设计加以改进。这种手持式、固定就位式以及类似的应用可不受被施加电源的约束，例如交流电(A.C.)壁上插座或直流电(D.C.)电池。

【0019】通过特定RF应答器经由各种器件和电路(包括任一或两者：音频或视频技术和/或设备)为系统提供特定RF标签的检测及出现的指示，本发明改进了某些RFID应答器装置的当前设计。通过各种器件和电路(包括任一或两者：音频或视频技术和/或设备)，在预定义的限度内系统提供从特定RF载波发射/数据接收线圈到特定被检测RF标签的距离指示。通过特定RF应答器经由各种器件和电路(包括任一或两者：音频或视频技术和/或设备)，系统提供了对来自被检测RF标签的有效数据的检测指示。

【0020】通过特定RF应答器经由各种器件和电路(包括任一或两者：音频或视频技术和/或设备)为系统提供特定被检测RF标签的精密对准的指示，本发明改进了某些RFID应答器装置的当前设计。系统例如可从各种器件和电路(诸如音频或视频技术和设备)中，提供特定RF应答器状态的指示(诸如“加热时间耗完”和/或“准备运行”)。从这些器件、电路和技术中，系统还可提供特定RF应答器的载波发射频率(一个或多个)的指示。系统还可提供特定RF应答器的载波发射频率(一个或多个)的变化和指示。而且，通过各种器件和电路(包括任一或两者：音频或视频技术和/或设备)，系统提供特定RF应答器的载波发射频率(一个或多个)的调谐/失谐和指示。

【0021】通过各种器件和电路(包括任一或两者：音频或视频技术和/或设备)为系统提供特定RF应答器的显式载波发射驱动信号波形(一个或多个)的选择和指示，本发明改进了某些RFID应答器装置的当前设计。经由这些器件、电路和技术，系统还可提供特定RF应答器的载波发射幅度(一个或多个)的指示。从这些器件、电路和技术中，系统还可提供特定RF应答器的载波发射信号(一个或多个)的出现指示。系统还可提供特定RF应答器的载波发射/数据接收线圈(一个或多个)的出现指示。而且，系统可提供对连到特定RF应答器上的一个或多个载波发射/数据接收线圈的选择以及选择指示。此外，通过各种器件和电路(包括任一或两者：音频或视频技术和/或设备)，系统可提供特定RF应答器的当前工作模式(诸如空闲或查找模式)的指示。

【0022】本发明通过利用各种器件和电路(包括音频或视频(任一或两者)技术和/或设备)提供用于动态(on-the-fly)和/或现场RF标签编程及其指示的系统，从而改进了某些RFID应答器装置的当前设计。利用这些器件、电路和技术，系统可提供对固定的或可变的三维空间中的精密对准参数进行感测及其指示。在操作过程中，通过各种器件和电路，系统还可向用户提供不管是以音调和/或语音形式的声音反馈。而且，在操作过程中，系统可向用户提供不管是以音调和/或语音形式的音频反馈，其中音高和/或音量、或腔调、或诸如此类的形式可根据特定RF应答器对某些所感测参数、输入、或者这些各种器件和电路的响应而被改变。

【0023】通过提供一种具有某种性质的用户键盘的系统，本发明改进了某些RFID应答器装置的当前设计，由此用户可以例如输入或设定/定义某种数据或准则，或从各个器件和电路中检索信息和其他数据。系统还可以配有一个或多个主要用于用户反馈的显示设备，不管其或它们是LED或LCD等等、实际上或其混合体。系统可提供至少一个外部通讯端口。这种外部通讯端口可以提供与计算机和/或打印机的传输/数据连接。而且，系统可以支持接近或处在特定RF应答器载波发射/数据接收线圈和/或RF应答器之上的某些可视指示器和/或音频设备的远程布置。

【0024】本发明改进了RFID应答器装置与系统及其部件的当前设计和功能性，这是借助于通过各种器件和电路不仅提供RF标签或传感器检测和读取、和/或分类、和/或与特定应用有关的其他功能，而且提供对特定RF标签或传感器器件的显式编程。

【0025】本发明包括一种从橡胶、塑料、乙烯树脂或其他合适材料中构造RF标签封套的方法，以便允许牙科x射线胶片插入或数字x射线成像传感器附连。含有电子电路的RF标签封套也可从这些材料加以构造，以便允许牙科x射线胶片的插入或数字x射线成像传感器的附连。为了允许牙科x射线胶片的插入或数字x射线成像传感器的附连，这种RF标签封套可以进行制作，其中电子电路最低限度由线圈设备、电容器器件、功率调节电路以及微控制器电路装置组成。

【0026】本发明还包括一种从橡胶、塑料、乙烯树脂、金属或其他合适材料中构造和制作RF应答器封套的方法。RF应答器封套可包括印刷电路板设备，而在其上面可以附连各式各样的电子元件。在电路板上的电子元件包括某些分立模拟和数字电子器件、无源电子器件、微控制器电路装置以及视频显示器和/或音频设备。电路板还可以包括或附连一个或多个连接器，包括那种被施加电源连接器。

【0027】为了用于牙科x射线机器头部/枪部设备的固定(附连)诸如插入，本发明还包括一种从塑料、乙烯树脂或其他合适材料中构造和制作RF封套的方法。RF读取器封套可制作成，以便牙科x射线机器头部/枪部设备附连或插入到一端上，而线圈设备可以附连到封套的对端上。这种RF读取器封套可以进行配置，以便视频或音频指示器装置和一个或多个连接器装置可以附连到封套上。这些连接器装置可附连到一个或多个电缆设备上以便RF读取器封套最终可以附连到RF应答器封套上。

【0028】本发明包括一种从塑料、乙烯树脂或其他合适材料中构造和制作RF标签封套的方法。RF标签封套可以配有各式各样的电子器件(分立模拟和数字电子器件、无源电子器件和/或微控制器电路装置)，以便构造RF标签装置。这种RF标签装置可以配置用于附连在数字射线照相术设备周围或者与例如需要x射线胶片固定器的x射线胶片的常规x射线成像设备同步。

【0029】本发明还包括一种利用RF标签装置、RF读取器器件和RF应答器装置的方法，而每个器件处于完全装配的形式，其中每个部件被配置成与彼此同步工作。部件还可被一起配置，并且共同地形成RFID换能器设备及系统并运行。这种RFID换能器设备及系统可以运行和用作非接触“对准”设备和/或工具。在某些应用中，RFID换能器设备及系统可以更主要作为增强的RFID系统加以执行。

【0030】通过下面详细描述，结合经由例子对本发明的特征进行说明的附图，本发明的其他特征和优点将显现出来。

附图说明

【0031】图1描述了根据本发明通常设计用于牙科应用的RFID换能器对准系统的一个实施例的系统图。

【0032】图2a和图2b描述了根据本发明RF应答器的一个实施例的子系统框图。

【0033】图3描述了根据本发明RF读取器的一个实施例的子系统框图。

【0034】图4描述了根据本发明RF标签的一个实施例的子系统框图。

【0035】图5描述了根据本发明RFID换能器对准系统的一个实施例的部分原理图。

【0036】图6描述了根据本发明RFID换能器对准系统的一个实施例的部分原理图。

【0037】图7描述了根据本发明RFID换能器对准系统的一个实施例的部分原理图。

【0038】图8是本发明RF换能器对准系统的一个替代实施例的图示，其说明了一个带有RF应答器与RF读取器的手持式装置的实例。

【0039】图9是本发明RF换能器对准系统的一个替代实施例的图示，其说明了一种具有“x”、“y”和“z”方向上的三个RF读取器和三个RF际签的多轴对准系统。

【0040】图10是本发明RF换能器对准系统的一个替代实施例的图示，其说明了牙科数字x射线成像传感器与RF标签装置。

【0041】图11是本发明RF换能器对准系统的一个替代实施例的图示，其说明了多种形式的RF读取器。

【0042】图12A和图12B是本发明RF换能器对准系统的一个替代实施例的图示，其说明了用于翼状航空器的一种多点RF标签检测及对准反馈系统。

【0043】图13是本发明用于牙科x射线装置的RFID对准系统的图示。

具体实施方式

【0044】为说明起见，如图所示，本发明涉及基于RFID(射频识别)技术的有益且新颖的电子设计、基本原理。本发明提供了一种全新的RFID应用，这种应用与RFID技术的目前常规/标准使用相比具有增强的实用性与实际功能型。这种RFID系统有益于那些设备或产品，其要求或可利用非接触功率控制和/或操作、非接触访问或使能、以及非接触登录。本发明也有用于那些产品、装置或器件，其要求或可使用非接触物体/目标的感测或检测、智能非接触传感器响应系统、以及非接触物体/目标的数据编程和/或数据检索。本发明还适用于要求非接触对准性能的系统，例如牙科/医疗x射线/成像技术。另外，本发明涉及某些系统和系统元件的具体对准中所用的非接触检测、监视、控制或反馈，这些操作通过远程对准或定位性能将被增强。

【0045】本发明的系统特别适用于将特定x射线机器“枪部”或“头部”设备正确定位到特定x射线胶片设备的活动中。该系统利用简单的非接触对准步骤，而不需要实施“常规的”对准器件或技术。系统适用于更新技术(例如，数字射线照相术)及已有技术(诸如x射线胶片与x射线固定器装置)中。作为操作的一个作用，本发明具有在许多应用中可被利用的性能，其中广义地说，“RF标签”器件(最低限度由载波接收/数据发射线圈、谐振电容器、功率调节电路、微控制器以及线圈分路组成)担当“远程目标/传感器”或“系统激活键”。RF标签被配置成连接到“RF应答器”装置，该RF应答器最低限度由载波接收/数据发射线圈、谐振电容器、载波信号驱动电路、被施加数据接收信号检测电路、各种被施加数据接收信号滤波器、各种被施加数据接收信号放大器电路以及各种逻辑器件和/或微控制器组成，其中RF标签和RF应答器一起建立一种非接触RF换能器对准功能及系统。对系统进行配置，以便当RF应答器接近RF标签时，则RF应答器最终引起产生一个或多个预定义的动作或活动。这些动作可取决于所期望的真实世界功能、应用和/或所制造的终端用户产品类型。

