CN101238384A - 射频识别（rfid）标签及技术 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于定位射频识别(RFID)标签的RFID网络。所述RFID网络包括至少一个包括RF发射机应答器的节点，用于中继来自另一节点或所述RFID标签的信号。从所述被中继的信号所包括的信息可以确定所述RFID标签的位置。该RFID网络还包括定位器，用于从所述节点接收所述被中继的信号，并使用所述信息确定所述RFID标签的位置。

Description

射频识别（RFID）标签及技术
技术领域
本发明涉及射频识别(RFID)标签及其相关技术。
背景技术
射频识别(RFID)标签一般使用在电子商品防盗(EAS)系统中，该系统用于侦测商店的商品盗窃。EAS系统一般包括RFID读出器，其又包括用于向标签发送试探信号的发射机门和用于从标签接收响应信号的接收机门。当标签在门之间通过时，该标签接收试探信号，然后向发射机门发送响应，该发射机门发出警报。门之间的距离通常为几米的量级，且EAS系统的工作频率通常在2至15MHz的范围内。
为使标签可以有效地藏身在所保护的产品中，希望标签的尺寸很小。传统RFID标签由于从接收的试探信号中获得的能量相对较小，因此通常具有极其有限的工作范围。申请人认识到对RFID标签及相关系统的需求，该需求具有替换目前通常使用的RFID标签及相关系统的设计。本发明涉及这类RFID标签及系统，以及与该标签及系统相关的各种技术。
发明内容
依据本发明的第一方面，提供一种用于定位RFID标签的射频识别(RFID)网络，该网络包括：
至少一个包括RF发射机应答器的节点，用于中继来自另一节点或所述RFID标签的信号，所述被中继信号包括可以据之确定所述RFID标签的位置的信息；和
定位器，用于从所述节点接收所述被中继信号，并使用所述信息确定所述RFID标签的位置。
该网络可以包括多个节点，各节点被配置为确定是否中继所述信号。所述确定是否中继所述信号是使用所述信号已经被中继经过的节点数目计数来进行的，所述计数包含在所述信号中。作为替换地，所述确定是否中继所述信号是使用从创建所述信号起过去的时间来进行的，一时间戳在创建所述信号时被包含在所述信号中。
该RFID网络可以进一步包括检测器，用于使用所确定的所述RFID标签的位置，来检测所述RFID标签是否已从一区域移出。该RFID网络可以进一步包括警报发生器，用于在检测到所述RFID标签从所述区域移出后，向中继所述信号的所述节点中的第一节点发送报警信号。
各节点可以进一步包括在所述节点接收到RF报警信号后即被激活的警报器。所述定位器可以被配置为当在预定的时间段内没有接收到所述被中继的信号时，则生成报警信号。
所述信息可以包括与读出所述RFID标签的节点相对应的标识符。所述信息可以被所述RFID标签或读出所述RFID标签的节点包含在所述信号中。当确定所述RFID标签的位置时，所述定位器可以将所述标识符对应到所存储的与所述位置相关联的标识符。
各发射机应答器以相同的UHF频率接收和中继所述信号。该网络可以RFID标签。每个节点可以被配置为周期性发送试探信号。所述RFID标签可以被配置为在接收所述试探信号后即创建所述待中继的信号。
各节点可以进一步包括RFID读出器，用于从所述RFID标签中读取所述信息。所述读出器可以包括：发射机，用于向所述RFID标签发送试探信号；以及接收机，用于从所述RFID标签接收包含所述信息的响应信号。所述读出器可以包括调度器，用于周期性发送所述试探信号。
依据本发明的第二方面，提供一种用于射频识别(RFID)网络的节点，该节点包括：
RF发射机应答器，用于中继来自另一节点或RFID标签的信号。
依据本发明的第三方面，提供一种用于射频识别(RFID)标签的电源，所述电源包括：
存储电容器，用于存储电荷；
第一二极管，通过所述第一二极管能够将所接收的信号供应给所述存储电容器；和
第二二极管，通过所述第二二极管将电荷从一电池供应到所述存储电容器。
该电源可以进一步包括限压器，用于限制提供给所述存储电容器的所接收信号的电压电平。所述限压器可以包括齐纳二极管。
依据本发明第四方面，提供一种用于检测射频识别(RFID)标签从一区域移出的警报系统，所述系统包括：
至少一个读出器，用于读出位于所述区域内的所述标签；
检测器，用于检测所述标签何时从所述区域移出；和
警报器，用于在所述标签从所述区域移出的情况下生成报警信号。
较佳地，该警报系统进一步包括发声警报器，其响应于所述报警信号的生成而发声。
较佳地，所述标签由所述读出器周期性地读出。
依据本发明的第五方面，提供用于检测射频识别(RFID)标签从第一区域移出的警报系统，所述系统包括：
