CN101042740B - 具有rfid标签和相关桥接天线的模块 - Google Patents

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Abstract

一种可安装在机器内的模块，该模块包括：与其相关的标签，标签包括连接到具有与其中存储的模块相关的数据的集成电路装置上的标签天线，标签构造成将来自于集成电路的数据叠加在通过具有读取器天线的读取器产生的电磁载体信号上；以及与其相关的RFID桥接天线，桥接天线包括通过导体连接在一起的至少两个RF天线元件，一个天线元件靠近所述标签天线定位，并且另一天线元件靠近所述读取器天线定位，由此增加标签可以与读取器通讯的距离。

Description

具有RFID标签和相关桥接天线的模块
技术领域
本发明涉及一种具有RFID标签的模块和相关桥接天线
背景技术
特别是在办公室设备工业中，机器结构中的常见趋势是根据模块化来配置机器，其中机器的某个特定子系统结合在一起而成为容易从机器中拆卸并通过相同或类似类型的新模块更换的模块。模块化结构有助于与客户形成更加灵活的商业关系。通过将子系统设置在分散模块中，也称为“用户可更换单元”或CRU，由于所有的维护人员所作的是拆卸和更换故障模块，维护人员的操作可变得很短。模块的实际维修可在远离维护人员基地的地方进行。
为了有助于制造商、维护人员和客户之间的多种商业配置，公知的是为这些模块设置可电子读取的存储单元，还公知为“用户可更换单元监测器”或CRUM，在模块安装在机器内时，该存储装置使其机器从CRUM中读取信息并将信息写入CRUM。
在机器中使用CRUM需要机器包括用于在CRUM和位于机器内的控制回路之间通讯数据的装置。这可以通过无线形式实现。
无线识别系统(例如RFID系统)通常包括两个子组件：标签(还公知为应答器)和读取器(还公知为询问器、收发器或耦合器)。标签通常附接在物体上，并且除此之外还包括天线和集成电路(IC)装置。存储在IC装置内的是与附接有标签的物体相关的信息。虽然这些信息通常包括物体的识别数据，它可包括与物体相关或由其使用的其它信息(例如跟踪信息、使用信息、计算机编码等)。例如，物体可以是CRU，并且标签可以是CRUM。
任何给定标签和读取器的组合将在有限距离上通讯数据。例如，符合国际标准化组织(ISO)标准14443-2B(13.56兆赫(MHz))的RFID系统对于在0毫米(mm)-30mm之间的距离上的通讯来说是理想的。如果系统设计成在10mm-20mm范围内操作，这种系统在40mm-50mm范围内操作是不可能的。问题是，在每个所需访问点(例如，在制造、包装、运输和安装过程中)保持所设计的通讯范围是不可能的。例如，在具有附接的CRUM的CRU进行包装以便运输或存储时，包装内的CRUM和包装外部的读取器之间的距离可大于所设计的操作范围。因此，CRUM必须从包装中取出，从而将读取器放置在足够靠近以便在CRUM和读取器之间可以进行数据通讯的地方。
发明内容
按照一个方面，提供一种用于增加标签可与读取器或耦合器进行通讯的距离的无线电频率识别(RFID)桥接天线。基本上，桥接天线包括相互隔开并且通过电导体连接在一起的至少两个无线电频率(RF)天线元件。两个RF元件中的第一个靠近读取器天线定位，并且第二RF元件靠近标签天线定位。通过读取器产生的电磁载体信号传递到第一RF天线元件并且接着通过导体到第二RF元件，桥接标签和读取器天线之间的间隙，并且增加标签可与读取器通讯的距离。
在另一方面，提供一种用户可更换模块或CRU，例如打印墨盒或色粉瓶，模块具有CRUM或与其相关的标签以便与读取器通过无线方式通讯数据。该机器包括RFID桥接天线以便延长标签与读取器可以通讯的距离。桥接天线包括靠近读取器天线定位的本地RF天线元件以及靠近标签天线定位的远程RF天线元件。两个RF天线元件通过具有足够长度的导体连接在一起，以便桥接标签和读取器天线之间的间隙，并且可以在一定距离上在两个标签和读取器之间通讯，而这种情况是以其它方式无法实现的。