【0046】本发明提供了一种非接触的RF换能器系统，其最低限度由至少一个RF标签装置以及诸如RF应答器的控制电子装置包组成。RF标签与RF应答器一起作用，最低限度地完成如其他RFID系统的功能，然而也可为RF换能器非接触“对准”系统做准备。本发明的RFID系统可适于用做例如智能的“物品或器件检测器”、电子非接触的万能钥匙(pass-key)系统、医史的手镯/读取器系统、计算机的启动装置以及无钥匙车门和/或箱子的打开系统。那些本领域的普通技术人员要明白，存在非接触RFID传感器对准的许多其他应用，这些应用受益于一种将其配置以对一个装置到另一个装置的特殊对准进行检测、监视和/或响应的系统。这些应用包括：当一个交通工具或平台与另一个进行空间对接时，将内部通信端口定位到海洋环境换能器上，因此可以在不用打开其外壳或使用外部连接器的情况下从换能器恢复数据；以及对各种舱口或飞行控制表面等等到商用飞机上的定位进行严格监视。显然存在众多手持应用，例如识别内壁、地下的/掩埋的电缆线路或气体管道等等的位置，其中利用一个或多个隐蔽RF标签装置，房主或实用人员不仅可以容易地对在看来是隐藏的东西指出“其位置”和/或“是什么”，而且也许对什么时候安装或多少深度进行指示。另一方便应用包括行李识别系统，其中持票人可以将RF标签编写并附连到行李上。这种系统的好处包括更精确且简单的目标处理，并且还可包括在出现行李领取问题期间确保正确的物主。

【0047】证实了本发明的一个好处是，当RF标签放置在特定的不透明材料之后并因此在正常情况下对于本发明的用户/操作员是不可见时，用户/操作员可以利用RF应答器对RF标签进行定位(反之亦然)。RFID系统可以用来定位隐藏的标签，并且如果需要，还可以容易地识别(RF标签到RF应答器的)“最佳对准”的情况。那么本质上，RF应答器旨在识别或可能旨在识别RF标签到RF应答器的最佳位置或“瞄准线”，用以接着执行某些预定义的动作/活动。在一些情况下，RF标签在用户/操作员看来实际上可能是隐藏的或者可能不是隐藏的。因此，如果要求RF标签到RF应答器的对准，并且如果对准步骤仅靠人(其中他可运用最佳推测或估计的过程)，而且如果该对准被认为是精密或关键的，那么在企图对准中可能出现误差，假设这些过程一般确保不会出现“最佳对准”。通过本发明克服了人工完成对准动作的潜在缺点，因为本发明及其RF应答器元件为用户/操作员固有且自动地识别“最佳对准”的情况。在其他应用中，RF标签与RF应答器之间的严格对准可能有时不是精密的，则那种简单的RF标签检测就足够了。在其他应用中，也许利用手持式RF应答器元件检索特定数据，当手持式RF应答器处在特定RF标签的“读取”距离内时，可能强烈期望一种也许隐藏的RF标签。在许多这种情况下，RF标签与RF应答器之间不够完美的对准完全是可接受的且实用的，如本发明肯定可以允许非精密的RF标签对准检测与读取。本发明系统的另一个应用例子包括对控制按钮或阀门和/或掩埋耦合设备加以定位与识别。这种应用要求这些装置的严格位置，以便在可能实行维修或修补或升级以前可以正确地揭露装置的物理视图。

【0048】本发明及其两个主要元件(RF标签装置和RF应答器装置)提供了RF标签装置的一个或多个实施例。RF标签保持最低限度由以下组成：1)LC储能电路，其具有预定值的至少一个载波信号接收/数据发射线圈；2)与载波信号接收/数据发射线圈并联工作的有预定值的谐振电容器，其中两者共同动作以响应预定义被施加载波信号，以便使其与被施加载波信号谐振；3)功率调节电路，其中由LC储能电路所产生的一部分谐振能量用来建立所需的运行功率，该功率用于；4)板上微控制器器件，其中微控制器器件可以配置成识别RF标签的某些运行参数，并由此从预定的协议中可产生预定的串行数据流，其利用；5)载波信号接收/数据发射线圈分路；或6)LC储能电路分路。本领域的那些技术人员要明白，本技术规定RF标签装置不需要电池工作，而能保持对附近或近处的外部被施加载波信号的响应，并保持一个有助于引起特定RF标签LC储能电路的谐振的频率。

【0049】RF应答器可以是由外接电源供电的装置和/或由电池供电的装置。本发明提供了RF应答器装置的一个或多个实施例，其中RF应答器保持最低限度由以下组成：1)LC储能电路，其由具有预定值的至少一个载波信号发射/数据接收线圈组成；和2)与载波信号发射/数据接收线圈串联工作的有预定值的谐振电容器，其中两者共同谐振动作以产生预定义被施加载波信号；3)预定的载波驱动信号，当将其施加到载波信号上时；4)RF标签信号检测电路，从该检测电路所获得的信号被施加到；5)预定的滤波器和放大器电路，然后将其合成信号施加到；或6)微控制器器件，将其配置或编程以用于所期望的操作和功能、以及具有对特定RF标签所发射的串行数据进行读取的能力，由此；7)微控制器可引起出现某些预定的切实动作，这是基于其关联的预定固件、输入/输出(I/O)电路以及具体应用或需求。

【0050】本发明系统的另一个方面支持应答器载波信号发射/数据接收线圈远离RF应答器电子装置包进行放置，从而提供了系统的第三主要元件。这个特征允许将RF应答器线圈(在下文中被称为“RF读取器”和/或RF读取器器件)更容易地放置在特定“工作区域”。经RF应答器电子装置包和与其相关联的载波发射/数据接收线圈/RF读取器之间的预配电缆连接可以实现这个方面。系统还支持在某些预定义的限制内对RF标签到RF应答器载波发射/数据接收线圈的距离进行检测和显示。系统进一步向用户提供了对RF应答器何时检测RF标签的可见指示。这种检测可以担当唤醒“休眠”的RF应答器微控制器或唤醒处于“空闲”模式的RF应答器微控制器。这个特征还向用户/操作员提供RF标签检测已出现的反馈。特别就指示器的寿命和振动阻尼而言，可见指示也许最适合用LED(发光二极管)来完成。系统还可向用户提供了对RF应答器何时检测来自特定RF标签的“可读/有效”数据流的单独可见指示。基于数据协议与其他数据形式的因数，这种检测可以起到如下作用：引起RF应答器微控制器确定RF标签数据流是有效的，并因此是可靠可用的。这个特征还向用户/操作员提供经RF应答器的特定RF标签“读取”可正在进行中的反馈。

【0051】本发明还一功能是支持那些其中期望或要求一个或多个音调的情况。音调发生器向用户/操作员提供标签检测或读取已出现的反馈，例如对于用户/操作员而言就不需要从他/她目前(视觉上)所集中的地方或东西把脸转过去。音调发生器可仅支持单音调结构，或者可提供音高/频率或音量变化(例如基于RF标签距离)，并且可提供语音反馈和/或命令。系统可利用有效RF标签数据流的可见指示器来还支持RF标签检测，并且提供一个位于或邻近RF应答器载波发射/数据接收线圈的音频扬声器设备。

【0052】本发明的系统还可配有显示设备，诸如液晶或OLED显示器。这种显示设备可起作用，以便为用户/操作员提供诸如指令、捕获的RF标签信息以及其他运行信息的这些预定义的细节。系统还可被配置成允许RF应答器与计算机和/或打印机进行接口，以便远程地捕获、显示和/或记录在特定RF标签中的一些或所有信息。

【0053】本发明的系统可被配置成支持可变的RF载波发射信号频率控制，以利用不同厂商的具有各个谐振频率的各种RF标签。RF载波发射信号频率的变化可以用一个调节电位器或通过键盘输入加以实施。可使用其他机制，诸如各个谐振电容器的接入/断开，其借助于改变某些逻辑器件的除数比、可调线圈器件或及其组合。

【0054】此外，本发明的系统可被配置成对功率何时已施加到RF应答器上进行可视/可闻地指示。类似地，系统可以对预定义的加热时间何时消逝以及系统稳定性何时出现进行可视/可闻地指示。当特定电子电路利用时钟或振荡器电路时，也许最期望这个特征。

【0055】本发明的系统还可以对最大的(或者甚至也许，小于最大的)载波发射信号强度/幅度进行可视/可闻地指示。系统可进一步允许显示载波发射信号频率，其不管是基于LED阵列和/或利用某种性质的文字或图形显示。另外，系统可配有各种机构，以支持对载波发射信号是否存在进行指示，并支持对载波发射/数据接收线圈是否存在进行指示。

【0056】而且，本发明的系统可提供可选的载波发射驱动信号的波形控制。载波发射驱动信号控制可考虑到正弦波、三角波或方波、脉冲宽度调制或者其他信号波形结构的使用。系统可被配置以提供载波发射驱动信号的频率调谐/失谐控制电路。基于特定载波发射驱动信号波形及其可能谐波的性质，系统可能容许信号的调谐/失谐以便获得“最适合的”谐振波形。

【0057】本发明系统的另一方面是支持特定RF标签在传输过程中及现场的编程。一个这种应用是牙科医生利用本发明来拍摄臼齿(molar)的x射线。因此，常规的“边缘固定器”(用以夹持x射线胶片和辅助x射线头部对准)可用一种智能口腔x射线胶片RF标签装置加以取代。然后可将系统进行配置以便牙科医生的RF应答器识别获得x射线的“最佳对准”。当牙科医生的RF应答器指示RF标签的有效“读取”时(在RF标签已放置在病人口腔中之前或之后)，牙科医生可以打入他或她所希望编写到智能口腔x射线胶片RF标签装置中的键盘上的某些信息，诸如病人的姓名、日期和/或病人号。这种特殊的x射线胶片RF标签可保持永久被编程的，并且可直接跟踪这个病人。

【0058】本发明的系统可具有其他特征，诸如指示特定的RF应答器是否处于运行的具体模式，例如数据编程模式、标签检测/对准模式或者空闲模式。本系统的其他特征可包括：1)不需要利用常规的对准工具、器件或步骤对“最佳对准”提供指示的RF应答器电路性能；以及2)以非接触方式完成这些工作，正如上述牙科例子，其中两个纯粹的好处与成效是：a)对于牙科医生减少复杂性；和b)增强了牙科病人的舒适因数。