第一套读出器，用于读出位于第一区域内的所述标签；
第二套读出器，用于读出位于第二区域内的所述标签，所述第二区域与所述第一区域相邻；和
检测器，用于检测所述标签从所述第一区域移动到所述第二区域的时间。
在一个实施例中，第一套读出器可以为包括单一读出器的单套。
较佳地，该系统包括警报器，用于当所述标签从所述第一区域移动到第二区域时，生成报警信号。所述报警信号可以由第二区域中的读出器生成，并发送到第一区域中的读出器。该警报系统可以进一步包括有声警报器，其响应于所述报警信号的生成而发声。有声警报器可位于第一区域中。
依据本发明第六方面，提供一种用于在射频识别(RFID)标签中计算回退的方法，所述方法包括以下步骤：
用素数除存储在所述RFID标签中的被除数；和
获取该除法的余数，从而计算所述回退。
依据本发明第七方面，提供一种射频识别(RFID)标签，该标签被编程有用于计算回退的软件指令。可替换地，可以使用硬件(例如ASIC)来计算所述回退。
依据本发明的第八方面，提供一种用于在射频识别(RFID)标签中计算回退时段的方法，所述方法包括以下步骤：
用素数除存储在所述RFID标签中的被除数；和
获取该除法的余数；
将所述余数乘以一时间段，从而计算所述回退时段。
较佳地，所述被除数对特定的RFID标签是唯一的。较优选地，所述被除数为所述RFID标签的序列号。由于网络中的每个RFID标签有唯一的序列号，所以所述序列号是合适的被除数。
依据本发明的第九方面，提供一种结账系统，用于确定分别附有射频识别(RFID)标签的至少一件商品的价格，所述系统包括：
RFID读出器，用于读出各RFID标签，从而确定各商品的标识；和
计算器，用于通过将所确定的各商品的标识与相应的价格进行对应，并对所述商品的价格求和，来计算所述商品的价格。
较佳地，所述系统包括固定器，用于固定各个RFID标签。
依据本发明的第十方面，提供一种警报系统，包括：
射频识别(RFID)读出器；和
照相机，用于当所述读出器读出RFID标签时，捕获至少一张图片。
依据本发明的第十一方面，提供一种用于在射频识别(RFID)网络中定位RFID标签的方法，该方法包括以下步骤：
使用至少一个包括RF发射机应答器的节点中继来自所述RFID标签的RF信号，所述被中继的信号包括能够据之确定所述RFID标签的位置的信息；
从所述节点接收所述被中继的信号；以及
使用包含在所接收信号中的所述信息，确定所述RFID标签的位置。
附图说明
本发明的较佳特征、实施例和变化可以从以下具体实施方式中认识到，所述具体实施方式为本领域技术人员提供足以实现本发明的信息。具体实施方式不应被当作以任何方式对前述发明内容的范围进行限制。具体实施方式将参考以下多个附图：
图1为依据本发明第一实施例的射频识别(RFID)网络的框图。
图2为依据第一实施例的安装在购物中心的RFID网络的平面图。
图3为依据第一实施例的用于RFID网络的节点的功能框图。
图4为发送的幅移键控(ASK)信号波形的时域图。
图5为依据第一实施例的RFID标签的原理图。
图6为依据另一实施例的用于RFID标签的接收机和电源的电路图。
图7为依据第一实施例的RFID标签的控制器的框图。
图8为依据第一实施例由RFID标签发送的响应信号的结构图。
图9为依据第一实施例的RFID节点的结构框图。
图10a为依据第一实施例包括RFID网络的自动结账的原理图。
图10b为实施自动结账时由RFID标签发送的响应信号结构的结构框图。
图10c为用于显示被购买条目的自动结账显示器的原理图。
图11为依据本发明第二实施例的无声警报系统的框图。
具体实施方式
RFID网络
图1为示出传统RFID系统4和依据本发明第一实施例的RFID网络5的框图。为了使RFID网络与RFID系统4连接，对RFID网络进行了改进。以下提供对RFID系统4和网络5的详细描述。
RFID系统4包括基站6，其与一对安全门连接，该系统还包括至少一个无源RFID标签8。基站6周期性地发送8.2MHz的试探信号(probe signal)10，该信号由无源RFID标签8接收，并给无源RFID标签8供电。无源RFID标签8发送功率相对低的标签响应信号12a。因此，当无源RFID标签8接近(例如1米)基站6时，基站6才接收响应信号12a。
RFID网络5包括：至少一个有源标签13，每个标签存储有唯一的标识符(例如序列号)；RFID节点14，其存储有唯一的标识符，RFID节点14包括用于读取RFID标签13的RFID读出器；以及中心站16，其与RFID读出器16进行射频通信。每个标签13还接收从基站6发送的8.2MHz试探信号。每个标签13包括给内部UHF发射机供电的内部电池，该发射机在相对大的范围(例如50米)内发送标签响应信号12b。在本实施例中，以433MHz发送标签响应信号12b，然而，在可替换的实施例中，可以使用包括315MHz、868MHz、915MHz、2.4GNz和5.8GHz的其它UHF频率。
