CN101256618B - 基于rfid的监控系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供有基于RFID的监控系统和方法。对要追踪的项目分配有标签模块，该模块可以用RFID读取器操作。在该系统中，标签模块通过电导耦合与进入点相连，该进入点可以在RFID的RF场中操作。

Description

基于RFID的监控系统和方法
技术领域
本发明涉及射频识别(RFID)技术，具体而言，涉及基于RFID的监控系统和方法。
背景技术
项目跟踪的处理需要每个项目都具有自身的可读信息。传统上，每个项目在本地标记上打印在标签上的可视序列号，或者使用具有机器可读序列号的条形码。当项目放置为以致能可视地观察，或者能用条形码扫描器扫描时，能正确读取此种序列号。然而，人工读取会引起错误。此外，项目可能处于遮蔽物中(例如，柜子)，无法方便地从外部靠近。在该情形下，需要打开遮蔽物，以读取各项目上的序列号。
射频识别(RFID)标签能充当非接触标记。每个RFID标签都具有自身唯一标识或标识符(ID)。RFID标签上的ID由使用RF信号的RFID读取器读取，能用于盘存用途。具有RFID标签的项目能使用标签ID来跟踪。RFID标签可以是有源或无源RFID标签。因为有源RFID标签具有自身内部能源，所以有源RFID标签的用途很广。然而，有源RFID标签尺寸大，价格高。此外，在跟踪遮蔽物中的项目时，无法知道有多少有源RFID标签会响应RFID读取器。另外，在需要读取和所获ID之间可能存在混淆。RFID读取器的操作者可能无法知道遮蔽物中的项目。操作者可能无法知道项目在遮蔽物中的位置。
因此，需要有方法和系统，来改进对项目ID的读取。还需要有方法和系统，来针对盘存用途，改进在多ID中扫描/读取ID的用时。
发明内容
本发明的目的是提供方法和系统，至少消除或减少现有系统的一个缺点/限制。
根据本发明的一个方面，提供有用来监控一个或多个项目的系统。该系统包括主标签，该主标签可以在射频识别(RFID)读取器的射频(RF)场中操作，标记标签是RFID标签并且包括标签模块，该标签模块具有第一天线，该主标签通过该射频识别读取器的射频场提供对该标记标签的访问；第二天线，该第二天线与标记标签的第一天线感应耦合，该第二天线位于该标记标签的内部或外部；以及连接系统，该连接系统用来通过电导耦合分别访问分配给所述一个或多个项目的一个或多个标记标签，该连接系统包括用来将第二天线电导耦合至主标签的电缆，所述一个或多个标记标签中的每一个都包括唯一标识(ID)并可由RFID读取器操作，连接系统与主标签和标记标签电导耦合，以致可以通过电导耦合读取标记标签。
根据本发明的另一个方面，提供有用来监控项目的系统。该系统包括：标记标签，该标记标签包括具有唯一标识(ID)和第一天线的标签模块，该标签模块可以由射频识别(RFID)读取器操作；以及用来访问标签模块的第二天线，该第二天线与电缆电导耦合，该第二天线位于该标记标签的内部或外部，该电缆与主标签耦合，该主标签可以在射频识别(RFID)读取器的射频(RF)场中操作，该主标签通过该射频识别读取器的射频场提供对该标记标签的访问，第二天线与第一天线感应耦合，以致标签模块可以通过电导耦合读取。
根据本发明的再一个方面，提供有监控一个或多个项目的方法。该方法包含以下步骤：分别对一个或多个项目分配一个或多个标记标签，该一个或多个标记标签每一个都是RFID标签并且各自包括标签模块，该标签模块具有唯一标识(ID)和第一天线，标记标签可由射频识别(RFID)读取器操作；以及通过电导耦合由主标签访问一个或多个标记标签，访问一个或多个标记标签的步骤包括：由RFID读取器访问主标签，主标签与具有电缆的连接系统耦合，该电缆电导耦合主标签与第二天线，该主标签可以由RFID读取器操作，该第二天线用来通过与第一天线感应耦合访问一个或多个标记标签，该第二天线位于该标记标签的内部或外部，以及通过主标签用RFID读取器读取一个或多个标记标签，读取一个或多个标记标签的步骤包括从RFID读取器经由主标签和电缆将用于读取标签信息的信号传输到标记标签。