【0059】本发明系统的另外实施例可以进行构造，以便系统可以考虑到那些在三维空间中必须可靠地识别具体位置的应用。例如，三个RF标签可以用于“x”、“y”和“z”轴的构型中，这三个RF标签被配置成与也被配置成“x”、“y”和“z”轴的三重线圈RF应答器装置进行接口。而且，“x”、“y”和“z”轴可以是与三重线圈RF应答器装置的预定定位或三个RF标签的预定定位有关，或者可能无关。如果要求RF标签或RF应答器(或两者)的“x”、“y”和“z”轴在自由空间中是绝对的或者允许处在非绝对的角度/空间方位角，这种系统可能是有好处的。以这种方式，RF标签或三重线圈RF应答器的“x”、“y”和“z”轴以固定或可变方式进行利用。如果期望系统的一个或多个元件(RF标签或RF应答器或两者)是可变的，那么系统提供有效的可再定位性，并且可以绕整个360度的轨迹被可变地导引。因此，三个RF标签和三个RF应答器可用来作为单个共同的换能器设备进行工作，或者用以起到三个独立可定位的换能器设备组。每个换能器设备组可以被配置成使其定位在单独预定的或可变的轴或平面上。替代地，可使用单个RF应答器装置，其中对它加以配置以便利用相同或不同大小与载波频率的三个载波发射/数据接收线圈。在各种成像技术(例如，放射治疗和激光手术)医疗设备对准和/或过程性位置轨迹中用到这种三维(3-D)功能的场合，识别对于医生和病人都是重要的。

【0060】而且，为简单或特殊效用例如病患处理，本发明的系统可配有容许对RF标签进行严格数据编程的性能。这种编程可顾及这些信息如：病人身份、敏感症或药物警告、过去医史、接纳理由、接纳日期、待完成的手续、病人姓名以及病人年龄、出生日期、饮食类型、虚弱等等。

【0061】另外，本发明的系统可以构造成各种大小和不同特征。可以对该系统的替代实施例进行配置，以便系统能从事这些应用例如：挂钥匙儿童和智能门锁系统(不需要实际钥匙)；园林/植物/庄稼/树木身份(I.D.)标记(其也可以提供供给/照料说明)；个人药物/敏感症警告手镯；病人医史或处理标签；产品历史标签(具有关于保修期初始化或产品跟踪的特殊效用)；婴儿跟踪/I.D.标签(其帮助消除“被交换”婴儿错误，以及提供正确的看管者/双亲接触，或者当出现企图以其他方式抱或移动孩子时发出警报)；陆地边界/角落标记(关于某些采矿“权利”时特别有用)；宠物出入标签(例如，允许宠物在白天的具体时间出入住宅或院子)；车辆与车辆舱进入系统；计算机访问/拒绝系统；旅行者行李控制/管理系统；设施/气体/水位检测系统；棒球场/娱乐/通行关口系统；医疗诊断、成像、放射系统；激光手术系统；以及当然所有方式的x射线系统(提到了一些)。考虑到这些潜在的切实应用，因此本发明的用意是提供一种新的、简单的、实用的、可靠的、并便宜的然而智能且精确的有关RF标签装置和RF应答器装置的非接触传感器对准的方式，它们于此一起提供一种新颖的RFID换能器系统，其用于有关x射线和医疗应用中的精密对准以及用于那些“对准”问题不是精密对准的众多应用中。

【0062】现在参照图1并特别是项目8000，该图表示了RFID换能器对准系统的一个实施例的物理系统框图，根据本发明这种RFID换能器对准系统支持全新RFID应用和市场、以及通常增强了常规RFID系统。

【0063】参照图1，通过预定的电缆装置即项目4000(这里称为“读取器脐带电缆”和/或“读取器脐带电缆装置”)，项目1000(这里称为“RF应答器”和/或“RF应答器装置”)成套地附连到项目2000(这里称为“RF读取器”和/或“RF读取器装置”)上。项目3000(这里称为“RF标签”和/或“RF标签装置”)保持RFID换能器对准系统的最终子系统元件，但是决不附连到系统的任何其他元件上或者位于系统内。

【0064】一般来说，当项目1000(RF应答器装置)、2000(RF读取器装置)和4000(读取器脐带电缆装置)已被装配时，并且当通过预定功率开关和被施加电源然后使能项目1000(RF应答器装置)时，则项目2000(RF读取器装置)将以100千赫或者更大的预定频率预定地开始RF发射，导致从项目2000(RF读取器装置)中辐射RF通量场。

【0065】当RF标签装置(项目3000)也被构造成以100千赫或者更大的预定频率(而这个频率最终接近或等同于项目2000(RF读取器装置)的频率)进行振荡时，并且当使项目3000处于项目2000(RF读取器装置)的预定距离内时，则项目2000(RF读取器装置)的RF发射将引起项目3000(RF标签装置)(如图4更全面的描绘)的LC储能电路开始自振荡。

【0066】当RF标签装置(项目3000)的LC储能电路开始自振荡时，通过内部功率调节电路产生用于RF标签装置(项目3000)的内部功率，并且最终通过关联且完整的微控制器器件装置产生串行化数据流。串行化数据流被施加到LC储能电路上，这就提供了对RF标签线圈的振荡进行阻尼的效果。

【0067】因此当RF标签装置(项目3000)的LC储能电路开始自振荡时，则从中预定地将产生RF发射，可观察到其施加上来自关联且完整的微控制器器件装置的串行化数据。那么本质上，从RF标签装置(项目3000)的LC储能电路中的RF发射就由串行化数据流加以调制。

【0068】如上面所出现的，由RF读取器装置2000的RF读取器线圈2002产生的谐振RF发射信号(现在其施加上包括来自RF标签装置3000的已调制串行化数据的返回RF发射信号)，可以观察到其具有：减少的幅度，以及包含已调制串行化数据的表示。含有可对串行化数据进行检测、滤波与放大的某种电路的RF应答器1000，然后将其合成信号转换成可行可用的数据流信号，从而有效地再构出RF标签装置3000所提供的原始数据流。

【0069】然后，最低限度地基于应用和预定固件，可行可用的数据流信号被施加到RF应答器1000内的微控制器器件上并由其读取。接着，RF应答器1000执行某些期望的切实功能，其中一个功能是对RF标签到RF读取器的精密对准情况是否出现进行各种方式的指示，其包括单不限于：视频和/或音频方式、和/或计算机装置6000、和/或打印机装置7000。

【0070】下面描述提供了关于图1更进一步的细节，并且涉及本发明的每个主要子系统元件。

【0071】现在参照图2，将注意到在标记为1000的方块(“RF应答器”)内的多个电路部分，其中所示RF应答器装置具有五个主要电路元件，标记为：功率控制电路1500、微控制器核心电路1100、用户输入和反馈电路1300、模拟前端1400以及读取器控制电路1200。

【0072】五个主要电路元件中的三个电路，它们记做：功率控制电路1500、微控制器核心电路1100以及用户输入和反馈电路1300，仍然是完全不复杂的，并且可通过各种手段以不同方式进行构造以提供指示功能。因此，认为深入的细节对于这三个主要电路元件是不需要的，因而对其简短的描述就足够了，而实际上将如下所示。

【0073】然而，对于本领域技术人员可能不清楚的是，五个主要电路元件中的最后两个电路，它们记做：模拟前端1400和读取器控制电路1200，这两个电路不仅是作为本发明的方面，而且事实上仍然是有点复杂的。因此为了全面理解本发明，这最后两个电路元件需要更明确的详述，这些详情也将如下。

【0074】开始时参照图2和图1，预定的连接器装置1001供应一个预定被施加外部电源5000，其中至少一个预定的功率势(power potential)可被施加到功率控制电路1500上，并具体地施加到功率调节电路1500-A上，从而由“RF应答器1000”的剩余电路产生可用的一个或多个预定电平。

【0075】功率调节电路1500-A提供了一个被施加功率开关器件1500-D，以允许把被施加电源(不管那个电源是内部的或外部的)的控制应用到功率调节电路1500-A的剩余部分中。如果期望，可以使用预定电池器件1500-C(其也是功率控制电路1500的一部分，并作为对被施加外部电源5000进行使用的一个选择)，这在本发明的某些便携式实施例和/或应用中特别有好处。

【0076】在那些对外部电源做备份或者期望外部电压偶尔免除的应用中，额外地提供电池充电电路1500-B是有用的，以便在如此充电是合适的以及被施加外部电源5000是可利用的那些场合期间对预定的电池器件1500-C进行预定地充电。

【0077】那么，功率控制电路1500完全可以支持外部被施加电源和/或内部提供的电源中的任意一个或两个，其中最终产生并提供对全部RF应答器装置加以操作的预定电平。

【0078】微控制器核心电路装置1100提供：预定的微控制器器件装置1100-A，微控制器(μC)振荡器电路1100-B，微控制器(μC)复位电路1100-C以及外部I/O控制电路1100-D。

【0079】预定的微控制器器件装置1100-A提供多个功能性装置，不限于，但包括那些功能性装置：某些I/O端口和/或管脚、内部RAM与ROM或E2存储器等等、内部时钟发生器、复位控制、至少一个内部定时器以及也许A/D转换器。

【0080】微控制器(μC)振荡器电路1100-B可预定地由预定的晶体振荡器器件和两个电容器器件组成，通常不仅为在温度上增强的振荡稳定性、并且为微控制器器件装置1100-A可以运行在宽范围的频率提供了手段；或者微控制器(μC)振荡器电路1100-B(潜在地)由电阻器件和电容器器件串联构成，为在温度上降低的振荡稳定性以及为微控制器器件装置1100-A可以运行的最小频率提供了方法。

【0081】微控制器(μC)复位电路1100-C可预定地由电阻器件和电容器器件串联构成，为微控制器器件装置1100-A记录足够操作功率何时是可靠可用的提供了方法，以及允许微控制器器件装置1100-A记录何时复位各个内部寄存器以便为待出现的正确操作做准备。

【0082】外部I/O控制电路1100-D可预定地由简单逻辑门器件和/或诸如串行或并行通讯器件的通讯端口专用I/O器件构成，其中微控制器器件装置1100-A可实现各自经预定的外部连接器装置1003和1002与例如远程打印机装置7000和/或远程计算机装置6000的某些外部设备进行通讯。

【0083】用户输入和反馈电路1300提供：预定的键盘设备装置1300-C、预定的用户LCD(或其他“类似”显示器)设备装置1300-D、预定的LED(发光二极管)显示装置1300-E、预定的音频控制电路装置1300-B、预定的音频设备装置1300-F以及预定的用户输入/输出(I/O)控制电路装置1300-A。

【0084】预定的用户I/O控制电路装置1300-A(起信号复用器的作用)被构造以便允许控制到达如下两者或来自如下两者、以及在如下两者之间的某些离散逻辑信号和/或数据总线信号等等：微控制器器件装置1100-A；和：预定的键盘设备装置1300-C、预定的用户LCD(或其他“类似”显示器)设备装置1300-D、预定的LED(发光二极管)显示装置1300-E以及预定的音频控制电路装置1300-B。