基站6不适于接收标签响应信号12b。相反，RFID节点14包括发射机应答器，其接收标签响应信号12b，并向中心站16中继(增强后的)相应的节点响应信号12c用于进行处理。标签响应信号12b和节点响应信号12c可以不相同(例如在频率或信号内容方面)，但是一起形成从标签13中继到中心站16的同一响应信号12。实际上，各个响应信号12b、12c可以是任意RF指示符(例如，仅包括载波频率)，该RF指示符形成从标签13发送到中心站16的集合响应信号12的一部分。在本实施例中，响应信号12b、12c都是以433MHz发送的，且节点响应信号12c是在接收到标签响应信号12b之后发送的，从而防止两个信号的干扰。在作为替换的实施例中，网络5依据信道安排来操作，由此可以实施由网络5的两个独立的节点14同时发送响应信号12。
RFID节点14包括足够敏感的接收机线路，当有源RFID标签13位于RFID节点14的50米范围内时，该接收机电路高效地检测标签响应信号12b。节点14通常是由干线电源供电。因此，节点响应信号12c的功率高于标签响应信号，使中心站16和RFID节点可以位于相距大于50米的位置，且通常相距达几百米。响应信号12b、12c的功率范围都限于在UHF范围内操作网络5不需要许可的程度。在可替换的实施例中，节点14可以由低压电源或电池来供电。
图2为示出依据本发明第一实施例的在购物中心18中安装的、用于防止商品从中心18的商店20被盗窃的RFID网络5的框图。均存储有唯一标识符的有源RFID标签13被附着在对应的产品上。在本例中，购物中心18包括由公共走廊22连接的四个商店20a-20d。各个RFID节点14a-14d位于对应的商店20中，且另一对RFID节点14a、14f和中心站16位于走廊2内。
参见图3，各RFID节点14从功能上包括：RFID读出器30，用于读取RFID标签13；以及RF发射机应答器32，用于接收来自另一发射机应答器32或RFID标签13的响应信号12，并重新发送(即中继)响应信号12。RFID读出器30和RF发射机应答器32可以包括公共的收发机。在图2中，通过节点14a、14e和14f将响应信号12中继到中心站16。也就是说，RFID节点14a将标签响应信号12a以节点响应信号12b的形式中继到节点14e，RFID节点14e将节点响应信号12b以节点响应信号12c的形式中继到节点14f，RFID节点14f将节点响应信号12c以节点响应信号12d的形式中继到中心站16。类似地，可以通过至少一个节点14将信号从中心站16中继到RFID标签13。
以下参照位于商店20a中的单个有源RFID标签13a，详细描述购物中心18中网络5的操作。本领域技术人员应该理解可以由网络5结合多个标签13同时进行类似的操作。
接收来自RFID节点14a的试探信号10之后，有源RFID标签13a分别通过RFID节点14a、14e和14f向中心站16发送响应信号12。节点14a的读出器30读取标签13a(即发送试探信号10，并接收和处理标签响应信号12a)，并将该响应信号12a中继到节点14e。节点14e和节点14f中的发射机应答器32将响应信号12中继到中心站16的RF接收机。响应信号12包括节点计数器参数，每次当响应信号12通过各RFID节点14被中继，该参数就由节点14加1。因此，针对在网络5中的各个阶段，节点计数器参数的值如下：“0”为标签响应信号12a，“1”为节点响应信号12b，“2”为节点响应信号12c，“3”为节点响应信号12d。
在一个实施例中，各节点14的确定装置将接收到的节点计数器参数的值与预定阈值进行比较，如果节点计数器参数的值超出预定阈值，则不会中继响应信号12。如果节点计数器参数的值没有超出预定阈值，则节点14将节点计数器参数加1，并重新发送响应信号12。以这种方式不会在网络5中无限地中继响应信号。
在作为替换的实施例中，标签13a包括创建响应信号12a时的时间戳。接收响应信号12的各节点14的确定装置检查该时间戳。如果从创建时间戳(即创建响应信号)起过去的时间超出了预定阈值，则不会重新发送响应信号12。即，各节点只会在过去的时间小于或等于预定阈值的情况下对响应信号12进行中继。
各节点14存储唯一的节点标识符。节点14a将其节点标识符随试探信号10一起发送给标签13a。然后，标签13a随响应信号12一起重新发送该节点标识符，所述响应信号12由中心站16接收。各RFID节点14包括周期性发送试探信号10的调度器，且标签13a周期性地向中心站16发送与节点14a相应的节点标识符。当该标签在购物中心从商店20a移动到商店20d时，与发送自标签13a的响应信号12一起发送的节点标识符响应于当前读取标签13a的RFID读出器而改变。在这种情况下，节点标识符会在节点14a、14e、14f和14d之间相应地改变。