在另一方面，提供一种壳体或箱体，其具有提供用于至少一个用户可更换模块或CRU的存储通道的铰接安装门，例如包括打印材料(例如液体墨)的瓶子，该瓶子具有CRUM或标签，CURM或标签包括与其相关的标签天线，以便与读取器通过无线方式通讯数据。模块或CRU在壳体或箱体内远程定位，并且在门闭合时，使其标签天线靠近门定位。RFID桥接天线安装在门的内侧，使得在门闭合时，其两个RF天线线圈之一同样在壳体或箱体内靠近读取器放置。在此方面，桥接天线利用门作为共面、非传导衬底，以便增加标签可与读取器通讯的距离或间隙。同样，在此方面，由于两个桥接天线线圈在门的内侧位于相同平面内，天线线圈可有利地结合到例如PC板的单个衬底上，消除了为了在位于不同平面的天线元件之间进行连接所需的柔性缆线或同轴电缆的需要。
在另一方面，提供一种具有安装有电路的大致平表面的PC板，该电路包括RFID桥接天线，天线包括相互隔开一定距离并且通过电导体连接在一起的至少两个RF天线线圈。导体可以是类似于嵌置在PC板表面内的双股TV缆线的大致平的、低损失、开式线材导体。
附图说明
现在参考其中类似元件进行类似标示的附图：
图1是包括一对RF天线元件的RFID桥接天线的透视图；
图2是布置在读取器和标签天线之间的RFID桥接天线的类似视图；
图3是分别更加详细地表示标签、读取器和RFID桥接天线的示意图；
图4是包括多个物体的包装的透视图，物体设置单个CRU标签，使用至少一个桥接天线，标签与包装内的单个读取器通讯；
图5是包括多个物体或模块的包装或机器的透视图，物体或模块设置CRU标签，至少一个物体或模块位于机器或包装内的远程位置，其中标签与位于包装或机器外部的单个读取器通讯；
图6是设置CRU标签的一对容器或瓶子的透视图，一个标签位于容器或瓶子侧壁上，并且另一标签位于封闭盖的顶部内；
图7是用于包括具有图6所示类型的封闭盖的例如墨瓶的供应模块的例如打印设备的机器的存储箱体的透视图，其中箱体具有铰接门，门内侧设置RFID天线以便桥接箱体内的读取器能够与封闭盖上的标签进行通讯的间隙；
图8是具有嵌置在其表面内的RFID桥接天线的PC板的平面图，其具有低损失双股导体以便将两个RF弹性元件或线圈连接在一起；
图9是包括带有表示(CRUM)的用户可更换单元(CRU)的例如打印设备的机器的示意图，其中有利地采用RFID桥接天线以便在标签和读取器之间通讯。
具体实施方式
参考图1-3，表示了用于增加标签(还公知为应答器)12可与读取器(还公知为询问器、收发器或耦合器)14进行通讯的距离的RFID桥接天线10的基本结构。如图1所示，桥接天线10包括相互隔开并通过电导体20电连接在一起的两个RF天线元件或线圈16和18。如图2更详细所示，RF线圈16之一靠近读取器14定位，而另一RF线圈18靠近标签12定位。导体20最好是柔性、低损失、带护套的同轴缆线，例如50欧姆同轴电缆，并且使用传统的同轴端子22连接到每个RF线圈16、18的底部上。标签12通常附接在物体(未示出)上，并且包括标签天线24和集成电路(IC)装置26(见图3)。存储在IC装置26内的是与附接有标签12的物体相关的信息。而此信息通常包括用于物体的识别数据，它可以包括与物体相关并由其使用的其它信息，这将在随后进一步详细描述。考虑到附接有标签12的物体可以是任何确实的物品。在一个实施例中，如图9描述那样，物体可包括用于机器的可更换模块(还指的是CRU(用户可更换单元))，并且标签12构造成CRUM(用户可更换单元监测器)。
如图3更加详细所示，读取器14形成标签12和主处理器(例如计算机)28之间的界面。读取器14通常包括读取器天线30、集成电路装置32和使得读取器与标签12和主处理器28通讯的其它相关回路。通常，具有通过主处理器28使用的预定指令组，以便控制读取器14，处理器经由从读取器天线30传递的调制、电磁载体信号将指令发送给标签12。读取器14产生调制载体信号以便将数据传递到标签12，并且通过检测标签12在载体信号上的负载效应而从标签12接收数据。
如这里使用那样，读取器是产生将被标签接收的调制、电磁载体信号并且通过对于载体信号的负载效应从标签接收数据的任何装置。类似地，标签是接收通过读取器传递的调制电磁载体信号并且通过负载变化将数据叠加在载体信号上的任何装置。
