CN101099160A - 射频识别（rfid）装置编程系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种射频识别(RFID)装置编程系统和方法，该系统和方法可用于提供被预编程的RFID装置，例如作为之后可以被施加到物品或货品的RFID装置的卷筒而提供。该编程系统可以包括：多个RFID探测器，其被配置为向RFID装置施加编程信号；以及连接到该探测器上的RFID编程器，其被配置为生成所述编程信号。该编程系统还可以包括卷筒材料定位机构，其被配置为定位包括RFID装置的卷筒材料，使得所述RFID装置的组被定位在所述探测器的编程范围内。可以配置控制器，以控制所述卷筒材料定位机构，使得对所述RFID装置的按顺序的组进行编程。

Description

射频识别（RFID）装置编程系统和方法
技术领域
本发明涉及一种射频识别(RFID)装置，更具体地，涉及RFID装置编程系统及方法。
背景技术
射频识别(RFID)系统已广为人知，它可以用于多种应用，诸如存货管理、电子访问控制、安全系统、收费公路上车辆的自动识别、以及电子物品防盗(EAS)。RFID装置可用于对应用该RFID装置的物品或货品的位置和/或状态进行跟踪或监控。RFID系统典型地包括RFID编程器和RFID装置诸如标贴或标签。RFID编程器可将射频载波信号传输到RFID装置。该RFID装置可以用储存在该RFID装置上的信息来编码的数据信号对载波信号做出响应。RFID装置可以存储信息，诸如与物品或货品相关联的特有的标识符或者电子产品代码(EPC)。
RFID装置可以被编程(例如由适当的EPC)，并被施加到被跟踪或监控的物品或货品上。根据一种技术，在被施加于产品时，每次对一个RFID装置进行编程。在施加时以上述的方法用来编程和验证RFID装置所花费的时间限制了施加速度。在生产线中使用的常规非RFID标签贴标机(label applicator)能够以高达每分钟300个部件的速度运行。当需要RFID编码或编程时，标签贴标机的速度会被降低到每分钟约50个部件。当使用这些常规技术检测出有缺陷的标签时，那么它就会被从加工过程中移除出来，并且另一标签可代替它而被重新编码。所遇到的每个有缺陷的标签会使产品贴标速率再下降50％。结果，生产线会以每分钟大约25个部件的速度运行，以便在检测出有缺陷的标签的事件中不会漏掉一个产品。
因此，需要这样一种对RFID装置进行编程的系统和方法，其使被编程的RFID装置能以更快的速度被施加到物品或货品上。
附图说明
通过结合附图阅读下面的详细说明，将更好地理解本发明的这些以及其他特征和优点。
图1是示出根据本发明的一个实施例的RFID编程系统的功能框图。
图2是示出根据本发明的一个实施例的RFID编程站的示意图。
图3是示出根据本发明的一个实施例的对RFID装置进行编程的方法的流程图。
具体实施方式
一般而言，一种射频识别(RFID)装置编程系统和方法可以用于提供被预编程(pre-programmed)的RFID装置，用于之后施加到物品或货品。可以使用诸如能以更快速度进行贴标的非RFID标签贴标机那样的常规贴标机而将这种被预编程的RFID装置施加到物品或货品(例如产品或商品)。
参照图1，RFID装置编程系统100的一个实施例可以用于对卷筒材料(web)112上支撑的RFID装置110进行编程。可以将卷筒材料112提供为非编程的RFID装置110的卷筒(roll)114，当卷筒材料112穿过编程系统100时该卷筒114被展开。在穿过编程系统100之后，卷筒材料112可以被卷绕到已编程的RFID装置110的卷筒116上。尽管支撑RFID装置110的卷筒材料112被布置为该示例性实施例中所示的卷筒114和116，卷筒材料112也可以被布置为其他配置诸如折扇形盒(fanfoldbox)。
在一个示例中，RFID装置110可以是在一面上具有粘接剂的RFID标签，卷筒材料112可以是背衬材料。RFID标签可以可移除地粘附在背衬材料上，使得该RFID标签在编程期间在被支撑在背衬材料上，并且可被移除以便贴标。RFID装置110可以是本领域技术人员所知的任何RFID标签或标贴，诸如例如美国临时专利申请序号60/628,303中公开的“Combo EAS/RFID标签或标贴”，该专利申请作为参考文件被全部包含在本说明书中。