针对标签13a的节点标识符在中心站16所管理的位置寄存器中被周期性地更新。中心站16还管理一查找表，该查找表存储购物中心18中各对应节点的大体位置(即商店或走廊)和相应的节点标识符。以这种方式，中心站16中的定位器可以通过位置寄存器中相应的节点标识符，在购物中心18内定位RFID标签13a的大体位置，该位置寄存器具有存储在查找表中的相应的大体位置。
标签13a被固定到商店20a中的待售商品上。当客户购买该商品时，标签13a可以从商品上取下，并保留在商店中。如果标签13a被从商店14a(区域)移出，存储在位置寄存器中的节点标识符会改变(变为节点14e的节点标识符)。中心站16包括检测器，用于当标签13a已经从商店14e移出时检测该变化。因此，中心站包括生成并分别通过节点14f和14e向节点14a发送报警信号的警报。节点14a包括发声的警报器，该警报器响应于报警信号的生成和接收而发声。
如果中心站16不再从标签13a周期性地接收响应信号12，则中心站16可以推断标签13a已不再在购物中心18内。也就是说，如果节点14读不到标签13a，则标签13a不会发送响应信号12，且中心站16不会接收响应信号12。
实际上，各商店20会包括多个附着在商品上的有源RFID标签13，并且各店主会接到任何从商店20不正当地移出商品的报警。由于在相邻的节点14之间不需要有线连接，因此可将RFID系统5快速安装在购物中心18中。另外，节点14一起形成RFID网络5，其可以通过在网络5中已有节点14的通信距离内增加其它节点而方便地扩大。
各节点14和RFID标签13包括RF发射机(以下详细描述)，用于发送具有图4所示幅移键控(ASK)波形的响应信号12。响应信号12包括一系列脉冲式正弦波，这些脉冲式正弦波的逻辑“1”的脉冲持续时间大于逻辑“0”的脉冲持续时间。
RFID标签
图5示意性地示出依据第一实施例的有源RFID标签13。RFID标签13包括接收机模块50、地址检测模块64、电源模块70、数据存储模块68、控制器模块66和UHF发射机模块72。下面详细描述各模块。
接收机模块
接收机模块50包括磁回路天线52，其与调谐电容54并行连接，形成具有大于50的Q因数的调谐电路。调谐电路被调谐到试探信号10的频率，可以是例如8.2MHz或13.56MHz。半波整流器连接至调谐电路，并由二极管56和电容58形成。整流器的输出连接至比较器60。在使用中，接收的试探信号经过整流器和比较器60，生成激活信号，然后该激活信号发送到唤醒电路62，该唤醒电路62用于唤醒休眠的控制器66。
地址检测模块
比较器60的输出还连接至地址检测模块64，该地址检测模块64接收所述激活信号。地址检测模块64评估节点14或基站6的地址是否包含在该激活信号中。如果检测到基站6的地址，则将标签13的标识符包含在被发送的响应信号12中。如果检测到节点5的地址，则将标签13和节点5的标识符都包含在被发送的响应信号12中。
如果地址检测模块64在试探信号10中检测到合法的地址或命令，则将该命令传输控制器66以便处理。该命令可以是，例如，用于更新标签13的商品标识符的商品标识符命令。
电源模块
电源模块70用于选择性地给唤醒电路62、地址检测模块64和数据存储模块68供电。电源模块70包括辅助电池，用于当接收的试探信号10的信号强度不足以给唤醒电路62、地址检测模块64和数据存储模块68供电时，给这些模块提供功率。
提供低功率开关(运行在纳安培范围)，用于当电源模块70检测到试探信号的强度小于预定阈值时，选择性地将电池连接到上述模块62、64、68。如果电源模块70检测到试探信号的强度高于上述预定阈值，则该开关将整流后的信号74代替电池连接到模块62、64、68。
在可替换实施例中，图6所示的电路布置可以用于延长电池76的寿命(通常超过10年)。整流后的信号74被齐纳二极管78形式的限压器箝位。然后，该信号经二极管80，给存储电容器84供电。存储电容器84存储电荷，并通过电源进给线路86给RFID标签13的模块62、64、68提供功率。通过二极管82将电荷从电池提供到存储电容器82，因此即使没有整流后的信号74，也可以在电源进给线路86中维持功率。在前述布置中，可以通过电池76和整流后的信号74同时提供功率，使电池76仅有效地提供所需负载功率与所提供的整流后信号功率74之间的差值，从而延长了电池76的寿命。
数据存储模块