RFID桥接天线10定位在标签天线24和读取器天线30之间，使得这里还称为“本地线圈”的RF天线线圈16接收通过读取器天线30传递的调制电磁载体信号。载体信号经由电导体20传送并且通过这里还称为“远程线圈”的另一RF天线线圈18接收，其中信号接着传递到标签天线24。桥接天线10因此在大于没有RFID桥接天线10就不可能实现的距离的距离“d”处使得标签12和读取器14之间进行无线数据通讯。
两个RF天线线圈16、18可各自由适当布置在衬底36上的传导材料的一个或多个环圈(绕圈)34形成，并且可包括横过环圈34电连接的电荷存储元件(例如电容器)38。环圈34和电荷存储元件36粘接、嵌置或另外附接在衬底36上。还考虑到的是RFID桥接天线10可由一个或多个环圈34形成，而没有电荷存储元件38。
衬底36可由任何传统材料形成。例如，衬底36可由印刷电路板、塑料、纸张、纸板、尼龙或类似物形成。如此后进一步详细描述那样，衬底36形成包装的一部分，使得布置在包装内的被标示的物品和包装外部的读取器之间进行数据通讯。
传导材料的环圈34可使用任何传统装置来形成。例如，环圈34可由一个或多个线材或由附接在衬底36上的冲制或蚀刻传导材料(例如金属或金属合金)形成。也可考虑到环圈34可由施加在衬底36上的导电墨来形成。墨可使用任何传统方法时间，例如喷涂、丝网、绘制或类似方式。例如，导电墨可包括由Dow Corning Corporation ofMidland，Michigan制造的任何数量的热固或热塑高传导性银墨。有利的是，使用传导性墨来形成环圈34可以将桥接天线10适用于任何数量的不同表面上。同样可以确信的是使用传导性墨来形成环圈34将桥接天线10的成本减小到环圈34由线材或蚀刻传导迹线形成的成本以下。
电荷存储元件38可由附接在衬底36上的表面安装的装置(例如SMT电容器)。作为选择，作为冲制或蚀刻工艺的一部分(例如由金属迹线形成)，电荷存储元件30还可以和环圈34一起形成。还考虑到通过施加传导性墨，电荷存储元件38可以和环圈34一起形成在衬底36上。
如图3清楚所示，RFI D桥接天线10的环圈34在衬底36限定的平面内延伸。标签天线24和读取器天线30可类似形成为大致平面环圈天线。在所示的实施例中，两个桥接天线线圈16、18各自定位成以大致隔开平行关系面向标签天线24和读取器天线30，使得天线线圈16、18的偏离平面的垂直轴线大致与标签天线24和读取器天线30的轴线对准。但是，如图1和2所示，由于导体或同轴缆线20的柔性性能，两个桥接天线线圈16、18可以在任何水平或垂直平面内以任何所需角度偏移。这是RFID桥接天线的重要优点，使其在许多不同的应用中用于延长读取器14可以与标签12通讯的距离或间隙。例如，通过桥接天线可以使得读取器14与附接在物体上的标签12通讯，该物体在包装内放置远处或远离位置，其中连接两个线圈16和18的柔性缆线能够在某些情况下跟随包装内的其它物体之间和/或周围的环形路径。
最好是，两个RFID桥式线圈16、18通过低辐射损失导体20电磁连接在一起，例如带有护套的同轴缆线(例如50欧姆同轴电缆)，并且应该在大致相同的频率下共振，以便使得两个RF天线元件的传送效率最大。两个线圈16、18还应该调整到分别与标签和读取器天线24和30大致相同的共振频率。标签和读取器天线24、30以及两个线圈16、18都可通过采用具有这种数值的电荷存储元件38(例如电容器)来调节，以便大致均等线圈的感应电抗，并且因此造成天线在所需频率下共振。天线还可通过改变环圈或绕圈34的数量和/或通过改变形成环圈34的传导材料的截面面积来调节。
在图3的实施例中，标签12描述为无源无线电频率识别(RFID)标签，它通过标签天线24和桥接天线10的远程RF线圈18之间耦合的电磁场来通讯数据。在标签12内，数据存储和处理以及无线电频率(RF)通讯功能通常通过一个或多个集成电路芯片26来进行。例如，标签12可包括存储与标签12附接的物体42(例如模块或CRU)相关的数据的存储器芯(例如EEPROM)40；通过由在标签中用作直流电源的读取器天线30提供的随时间变化的RF载体信号来整流并调节标签天线24内感应的交流电流的电源调节器44；以及用于从接收的RF信号中解调和解码进入数据并且通过负载变化分别将输入数据叠加在RF信号上的接收器/发送器模块46和48(例如符合ISO 14443标准)。
虽然图3表示了无源RFID标签，还可考虑到标签12可包括使用电池(例如薄电源)以便为标签12提供所有或部分操作功率的有源或部分有源RFID标签。