此发明内容不必说明本发明的所有特征。
附图说明
参照附图，通过以下说明，本发明的上述或其他特征将更为明显，其中：
图1是示意图，说明本发明实施例所对应的监控系统的示例；
图2是示意图，说明图1的标记标签的示例；
图3是示意图，说明图1的主标签的示例；
图4是示意图，说明RFID读取器，主标签与标记标签之间耦合的示例；
图5是示意图，说明图1的主标签的另一示例；
图6是示意图，说明RFID读取器，主标签与标记标签之间耦合的另一示例；
图7A是透视图，说明标记标签的分层结构示例；
图7B是示意图，说明图7A的一层；
图7C是示意图，说明图7A的另一层；
图8是示意图，说明图1的系统适用的典型情况；
图9是流程图，说明图1的监控系统的操作方法示例；
图10是流程图，说明图1的监控系统的读模式操作方法示例；
图11是流程图，说明图1的监控系统的写模式操作方法示例；
图12是示意图，说明本发明另一实施例所对应的监控系统的示例；
图13是示意图，说明图12的系统适用的典型情况；以及
图14是示意图，说明本发明另一实施例所对应的监控系统的示例。
具体实施方式
图1说明本发明实施例所对应的监控系统2的示例。系统2包括主标签4与一组标记标签6。标记标签6是包含唯一ID的标签。标记标签6应用于要跟踪的项目。主标签4是进入点，通过RFID读取器的RF场，提供对一组标记标签6的访问。在以下说明中，术语“监控”，“跟踪”和“追踪”可以互换使用。在以下说明中，“6”可以表示“(单个)标记标签”或“多个标记标签”。
每个标记标签6都物理地通过有线连接系统8，连接到主标签4。有线连接系统8是电导耦合模块，用来在主标签4与标记标签6之间进行耦合。在以下说明中，术语“连接(或连接到)”，“耦合(或耦合到)”以及“链接(或链接到)”可以互换使用，并能表示两个或多个元件直接或间接地互相接触。
有线连接系统8包括电缆10，可分离地连接到标记标签6。有线连接系统8可以包括连接模块14，用来分派标记标签6上的信号。连接模块4可以是接线盒(例如，图4，6，和8的14A)。接线盒允许将标记标签6的所有联系汇集到单个主标签4。
有线连接系统8可以进一步包括电缆12，用来将主标签4连接到连接模块14。然而在另一个示例中，主标签4可以直接有线连接到标记标签6，而不使用连接模块14。
电缆10可以是双绞线电缆或同轴电缆。电缆12可以是双绞线电缆或同轴电缆。同轴电缆对标签提供长程有线通信线。
主标签4可以在RFID读取器的RF场中操作(例如，图4，6，和8的50)。当主标签4在RFID读取器的RF场中时，主标签6通过有线连接系统8激活。从RFID输出的数据信号传输到主标签4，然后通过有线连接系统8到标记标签。标记标签6包含可读/可写信息(例如，ID，要跟踪项目的相关信息)。从标记标签6读取的信息通过有线连接系统8，传输到主标签4。
系统2允许通过主标签4，“在传输过程中”自动读取标记标签6中储存的信息。此外，标记标签6通过主标签4修复。标记标签6中储存的信息通过主标签4重置。标记标签6通过单个进入点，即主标签4控制。
举例来说，标记标签6可以用来标记外壳(例如，容器，盒子)中的项目，无法从外壳外部方便地访问该项目。在该情形下，主标签4放置在能方便读取的位置，并用来从标记标签6收集信息。标记标签6和对应项目通过主标签4即时检查并跟踪。标记标签6可分离地连接到有线连接系统8。因此，可以用新项目及其新标签，分别方便地代替该项目及其标记标签。