数据存储模块68连接至控制器66，并包括EEPROM。该EEPROM存储各种信息，可以包括标签标识符(即序列号)、客户标识符、商品标识符、商品编码、商品价格和该条目所处的商店。
通常，标签13的序列号的长度为32比特，这允许4294967295种组合。商品标识符为商品的有效名称，可以达31字符串长。客户标识号为16比特长。存储在EEPROM的附加信息被加密，且仅可以由具有合适解密密钥的用户解密。
控制器
如图7所示，控制器66包括：回退计算器(backoff calculator)90，用于在从两个以上标签13发送的响应信号12之间冲突，计算回退时段；以及数据编码模块98，用于对响应信号12一起发送的数据(即信息)进行编码。下面详细描述这些特征。
如果节点14经历由对应标签13发送的两个以上响应信号12的冲突，则在试图重新发送该响应信号12之前，各标签中的回退计算器90会等待对应的“回退”时段。各标签13中的不同的回退使响应信号12再次冲突的可能性最小化。如下所述，各标签13中的回退计算器使用各标签13中的相同算法来计算回退时段。
位于节点14范围之内的各标签13几乎在同一时刻从该节点14接收试探信号10。由接收模块50接收试探信号10，且控制器进入对包含在试探信号10中的信息的处理。回退时段被划分为整数个时隙，在该时隙中标签13可以发送响应信号12。在本实施例中，时隙为5毫秒，节点14每隔0.5秒发送试探信号10。所以，有100个标签13可以在0.5秒的最大回退时段内发送响应信号12，其中的0.5秒为从节点14传输的连续试探信号12之间的时间。
各RFID标签13将相同的素数阵列存储在数据存储模块68中。存储在各标签13中的素数阵列的例子如下：
  位置   0   1   2   3   4
  素数   97   71   43   31   13
各标签有唯一的序列号，存储在数据存储模块68中。标记为A到E的5个标签13的序列号的例子示于下表中：
  标签   A   B   C   D   E
  序列号   12345678   23456789   34567891   45678912   56789123
  回退[时隙]   3   55   1   60   85
  回退时段[ms]   15   275   5   300   425
如果标签A至E中的每一个均由同一节点14服务，且它们发送的响应信号12发生了冲突，则节点14会发送冲突信号，通知各标签13发生了冲突。冲突信号包括冲突发生时的时隙。在发生冲突的情况下，各标签13接收冲突信号，从而接收冲突时隙。引起冲突的各标签13(即在冲突时隙发送响应信号12的标签)计算各标签在试图重新发送之前要等待的回退时段。
各标签13的回退是序列号除以素数阵列中的第一个素数(即在位置0的素数)得到的余数。该运算作为模数运算而被公知。然后各标签13的回退乘以时隙(即5ms)，得到前述表格中所示的各标签A到E的不同回退时段。
偶尔两个或更多个标签13可能计算出相同的回退时段(例如，假设标签F和G)。在这种情况下，由标签F、G转发的响应信号12会再次冲突，因此，节点14再次发送冲突信号。然而，通过使用素数排列中的第二个素数(即在位置1的素数)代替第一个素数，标签F和G以与前面所述同样的方法来计算另一个回退和回退时段。如果罕见地仍然存在另一冲突，则使用阵列中的第三个素数(即在位置3的素数)等。前述算法方便地提供了随机回退计算，即使是使用相同的回退算法，也可以快速且有效地使同一节点连续重新发送发生冲突的可能性最小化。
如图7所示，数据编码模块98准备由UHF发射机72发送的数据，该模块包括串行连接的卷积编码器92、曼彻斯特编码器94和帧汇编器96。卷积编码器92从数据存储模块68的EEPROM中读出数据，然后对该数据执行前向纠错(FEC)，以纠正引入到由接收机50接收的数据中的任何误差。使用2/3编码方案，与试探信号10和响应信号12一起发送的数据的尺寸增加了大约50％。
然后将卷积后的编码数据传输到曼彻斯特编码器94，曼彻斯特编码器94有效地对待发送数据中任何逻辑“1”或“0”的连续串进行分解(即去除净DC偏移)。
曼彻斯特编码后的数据传输到帧汇编器96，帧汇编器96将同步模式附到该数据的起点，从而使节点14的接收机能够对所接收的响应信号12进行同步。节点14执行与数据编码模块98的运算互补的运算，从而提取所发送的数据，如下面进一步所述的。
UHF发射机
UHF发射机72最初在发送响应信号12之前先被激活一个时隙，以允许发射机在发送之前稳定。在本实施例中，发射机72是ASK发射机，然而，可以替换为使用频移键控(FSK)。