读取器14包括产生通过读取器天线30传递的随时间变化的RF信号的发送器50。由于标签天线24和读取器天线30之间的电磁耦合，通过标签天线24传递的RF信号的一部分进入读取器天线30，并且通过检测器(例如包络检测器)52与传递信号分开。分开的信号发送到接收器54，其中信号被放大、解码并且经由微型控制器56提供给主处理器28。
由于RFID桥接天线10如图3所示连接在标签天线24和读取器天线30之间，通过读取器14产生的电磁RF载体信号通过读取器天线30传递并且通过桥接天线10的本地RF线圈16接收。假设通过缆线20提供的传送线平衡，即负载阻抗等于缆线(例如50欧姆)的特性阻抗，导体将作用为似乎它无限长，并且与输入信号相比，出现在缆线相对端处(即位于远程RF线圈18处)的RF信号将大致具有相同的强度。换言之，如果传送线正确封端，任何信号损失应该很小。已经确定的是在RFID桥接天线10中使用低损失缆线20使得标签12在大于没有桥接天线10的情况时的距离的距离处由读取器天线30传递的载体信号来供能，因此可以在更大的距离处在标签12和读取器14之间进行无线数据通讯。确实，已经确定的是RFID桥接天线10可使得标签12和读取器可以进行通讯的范围达到两倍以上的增长。通常，在普通应用中(即没有桥接天线10)，标签和读取器之间的间距是大约5mm-30mm，并且在某些情况下是多达100mm。但是已经表示的是通过桥接天线10可以实现足够高的效率，使得远程标签可在离开标签多达600mm的距离上与读取器通讯。
图4表示其中RFID桥接天线10用作读取器或耦合器14的延伸部。在这种情况下，单个读取器14和两个物体60、62一起放置在封闭件58内部，每个物体在封闭件的相对端处定位在相互隔开或远离的位置上。封闭件58可以是运输包装或机器，例如打印设备，并且物体可以是消耗品，例如墨盒或更加通用的用户可更换单元CRU。物体60和62各自具有分开的标签64、66，标签包括识别物体的电子数据。读取器14靠近一个物体60放置，并且从其标签天线64接收有关物体62的数据。读取器14还通过RFID桥接天线10从标签66接收有关物体62的数据。如图所示，桥接天线10具有靠近读取器14定位的本地天线线圈16，而其另一远程线圈18靠近标签66放置在远程物体62上。读取器14通过在标签76可以与读取器14通讯的距离上延伸的柔性缆线20经由从一个线圈到另一线圈承载的信号接收此数据。桥接天线10可通过任何适当的装置支承，例如如图3所示通过使用用于每个线圈16、18的支承衬底36。将看到的是RFID桥接天线大大增加了读取器或耦合器14与两个标签64、66通讯的性能。在此实例中，RFID桥接天线是读取器或耦合器14的延伸部。这是由于可以通过桥接天线实现的耦合效率容易足够高来为远程标签66供能。还应该注意到桥接天线可以在涉及两个或多个标签或物体的情况下只使用一个读取器或耦合器。与包装或机器中经由第二耦合器的情况下相比，这种方法成本很低并且需要很少的软件。
图5描述用来获得有关定位在分开封闭件内的多个物体或CRU的数据的多个RFID桥接天线的更加复杂情况。在所示情况下，两个物体或CRU 68、70表示成放置在可以是例如打印设备的机器的内封闭件72(虚线表示)内，内封闭件72容纳在可以是用于机器的输送箱体的外封闭件74(同样虚线表示)内。通常，对于现有技术来说，极为困难的是(如果可能)使用位于外包装74外的读取器或耦合器76来获得有关这些物体68、70的数据。但是在这种情况下，获得这种数据可以经由使用两个分开RFID桥接天线78、80之一以及任选的第三桥接天线82来实现。第一桥接天线78具有附接到外封闭件74的外表面上的本地天线线圈84，并且其远程线圈86靠近安装在远程物体或CRU68上的标签88定位。两个线圈84、86通过带有护套的柔性缆线或同轴电缆90电磁连接。第二桥接天线80具有同样附接在外封闭件74的外表面上的本地天线线圈92，而其远程天线线圈94靠近安装在另一物体或CRU 70上的标签96定位。物体70更靠近外部读取器76，但是相对于物体68位于更加远离的位置。两个线圈92、94通过带有护套的柔性缆线或同轴电缆98连接。任选的是，第三RFID桥接天线82具有同样靠近安装在物体70上的标签96定位的天线线圈100，而其另一天线线圈102在远程物体68上和第一桥接天线78的天线线圈86上靠近两个标签88定位。两个天线线圈100、102通过柔性缆线或同轴电缆104类似电磁连接。