【0085】而且，预定的用户I/O控制电路装置1300-A可一般由简单逻辑门器件和/或一个或多个(也许能三态)8位锁存器和/或总线电路器件构成，以便为微控制器器件装置1100-A与下面装置的接口提供手段：预定的键盘设备装置1300-C、预定的用户LCD(或其他“类似”显示器)设备装置1300-D、预定的LED(发光二极管)显示装置1300-E以及预定的音频控制电路装置1300-B。当需要时，其具有只要求微控制器器件装置1100-A上的最小数量的I/O和/或端口管脚如此工作的好处。

【0086】预定的键盘设备装置1300-C(由用户I/O控制电路装置1300-A使能，并且通常由两个或多个按钮开关构成)为本发明的特定用户将某些预定的数据、指令和/或命令等等输入到微控制器器件装置1100-A上提供了方法/手段。

【0087】由用户I/O控制电路装置1300-A使能的预定用户LCD(或其他“类似”显示器)设备装置1300-D为特定用户提供了手段以注意输入到微控制器器件装置1100-A上的用户数据或指示或命令等等；并获得有关用户所输入的信息以及可由RF应答器1000和/或RF换能器对准系统8000所提供的某些其他数据和/或预定工作参数的反馈。

【0088】而且，预定的用户LCD(或其他“类似”显示器)设备装置1300-D也可提供逆光功能所需的另外手段，这对于RF换能器对准系统工作在暗区时特别有益。

【0089】预定的LED(发光二极管)显示装置1300-E，其由用户I/O控制电路装置1300-A使能并且由一个或多个LED器件和用于每个已安装LED器件的限流串联电阻器件组成，该LED显示装置为特定用户提供了迅速反馈方式，由此用户可以记录：RF应答器1000和/或RF换能器对准系统8000的某些预定工作参数，诸如何时已建立“准备运行”的状态或者何时检测特定RF标签；和/或，根据应用或期望所要求的另外其他参数的细微差别。

【0090】而且，预定的LED(发光二极管)显示装置1300-E的一个或多个某些预定的信号可额外地被传送到预定的连接器器件1004上，以便接着将该信号经读取器脐带电缆装置4000传送到RF读取器装置2000上，并现在参照图3，经预定连接器装置2001到用户反馈电路2003，并最终到LED显示装置2003-B(也在图3)。

【0091】再次参照图2，由用户I/O控制电路装置1300-A使能的预定音频控制电路装置1300-B，可由简单的FET晶体管、或相似器件、或门控的音调和/或声音发生器电路组成，其中在任意一种情况下，将其预定信号预定地并最终传送到音频设备装置1300-F，以便为本发明的特定用户预定地产生一个显著可听见声源的反馈，而这可另外涉及具体的系统参数检测。

【0092】音频设备装置1300-F可由标准的扬声器元件或者甚至压电器件组成。

【0093】而且，音频控制电路装置1300-B的预定信号可另外被传送到预定的连接器器件1004上，以便接着将该信号经读取器脐带电缆装置4000传送到RF读取器装置2000上，并现在参照图3，经预定连接器装置2001到用户反馈电路2003，并最终到音频设备装置2003-A(也在图3)。

【0094】再参照图2，并且如在这个接合点上现在应是清楚的，我们已讨论了RF应答器装置的三个简单电路元件，即：

【0095】功率控制电路1500，其为RF应答器装置1000的正确操作既接收又施加那些必要的电平；微控制器核心电路装置1100-A，其提供智能和手段以允许RF应答器装置1000的期望功能性；以及用户输入和反馈电路1300，其提供了允许密切用户对RF应答器装置1000进行控制以及从其反馈的手段。

【0096】现在参照图3和图1，我们讨论RF读取器装置2000。RF读取器装置2000由预定连接器装置2001、RF读取器线圈2002以及用户反馈电路2003组成，而预定连接器装置2001允许将某些预定义的信号从RF应答器装置1000施加到RF读取器装置2000上、以及用于将某些预定义的信号从RF读取器装置2000施加到RF应答器装置1000上。

【0097】输入信号11(第三被施加信号)携带一个或多个预定义的波形和/或频率，当将输入信号11送到用户反馈电路2003的项目2003-A(预定音频设备)的第一预定义管脚上时，其变得如声音一样可显著听见的。音频设备装置2003-A也可由标准的扬声器元件或者压电器件组成

【0098】输入信号12(第四被施加信号)被送到用户反馈电路2003的项目2003-B的第一LED器件的第一预定义管脚上，以便对RF标签检测已出现进行指示。

【0099】输入信号13(第五被施加信号)被送到用户反馈电路2003的项目2003-B的第二LED器件的第一预定义管脚上，以便对已检测到有效数据流信号进行指示。

【0100】输入信号4A(第六被施加信号)被送到以下器件的剩余管脚和第二预定义管脚上：预定的音频设备装置2003-A，项目2003-B的第一LED器件，以及最后地，项目2003-B的第二LED器件。整个用户反馈电路2003提供第二电路地信号。

【0101】输入信号3(第一被施加信号，其激活时包括一个预定频率)被送到RF读取器装置2000的RF读取器线圈设备2002的第一预定义引线上，其作为允许RF读取器线圈设备2002的最终谐振振荡的手段。当RF读取器线圈设备2002接着响应所施加的输入信号3时，通过RF读取器线圈设备2002产生第一EM通量场即载波发射EM通量场信号。

【0102】输出信号5(第一返回信号)被送到预定连接器装置2001，其作为通过RF应答器装置1000监视RF读取器线圈设备2002的最终谐振振荡的手段。

【0103】输入信号4(第二被施加信号)被送到RF读取器装置2000的RF读取器线圈设备2002的第二预定义引线上，以提供第一电路地信号。

【0104】输出信号7(第二返回信号)被送到预定连接器装置2001，其作为通过RF应答器装置1000对RF换能器对准系统8000内的RF读取器线圈设备2002的出现进行监视的手段。

【0105】现在参照图4和图1，我们讨论RF标签装置3000。RF标签装置3000包括：预定微控制器(μC)核心电路3001，其依靠预定μC振荡器3001-B、预定μC复位电路3001-C以及预定微控制器器件装置3001-A加以构造；预定RF标签LC储能电路3002，其依靠预定RF标签谐振电容器器件3002-A和预定RF标签线圈设备3002-B加以构造；以及最后，预定功率调节电路3003。

【0106】RF标签装置3000是孤立设备，其不需要工作所用的板上或附加电源。还表明，当RF标签装置3000邻近第一辐射EM通量场(其通常由RF读取器装置2000提供)时，则获得了用于RF标签装置3000的功率，以致RF标签LC储能电路3002就被施加上第一辐射EM通量场，该辐射场接着将RF标签LC储能电路3002激发成自振荡，结果其产生局部第二EM通量场。

【0107】由RF标签LC储能电路3002产生的第二EM通量场然后从RF标签LC储能电路3002和RF标签装置3000中辐射出去。

【0108】由第二EM通量场(由RF标签LC储能电路3002产生)产生的一部分能量接着被施加到功率调节电路3003上，该调节电路3003由预定整流电路和电容器器件组成，由此：产生了第二内部信号和电路地信号36；并且产生了D.C.性质的预定电平，然后将该电平通过第一内部信号35施加到微控制器器件装置3001-A上，以便提供运行功率。

【0109】当微控制器器件装置3001-A预定义地断定预定电平达到稳定时，则微控制器器件装置3001-A开始阻尼或抑制由RF标签LC储能电路3002产生的振荡，其依靠将预定义且“已保存”数据流信号施加到内部FET晶体管器件的基极上从而使能FET，将FET的漏极和源极管脚各自有效地放置接触到第三和第四内部信号33和34，这样通过物理附连和被使能FET使得由RF标签LC储能电路3002产生的第二EM通量场施加上“已保存”的数据流信号，最终是：被调制的第二EM通量场，以及数据发射/返回EM通量场信号。

【0110】因为项目3001-B和3001-C已在前面进行了一般描述，其各自涉及RF应答器装置的项目1100-B和1100-C，所以认为重复讨论是没有必要的。一言以蔽之：项目3001-B提供了微控制器器件装置3001-A可赖以获得系统运行时钟的手段，而项目3001-C提供了微控制器器件装置3001-A可赖以获得复位信号以便预定开始运行的手段。

【0111】现在，我们开始验证读取器控制电路装置1200以及模拟前端电路装置1400，它们是RF应答器装置1000的剩余两个且更复杂的电路部件。

【0112】回顾参照图2，并为这章节清楚起见参照图5：将注意到项目1200(读取器控制电路装置)由读取器发射波形控制与驱动电路装置1200-A和读取器谐振电容器1200-B构成。

【0113】读取器发射波形控制与驱动电路装置1200-A提供了一种手段，由此通过项目和电路预定元件1208(比较器器件)以及预定项目和电路元件1201经1207产生这个实施例中的预定方波信号，这些元件一起提供了读取器发射波形控制与驱动电路装置1200-A的读取器发射波形控制部分。

【0114】保持比较器器件1208是门控的，并因此被使能或被禁能，其依靠以下手段：其中电阻器和项目1205响应来自微控制器器件装置1100-A的被选择输出管脚和信号10A，其中第一左边引线和电阻器的输入和项目1205可选地并预定地被拉到逻辑高(HI)或低(LO)。

【0115】预定电阻和项目1205和1206提供了当第一左边引线和电阻器的输入和项目1205被拉到逻辑HI时产生被施加电路电压的1/2的中心电平(在这个实施例中是2.5伏D.C.)的手段。中心电平(例如2.5伏特)成为比较器器件1208出现振荡的基线。当第一左边引线和电阻器的输入和项目1205被拉到逻辑LO时，比较器器件1208使振荡禁能。

【0116】如果门控比较器器件1208不需要用于特殊应用和/或实施例中，则替代地第一左边引线和电阻器的输入和项目1205可直接连到+5V上。

【0117】预定电阻器和项目1202和1203以及预先电容器和项目1201为比较器器件1208出现实际振荡提供了手段。

【0118】如已说明，电阻器和项目1203是可编程的使其可变，其中电阻器和项目1203的实际电阻值是密切由来自微控制器器件装置1100-A的管脚G(记做信号10)加以控制，并因此最终提供关于比较器器件1208的振荡频率的变化，其基于所示元件允许近似113千赫到165千赫的振荡与频率范围。对于这个实施例，应当注意，振荡的被选择频率设置成119.5千赫。