响应信号12的数据结构示于图8中。响应信号12包括‘1’、‘0’、‘1’、‘0’、‘1’、‘0’、‘1’、‘1’的同步模式102，该同步模式102首先被发送，以便使节点14中的接收机对响应信号12进行同步。响应信号12进一步包括以下参数：标签标识符104、节点标识符106和节点计数器(初始化的)108。
节点
图9为示出依据第一实施例的节点14的框图。图3所示节点14的读出器30和发射机应答器32使用图9所示的硬件实现。
节点14包括串联在一起的接收机120、FEC和曼彻斯特解码器122、数据处理器124、节点协议扩展模块126和UHF发射机128。
节点14进一步包括时间基准模块130。节点进一步包括冲突检测器132和冲突素数索引计算器134。冲突检测器132检测两个以上标签13发送的响应信号12之间存在冲突的时间，在这种情况下，节点14向标签13发送包括冲突发生时隙的冲突信号。该冲突信号由位于节点14的范围之内的任何RFID标签13的接收机模块50接收。
自动结胀
除图2所示的本发明第一实施例之外，还进一步提供了图10a中所示的自动结账140。自动结账140包括安装在购物中心18天花板14上接近结账台146的位置处的单个节点14。节点14的发送功率大到足以读取位于直接围绕结账台146的区域之内的标签13，并不足以读取购物中心18中位于其它区域(即由其它节点14控制)的标签13。结账台146位于购物中心18的出口处。手推车148可以用于将固定有标签13的商品运送到结账台146。通常，直接在节点14下面运送手推车148。节点14与中心站16连接，其进一步与至少一个显示器142连接。每个显示器用于显示与手推车148中的条目相关的细节。
用于实施自动结账140的响应信号12的结构示于图10b中。响应信号12包括以下参数：同步信息102、标签标识符(例如序列号)104、节点标识符106和节点计数器108。响应信号12进一步包括参数：商品标识符103，其标识附有该标签的商品；客户标识符105，其标识获得该商品的商店；以及其它信息107，通常是被加密的。其它信息107包括对特定用户(即商店)所特有的信息，其以加密格式存储在数据存储模块68中。其它信息107可以包括，例如商店位置和仓库信息。
在使用中，购物手推车140在处于结账台146的节点14下面。收银员150(或客户)按下按钮，以触发节点14发送试探信息10，该试探信号10由位于手推车148中的各个标签13接收。在本实施例中，各标签13依据计算出的回退时段发送第一响应信号12，以避免初始响应信号12的冲突，否则冲突会发生。各标签13向中心站16发送由节点14进行中继的响应信号12。中心站16从各响应信号12中提取客户标识符105和商品标识符103。
中心站16包括价格数据库，其包括可供销售的商品的商品标识符列表及与商品标识符分别对应的商品价格列表。中心站16计算手推车148中分别对应于商品标识符列表中的条目的商品的总价格。商品标识符103、客户标识符105和各条目的价格与总价格一起被显示在各显示器142上，如图10c所示。然后，收银员150接受商品的付款，并给客户开出收据。
付款一经确认，中心站16就给所购买商品被获得的各个商店10中的服务器发送通知，将本次销售通知商店服务器。各商店的店主可以使用商店服务器访问中心站16的价格数据库，并更改可在该商店获得的待售商品的价格。通常，商店服务器通过网络(例如以太网)连接至中心站16的中心站服务器。
中心站16进一步包括固定器，用于从待售商品标签标识符列表中删除附于所购买商品的标签13的标签标识符(例如序列号)。以这种方式，可以将附到所购买商品的标签13有效地删除，由此，如果标签13被返回到自动结账140，则由于标签13不能再被对应到列表中的条目，因此附着标签13的商品不能被再次购买。如果将商品返回到商店，则可以将相应标签13的序列号增加到列表中，从而再次激活标签13。自动结账140具有大大加快收银员扫描商品的速度的优势。
依据本发明第二实施例，提供一种图11所示的无声警报系统162。警报系统162包括RFID读出器30，其位于接近商店出口的位置；以及数码相机160，用于当读出器30从标签13接收到响应信号12时，给出口照相。RFID读出器30周期性发送关于出口的试探信号10。如果商店扒手携带附有标签13的商品经过出口，则读出器会读出标签13，并控制相机160给出口(以及商店扒手)照相。
无声警报系统162将离开商店的商店扒手的相片与响应信号12的商品标识符103一起存储在数据库中。该系统162还可以将数据和时间也存储在数据库中，或可以存储在电子文件中，或存储为所保存相片的字幕。无声警报系统162给安全保卫站发送前述信息，从而使保安可以逮捕该商店扒手。
本领域技术人员应该理解在不超出本发明范围的情况下，可以得到各种实施例的和改进。
