CN101147404B - Rfid读取器操作的系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种用电子标签例如射频识别(RFID)标签来提供系统的操作反馈的系统和方法。在一种配置中，RFID读取器由单个扳机力(trigger pull)启动，而只要扳机被握持时，该读取器连续地读取读取域中的多个RFID标签，直到终止事件发生；在另一种配置中，一种装置和方法提供了多RFID标签读取操作的进程的实时反馈。

Description

RFID读取器操作的系统及方法

技术领域

本发明公开的领域涉及采用电子识别标签比如射频识别(RFID)标签的系统的操作方法和技术。具体而言，本说明书描述了用于改进并促进电子标签和RFID读取系统的操作的方法和装置。

背景技术

RFID技术用电磁能作为经其发送信息的媒介。典型地，RFID标签粘贴到各种商品/物品上，用以识别交易中的物品或者跟踪物品经交易场所的运动。在典型的RFID标签系统中，接收器和某些类型的发送器、天线以及存储器用来实施。通过这些元件的使用，RFID标签不需要如大多数条形码系统中所需的人工处理操作，有能力向远程数据基站接收、存储和发送物品识别数据或从远程数据基站获取所述数据。RFID标签可以是只读的或可读写的。无源RFID标签可以不用电池来执行，并从读取器发送的射频(RF)能量中汲取功率。RFID标签根据应用可以是低频率或高频率。

本发明者认识到下述需求：提供与RFID读取系统的操作有关的反馈，以改进操作效率和性能。

发明内容

本发明针对采用电子标签比如射频标签的系统的操作和反馈。在一个实施例中，RFID读取器由单个扳机力启动，在扳机被握持时，读取器继续读取读取域中的多个RFID标签，直到终止事件发生。在另一个实施例中，装置和方法提供了多RFID标签读取操作的进程的实时反馈。

通过以下优选实施例的具体描述，参照附图，另外的方面和优点将显现出来。

附图说明

图1是组合的RFID系统的示意图，根据优选实施例该RFID系统包括RFID读取器、光码读取器和数据终端。

图2是图1的RFID系统的简单框图。

图3是图1的REID系统的程序输入方案的屏幕截图。

图4是REID系统的图示，说明了相对于RFID标签的REID读取域。

图5是根据优选实施例的REID反馈操作方法的流程图。

图6是图1系统的声音部分的输入方案的屏幕截图。

图7是图1系统的报告部分的输入方案的屏幕截图。

图8是图1系统的读取限制的输入方案的屏幕截图。

图9说明了图1的数据终端，画面的屏幕截图的详细图说明了在其上插入优选RFID读取域的视场图像。

图10说明了如图9中带有可选目标格式的数据终端。

具体实施方式

现在参照附图，描述优选的实施例。出于当前公开内容的目的，将关于读取RFID标签的RFID读取器描述某些说明，但此公开内容也可用于其他电子标签系统，例如组合的RFID/EAS标签系统或者其他无线电子标签系统，以及组合的RFID和光码读取器。本发明还可以应用到诸如美国申请序列号09/597,340所公开的系统中，该申请在此通过引用加以合并，其中EAS或REID标签电路或激活电路集成到电子物件的自身电路中。

图1说明了手持式组合设备10，其包括便携式终端部分12，把手部分18和RFID天线部分20。便携式终端部分12包含显示屏幕13和键盘部分14，用以提供对终端的控制或数据输入以及向用户显示信息。终端12包含前窗口15，操作数据读取设备(如数据读取器或激光扫描器)通过该前窗口15进行工作，以读取光码或者另外探测视场内的图像。读取器10优选为带各种功能的组合系统，所述功能由终端12根据用户通过触摸显示屏幕13或键盘部分14的输入选择加以控制。在特定操作模式下，用户可以通过启动位于手柄18前端的扳机19或键盘14上的扫描键扳机25或者触摸屏13上的其他虚拟开关来激活特定的读取操作。