在物体68、70输送、存储或使用过程中的任何时刻，有关两个物体的数据可通过将读取器76靠近外封闭件74的表面上的任何一个RF天线线圈84、92来接收。在靠近天线线圈84放置时，读取器76可经由第一RFID桥接天线78接收存储在标签88内的有关物体68的数据，并且在分开操作中，还可以经由第三RFID桥接天线82接收存储在标签96内的有关物体或CRU70的数据。以类似方式，读取器76可在靠近天线线圈92放置时接收存储在标签88内的有关物体68的数据，并且在分开的操作中，还可以经由第三桥接天线82接收存储在标签88内的有关物体68的数据。可以通过相同的配置使用多个串联的桥接天线将多个标签联系在一起，以便大大延长单个读取器可以与附接在远程布置在包装或机器内的物体上的多个标签通讯的距离。除了图4和5所示内容之外，包括使用并联桥接天线的许多其它的RFID桥接天线配置对于本领域普通技术人员来说也是可以的。
虽然未在图5中示出，桥接天线线圈可通过任何适当的装置支承，例如通过将其安装在图3所示的衬底上，通过将其印制在标签上或者将线圈嵌置在PC板材料中。在用于图5情况下的两个桥接天线78、80的两个外部安装的天线线圈84、92可适当印制在标签上，标签接着固定在可以是包装或箱体的外封闭件74的表面上。它们还可直接印制在箱体包装或箱体的外表面上。
如这里使用那样，标签包括可以附接在物体上的任何识别或描述标记。例如标签可包括包装标签，包括与包装或箱体相关的文字或其它视觉信息。
用于典型RFID桥接天线中的天线线圈总体上符合ISO标准14443-2B要求，并且将通常在大约13.5MHz下共振。这种共振天线线圈可使用具有大约1mm截面的大约100厘米长的标准天线线材旋成隔开大约0.7厘米的6个大致矩形环圈制成，并且包括横过具有大约0和120pF之间数值的环圈进行连接的电容器。组成RFID桥接天线的两个RF天线元件在RFID系统操作中各自靠近各自标签和读取器天线相对定位，通常例如从大约5-大约20mm。但是，在RFID桥接天线就位时，标签和耦合器之间的距离显著增加到从大约50-大约300mm的距离。
如图5所示，一个或多个RFID桥接天线78、80可用来使得固定在布置在封闭件或包装内的物体68、80上的标签88、96和封闭件外部的读取器76之间进行数据通讯。在这些情况下，桥接天线78、80定位在标签88、96和读取器76之间以便增加标签和读取器之间的数据通讯范围。因此，标签和读取器之间的数据通讯可经过封闭件或包装实现，而不必取出物体。
如这里使用那样，包装包括包装某些物品以便存储或运输的任何容器。虽然图5将包装74描述成箱体，可以考虑到包装可包括任何一种或多种的封套、包裹、货盘、箱体、罐、瓶、托盘、槽、货箱和类似物。
图6表示适用于包装例如墨的液体产品的一对圆柱形容器或瓶子106、108，其中每个容器分别设置标签110、112。在一种情况下，标签110固定在容器106的侧壁114上，而在另一情况下，标签112固定在可拆卸盖116上。盖116本身是具有大致圆柱形侧壁118和大致平顶表面120的传统结构。包括相关标签天线122的标签112固定、嵌置或印制在盖116的顶表面120上。
墨容器106通常和其位于容器106的侧壁114上的标签110一起用于或存储在打印设备的分开隔室内，通常不可接近，并且在使用读取器确认与墨产品相关的任何数据之前必须从隔室取出。在如图6所示使用装备有固定在其顶表面120上的标签112的盖116的容器108时，可以基本上避免这种问题。这是由于在大多数情况下容器108在以其侧面直立或静置的情况下存储，具有标签112的盖116容易暴露并容易被读取器或耦合器接近。