【0119】还要注意的是，电阻器和项目1203可以选择地用手动可变电阻器器件进行替代。

【0120】现在既然电路元件和项目1208(比较器器件)只允许开集(open-collector)晶体管输出，该开集晶体管被开启时提供逻辑低态和输出信号，那么必须安装预定电阻器与项目1204(上拉器件)以便当开集晶体管被开启时供给逻辑高态和输出信号，那么这样共同地提供了所需双态的工作循环。

【0121】因此，电路元件和项目1208(比较器器件)的开集晶体管输出与预定电阻和项目1204、1203和1207的共同连接不仅提供了所需双态的工作循环，而且提供了具有方波形状的119.5千赫的振荡电路信号14。

【0122】为了替代的实施例，经1208的那个电路元件1201可以完全由预定晶体时钟振荡器电路和预定除法(divide-by)电路进行取代，例如它们一起也可以提供预定方波输出。然而，频率变化(如果想要)是有限的并更加困难，由于这种电路的特殊性质：晶体振荡器的只有基波可以被容易实现，即：f、f/2、f/4等等。

【0123】例如：被施加到除以32逻辑器件的4兆赫晶体振荡器电路的输出将很容易得到125千赫方波输出，但是不容易提供119.5千赫方波输出。设成除以16或除以64的逻辑器件也不能提供119.5千赫方波输出。

【0124】继续：方波信号14然后被施加到预定电路元件和项目1209(反相器器件)的输入上，该反相器对方波信号进行反转。这个合成信号6然后被施加到以下两个预定反相器器件1210与1211上，以便缓冲合成信号6并执行信号相位纠正。

【0125】电路元件和项目1211(记做信号8)的输出然后被反馈到微控制器器件装置1100-A的预定输入(管脚A)上，以便提供对电路元件和项目1208的振荡频率可以监视的手段。

【0126】电路元件(项目1210)及其输出(记做信号1)一起提供读取器发射波形控制与驱动电路装置1200-A的读取器发射波形驱动部分，由此将输出信号1前馈并施加到预定读取器谐振电容器1200-B的第一管脚上。

【0127】预定读取器谐振电容器1200-B的剩余第二管脚上最终通过电路信号3与预定连接器装置2001将其连接到RF读取器线圈2002的第一引线上，在此当RF读取器线圈2002的剩余第二引线通过电路信号4与预定连接器装置2001连接到电路地时可以观察到预定频率的振荡。

【0128】输出信号2被命名为“SIGOUT”，还被附连到预定读取器谐振电容器1200-B的剩余第二管脚上。所述输出信号2提供了一种手段，通过这个手段：电路信号3上的预定频率的振荡可以被传送到图2中标记为模拟前端1400的那个电路上，并具体地传递到信号检测电路1400-A的图6二极管和项目1401的阳极上，而不久将对该检测电路进行讨论。

【0129】所料，完全与电路信号3相同的输出信号2基本上是正弦波，并保持交变的电平，该电平大大超过读取器发射波形驱动信号1的电平。预定读取器谐振电容器1200-B和预定RF读取器线圈2002的元件值和谐振因子，两者相互同步工作并依赖于由信号14提供的振荡频率，一起为输出信号2的所观察到的幅度剧变提供了手段。

【0130】事实上，当寻求最大的谐振时，可以观察到大于150伏特的峰峰电压。然而，为了本发明的最佳工作，通常使得由信号14所提供的振荡频率离固有导出的谐振频率失谐大约7％，而固有频率由标准LC谐振方程[即

]以及预定读取器谐振电容器1200-B与预定RF读取器线圈2002的实际值加以计算，还料到的是，这样稍微减少了电路信号3和输出信号2的幅度，但对应答器装置1000不会影响或者产生任何的负面影响。

【0131】图5的一部分是含有RF读取器电路2000的示意图，在那RF读取器电路2000提供了如这章节早期所述的位于预定连接器装置2001的多个输入/被施加和输出/返回信号。至于更详细的理解图5：

【0132】RF读取器电路2000的内部电路信号7提供了一种手段，借此RF应答器装置1000可以监视电路信号4和RF读取器电路2000的出现，并具体监视RF读取器线圈2002的出现，以便典型地要么记录并指示缺少主要子系统元件，并因此至少预定地禁能比较器器件1208；要么进入预定义的正常操作，并且预定地使能比较器器件1208。

【0133】如果读取器脐带电缆装置4000连到项目1004(预定连接器装置，读取器控制电路1200的元件)上，并且如果RF读取器电路2000连到读取器脐带电缆装置4000上，那么RF读取器电路2000的内部电路信号7将被传送到读取器控制电路1200，并且到电阻元件和项目1218，又到电路元件和反相器器件1212的输入上。电路元件和反相器器件1212的输出然后将被强制为逻辑高，通过被送到μC输入管脚B的信号9，向微控制器器件1100-A指示RF读取器电路2000确实出现了。

【0134】然而，如果读取器脐带电缆装置4000没连到项目1004(预定连接器装置，读取器控制电路1200的元件)上，或者如果RF读取器电路2000没连到读取器脐带电缆装置4000上，那么RF读取器电路2000的内部电路信号7将不会被传送到读取器控制电路1200，并到电阻元件和项目1218，又到电路元件和反相器器件1212的输入上。在这种情况下，电路元件和反相器器件1212的输出然后将被强制为逻辑低，通过被送到μC输入管脚B的信号9，向微控制器器件1100-A指示RF读取器电路2000不存在。

【0135】同样，RF读取器电路2000的内部电路信号5提供了一种手段，借此RF应答器装置1000可以监视电路信号3和RF读取器电路2000中的RF读取器线圈设备2002的最终谐振振荡的出现，以便典型地记录并指示缺少最终谐振振荡，或记录并指示最终谐振振荡的频率，或记录并指示两者。

【0136】如果读取器脐带电缆装置4000连到项目1004(预定连接器装置，读取器控制电路1200的元件)上，并且如果RF读取器电路2000连到读取器脐带电缆装置4000上，那么RF读取器电路2000的内部电路信号5通过电路元件和电容器器件1217的第一引线将被传送到读取器控制电路1200，其中电路元件和电容器器件1217担当将RF读取器电路2000的内部电路信号5交流耦合到读取器控制电路1200上。

【0137】电路元件和电容器器件1217的第二即剩余引线将施加在电路元件和电容器器件1217的第一引线上的内部电路信号5的一部分(作为合成信号)传递到：预定电路元件即二极管器件1216及其阴极上；和预定电路元件即二极管器件1215及其阳极上；以及，预定电路元件和电阻器器件1214上。

【0138】当来自RF读取器线圈装置2002的最终谐振振荡出现时，电路元件即二极管器件1215和1216担当剪除经电路元件和电容器器件1217的第二引线所提供的合成信号的过多与不期望电压峰。

【0139】在这个实例中，电路元件和电阻器器件1214担当经电路元件和电容器器件1217的第二引线所提供的合成信号到电路地的参考

【0140】经电路元件和电容器器件1217的第二引线所提供的合成信号然后被施加到预定电路元件和反相器器件1213的输入上，由此电路元件和反相器器件1213的输出将反转该合成信号，并将反转的合成信号通过被送到μC输入管脚C的信号9A传送到微控制器器件装置1100-A上。

【0141】然而，如果读取器脐带电缆装置4000没连到项目1004(预定连接器装置，读取器控制电路1200的元件)上，或者如果RF读取器电路2000没连到读取器脐带电缆装置4000上，那么内部电路信号5(现在是开路)通过电路元件和电容器器件1217的第一引线将仍被传送到读取器控制电路1200，但是由于没有振荡信号出现，电路元件和电容器器件1217结果也变成开路。

【0142】因此，电路元件和电阻器器件1214不在适当位置时，电路元件和电容器器件1217的第二引线及其电平将被认为“悬空”；因此保持无参考和不期望。因而，在这个实例中，电路元件和电阻器器件1214担当电路元件和反相器器件1213的输入到电路地的参考。

【0143】此外，电路元件和二极管器件1215和1216其实也变成开路。

【0144】没有合成信号的影响是电路元件和反相器器件1213的输入(通过电路元件和电阻器器件1214现在参考电路地)提供了一个稳态逻辑高信号作为输出，该输出通过被送到μC输入管脚C的信号9A到达微控制器器件装置1100-A。

【0145】图5和RF读取器电路装置2000中的某些没有讨论的电路信号，标记为：电路信号11(名称“AUDIO”)，电路信号12(名称“SIGDET”)，电路信号13(名称“GDDATA”)，现在将进行详细说明。

【0146】这三个电路信号的源头在仍待讨论的图6中可以找到，然而这些信号早期在描述RF读取器电路装置2000时已稍微进行了说明。

【0147】那个输入电路信号11(标记为名称“AUDIO”)使其通过预定连接器装置2001部分地被送到RF读取器电路装置2000上，并最终到电路元件和预定音频设备2003-A上。输入电路信号11预定地要么是处在电路地电平以提供电路元件和预定音频设备2003-A的“关”功能，要么施加一个或多个预定义的波形和/或频率，当将其送到用户反馈电路2003的项目2003-A(预定音频设备)的第一预定义管脚上时变得如声音一样可显著听见的，因此提供了控制和/或激活音频设备和项目2003-A的手段，另外提供了“开”功能；和

【0148】那个输入电路信号12(标记为名称“SIGDET”)使其通过预定连接器装置2001被送到RF读取器电路装置2000上，并最终到电路元件和预定第一LED器件2004的第一预定义管脚上。输入电路信号12预定地要么是固定在+5V(如果SIGDET是有效的)，要么将电路地电平(如果SIGDET是无效的)施加到LED和项目2004或用户反馈电路2003的第一预定义管脚上，因此提供了将LED和项目2004分别切换到开与关的手段；和

【0149】那个输入电路信号13(标记为名称“GDDATA”)使其通过预定连接器装置2001被送到RF读取器电路装置2000上，并最终到电路元件和预定第二LED器件2005的第一预定义管脚上。输入电路信号13预定地要么是固定在+5V(如果GDDATA是有效的)，要么将电路地电平(如果GDDATA是无效的)施加到用户反馈电路2003的LED和项目2005的第一预定义管脚上，因此提供了将LED和项目2005分别切换到开与关的手段。

【0150】现在要叙述图5和RF读取器电路装置2000中剩余没讨论的电路信号，即：

【0151】电路信号4A被送到以下器件的剩余第二预定管脚：预定音频设备2003-A，项目2003-B的第一LED器件2004，项目2003-B的第二LED器件2005。整个用户反馈电路2003通过预定连接器装置2001提供了RF读取器电路装置2000的第二电路地信号。