在响应扳机力的读取操作中，读取器发送询问信号。一旦接收到询问信号，RFID标签(不论其是无源标签或是有源标签)可以通过发出含有标签数据/信息的返回信号做出响应。然后，RFID读取器感测该返回信号并处理信号以获得数据。

手持设备中的RFID读取操作一般由扳机力和向读取器发送的单个读取命令限定，以读取RF场中的所有标签。这样，RFID读取器可以在单次读取操作或标签清点操作中读取多个标签。典型地，给定读取操作中可见的每个标签根据适当的协议比如质询响应协议或空中接口协议(AIP)顺序读取。

本发明人已确定：读取量中的所有标签在单次读取操作期间不是总能成功读取的。在第一实施例中，除单次读取尝试之外，RFID读取操作扩展到连续执行多次读取，即采取多个询问序列直到满足终止判据。一种此类方法可以针对手持式读取器，该方法包含以下步骤：(1)将RFID读取器指向读取域；(2)启动手持式RFID读取器上的扳机，通过以下子步骤开始读取RFID标签：(a)执行第一读取操作，其中所述读取操作包括询问和感测读取域中的一个或更多个RFID标签，(b)继续后续的读取操作，包括读取读取域上的一个或更多个标签，所述标签可能是与在第一读取操作期间读取的标签不同，和(c)一旦满足终止判据，RFID读取器中断后续的读取操作。如果读取器在第一读取操作和第二读取操作之间移动，则还可以改变读取域或读取方向。

终止判据存在多种机制和方法。这种终止判据可以包括下列的任何一个或更多个：

1.扳机的释放：在一种设置中，操作者可握持扳机并且只要扳机被握持，读取操作将继续。在这种方法中，操作者不必释放和重新启动扳机以影响连续的读取操作。

2.第二扳机力：在该方法中，用户将通过第一扳机力启动读取操作，并释放扳机，而读取操作将继续直到后续的(第二)扳机力通知系统终止。

3.软件确定，其中预想了若干实施例：

A.计数机制的使用——在一种方法中，系统会知道在特定读取操作中预期的离散数量的RFID标签。例如，当读取仓库中的一托盘物件时，系统可知道50个物件(即要读取50个RFID标签)预期位于托盘上，并且一旦50个RFID标签中的每个都被读取，操作才被终止。在这部分的子集中，托盘自身可包含自己的RFID标签，该RFID标签自身包含有关多少物件在托盘上的信息。可选的，信息可存储在读取器终端易获得的查询表中。一旦托盘上的RFID标签被读取，终端可以访问查询表并获得预期在托盘上的RFID标签的数量。

B.填写输入域：收集的RFID数据可用于填写某些输入域比如在清点核查目录。一旦清点核查目录上的所有输入域都被填写，读取操作可被终止。

C.外部控制器：读取操作可以通过网络进行监控，且RFID读取数据可经由网络报告给主机，在该主机上数据被分析，然后从主机经由网络产生终止信号。

D.终止延迟计时器：在扳机释放后，读取器可延迟终止。

E.新标签读取计时器：读取器可以自动连续读取并分析是否已读取新的标签。每当探测到新的标签，超时/时限计时器重新启动。只要探测到新的标签，希望继续寻找并读取额外的标签。如果在给定时间比如十秒内未读取新的标签，读取操作终止。

F.最小标签计数：在清点操作期间企图读取标签的最小数量。

超时次数、关闭延迟或者其他系统变量中的每一个都可以是可编程变量，其可以由用户选择，系统默认，由网络上的主计算机选择，或者由系统根据给定的判据选择进行主动更改，所述判据先于读取操作或其他输入。