这种配置表示在图7中，其中墨容器108例如以其侧面存储在箱体或打印机的存储区域122内。存储区域122基本上通过124标示的框架限定，并且包括铰接安装在框架124上的平面板门126。在门126如图7所示摆动开启时，盖116和相关的标签112容易被接近，可以例如使用便携式读取器或耦合器与标签112通讯。但是，如图7所示，读取器128可安装在存储区域122内，例如刚好在墨容器108之下的位置。在此实施例中，读取器128经由使用安装在门126的内侧132上的RFID桥接天线130与标签112通讯。桥接天线130包括适当固定在门126的内侧132上的两个天线线圈134、136。两个线圈134、136以隔开共面的关系安装在门上，并且通过柔性缆线或同轴电缆138连接在一起。天线线圈134、136相互隔开足够的距离，在门126闭合时，使其大致与标签112和读取器128分别对准。通过任何适当措施，例如通过直接粘接到门上或者将天线线圈印制在附接在门126上的绝缘衬底上，桥接天线130可固定在门126的内表面132上。
图8表示RFID桥接天线140的实施例，其中衬底是非导电或绝缘PC板142。桥接天线140具有嵌置或印制在板142的平表面上的两个线圈144、146。线圈144、146以相同的隔开关系定位，但是，在此实例中，线圈通过同样嵌置、印制或以其它方式结合在PC板142的表面上的两个分离器或隔开的平、窄小、导电带148、150连接在一起。在此实施例中，两个带148、150一起构成类似于容易通过传统方法结合到PC板上的传统双股TV缆线的低损失、开式双股传送线。两个带148、150在相互偏离大致180的相位差的两个线圈144、146之间传递RF信号，因此有效地消除可能出现的任何辐射损失。除了用于所述RFID桥接天线之外，可以确信的是将开式RF传送线嵌置或印制在PC板上以便从PC板上的RF部件传送RF信号的概念在电子领域具有许多有用的优点。
在RFID桥接天线中使用如图8所示的低损失、开式双股传送线在符合国际标准化组织(ISO)标准1443-2B在大约13.56兆赫(MHz)以便在多达大约30mm的距离上通讯数据的应用中是可以接受的。但是，在较高频率下，可以更加适当地在RFID桥接天线中采用“带状线”来作为传送导体。
还应该注意到这里披露的RFID桥接天线不局限于如图1和2所示只使用两个RF天线元件，并且可结合其它类型的天线组件，例如Y形构造。采用这种更加费事的天线构造的困难在于要考虑的是如果阻抗匹配，使用例如循环器的装置会特别要求较高的频率范围。
如这里使用那样，物体包括标签12可附接其上的任何实际物体。如上所述，物体可包括用于机器的可更换模块。例如，图9是包括还公知为“用户可更换单元”或CRU的可更换模块154’和154”的机器152。附接在每个模块154’和154”上的是标签12，标签构造成CRUM(用户可更换单元监测器)。在每个CRUM(标签)12内的存储器芯保持有关各自模块154’、154”的标识、功能和性能的数据。由于它包括非易失性存储器，CRUM 12可用作保持存储其中的数据的便笺式存储器，即使模块没有安装在机器152内，也可以和可更换模块154’和154”一起运输。
机器152的操作通常通过控制器158来控制，控制器可包括一个和多个微处理器、用于特定应用的集成电路(ASIC)或通过指令进行编码以便操作机器152的其它信号处理装置。在模块154’、154”安装在机器152内时，经由具有以与所述读取器14类似方式操作的读取器天线162的读取器(耦合器板)160，数据在CRUM 12和控制器158之间通讯。每个CRUM 12之间的通讯经由其天线162通过由164、166标示的介于每个CRUM 12和耦合器板160之间的两个RFID桥接天线来实现，其方式类似于图4所示情况。另外，数据可在机器152外部的装置168以及模块154’和154”和控制器158中的一个或两者之间通讯。控制器158还可经由用户界面170或者经由例如电话线或互联网的网络连接172与用户通讯。
这里出于说明目的，机器152描述成打印设备，例如喷墨或“激光”(电子照像或静电印刷)数字打印机，或者数字或模拟复印机，并且模块154’和154”描述为包括与打印(打印硬件)相关的硬件装置，例如标记材料供应模块和标记装置模块。但是考虑到的是机器152可以是构造成进行一种或多种功能的电气、电子、机械、机电装置，并且模块154’和154”可以是机器152的任何部件、部件组、系统和子系统。这里使用的术语“打印机”包括任何设备，例如出于多种目的进行打印输出功能的数字复印机、制本机、传真机、多功能机等。