在图1中，显示有六个标记标签。然而，标记标签6的数量不限于六个，可以根据系统设计和需要改变。在图1中，显示有一个主标签4。然而，主标签4的数量不限于一个，可以根据系统设计和需要改变。在另一示例中，一个主标签4能够以一对一的关系，连接到一个标记标签6。
以下详细说明图1的标记标签6。图2说明图1的标记标签6的示例。参照图2，标记标签6包括标签模块20。标签模块20包括天线系统，该系统具有主天线22和芯片24。主天线22可以是线圈天线。芯片24具有唯一地址，并能通过标签协议寻址。标签模块20通过主天线22访问。
标记标签6进一步包括副天线30。副天线30可以是线圈天线。副天线30可以与主天线22相同或相似。副天线30连接到电缆10。副天线30物理地位于主天线22附近，然而，并不电学地连接到主天线22。
主天线22和副天线30感应耦合，具有与变压器相似的功能。主天线22和副天线30放置为，以致穿过一个天线的磁场将以相同方式穿过另一天线。副天线30打开的谐振频率与主天线22相同。所有能量/信号都能从一个天线传到另一天线。
标签模块20使用电缆10与RFID读取器通信(例如，图4，6，和8的50)。标签模块20可以通过副天线30，主天线22或其组合，使用RF信号与RFID读取器通信。对于RFID读取器与标记标签之间的通信，可以使用“标签首先对话(TTF)”协议或“读取器首先对话(RTF)”协议。标签模块20使用RFID电路的标准设计，并根据ISO标签标准运行，例如ISO 15693协议。
标签模块20是无源RFID标签。标签模块20基于通过电缆10收到的信号，或者直接由标记标签6(例如，主天线22，副天线30)收到的信号，驱动自身能量。
标签模块20可以是RFID读取标签或RFID读/写标签，可以由RFID读取器操作。芯片24包括存储器26和逻辑部件28，该部件用来从存储器26读取，或者读写存储器26。存储器26包括多个存储块，都可以选择性读取或者可读可写。在图2中，显示有三个存储块26A，26B和26C。然而，存储块的数量可以根据系统设计和需要改变。存储器26可以包括一个存储块。存储器26储存唯一ID，作为标签的唯一地址。RFID读取器使用分配给标记标签6的唯一ID，识别标签或标签附着的项目，以及选中标签。存储器26可以进一步存储数据，例如时间相关信息(例如，日期)，和项目或标签的信息(例如，配置)。
存储器26可以包括只读存储器(ROM)，随机读写存储器(RAM)和非易失性可编程存储器。非易失性可编程存储器可以具有诸多形式，例如电擦除可编程只读存储器(EEOROM)。
在图2中，分离显示主天线和芯片24。然而，主天线22和芯片24可以集成到一个电路板中，并能物理地或电学地或磁学地互相接触。在图2中，分离显示存储器26和逻辑部件28，然而，存储器26和逻辑部件28可以集成到一个单集成电路中。
副天线30通过连接器32连接到电缆10。连接器32附着到电缆10。标记标签6可分离地连接到连接器32，以致标记标签6能方便地从连接器32分离，并能用新标记标签代替。为了代替，操作者将连接器32插到新标记标签6。在另一示例中，副天线30可以直接连接到电缆10，而不是用连接器32。
标签模块20和副天线30在封装34中，并形成单独模块。然而，在另一示例中，副天线30可以与标签模块20分离，单独提供，并在封装34之外。
以下详细说明图1的主标签。主标签4包括连接到电缆12的天线，并且可以没有RF标签功能(图3)。除天线外，主标签4可以包括完整的标准RFID标签(图5)。
图3说明图1的主标签4的示例。图3的主标签4A包括天线40A。天线40A通过连接器42与电缆12耦合。连接器42可以与图2的连接器32相同或相似。主标签4A可以可分离地连接到连接器42。在另一示例中，主标签4A可以直接连接到电缆12。天线40A可以在印刷电路板(PCB)上或者在封装中(44)。天线40A可以是线圈天线。天线40A可以与图2的副天线30相同或相似。