此操作配置允许操作者在单次操作中移动读取器，以读取比如架子上或产品托盘上的所有标签。由于在标签清点操作期间可以移动读取器，操作者可重新定位天线的方向，以便更好地定位和读取不同位置和方向的RFID标签。例如，如果托盘上的物件含有水或金属，则因为水或金属易于吸收电磁场，很难读取位于托盘相对读取器的相反侧上的RFID标签。通过移动到托盘的相反侧，操作者可重新定向RFID标签的读取，使得RF信号不必通过水/金属。例如在架子上，架子可能是太宽(或有多个架子)，使得读取器不能从单个位置读取架子上的所有物件。操作者可以激活读取器，握持扳机，沿架子(或多个架子中的每个架子)以扫描运动方式移动读取器，以读取架子上的每个物件。

优选的，当RFID标签数据被读取并且在整个读取操作结束之前变成可用的时候，则报告该RFID标签数据。在一个实施例中，每当新的RFID标签被读取并被报告，读取器发出可听见的哔哔声作为响应。优选的，重复的标签读取通过合适的方法加以消除。每当读取新的标签，还可以通过LED17的启动比如通过闪烁绿色，通知用户。重复的哔哔声和/或LED指示灯17的发光向操作者提供读取操作的进程的信息。例如，在操作中有多个标签要读取的场合时，则这多个标签在操作的初期迅速被读取，但随着越来越多的标签被读取，那么更少标签等待读取，因此指示新标签被读取的哔哔声的频率减慢，最后当在合理的时间范围内听不到哔哔声时通知操作者再没有要读取的标签。然后，操作者通过释放扳机终止操作。该扳机握持操作使操作者可以移动读取域，例如绕托盘走动或着系统移动读取器穿过架子以描绘区域，从而为读取器提供从最佳方位读取每个物件的机会。

在另一个终止判据中，软件应用程序可以检查所接收的标签数据的中间报告，并按照给定的标准，决定终止读取操作。一个这种标准可以包括从读取域内的许多物件中寻找特定的标签物件。

重复的标签数据可以通过以下步骤加以去除：跟踪哪些标签已经被读取，将所读取的新标签与已读取的标签目录比较，并且如果确定所述标签已经写入则不报告重复标签。

通过在读取操作结束之前报告标签数据，查看结果的更高层次的应用程序可以允许软件来分析数据并可能控制连续的读取操作。

图2说明了图1的组合读取器10的元件示意图。读取器10包含处理器内核11，其包含终端12内的微处理器。连接到微处理器内核11有键盘14和显示器13，该键盘14提供信息输入，该显示器13显示信息并作为触摸屏用以向系统输入命令或数据。在处理器内核11的控制下，系统包含两个指示器音响/蜂鸣器24和指示器灯17。该指示器可以包括发光二极管(LED)或其他合适的可视光指示器。可选的，指示器可以是外壳(如图1所示)顶部上的单独的高密度LED17a，或者可以是显示器13上的合适的指示器，或者借助于另外的机电装置。

读取器10有多个数据输入设备，即条形码扫描仪或成像读取器15和RFID询问器20。RFID天线22连接到询问器上。系统与计算机或另一主机经由通信系统16进行通讯，所述通信系统16优选为无线连接。

显示器13为系统10提供多功能且便利的控制界面/接口。在优选的操作中，用户可选择要用哪个读取机制。在优选的配置中，系统10包含两个扳机，即手柄18上的手枪扳机19和终端12的键盘14上的扫描键扳机25。另外的扳机可由键盘14上的其它键、触摸屏13上所显示的“虚拟”键/扳机或者另外的机电装置提供。

在一种操作配置中，终端在Microsoft Windows^TM环境中运行操作。一旦所述终端部件加电，屏幕上的指令用于校准触摸屏13。通过访问配置设定，一组扳机选项在图3所示的显示屏40被访问。利用这个显示屏，可以开启或关闭手枪扳机，并且在这种设置下数据读取设备选择哪个由手枪扳机操作。例如在图3所示的按钮42的设置中，RFID读取器被选择为由手枪扳机19启动，条形码扫描器设置成由扫描键25通过按钮44启动。可选的，部件10包含成像读取器或成像系统，这种系统可由如此屏幕上的选择过程中所选择的特定扳机(元件19或元件25)激发。