【0152】经预定连接器装置2001所施加的、并至少由一个或多个预定频率组成的电路信号3当其有效时被送到RF读取器电路装置2000中的RF读取器线圈设备2002的第一预定管脚上，作为允许RF读取器线圈设备2002的最终谐振振荡的手段。当RF读取器线圈设备2002对有效被施加的输入信号3进行响应时，则通过RF读取器线圈设备2002产生了第一EM通量场即载波发射EM通量场信号。

【0153】最后我们考虑图6，其说明了模拟前端1400的第一部分附图，而模拟前端1400由RF信号与包络检测器电路1400-A和RF信号调节电路1400-B组成。

【0154】输出信号2(首先在图5中进行了说明，并标记为名称“SIGOUIT”)被施加到图6上，并具体地施加到二极管和项目1401(信号与包络检测器电路1400-A的第一电路元件和信号整流器)的阳极上。

【0155】二极管和项目1401的阴极(记做原始电路信号15)然后被施加到二极管和项目1402(信号与包络检测器电路1400-A的第二电路元件和信号整流器)的阳极上，同时又被施加到预定电路元件和项目1407上。

【0156】二极管和项目1402的阴极然后被施加到预定电路元件和项目：1403预定电阻器器件以及1404预定电容器器件，由此既产生了合成的被检测信号16并将其参考到电路地。合成被检测信号16在幅度上离被施加输出信号2保持相当大地减少，并且部分地由部分被调制载波发射信号组成。

【0157】简短停留：现在回想一下当RF读取器装置2000邻近RF标签装置3000(反之亦然)时，则RF读取器线圈设备2002就被施加上由RF标签装置3000提供的已调制数据返回EM通量场信号。当这种情况出现时，那么由RF标签装置3000提供的已调制数据返回EM通量场信号在电路信号3和2以及RF读取器线圈设备2002的第一引线上部分地出现反向散射。

【0158】继续：合成的被检测信号16显示出多个频率分量，其至少包括：100千赫或更大的载波发射信号，其由RF读取器线圈设备2002提供；数据接收信号，其由100千赫或更大的频率组成，并由RF标签装置3000加以调制和提供；诸如反向散射；杂散EMI/EMF信号以及通常不可避免的内部电路噪声。

【0159】既然合成的被检测信号16是一个缩短的幅度并由无数频率分量构成，则需要附加电路以便从剩余频率与不期望的信号分量中提取所期望的数据信号分量，而这些信号分量最初由RF标签装置3000提供。

【0160】因此，我们现在叙述RF模拟前端电路1400的信号调节电路1400-B：

【0161】合成的被检测信号16被施加到电路元件和电容器器件1405以及电路元件和电阻器器件1406上，它们一起部分地担当第一滤波器装置，并且它们将该合成被检测信号16的第一差异信号提供到电路元件和放大器器件1429的正相输入上。合成的被检测信号16被施加到电路元件和预定电容器器件1405的第一引线上，而其剩余即第二引线被施加到电路元件和电阻器器件1406的第一引线上。这样，元件1405和1406一起部分地担当第一滤波器装置，并将从该合成被检测信号16中导出的第一差异信号(记做16A)提供到电路元件和预定运算放大器器件1429的反相输入以及电路元件和预定电阻器器件1409的第一引线上，而1409的剩余即第二引线被施加到电路元件和运算放大器器件1429的输出上。

【0162】根据电路元件和电阻器1406和1409的数值关系，电路元件和运算放大器器件1429放大第一差异信号16A，并提供第一差异信号16A的被放大形式，在其输出上作为第一被放大信号，记做信号21。

【0163】将注意到，在电路元件和运算放大器器件1429的正相输入和输出的周围所施加的是项目1419和1420，两个项目都是预定NPN晶体管，并被配置成虚拟二极管限幅器器件。

【0164】NPN晶体管和项目1419和1420的预定使用是因为“距离感测”的参数在本发明的设计中是一个基本前提与因数，而同样地，不能引入诸如1n4148的常规二极管器件，因为它们即使在室温下也表现出不稳定性、高漏电和电导、以及不适合的电容；当将信号施加到常规二极管器件时，在幅度上近似大约+/-70毫伏或更少是尤其可见的。

【0165】本方面容许对在幅度上少于70毫伏的被施加信号进行感测，因此常规二极管器件实际在其被施加时会影响所期望的信号完整性。为了阐明这一点，使用NPN晶体管和项目1419和1420的基本原因是在第一被放大信号21上提供一个更稳定的信号，当被施加的[第一差异信号实际上只有几毫伏]时。合成的被检测信号16含有仅几毫伏的可观测的反向散射与数据流信号成分。

【0166】预定元件和电容器器件1425担当提供增强的信号完整性与稳定性，并提供关于电路元件和运算放大器器件1430的频率补偿。

【0167】暂停，注意一下预定项目1439(电路元件和电阻器器件)、电路元件和电阻器器件1440以及电路元件和电容器器件1441，这些元件被用以获得2.5伏特的预定电压，这借助于：其中电路元件和电阻器器件1439和1440经由它们物理结合及本征值将被施加电路电压除以2，随后，电路元件和电容器器件1441担当2.5伏电压(记为信号17)的滤波器和信号稳定器。

【0168】为了克服与项目1493和1440(电路元件和电阻器器件)以及电路元件和电容器器件1441相关的某些阻抗因数，信号17被施加到记为1438、1437和1436的3个预定运算放大器的正相输入上，其中每个运算放大器被配置成电压跟随器装置。

【0169】运算放大器1438、1437和1436，每个具有它们各自的输出，即信号：20、19、18，也是2.5伏特的电压信号，但是这些信号现在每个都是低阻抗性质。信号20、19、18然后被施加到某些其他预定运算放大器器件(分别是项目1431、1430和项目1429)，分别作为第一预定电路电压参考信号C、B和A。

【0170】因此继续：信号18被施加到预定电路元件和电阻器器件1434的第一引线上。电路元件和电阻器器件1434的数值使其选择成近似等于电路元件和电阻器器件1406和1409的并联电阻值，以便减少运算放大器器件1429的偏移误差。电路元件和电阻器器件1434的剩余第二引线(作为信号A，第一预定电路电压参考信号)然后被施加到运算放大器器件1429的正相输入上，完成关于运算放大器器件1429的期望电路。

【0171】现在，从运算放大器器件1429输出的第一被放大信号21然后被施加到电路元件和预定电阻器器件1410的第一引线上，而1410的剩余第二引线被施加到电路元件和预定电阻器器件1412的第一引线上，而1412的剩余第二引线被施加到电路元件和运算放大器器件1430的反相输入，以及电路元件和预定电阻器器件1413的第一引线上，而1413的剩余第二引线被施加到电路元件和运算放大器器件1430的输出上。

【0172】然而，电路元件和电阻器器件1411与电路元件和电容器器件1411交叉连接，而1411协同电路元件和电阻器器件1410和1412形成第二滤波器装置。

【0173】另外，由二极管和项目1401的阴极和二极管和项目1402的阳极(它们在上面共享合成)提供的原始输入信号15被施加到电路元件和预定电容器器件1407的第一引线上，而1407的剩余第二引线然后被施加到电路元件和预定电阻器器件1408的第一引线上，它们一起担当第三滤波器装置。电路元件和电阻器器件1408的剩余第二引线将被施加输出信号2的第一替代信号(记做15A)提供到电路元件和运算放大器器件1430的反相输入上。

【0174】由电路元件和电阻器器件1408的第二引线(即信号15A)以及并联电路元件1412和1411的第二引线提供的独立信号的附加组合一起提供第二差异信号21A。

【0175】根据电路元件和电阻器1410、1412和1413的数值关系，电路元件和运算放大器器件1430然后放大第二差异信号21A，并提供第二差异信号21A的被放大形式，在其输出上作为第二被放大信号，记做信号22。

【0176】将注意到，在电路元件和运算放大器器件1429的反相输入和输出的周围所施加的是项目1421和1422，两个项目都是预定NPN晶体管，并被配置成虚拟二极管限幅器器件。回头参照晶体管即项目1419和1420及其讨论，使用NPN晶体管和项目1421和1422的原因与使用NPN晶体管和项目1419和1420的原因基本保持相同，并且同样地，不需要再叙述。

【0177】电路元件和预定电容器器件1426担当提供增强的信号完整性与稳定性，并提供关于电路元件和运算放大器器件1430的频率补偿。

【0178】电压参考信号19被施加到预定电路元件和电阻器器件1435的第一引线上。电路元件和电阻器器件1435的数值使其选择成近似等于电路元件和电阻器器件1410、1412和1413的并联电阻值，以便减少运算放大器器件1430的偏移误差。电路元件和电阻器器件1435的剩余第二引线(作为信号B，第一预定电路电压参考信号)然后被施加到运算放大器器件1430的正相输入上，完成关于运算放大器器件1430的期望电路。

【0179】现在，从运算放大器器件1430输出的第一被放大信号22然后被施加到电路元件和预定电阻器器件1414的第一引线上，而1414的剩余第二引线被施加到电路元件和预定电阻器器件1415的第一引线上。这样，元件1414和1415一起部分地担当第四滤波器装置，并将从被放大信号22导出的第三差异信号(记做22A)提供到电路元件和预定运算放大器器件1431的反相输入以及电路元件和预定电阻器器件1416的第一引线上，而1416的剩余即第二引线被施加到电路元件和运算放大器器件1431的输出上。

【0180】根据电路元件和电阻器1415和1416的数值关系，电路元件和运算放大器器件1431然后放大第三差异信号22A，并呈现出第三差异信号22A的被放大形式，在其输出上作为第三被放大信号，记做信号25。

【0181】将注意到，在电路元件和运算放大器器件1431的反相输入和输出的周围所施加的是项目1423和1424，两个项目都是预定NPN晶体管，并被配置成虚拟二极管限幅器器件。回头参照晶体管即项目1419和1420及其讨论，使用NPN晶体管和项目1423和1424的原因与使用NPN晶体管和项目1419和1420的原因基本保持相同，并且同样地，不需要再重复。

【0182】电路元件和预定电容器器件1427担当提供增强的信号完整性与稳定性，并提供关于电路元件和运算放大器器件1431的频率补偿。

【0183】电压参考信号20被施加到电路元件和预定电阻器器件1433的第一引线上。电路元件和电阻器器件1433的数值使其选择成近似等于电路元件和电阻器器件1415和1416的并联电阻值，以便减少运算放大器器件1431的偏移误差。电路元件和电阻器器件1433的剩余第二引线(作为信号C，第一预定电路电压参考信号)然后被施加到运算放大器器件1431的正相输入上，完成关于运算放大器器件1431的期望电路。