RFID装置编程系统100可以包括一个或多个RFID探测器120，以便将编程信号施加到RFID装置110上，还可以包括连接到(一个或多个)RFID探测器120上的一个或多个RFID编程器122，以便生成编程信号。可以生成并施加该编程信号，以便通过使用本领域技术人员所知的技术并根据行业标准，用特有的电子产品代码(EPC)对每个RFID装置110进行编程。RFID装置编程系统100还可以包含卷筒材料定位机构130以便定位卷筒材料112，使得卷筒材料112上的RFID装置110被定位在(一个或多个)RFID探测器120的编程范围内。控制器140和用户界面150可用于控制RFID装置编程系统100，如将在下文中更详细地描述的那样。
RFID装置编程系统100还可以包括位于该(一个或多个)RFID探测器120上方的一个或多个标记装置160，用来对任何有缺陷的RFID装置110进行标记。标记装置160的一个实施例包括标记RFID装置110的带有黑色感光墨水或不退色墨水的一个或多个标记器。使用本领域技术人员所知的技术，该标识器可以被气动或电机控制的传动器所控制。
编程系统100还可以包括打印机170，用以在RFID装置110上打印记号，诸如条形码和/或UPC代码。在本示例性实施例中，打印机170位于下游，以便在RFID装置110随着穿过编程系统100到达卷绕卷筒116而被编程之后，在RFID装置110的顶表面上进行打印。本领域技术人员将认可，该打印机也可以位于其它位置上。
RFID装置编程系统100还可以包括移除装置162，以便从卷筒材料112中移除有缺陷的RFID装置。移除装置的一个示例是以与弹头卷筒材料重绕机构(bullet nose web rewind mechanism)相反的顺序进行操作的机构，例如美国临时专利申请序号60/605,035中所公开的机构，该内容作为参考被全部包含在本说明书中。作为替换方案，用于施加RFID装置的贴标器(未示出)可以包括移除装置，该移除装置能够检测并移除那些被RFID编程系统标记为有缺陷的RFID装置。
根据一个实施例，如图2所示，多个RFID探测器120可以沿平板126定向，并以一定的间隔加以布置，此间隔大体对应于RFID装置110在卷筒材料112上的间隔。例如，探测器间隔可以被布置为与卷筒材料上标签的重复长度相匹配。虽然图2中示出了八个探测器120，但是可以使用任何数量的探测器用来编程。每个RFID探测器120也可以是可调整的，以便使每个探测器120能够与正在被编程的每个RFID装置110的中心对准。
根据一个实施例，RFID探测器120可以是近场探测器，例如美国临时专利申请序号60/624,402中公开的那种类型，此内容作为参考全部包含在本说明书中。近场探测器的编程范围通常是探测器的近场区域。可以通过提高与天线结构相关联的近-近场(near-near field)区域内的感应场的大小，并且降低与天线结构相关联的远场区域内的辐射场的大小来实现近场探测器。近场探测器的一个实施例可以包括带状线天线，其被终接入50欧姆的芯片电阻器中。在一个示例中，近场探测器的工作频率可为915MHz，近场区域可距离探测器大约5cm。
RFID编程器122可以是本领域技术人员所知的任何RFID编程器，其用来编程和/或读取RFID装置，诸如Tyco Fire and Security公司提供的SensormaticSensorIDTM Agile 2读卡器。该SensormaticSensorIDTM Agile 2读卡器包括八个端口，用来连接到RFID探测器120。RFID编程器122也可以具有检测出有缺陷的RFID装置的能力，该检测例如是通过在经由探测器120施加编程信号之后来尝试读取RFID装置而进行的。