一旦系统10被使能以读取RFID标签，应用程序在终端12上被打开，其以如从RFID标签所接收的适当格式接收数据，例如由MicrosoftWordpad^TM程序接收的键盘入数据。一旦程序被激活，RFID标签可以通过以下步骤读取：

(1)将设备对准想要读取的标签。

(2)按压扳机19，前端LED17变为橙色，指示RFID读取器20在操作中。

(3)当读取标签时，设备发出可听见的哔哔声。

(4)RFID读取进入应用程序。

(5)当读取结束，LED17关闭，听到最后的哔哔声，表明读取操作完成。

图4说明对准读取器19和RFID标签32的优选方位，这样RFID部分20直接指向标签32，以提供包围标签的读取域或读取场30。

图5是如以下步骤所述的优选方法50的流程图：

--系统经由步骤52A的硬件扳机力/牵引或经由步骤52B的来自操作/软件协议的信号启动。

--在步骤54，开始RFID标签清点操作。

--在步骤56，命令RFID询问器清点标签。在该步骤中，RFID询问器发出信号，命令RFID标签发送它们的数据。然后，询问器接收来自标签的数据。

--在步骤58，确定是否读到新的标签；如果“否”则继续在步骤62继续扫描，如果“是”则前进到步骤60。在该步骤58中，系统将读取标签与之前读取的标签目录进行比较，并且当所读取的标签先前还没有在目前的清点中被指示时，仅仅注册新的读取。

--在步骤60，指示新标签已被读取。该指示可能正驱动蜂鸣器24的可听见的声音和/或驱动LED17(或17a)，以提供可视的指示器。

--步骤62(读终端)确定是否所有的标签已被读取。可以通过若干方法确定所述条件。在步骤56，启动计时器。

--步骤64(读终端)确定是否出现操作超时。该计时器在步骤54或56被启动，并随着标签被读取，继续运行。这个超时可能是可编程的并根据系统要求设定一个数值，或者此超时可能是一个变量，该变量由系统根据某种读取准则比如所探测的平均RFID信号强度来调整(例如如果信号强度弱，那么设定一个较长的超时)。

--步骤66(读终端)确定是否出现新的标签超时。每当探测到标签正被读取时，所述计时器在步骤60重新启动。只要新的标签正被读取，希望的是允许读取器继续读取标签。所述超时也可以是可编程的并根据系统要求设定一个数值，或者该超时可能是一个变量，该变量由系统根据某种读取准则比如所探测的平均RFID信号强度来调整(例如如果信号强度弱，那么设定一个较长的超时)。

--步骤68(读终端)确定是否释放扳机。

--在步骤70，如果没有读取终止被指示，则返回到步骤56并继续标签清点。

--在步骤72，如果读取终止被指示，则结束RFID标签清点。

图5的方法包含多个终止事件62、64、66、68、70。这些事件的顺序可以重新排列，或者根据应用可以忽略一个或更多个步骤。应用这些终止步骤中的哪一个步骤(或步骤的组合)可以由用户通过合适的软件接口选择。例如，系统可以只通过步骤68的扳机释放终止读取，而省略步骤62、64、66、70。

图6是显示器13的屏幕截图100，其说明了用于选择声音指示器的输入方案。音量滑动钮102使用户可以选择从零到最大的“哔哔声”音量。系统中有若干个可听见的指示器，这些指示器中的每个指示器都是可调节的，通过下拉菜单104进行选择。“正确读取”类型被显示，其他类型可以包含“所有标签被读取”(如来自步骤62)。一旦类型104被选定，音调可以通过滑动钮107选择，“哔哔声”持续时间可以通过滑动钮108选择，“哔哔声”的数量可以通过滑动钮108选择。例如，三重哔声指示所有标签已被读取。