在第一实施例中，由中心站16接收的响应信号12d中的节点标识符参数由标签13包含在响应信号12中。在可替换的实施例中，节点标识符参数可改为由节点14a包含在响应信号中。
在第一实施例给出的入店行窃防止方案中，中心站16检测标签13a被从商店20a移出的时间，并因此而生成报警信号。在可替换的实施例中，可改为由节点14e来检测商品从商店20a的移出，然后生成报警信号，并发送给其节点14a。也就是说，第二节点14e中的读出器(即检测器)检测标签进入走廊22的时间(即从商店20a的第一区域到走廊22中的第二区域)。节点14e可以进一步包括有声警报器，其响应报警信号的生成而发声。在另一实施例中，两个以上节点14可以管理单个区域。
在所描述的自动结账的较佳实施例140中，基于附有标签13的商品被购买，标签13给中心站16发送响应信号12。然后，中心站16包括固定器，其可以从待售商品的标签标识符列表中删除被购买商品所附的标签13的标签标识符，从而固定标签13。在可替换的实施例中，中心站16(或节点14)包括固定器，其基于商品的购买，向标签13发送去激活命令。通常，在发送去激活命令之前，需要收银员150输入具体的代码，并由中心站16进行验证。接收去激活命令的标签13可以设置去激活标志，在设置了去激活标志的情况下，标签13不会发送响应信号12，从而固定标签13。
如果需要，标签13可以被再激活(即当商品被返回时)。收银员150会给中心站16(节点14)发送指令，以便给标签13发送激活命令，该激活命令会复位去激活标志。因此，如果去激活标志不被设置，则标签13会在接收到试探信号10后即发送响应信号12.
第三实施例的无声警报系统162包括数码相机160，用于当商店扒手离开商店时，捕获单幅图像。在另一实施例中，数码相机可以由摄像机来替代，该在读出器30读出RFID标签13时摄像机记录多张图片。在又一实施例中，可以提供连续地记录多张图片的摄像机，信息(例如日期、时间、商品标识符)可以增加到在读出器30读出RFID标签13时所捕获的任意图片上。在再一实施例中，无声报警系统可以包括相机定向工具，用于在捕获图片之前，定向和/或聚焦相机。
根据法条，已经用或多或少具体到结构特征或方法特征的语言对本发明进行了描述。应该理解由于这里所描述的手段包括实施本发明的优选形式，因此本发明不限于示出或描述的具体特征。

Claims (41)

1、一种用于定位射频识别(RFID)标签的RFID网络，该网络包括：
至少一个各包括RF发射机应答器的节点，用于中继来自另一节点或所述RFID标签的信号，所述被中继信号包括可以据之确定所述RFID标签的位置的信息；和
定位器，用于从所述节点接收所述被中继信号，并使用所述信息确定所述RFID标签的位置。
2、如权利要求1所述的RFID网络，其中所述网络包括多个节点，各节点被配置为确定是否中继所述信号。
3、如权利要求2所述的RFID网络，其中所述确定是否中继所述信号是使用所述信号已经被中继经过的节点数目计数来进行的，所述计数包含在所述信号中。
4、如权利要求2所述的RFID网络，其中所述确定是否中继所述信号是使用从创建所述信号起过去的时间来进行的，一时间戳在创建所述信号时被包含在所述信号中。
5、如权利要求1所述的RFID网络，进一步包括检测器，用于使用所确定的所述RFID标签的位置，来检测所述RFID标签是否已从一区域移出。
6、如权利要求5所述的RFID网络，进一步包括警报发生器，用于在检测到所述RFID标签从所述区域移出后，向中继所述信号的所述节点中的第一节点发送报警信号。
7、如权利要求1所述的RFID网络，其中各节点进一步包括在所述节点接收到RF报警信号后即被激活的警报器。
8、如权利要求1所述的RFID网络，其中所述定位器被配置为当在预定的时间段内没有接收到所述被中继的信号时，则生成报警信号。
9、如权利要求1所述的RFID网络，其中所述信息包括与读出所述RFID标签的节点相对应的标识符。
10、如权利要求9所述的RFID网络，其中所述信息被所述RFID标签或读出所述RFID标签的节点包含在所述信号中。
11、如权利要求9所述的RFID网络，其中当确定所述RFID标签的位置时，所述定位器将所述标识符对应到所存储的与所述位置相关联的标识符。
12、如权利要求1所述的RFID网络，其中各发射机应答器以相同的UHF频率接收和中继所述信号。
13、如权利要求1所述的RFID网络，其中各节点被配置为周期性地发送试探信号。
14、如权利要求13所述的RFID网络，其中所述RFID标签被配置为在接收所述试探信号后即创建所述待中继的信号。
15、如权利要求1所述的RFID网络，其中各节点进一步包括RFID读出器，用于从所述RFID标签中读取所述信息。