如图2所示，卷筒材料定位机构130的一个实施例可以包括一个或多个辊轮132、134。编程系统100的展开侧上的第一辊轮132将卷筒材料112从展开的卷筒114引导到探测器120。编程系统100的卷绕侧上的第二辊轮134将卷筒材料112引导到已编程的RFID装置的卷绕的卷筒116。卷筒材料定位机构130还可以包括耦接到卷筒114、116上的一个或多个步进驱动电机(未示出)，以便对卷筒114、116进行展开、卷绕和/或重绕。
卷筒材料定位机构130还可以包括拉伸弹簧136或其他类似装置，以便在卷筒材料112前移时将该卷筒材料112保持在与RFID探测器120相关的位置上。卷筒材料定位机构130还可以包括一个或多个传感器138，以感测卷筒材料112上的RFID装置，并协助定位RFID装置。传感器138的一个示例是使用本领域技术人员所知的技术来感测标签的边缘的标签传感器。尽管已经示出卷筒材料定位机构的一个实施例，但本领域技术人员将认可，也可以使用其他卷筒材料定位机构来关于一个或多个RFID探测器定位卷筒材料和RFID装置。
控制器140可以耦接到步进驱动电机和传感器138，以控制卷筒材料112的定位，使得RFID装置与RFID探测器120对准。控制器140还可以耦接到(一个或多个)标记装置160、移除装置162、和/或打印机170上，以分别控制标记、移除和打印操作。根据一个实施例，控制器140可以是可编程逻辑控制器(PLC)，诸如Allen-Bradley公司、Omron公司、或Mitsubishi公司所提供的那种类型，或者是诸如PC的通用计算机，其被编程以控制RFID装置110关于RFID探测器120的定位，并且控制标记、移除和/或打印操作。
用户界面150也可以耦接到控制器140上，以接收来自控制器140的定位信息，并为该控制器140提供命令或其他参数。用户界面150可以耦接到RFID编程器122上，以控制RFID编程操作。通常，用户界面150可以控制RFID编程操作，该控制例如通过在收到控制器140发出的RFID装置110被正确定位的指示时分配要被发送给RFID装置110的EPC的数据和/或其他的数据来完成。用户界面150也可收集编程数据和统计数据，并且例如以与已编程的RFID装置的卷筒相关联的报告的形式把这种数据提供给用户。可以使用本领域技术人员所知的编程技术而将用户界面150实施为在PLC或PC上运行的用户界面程序。还可以使用单独的系统，诸如为RFID配置的现有仓库管理系统(WMS)，来实施用户界面150。
参考图3，更详细地描述了一种操作RFID装置编程系统100而对RFID装置进行编程的方法。为了开始操作，卷筒114或者非编程的RFID装置110的其他布置可以装载到编程系统100的展开侧上。然后操作员可以将卷筒材料112通过编程系统100馈送到卷绕侧，操作210。在这个示例性实施例中，卷筒材料112可以绕辊轮132穿过，经过拉伸弹簧136之下，经过(一个或多个)标记装置160和探测器120之间，经过标签传感器138之下，并且围绕辊轮134。
然后，编程系统100可以被操作以将卷筒材料112在RFID探测器120上方前移，操作212，直到系统确定一组非编程的RFID装置110定位在RFID探测器120上方，操作214。RFID探测器120可以将编程信号施加到定位在探测器上方的RFID装置110上，操作216。在这个示例性实施例中，可以通过使用控制器140控制(一个或多个)步进电机展开卷筒114并卷绕卷筒116而使卷筒材料112前移。可以通过使用控制器140监控传感器138来确定该位置，其中当一组RFID装置110与探测器120对准时，该传感器138对其中一个RFID装置进行感测。当控制器140从传感器138接收到指示RFID装置处于正确停止位置的定位信号时，控制器140会停止该(一个或多个)步进电机来停止卷筒材料112的前移。然后，当RFID装置110停止在探测器120上方的正确停止位置时，控制器140会向用户界面150发出定位命令。在接收到定位命令时，可以通过使用用户界面150来施加编程信号，以分配一组连续的EPC(即将每一个EPC分配给一个探测器120)，并使RFID编程器122发出与恰当地停止在探测器120上方的每个RFID装置110相对应的编程信号。