图7是显示器13的屏幕截图110，其说明了报告设定的输入方案。滑动钮112选择RFID标签数据报告给应用程序的频率。当设成特定数量的标签时，则数据在至少选定数量的新标签已被读取时被报告。当设成最小值(即一个标签)时，则每当读取新的标签，该标签就被报告，即新的标签一旦读取就被报告。当设置为无限时，数据只有在描绘操作完成时才被报告。选择Read Class 0 Tags(读取0类标签)的检验栏114或者选择Read Class 1 Tags(读取1类标签)的检验栏116，选择性地使设备可以或不能读取各类的RFID标签。如果知道的话，可以通过仅使能要用的标签类获得改进的性能。

图8是显示器13的屏幕截图120，其说明了选择读取限制值的输入方案：

--总的读取超时122：在终止操作前允许读取器读取的时间。该值对应于上面的步骤64。如果设置为无限，则新标签的读取/查询将继续直到扳机被释放、新标签超时发生、或者读取到最小数量的标签。

--新标签超时124：在终止清点操作前、在新标签读取之间等待的时间值。该值对应于上面的步骤66，再前面被读取的上一个新标签之后花在等待要读取的新标签的时间最大值。如果设置为无限，那么将继续新标签的读取/查询，直到扳机释放、新标签时限发生、或读取标签最小数量。

最小标签计数126：企图读取的标签的最小数量。如果设置为无限，那么新标签的读取/查询将继续直到扳机释放或者满足其中一个超时条件。

为了改进清单读取过程中的可操作性，附加的反馈可以提供给操作者。可听的指示器，例如特定音高的“哔哔声”音调，表示RFID标签的成功读取。如上述实施例，信号优选只在新的标签被读取时才听到。一旦所有信号确定已被读取，那么可听到替代的信号，例如不同音高的第二哔哔声音调或者多哔哔声音调，以向操作者提供读操作完成的信号。

显示器13还可以在清单读取操作期间提供反馈，例如：

1.操作期间读取的标签数量--可以执行显示的多种格式比如：(a)以数字表示形式的简单递增数字，或者(b)单个条柱或多个条柱的柱状图。

2.要读取的物件数量的倒计数。在这个示例中，清单读取操作中要读取的物件的期望数量是已知或可得的。那么显示屏幕13显示期望物件的开始数量(例如50)，倒计数到零(例如，50、49、48……3、2、1、0)。

3.剩余操作时间值的显示。该显示可以示出数字的倒计数(倒数到零，例如10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0)，或者图形表示比如计时沙漏器，在沙漏器顶部物质的数量随剩余时间减少而减少。倒计数值可以从总读取超时122或者新标签超时124开始。

读取特定电子标签的能力可能受读取器附近的标签、方向、和插入物体的影响。图9说明了替代的实施例，其中部件10带有成像器和图像显示。在这个实施例中，操作者可以选择操作模式，由此RFID读取器的视场的图像130可由成像器15获得，并显示在显示屏幕13上。图像130可能比RFID读取器20的有效读取域大，但是显示屏幕13可进一步提供有效读取域的反馈，例如有效读取域的轮廓(虚线132所示)。虚线132因此可以包括指示读取器20的有效读取域的目标图案。

图10说明了与图9实施例类似的另一个可选实施例。在图10中，部件10也带有成像器和图像显示。成像器可以在视场中获得物件的图像，在这个示例中物件包括多个盒子150。操作者可选择操作模式，由此读取器的视野的图像131可以由成像器15获得，并显示在显示屏幕13上。影像131比RFID读取器20的有效读取域大，但显示屏幕13可进一步提供有效读取域例如阴影区域140的反馈。区域140可包括独特的颜色比如红色，并优选足够透明，使得物件150可看透。区域140可包括指示读取器20的有效读取域的目标图案。区域140可以是任何合适形状，图中所示的三角形形状就是一个例子。