【0184】现在，从运算放大器器件1431输出的第三被放大信号25然后被施加到电路元件和预定电阻器器件1414的第一引线上，而1414的剩余第二引线被施加到电路元件和预定电阻器器件1417的第一引线上。1417的剩余第二引线(提供从被放大信号25导出的第四差异信号，记做25A)被施加到电路元件和预定运算放大器器件1432的反相输入以及电路元件和预定电阻器器件1418的第一引线上，而1418的剩余即第二引线被施加到电路元件和运算放大器器件1432的输出上。

【0185】根据电路元件和电阻器1417和1418的数值关系，电路元件和运算放大器器件1432然后放大第四差异信号25A，并呈现差异信号25A的被放大形式，在其输出上作为第四被放大信号，标记为名称“DATA”并记做信号26，以及作为后续和第五被放大信号，记做信号27(最终电路信号)。

【0186】暂停，注意一下电路元件和电阻器器件1442以及电路元件和电容器器件1443，这些元件被用以获得2.7伏特的预定参考电压，这借助于：其中电路元件和电阻器器件1442和1443经由它们物理结合及本征值将预定地分割被施加电路电压，随后，电路元件和电容器器件1444担当2.7伏预定参考电压(现在记为信号23)的滤波器和信号稳定器。

【0187】为了克服与项目1442和1443(电路元件和电阻器器件)以及电路元件和电容器器件1444相关的某些阻抗因数，信号23被施加到记为1445的预定运算放大器的正相输入上，其中项目1445被配置成电压跟随器装置，在其输出上提供信号24(第二预定电压参考信号)。

【0188】因此继续：信号24被施加到预定电路元件和电阻器器件1428的第一引线上。电路元件和电阻器器件1428的数值使其选择成近似等于电路元件和电阻器器件1417和1418的并联电阻值，以便减少运算放大器器件1432的偏移误差。电路元件和电阻器器件1432的剩余第二引线(作为信号D，第二预定电路电压参考信号)然后被施加到运算放大器器件1432的正相输入上，完成关于运算放大器器件1432的期望电路。

【0189】记做最终电路信号27的后续和第五被放大信号最后被施加到图2的微控制器器件装置1100-A的预定输入和管脚D上，以便由微控制器器件装置1100-A接收最终电路信号27。

【0190】标记为名称“DATA”并记做信号26的第四被放大信号最终被施加到模拟前端1400的剩余部分和第二部分附图中的预定电路元件和二极管器件(标记为项目1446)的阳极上，现在我们研究模拟前端1400的剩余部分：

【0191】现在参考图7，标记为名称“DATA”并记做信号26的第四被放大信号被施加到模拟前端1400的剩余部分中的二极管器件1446的阳极上，而模拟前端1400的剩余部分含有RF参数检测电路。

【0192】电路元件和二极管1446(整流器)的阴极使其耦合到预定电路元件和电阻器(项目1447)的第一引线上，而项目1447的第二、剩余引线然后被耦合到预定电路元件和电阻器1449以及电路元件和电容器1448的第一引线上，这些元件在这一起提供待产生的第三预定电路电压参考信号(记做信号28)的手段。

【0193】预定电路元件和电阻器1447的数值选成最小电压基准面，从中最终电路信号26的某些预定参数可以最终进行检测，并可解释为基于最终电路信号26的部分或整体数据内容，其中数据内容由呈现逻辑高和低的波形组成。这些波形当其经电路元件和电容器1448附加装置的积分，将一个预定直流电压电平提供到预定电路元件和电阻器1455和1458的输入和第一引线上。

【0194】那么，预定电路元件和电阻器(项目1450)具有连到被施加电路电压(例如+5V)的第一引线，并且具有连到预定电路元件和电阻器(项目1451)的第一引线上的第二剩余引线。由此项目1450和1451提供了允许产生第四预定电路电压参考信号(记做信号29)的手段，信号29然后被施加到预定比较器器件1462的反相输入上。

【0195】接收第三电路电压参考信号28的预定电路元件和电阻器1455的第一引线，而其第二剩余的引线连到预定电路元件和电阻器1456的第一引线上，以提供第五预定电路电压参考信号记做信号28A，而其中电阻器和项目1456的第二引线然后被施加到比较器器件1462的输出上。

【0196】对电路元件和电阻器1455和1456的数值加以选择，以建立关于比较器器件1462的预定阻抗和预定滞后现象，其中第五电路电压参考信号28A被送到比较器器件1462的正相输入上。

【0197】如本领域技术人员易于理解的是，常规电压比较器器件担当区别(差分)两个独立被施加输入信号，即送到常规电压比较器器件的反相和正相输入上的特定信号，从而根据被施加输入信号的电压电平，比较器器件的输出将从逻辑高态预定转换到逻辑低态。

【0198】当第五电路电压参考信号28A小于第四电路电压参考信号29时，比较器器件1462将改变其输出到逻辑低，使得预定电路元件和LED器件1464保持黑暗，从而指示没有检测到特定的RF标签装置，并且通过标记为名称“SIGDET”的信号12(第一预定RF参数检测信号)将同个指示提供到RF读取器电路2000，并最终到RF应答器装置1000上。

【0199】相反地，当第五电路电压参考信号28A大于第四电路电压参考信号29时，比较器器件1462将改变其输出到逻辑高，通过电路元件和电阻器1457从而使预定电路元件和LED器件1464照亮，指示已检测到特定RF标签装置，并且再次通过标记为名称“SIGDET”的信号12(第一预定RF参数检测信号)将同个指示提供到RF读取器电路2000，并最终到RF应答器装置1000上。

【0200】比较器器件1462的输出额外地提供后续输出信号31，该信号31最终被送到图2的微控制器器件装置1100-A的预定输入和管脚E上，以便由微控制器器件装置1100-A接收第一预定RF参数检测信号31。

【0201】最后，预定电路元件和电阻器(项目1452)具有连到被施加电路电压(例如+5V)的第一引线，并且具有连到预定电路元件和电阻器(项目1453)的第一引线上的第二剩余引线，而项目1453的第二和第三剩余引线然后被连到预定电路元件和电阻器(项目1454)的第一引线上，它们的结点被连接到预定电路元件和电容器(项目1461)的第一引线上，由此项目1452-1454和1461一起提供了允许产生第六预定电路电压参考信号(记做信号30)的手段，信号30然后被施加到预定比较器器件1463的反相输入上。

【0202】应该注意：预定电路元件和电阻器(项目1453)是可变的，并为获得2到3伏的第六预定电路电压参考信号(记做信号30)提供了手段，并且如果需要或期望，项目1453也可以是由微控制器器件控制的可编程类型。

【0203】继续：接收第三电路电压参考信号28的预定电路元件和电阻器1458的第一引线，而其第二剩余的引线连到预定电路元件和电阻器1459的第一引线上，以提供第七预定电路电压参考信号记做信号28B，而其中电阻器和项目1459的第二引线然后被施加到比较器器件1463的输出上。

【0204】对电路元件和电阻器1458和1459的数值加以选择，以建立关于比较器器件1463的预定阻抗和预定滞后现象，其中第七电路电压参考信号28B被送到比较器器件1463的正相输入上。

【0205】当第七电路电压参考信号28B小于第六电路电压参考信号30时，比较器器件1463将改变其输出到逻辑低，使得预定电路元件和LED器件1465保持黑暗，从而指示没有检测到有效的数据流信号，并且通过标记为名称“GDDATA”的信号13(第二预定RF参数检测信号)将同个指示提供到RF读取器电路2000，并最终到RF应答器装置1000上。

【0206】相反地，当第七电路电压参考信号28B大于第六电路电压参考信号30时，比较器器件1463将改变其输出到逻辑高，通过电路元件和电阻器1460从而使预定电路元件和LED器件1465照亮，指示已检测到有效的数据流信号，并且再次通过“GDDATA”的信号13(第二预定RF参数检测信号)将同个指示提供到RF读取器电路2000，并最终到RF应答器装置1000上。

【0207】比较器器件1463的输出额外地提供后续输出信号32，该信号32最终被送到图2的微控制器器件装置1100-A的预定输入和管脚F上，以便由微控制器器件装置1100-A接收第二预定RF参数检测信号32。

【0208】如果期望，通过附加电路和关联的电路信号仍然可以获得其他预定的RF参数检测信号，诸如且关于特定RF标签装置到特定RF应答器/RF读取器器件的适当距离参数。

【0209】既然已具体描述了新型且有创造性的RFID应答器对准系统，该系统支持拓宽的操作功能性以及全新的RFID应用，但对优选实施例中的某些设计方面仍然可以或可能进行替代性地改进，并且代替前述的，将即刻在随后细节中加以描述。然而，要理解下面实施例只是作为实例给出的，而不旨在对本发明或者有关应用的范围和/或精神做任何性质的限定。

【0210】至于替代的实施例，假定审阅者现在对本发明实施例的结构、功能以及好处具有很好的理解。那么在讨论下面的替代实施例中，焦点将集中在替代实施例的实施和/或应用上。

【0211】首先，图8描绘了本发明的一个典范实施例和应用700，其中说明了便携式RF应答器装置100。项目200、400和500的优点在图1项目5000、6000和7000中分别已经进行了叙述，而不需要在这对其再次详细阐述。

【0212】然而，图8的项目1000表示齐备RF应答器系统封装的俯视图，其中该齐备RF应答器系统封装由RF应答器装置和RF读取器装置构成。作为一个小型封闭的、轻质的封装，其本质上向终端用户以及有关应用都提供了许多好处。

【0213】图9描绘了本发明的一个典范实施例和应用，其中说明了一种要求使用“x”、“y”和“z”坐标的应用，例如医疗器械，和/或涉及诊断和/或治疗手续和/或设备的场合。

【0214】如果项目101(集成的RF应答器装置)被连到计算机化的(在某种程度上)医疗装置上，则通过在“x”、“y”和“z”坐标上所安排的项目201-203(远程RF读取器装置)，RF应答器装置101至少可以提供关于在“x”、“y”和“z”坐标上所安排的项目301-303(某种RF标签装置)的位置和精密对准的某些信号，其中RF读取器201只响应于RF标签301，反之亦然；而其中RF读取器202只响应于RF标签302，反之亦然；而其中RF读取器203只响应于RF标签303，反之亦然，以便提供增强的RF换能器对准系统。