在图9的实施例中，将被打印图像的片材从堆摞174中抽出并且相对于标记装置模块154”运动，其中单个片材打印所需图像。用于通过标记装置模块154”在多种片材上放置标记的标记材料通过标记材料供应模块154’供应。如果机器152是静电打印机，标记材料供应模块154’可包括色粉供应装置，而标记装置模块154’可包括任何数量的用于静电工艺的硬件物品，例如图像接收器(光感受器)或熔合装置。在静电打印的公知过程中，在公知为“静电印刷”的最为常见类型中，通常公知为光感受器的电荷保持表面充以静电，并且接着暴露于原始图像的光图案下，以便与其相对应地、有选择地对表面放电。光感受器上的充电和放电区域的所得图案形成与原始图像相符的静电电荷图案，公知为潜像。潜像通过与公知为“色粉”的最终细分的静电吸附粉末接触来显影。色粉通过光感受器表面上的静电电荷保持在图像区域上。因此，色粉图像可接着转移到衬底上，例如来自于堆摞174的纸张，并且图像依附其上以便形成图像的永久记录。
在喷墨领域，标记材料供应模块154’包括一定量的液体或固体墨，并且包括用于不同原色墨的分开罐，而标记装置模块154”包括打印头。在任何静电照像或喷墨领域，“标记材料”可包括用于打印的其它消耗品，而不准确地用于标记，例如用于熔合装置中的油或清洁流体。当然，根据机器152的特定结构，模块154’和154”的功能可组合在单个模块内，或者作为选择，标记装置可以不设置在容易更换的模块内，例如154”。另外，可以提供多种不同的标记材料供应模块154’，例如全色打印机。通常，要考虑到的是机器可包括一个或多个可更换的模块，并且可以设想到的是在机器152的寿命期间内的许多时刻，需要拆卸或更换一个或多个这种模块。在用于办公室设备的当前市场中，例如，通常希望的是例如154’和154”的模块容易通过终端用户更换，因此减小维护人员访问用户的成本。
多种不同类型的数据可以存储在标签和CRUM 12内。有利的是，以参考图3-9描述的方式使用RFID桥接天线10使得数据在比没有桥接天线的情况下的距离更远的距离上从CRUM 12中读取和写入。采用图3-7实施例，在模块154包装以便输送或存储时，数据可以从CRUM12读取和写入。根据存储在CRUM 12内的数据，可以通过许多有用的方式使用。
例如，CRUM 12可保持特定模块的序列号。使用RFID桥接天线10，通过序列号识别包装后的模块可以通过读取器14来确定，而不需要从包装中取出模块。同样，可通过读取器读取的序列号可用来证实模块的授权，由此识别包装在授权包装内的任何假冒模块。通过读取器14读取的序列号还可用于存货跟踪、批次识别和类似情况。
在其它类型的CRUM系统中，CRUM 12可进一步用作保持指示模块使用的累积计数的“里程表”。例如，在模块用于打印设备的情况下，计数可指示使用特定模块输出的打印数量。使用RFID桥接天线10，这种计数可从包装的模块读取，以便确定模块是新的还是改造的。类似地，CRUM 12可存储一个或多个阈值(例如最多打印数量等)，计数与其比较，以便确定模块的状况。使用RFID桥接天线10，这些阈值可使用读取器14从CRUM 12读取或写入，而模块保持在包装状态下。
可存储在CRUM 12的非易失性存储器内的特定位置处的另一种类型的数据可与和模块相关的特定性能数据相关，使得模块可通过最佳或至少可推荐的方式操作。例如，在喷墨领域，公知的是在CRUM 12内加载具有最佳电压或脉冲宽度的数据符号，使得特定模块可在模块安装时最佳操作。在静电照像的领域，公知的是将例如与色粉从光感受器到打印纸张的测试转移效率相关的特定数据加载到CRUM模块内：这种信息有利于色粉消耗的准确计算。使用桥接天线10，这种性能数据可使用读取器14从CRUM 12读取或写入，同时模块保持在包装状态下。
可以包括在CRUM 12内的非易失性存储器中的其它类型的数据包括其中安装有特定模块的例如打印机的机器的一种或多种序列号。这有利于跟踪模块或机器群体中的缺陷。同样，如果特定模块用来被重新制造，加载到存储器内的另一有用数据可以是模块最后制造的日期以及与重新制造的某些细节相关的编码，可以是例如重新制造的地点，或者在重新制造过程中在模块上采取的特定操作。再者，RFID桥接天线10使得可以使用读取器14将信息从CRUM 12读取或写入，同时模块保持在包装状态下。