本发明以优选实施例的形式进行了阐述。然而，意图是本领域的技术人员可以对所公开的方法和系统进行修改，而不改变本说明书所阐述的发明概念。因此，本发明的范围应该由所附的权利要求确定。

Claims (20)

1.一种电子标签读取的方法，包括以下步骤：

将手持式电子标签读取器指向读取域；

获得所述电子标签读取器的视场的图像；

在所述电子标签读取器的显示屏幕上显示该视场的所述图像；

在所述显示屏幕上显示目标图案，该目标图案指示所述电子标签读取器的有效读取域；

启动所述电子标签读取器上的扳机，以便通过以下步骤开始读取电子标签：

实施第一读取操作，其中所述读取操作包括询问和感测所述读取域中的一个或更多个电子标签，

继续后续的读取操作，包括询问和读取所述读取域中的一个或更多个电子标签，

一旦满足终止判据，所述电子标签读取器中断后续的读取操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述目标图案包括重叠在所述视场的图像上的所述有效读取域的成形轮廓。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述目标图案包括重叠在所述视场的图像上的所述有效读取域的长方形或三角形轮廓。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述目标图案包括阴影区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述阴影区域足够透明，以致显示的物体通过该阴影区域是可见的。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

允许操作者选择操作模式，以激活图像显示屏幕来显示所述视场的图像。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述读取域包含多个电子标签，所述方法进一步包括：

在单次读取器激活内读取多个所述电子标签；

每当非先前读取的电子标签被读取时，通过发出可听见的信号通知读取操作的操作者。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括只要所述扳机被握持时，重复后续的读取操作，其中所述终止判据通过释放所述扳机被满足。

9.根据权利要求8所述的方法，其中释放所述扳机后，将所述中断后续的读取操作延迟一段特定时间。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述终止判据通过以下方式被满足：

当新的电子标签被读取时，重新设定和重新启动超时计时器，

如果所述超时计时器在新的电子标签被读取之前到期，则中断后续的读取操作。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述终止判据通过以下方式被满足：

计算读取操作期间读取的不同电子标签的总数，并且如果该总数达到特定的数值，则中断后续的读取操作。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述终止判据通过完成填充数据区域的输入来满足。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述终止判据通过第二次启动所述扳机来满足。

14.一种用于读取设置在读取域上的电子标签的电子标签读取器，其包括

适于手持操作的外壳；

成像器，其用来获得所述电子标签读取器的视场的图像，所述图像包括所述电子标签读取器的有效读取域；

设置在所述外壳上、对操作者可见的显示屏幕，所述显示屏幕可操作用以显示所述视场的所述图像和所述电子标签读取器的所述有效读取域；

所述电子标签读取器上的扳机，用于启动所述电子标签读取器而开始读取电子标签；

控制器，其可操作用于通过(a)在第一读取操作中询问和感测所述读取域中的一个或更多个电子标签，(b)通过询问和读取所述读取域中的一个或更多个电子标签继续后续的读取操作，和(c)一旦满足终止判据，中断后续的读取操作来控制所述电子标签读取器的读取操作。

15.根据权利要求14所述的电子标签读取器，其中显示屏幕适于将目标图案显示在所述视场的图像上，所述目标图案指示所述电子标签读取器的所述有效读取域。

16.根据权利要求15所述的电子标签读取器，其中所述目标图案包括重叠在所述视场的图像上的所述有效读取域的轮廓。

17.根据权利要求15所述的电子标签读取器，其中所述目标图案包括重叠在所述视场的图像上的所述有效读取域的长方形或三角形轮廓。

18.根据权利要求15所述的电子标签读取器，其中所述目标图案包括阴影区域。

19.根据权利要求18所述的电子标签读取器，其中所述阴影区域是足够透明的，以致所显示的物体通过所述阴影区域是可见的。

20.根据权利要求14到19之一所述的电子标签读取器，其中所述电子标签读取器可操作用以切换到一种操作模式，由此图像显示屏幕被激活以显示所述视场的图像。

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