【0215】这种系统可以附连到或接近一种(也许半自动化的)放射器件和设备，例如癌症治疗。放置在特定病人身体上或身体附近的不同实施例RF标签至少可以允许放射器件和设备的精确对准，以便最终执行可靠放置的放射治疗。

【0216】此外，可以制造RF读取器201-203，以致每个RF读取器沿着其指定轴/主轴是可调节的，例如其中“x”、“y”和“z”RF标签可以用钝形(obtuse)方式进行彼此定位，因此RF标签相互可以不必定位成完全球形或几何方式，而事实上，RF标签可处于彼此不同距离。

【0217】另外，可以制造RF读取器201-203，以致每个或所有RF读取器在特定或期望的RF标签检测区域(见图9，上部中间名称和虚圆)周围是可调节的，其中“标准的”“x”、“y”和“z”坐标(完全水平的“x”和“z”以及完全垂直的“y”可能是不现实的)，因此RF读取器可以适应在三维空间上进行再定位。

【0218】图10描绘了本发明的一个典范实施例和应用，其中利用数字射线照相术(radiography)，并具体说明了医疗数字成像传感器600的俯视图，其中还说明了片上RF标签装置304。RF标签304(一种(也许可再用的)装置)将滑过数字成像传感器600(通常不可再用的设备)，以便利用本发明和RF标签装置304，人们通过RF标签装置304以及本发明所提供的方式可以获得严格的x射线图像。

【0219】图11描绘了本发明的一个典范实施例和应用，其中便携式RF应答器设备703如所示被构造，实际上看起来类似于特定区域可用的金属检测器装置，其中项目701提供把手，而其中项目702(改进的远程RF读取器装置，标注为“多形式的读取器线圈”)提供RF标签检测，这是借助于两个预定大小的载波发射/数据接收线圈，而每个线圈可工作在不同频率和不同功率水平，并依靠预定RF波形驱动信号：DRIVE 1和DRIVE 2，而其中，每个RF读取器可独立于其他读取器和/或彼此协同地进行预定使用。

【0220】项目702-A，载波发射/数据接收线圈中的较大线圈一般只可以提供宽域的RF标签检测，其中项目702-B，载波发射/数据接收线圈中的较小线圈一般可以提供近场的RF标签检测以及精密对准的RF标签检测。

【0221】图12描绘了本发明的一个典范实施例和应用，其中经项目803的一种多RF标签设置与RF读取器装置800一起使用，以便识别机翼804的可变位置飞行表面的严格空间方位角，其中项目810(最顶端图中的可变位置飞行表面)描绘了“水平飞行”的位置和空间方位角，而其中项目810(也是可变位置飞行表面，但说明在最底端图中)描绘了“俯冲/下降”的位置和空间方位角。

【0222】(项目801)脐带电缆将某些约定信号提供到项目802(特定飞行表面控制计算机)，而项目802具有对特定飞机的所有飞行表面的位置进行精密识别的内置性能。既然RF标签不需要从飞行表面突出，并且由于它们不容易磨损、污染或生锈等以及不需要外部附属的电源，那么它们(根据本发明的替代实施例，其被配置成与飞行表面控制计算机802交互作用)提供了一个理想平台，借此飞行员和/或导航计算机可以精密监视所有可移动的飞行表面，并潜在地，当“期望的”或“正常的”及其他RF标签信号不能从RF读取器装置800中出现时，通过导航计算机软件提供“恢复安全状态的”措施。

【0223】现在参照图13，本发明的RFID对准系统900可以应用于牙科x射线设备中，该x射线设备具有x射线反射器912和延伸管914。RF读取器天线组件920被配置成可移动地或固定地安装在x射线设备的延伸管上。读取器天线组件包括空心圆柱体部分924，该空心圆柱体部分被配置成同心地滑动或者另外附连到x射线延伸管上。附连到延伸管的天线部分可配有诸如螺丝928的固定装置，用以将天线固定到x射线管上。天线组件还可包括凸缘922或可以另外配置成包括天线或线圈926。线圈在固定器中的安置应当是精确且同心的以便在x射线发射器和胶片或传感器之间建立正确的对准。线圈可以胶粘到天线组件的凸缘或底座上，并且可提供一个面板以便线圈不暴露在环境中。在组件内可提供通道以庇护从线圈到读取器控制组件950的导线。诸如塑料不导电灯泡、LED或其他器件的指示器952可以装配到或接近读取器控制组件950。读取器控制组件可以与计算机系统960进行可操作地连接。这种计算机系统可以包括微处理器962和显示设备964。计算机系统可用以处理来自RF标签和相关病人信息的识别。

【0224】牙科x射线系统进一步包括成像装置930，该成像装置具有用以固定RFID标签、线圈天线和胶片(传感器)固定器组件(咬翼片)934的框架932。标签、线圈天线和x射线胶片也可以包括在标准牙科胶片固定器936中。胶片固定器可以制造成其包括RFID标签，而天线绕在胶片周边。RF标签可编程为含有病人信息，例如社会保险号、发票号、时间、日期、牙齿位置以及其他牙齿记录。可对标签天线进行配置，以便其不会覆盖胶片或传感器的表面，并可以圆形或矩形的形状共面地放置在胶片(或传感器)的周围，使得胶片或传感器的表面对于图像是清楚的。那么，标签天线932可以是胶片封面930的一部分。构成天线的绕组可被浇注到自身含有微芯片的塑料中。微芯片可包括唯一的号码，该号码经计算机系统分配给病人。替代地，标签天线可以放置在胶粘到胶片或传感器表面的塑料片材之间。可将软件包供给计算机系统，该系统通过标准串行通信协议与前端控制组件进行通讯。

【0225】在工作中，读取器天线组件920可安装在x射线设备910的延伸管914上。胶片固定器组件930插入到病人口腔中，而x射线操作员使能控制系统950。当读取器组件920和标签组件930垂直且同心地加以对准时，指示器灯952显示系统已被对准并准备拍摄x射线照片。只有当读取器天线和标签天线彼此是严格垂直且同心时，读取器天线才给标签天线提供功率。当这种情况出现时，指示器灯打开以指示两个器件(天线)的对准，并在此时获得了最佳对准。替代地，计算机系统可以配置成这样：直到这种对准出现时才启动x射线发射器。

【0226】因此总之，论证了一总通用的、有创造性的、经济的并且有益的RFID应答器对准系统，从而提供加宽的操作功能性以及全新的RFID应用，不受任何特定实施例的支配。利用这种有益且合适的设计、适用本发明的多种应用，广大用途不仅可以导致大量的用户满意度和利益以及改进的厂商最终产品，而且在一些情况下，为终端用户或其他人造成某些财政节省。

【0227】虽然对本发明的具体形式已进行了说明和描述，但对于本领域技术人员明显的是，在不偏离本发明概念的情况下可以做各种改进。因此，本领域技术人员要理解，在不偏离或脱离本发明的精神和范围下可以对功能、形式、容量、尺寸、形状和/或其他细节做某些变化。因此，不旨在本发明只是受限于附属的权利要求。

Claims (20)

1.一种用于对准两个器件的设备，包括：

应答器，其被配置成在预定的对准区域内发射电磁力；

标签，所述标签被配置成当其被来自所述应答器的所述电磁力激发时，发射射频信号；以及

读取器，其被配置成检测来自所述标签的所述信号。

2.根据权利要求1所述的设备，进一步包括指示器，所述指示器被配置成在所述读取器检测来自所述标签的所述信号时激活。

3.根据权利要求1所述的设备，进一步包括

微处理器，其与所述读取器相关联并且被配置成用来处理来自所述标签的所述信号；

显示装置，其被可操作地连接到所述微处理器，用以指示所述读取器何时检测到所述标签；以及

与所述微处理器相关联的存储器，其用于存储从来自所述标签的所述信号中所获得的数据。

4.根据权利要求1所述的设备，进一步包括附连到所述标签的成像装置。

5.根据权利要求1所述的设备，进一步包括附连到所述应答器的成像装置。

6.根据权利要求1所述的设备，进一步包括与所述应答器相关联的x射线发射器以及与所述标签相关联的x射线感光胶片。

7.根据权利要求1所述的设备，进一步包括多个应答器。

8.根据权利要求1所述的设备，进一步包括多个标签。

9.根据权利要求1所述的设备，进一步包括：

被配置以增强来自所述标签的所述信号的放大器；以及

用于调节所述被放大信号的滤波器。

10.一种用于对准两个器件的方法，包括：

在预定的对准区域内从应答器中发射电磁力；

当标签接近来自所述应答器的所述电磁力时从所述标签中发射射频信号；

当所述标签与所述应答器对准时检测来自所述标签的所述信号；以及

指示何时检测来自所述标签的所述信号。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括移动所述应答器直到来自所述标签的所述信号被检测到。

12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括移动所述标签直到来自所述标签的所述信号被检测到。

13.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

将识别数据嵌入到从所述标签中发射的所述信号内；

处理来自所述标签的所述信号以获得所述嵌入的识别数据；

显示所述识别数据；以及

将所述识别数据存储到与微处理器相关联的存储器中。

14.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

将与x射线胶片相关联的所述标签放置到病人口腔中；以及

移动与x射线发射器相关联的所述应答器直到来自所述标签的所述信号被检测到。

15.一种获得牙科x射线的系统，包括：

具有头部区段的x射线发射器；

与所述头部区段相关联的应答器，并将其配置成在预定的对准区域内发射电磁力；

对x射线感光的胶片；

与所述胶片相关联的标签，并将其配置成当被来自所述应答器的所述电磁力激发时发射射频信号；以及

读取器，将其配置成检测来自所述标签的所述信号。

16.根据权利要求15所述的系统，进一步包括指示器，所述指示器被配置成在所述读取器检测来自所述标签的所述信号时被激活。

17.根据权利要求15所述的系统，其中所述x射线发射器被配置成以便抑制x射线的发射除非所述读取器检测到来自所述标签的所述信号。

18.根据权利要求15所述的系统，其中所述标签进一步被配置成将与病人相关联的预定识别数据嵌入到所述信号内。

19.根据权利要求18所述的系统，进一步包括

微处理器，其与所述读取器相关联并且被配置成用来处理来自所述标签的所述信号；

显示装置，其被可操作地连接到所述微处理器，用以指示所述读取器何时检测到所述标签；以及

与所述微处理器相关联的存储器，其用于存储从来自所述标签的所述信号中所获得的所述识别数据。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述微处理器被配置成以便当所述读取器检测到所述标签与所述应答器之间的对准时激活x射线的发射。

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