在另一实例中，参考图9，可以包括在CRUM 12中的非易失性存储器内的其它类型的数据通过控制器158使用，以便为机器152构造任选性能，以便具有或不具有机器或模块的多种任选的特征。这些任选的性能可与机器的特定用户相关(例如提供给使用复印机的人员的许可证)，或者可与机器总体相关(例如与机器所使用的国家相关的速度和/或电压设定，在与机器相关的销售或租赁协议下可得到的任选特征等)。这些任选特征的实例可包括但不局限于：装置/机器速度；机器独立模式或网络连接模式；启动扫描；扫描并发电子邮件；扫描到Internet Fax；启动网络服务器Fax；各项任务的计数等。可以存储在CRUM内的其它数据可以包括控制器158所使用的软件更新、设置更新以及类似情况。桥接天线10可以在CRUM 12和读取器14之间进行数据通讯，同时模块保持在包装内，因此使得任何数据从CRUM 12读取或写入，而不从包装58、74取出模块。有利的是，这可以制造和包装通用模块，其中具有这种通用模块的CRUM 12根据所需的特定应用进行编程。

Claims (6)

1.一种机器，包括：
多个安装在所述机器内的模块，每个所述模块具有：
与所述模块相关的标签，所述标签包含连接到集成电路装置上的标签天线，所述集成电路装置中存储有与所述模块相关的数据，所述标签构造成将来自所述集成电路装置的所述数据叠加在通过具有读取器天线的读取器产生的电磁载体信号上；以及
与所述模块相关的RFID桥接天线，所述桥接天线包含通过导体连接在一起的至少两个RF天线元件；
其中，所述读取器和所述读取器天线位于所述机器内；
与第一模块相关的第一桥接天线的第一RF天线元件靠近与所述第一模块相关相关的所述标签天线定位，并且所述第一桥接天线的另一RF天线元件靠近所述读取器天线定位；
与第二模块相关的第二桥接天线的一个RF天线元件靠近与所述第二模块相关相关的所述标签天线定位，并且所述第二桥接天线的另一RF天线元件靠近与所述第一模块相关的标签天线及所述第一桥接天线的所述第一RF天线元件二者定位；
由此增加与所述第一模块及所述第二模块分别相关的所述标签可以与所述读取器通讯的距离。
2.如权利要求1所述的机器，其特征在于，至少一个模块是标记材料供应模块和标记装置模块之一；
所述标记材料供应模块包括色粉、液体墨、固体墨、油和清洁液体中的至少一种；以及
所述标记装置模块包括图像接收器、熔合装置和打印头中的至少一种。
3.如权利要求1所述的机器，其特征在于，至少一个模块包括用于产品的容器，所述容器包含以下的组合：
具有用于所述产品通过的开口的成形主体；以及
用于所述开口的封闭件，所述封闭件具有与所述封闭件相关的所述标签，所述集成电路装置具有与所述产品相关的数据。
4.如权利要求1所述的机器，其特征在于，至少一个模块包括在其中存储产品的容器，所述容器具有封闭盖，所述盖包括与所述盖相关的所述标签，所述集成电路装置具有与所述产品相关的数据。
5.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述机器包括用于存储的箱体，至少一个模块作为容器存储于所述箱体中，所述容器具有与所述容器相关的所述标签，所述集成电路装置具有与存储在所述容器内的产品相关的数据，所述箱体含以下的组合：
限定具有开口的存储区域的框架，所述容器布置在所述存储区域内，其中所述标签天线可经由所述开口取得；
具有布置在所述存储区域内的读取器天线的所述读取器，所述读取器天线可经由所述开口取得；
可动地安装在所述框架上以便闭合所述开口的面板，所述面板具有在所述面板闭合时面向所述开口的内侧表面，以及
安装在所述面板的所述内侧表面上的所述第一桥接天线，所述第一桥接天线的所述RF天线元件隔开并定位在所述面板上，以便在所述面板闭合时将其本身分别与所述标签和所述读取器天线的每一个对准，由此增加所述标签可以与所述读取器通讯的距离。
6.如权利要求1所述的机器，其特征在于，至少一个桥接天线包括电子电路，所述电子电路包含具有印制在PC板的表面上的至少一个线圈的至少一个RF天线元件以及连接在所述RF天线元件上的开式双股传送线。
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