系统100还可以测试RFID装置110以确定任何RFID装置是否有缺陷，操作220。如果在一个RFID装置110中检测出缺陷，操作222，则该RFID装置可被标记为有缺陷，并且/或者从卷筒材料112中被移除，操作224。在这个示例性实施例中，可以在编程后通过使用RFID探测器120和RFID编程器122来测试RFID装置110，以便尝试读取RFID装置110。如果探测器120不能读取某个RFID装置，用户界面150会向控制器140发出缺陷命令，该缺陷命令指示哪个探测器120检测出了有缺陷的RFID装置110。可以通过使用控制器140来启动有缺陷的RFID装置上方的标记装置160来标记该RFID装置。可以通过使用控制器140来启动移除装置162而移除该RFID装置，以将有缺陷的RFID装置从卷筒材料112中完全移除。
系统100还可以在RFID装置上进行打印，操作226，该打印例如在该装置被编程之后进行。在这个示例性实施例中，可以使用控制器140将已编程的RFID装置组引至打印机170。然后，可以使用控制器140和/或用户界面150使打印机170来打印与每个已编程的RFID装置相应的记号，诸如已被编程在标签中的条形码、UPC代码、以及EPC代码。
如果系统100确定非编程的RFID装置的卷筒114并未完成，操作230，则系统100会再次前移卷筒材料直到另一组RFID装置在RFID探测器120上方定位，并且可以重复上述的操作。如果非编程的RFID装置的卷筒已经完成，则系统100可以从卷筒116回到卷筒114重绕卷筒材料112，操作232。在这个示例性实施例中，拉伸弹簧136和标签传感器138可能脱离开，并且步进驱动电机可被控制以执行重绕操作。重绕操作可以被执行为确保EPC标签在卷筒上的正确位置，从而生产出一卷可以用于常规的非RFID贴标机的已被预编程的RFID装置。
在完成整卷被预编程的RFID装置之后，可以生成一份报告，该报告包括卷筒上的已编程的RFID装置的编程统计数据，操作234。在这个示例性实施例中，可以使用用户界面程序150来收集统计数据，并自动生成报告。报告里的统计数字可以包括但并不限于：标签总数、“合格”(即没有缺陷的)标签数量、“不合格”(即有缺陷的)标签数量、该卷筒的总百分比产量、该卷筒的EPC范围、以及编程系统100中每个单个RFID探测器122的统计数据。尽管结合了RFID装置编程系统100的这个示例性实施例而描述了该编程，但其他的RFID装置编程系统也可以用于实践在此描述的这个方法。
根据本发明的RFID装置编程系统和方法因而以相对快的速度来对RFID标签进行编码，并且打印、移除、或标记出有缺陷的标签。RFID装置编程系统的一个实施例可以具有每分钟运行多于600个RFID标签的能力。被预编程的标签接着可以用于手工和/或自动贴标，例如以“按单定制”的方式来贴标。这使得生产线能够以更快的速度来运行，因为贴标机可以只是简单地将被预编程的标签贴标在产品上而不必为标签编程也不必对那些有缺陷的标签进行处理。卷筒统计数据报告可以在对产品进行贴标之前就提供关于该卷筒的详细情况。
根据一个实施例，提供一种RFID装置编程系统，该系统可以包括：多个RFID探测器，其被配置为向RFID装置组同时施加编程信号；以及连接到该探测器上的RFID编程器，其被配置为生成用于RFID装置的编程信号。该编程系统还可以包括卷筒材料定位机构，其被配置为定位包括RFID装置的卷筒材料，使得该RFID装置组被定位在探测器的编程范围内。可以配置控制器，以控制卷筒材料定位机构，使得对RFID装置的按顺序的组进行编程。
根据另一实施例，提供一种编程RFID装置的方法，该方法可以包括：提供支撑RFID装置的卷筒材料，前移该卷筒材料直到一组RFID装置被定位在多个RFID探测器上方；并且当该RFID装置组被定位在多个RFID探测器上方时，同时向该组中的这些RFID装置施加编程信号。
根据另一实施例，提供一种生产已编程的RFID装置的卷筒的方法，该方法可以包括：提供RFID装置的卷筒；展开该RFID装置的卷筒；在该RFID装置的卷筒展开时，向这些RFID装置施加编程信号，然后重绕已编程的RFID装置的卷筒。