16、如权利要求15所述的RFID网络，其中所述读出器包括：发射机，用于向所述RFID标签发送试探信号；以及接收机，用于从所述RFID标签接收包含所述信息的响应信号。
17、如权利要求16所述的RFID网络，其中所述读出器包括调度器，用于周期性地发送所述试探信号。
18、一种用于射频识别(RFID)网络的节点，该节点包括：
RF发射机应答器，用于中继来自另一节点或RFID标签的信号。
19、如权利要求18所述的节点，其中从被中继信号所包括的信息能够确定所述RFID标签的位置。
20、如权利要求18所述的节点，其中所述节点被配置为确定是否中继所述信号。
21、如权利要求20所述的节点，其中所述确定是否中继所述信号是使用所述信号被中继经过的节点数目计数来进行的，所述计数包含在所述信号中。
22、如权利要求20所述的节点，其中确定是否中继所述信号是使用从创建所述信号开始过去的时间来进行的，在创建所述信号时将一时间戳包含在所述信号中。
23、如权利要求18所述的节点，进一步包括一在所述节点接收到RF报警信号后激活的警报器。
24、如权利要求18所述的节点，其中所述发射机应答器以相同的UHF频率接收和中继所述信号。
25、如权利要求18所述的节点，进一步包括RFID读出器，用于从所述RFID标签中读取信息。
26、如权利要求25所述的节点，其中所述读出器包括：发射机，用于向所述RFID标签发送试探信号；以及接收机，用于从所述RFID标签接收响应信号。
27、如权利要求26所述的节点，其中所述读出器包括调度器，用于周期性发送所述试探信号。
28、一种用于在射频识别(RFID)网络中定位RFID标签的方法，该方法包括以下步骤：
使用至少一个包括RF发射机应答器的节点中继来自所述RFID标签的RF信号，所述被中继的信号包括能够据之确定所述RFID标签的位置的信息；
从所述节点接收所述被中继的信号；以及
使用包含在所接收信号中的所述信息，确定所述RFID标签的位置。
29、如权利要求28所述的方法，其中在所述中继步骤期间，各节点确定是否中继所述信号。
30、如权利要求28所述的方法，进一步包括以下步骤：使用所确定的所述RFID标签的位置，来检测所述RFID标签是否已从一区域移出。
31、如权利要求30所述的方法，进一步包括以下步骤：以检测到所述RFID标签从所述区域移出为基础，向中继所述信号的所述节点中的第一节点发送报警信号。
32、如权利要求28所述的方法，进一步包括以下步骤：当在预定的时间段内没有接收到所述被中继的信号时，生成报警信号。
33、如权利要求28所述的方法，其中在所述发送步骤之前，所述方法进一步包括以下步骤：从所述节点中的一个节点向所述RFID标签发送试探信号。
34、一种用于检测射频识别(RFID)标签从一区域移出的警报系统，所述系统包括：
至少一个读出器，用于读出位于所述区域内的所述标签；
检测器，用于检测所述标签何时从所述区域移出；和
警报器，用于在所述标签从所述区域移出的情况下生成报警信号。
35、一种用于检测射频识别(RFID)标签从第一区域移出的警报系统，所述系统包括：
第一套读出器，用于读出位于第一区域内的所述标签；
第二套读出器，用于读出位于第二区域内的所述标签，所述第二区域与所述第一区域相邻；和
检测器，用于检测所述标签从所述第一区域移动到所述第二区域的时间。
36、一种结账系统，用于确定分别附有射频识别(RFID)标签的至少一件商品的价格，所述系统包括：
RFID读出器，用于读出各RFID标签，从而确定各商品的标识；和
计算器，用于通过将所确定的各商品的标识与相应的价格进行对应，并对所述商品的价格求和，来计算所述商品的价格。
37、一种警报系统，包括：
射频识别(RFID)读出器；和
照相机，用于当所述读出器读出RFID标签时，捕获至少一张图片。
38、一种用于射频识别(RFID)标签的电源，所述电源包括：
存储电容器，用于存储电荷；
第一二极管，通过所述第一二极管能够将所接收的信号供应给所述存储电容器；和
第二二极管，通过所述第二二极管将电荷从一电池供应到所述存储电容器。
39、一种用于在射频识别(RFID)标签中计算回退的方法，所述方法包括以下步骤：
用素数除存储在所述RFID标签中的被除数；和
获取该除法的余数，从而计算所述回退。
40、一种用于在射频识别(RFID)标签中计算回退时段的方法，所述方法包括以下步骤：
用素数除存储在所述RFID标签中的被除数；和
获取该除法的余数；
将所述余数乘以一时间段，从而计算所述回退时段。
41、一种编程有软件指令的射频识别(RFID)标签，所述软件指令用于根据权利要求39至40中任一项所述的方法来计算所述回退。
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