虽然在此已经描述了本发明的原理，本领域技术人员应该理解，该描述仅是通过示例的方式进行的，而并不作为对本发明的保护范围的限定。除了已在此示出和描述的示例性实施例之外，在本发明的范围之内还可以考虑其他实施例。本领域普通技术人员做出的变型或替换应被认为在本发明的保护范围之内，除了以下权利要求之外将不进行限制。

Claims (20)

1.一种射频识别(RFID)装置编程系统，该系统包括：
多个RFID探测器，其被配置为向RFID装置组施加编程信号；
耦接到所述探测器上的RFID编程器，其被配置为生成用于所述RFID装置的所述编程信号；
卷筒材料定位机构，其被配置为定位包括所述RFID装置的卷筒材料，使得所述RFID装置的所述组被定位在所述探测器的编程范围内；以及
控制器，其被配置为控制所述卷筒材料定位机构，使得对所述RFID装置的按顺序的组进行编程。
2.如权利要求1所述的RFID装置编程系统，其中所述RFID编程器被配置为确定所述RFID装置是否有缺陷，所述RFID装置编程系统还包括至少一个标记装置，该标记装置被定位得与所述探测器相对，并且被配置为标记有缺陷的RFID装置。
3.如权利要求2所述的RFID装置编程系统，还包含移除装置，该移除装置被配置为移除所述有缺陷的RFID装置。
4.如权利要求1所述的RFID装置编程系统，还包含传感器，其被配置为感测所述RFID装置的位置，并向控制器提供位置信号。
5.如权利要求1所述的RFID装置编程系统，还包含打印机，它相对于所述卷筒材料定位机构被定位，并且被配置为在所述RFID装置上进行打印。
6.如权利要求1所述的RFID装置编程系统，其中所述RFID装置包括标签。
7.如权利要求1所述的RFID装置编程系统，其中所述卷筒材料定位机构包括辊轮，该辊轮被配置为在所述探测器和所述标记装置之间引导所述卷筒材料。
8.一种对RFID装置进行编程的方法，所述方法包括：
提供支撑RFID装置的卷筒材料；
前移所述卷筒材料直到一组所述RFID装置被定位得与多个RFID探测器相邻；以及
当所述RFID装置的组被定位在所述多个RFID探测器上方时，向所述组中的所述RFID装置施加编程信号。
9.如权利要求8所述的方法，还包括：
确定任何所述RFID装置是否有缺陷；以及
如果任何所述RFID装置被确定为有缺陷，对所述有缺陷的RFID装置进行标记。
10.如权利要求9所述的方法，还包括移除所述有缺陷的RFID装置。
11.如权利要求8所述的方法，其中所述RFID装置包括可移除地粘贴在所述卷筒材料上的RFID标签。
12.如权利要求8所述的方法，其中该编程信号至少包括对每个所述RFID装置特有的电子产品代码(EPC)。
13.如权利要求8所述的方法，还包括在所述RFID装置上进行打印。
14.如权利要求8所述的方法，还包括生成报告，该报告包括与所述已编程的RFID标签的卷筒相关联的统计数据。
15.如权利要求8所述的方法，其中支撑所述RFID装置的所述卷筒材料被提供为一卷非编程的RFID装置。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述卷筒材料被重复前移，直到所述编程信号已被施加到所述非编程的RFID装置的所述卷筒上的所有所述RFID装置上。
17.如权利要求16所述的方法，其中前移所述卷筒材料包括展开所述非编程的RFID装置的卷筒，以及卷绕已编程的RFID装置的卷筒。
18.如权利要求17所述的方法，还包括重绕所述已编程RFID装置的卷筒。
19.一种生产已编程的RFID装置的卷筒的方法，所述方法包括：
提供RFID装置的卷筒；
展开所述RFID装置的卷筒；
在所述RFID装置的卷筒展开时，向所述RFID装置施加编程信号；以及
重绕已编程的RFID装置的卷筒。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述编程信号在展开所述RFID装置的卷筒时被同时施加到各组所述RFID装置。
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