图4说明RFID读取器，主天线4A与标记标签6之间的耦合示例。图4的RFID读取器50包括用来与标签通信的天线52，和读取器电路54。天线52可以是线圈天线。RFID读取器50可以包括电池，天线52可以是电池供电。RFID读取器50实施标签读操作。RFID读取器50可以实施标签写操作。主标签4A的天线40A与RFID读取器天线52感应耦合。在以下说明中，“天线52”与“RFID读取器天线52”可以互换。
标记标签6通过有线连接系统8A与主标签4A通信。有线连接系统8A对应于图1的有线连接系统8，并包括接线盒14A。接线盒4A对应于图1的连接模块14。接线盒14A可以是纯连接盒，或者可以由电子组件(例如，电容和电感)制成，用来将信号对各个标记标签6分成多个频道。接线盒14A是有源装置，可视为信号分配器。
在图4中，显示有两个标记标签6。然而，标记标签6的数量不限于两个，可以根据系统设计和需要改变。在图4中，显示有一个主标签4A。然而，主标签4A的数量不限于一个，可以根据系统设计和需要改变。系统可以包括多个标记标签4A，各自与不同的标记标签6组耦合。
RFID读取器天线52产生电磁场。当主标签4A在电磁场中时，标记标签6通过有线连接系统8A(电导耦合)激活(供电)。基于来自RFID读取器50的输出，高频(HF)信号从主标签4A传播到各标记标签6的副天线30。来自RFID读取器50的数据信号通过有线连接系统8A传输到标记标签6。从标记标签6的标签模块(图3的20)读取的信息通过有线连接系统8A传输到主标签4A。主标签4A与RFID天线52耦合。因此，RFID读取器50通过主标签4A，接收从标记标签6读取的信息。
在图4中，标记标签6使用主标签4A与RFID读取器50通信。然而，标记标签6可以直接与RFID读取器50通信。在图4中，主标签4A通过接线盒14A连接到标记标签6。然而，主标签4A可以直接连接到标记标签6。
图5说明图1的标记标签4的另一示例。图5的主标签4B包括副天线40B和标签模块60。副天线40B可以与图3的天线40A相同或相似，并且可以为线圈天线。标签模块60可以与图2的标签模块20相同或相似。标签模块60包括天线系统，该系统具有主天线62和芯片64。主天线62可以与图2的主天线22相同或相似，并且可以为线圈天线。芯片64可以与图2的芯片24相同或相似。芯片64具有唯一地址，并能通过标签协议唯一寻址。标签模块60通过主天线62访问。
副天线40B物理地位于主天线62附近，以实现感应耦合，然而，并不电学地连接到主天线62。主天线62和副天线40B具有与变压器相似的功能。主天线62和副天线40B放置为，以致穿过一个天线的磁场将以相同方式穿过另一天线。副天线40B打开的谐振频率与主天线62相同。所有能量/信号都能从一个天线传到另一天线。
标签模块60可以是RFID读取标签或RFID读/写标签，可以由RFID读取器操作(例如，图4，6，和8的50)。标签模块60可以是无源标签或者包括电池的有源标签。
芯片64包括存储器66和逻辑部件68，该部件用来从存储器66读取，或者读写存储器66。存储器66包括多个存储块，都可以选择性读取或者可读可写。在图5中，显示有三个存储块66A，66B和66C。然而，存储块的数量可以根据系统设计和需要改变。存储器66可以包括一个存储块。储存器66储存唯一ID，作为标签的唯一地址。RFID读取器使用分配给标记标签6的唯一ID，识别标签或标签附着的项目，以及选中标签。存储器66可以进一步储存数据，例如时间相关信息(例如，日期)，和项目或标签的信息(例如，配置)。
标签模块60可以通过主天线62或通过副天线40B，直接与RFID读取器通信。对于RFID读取器与标签模块60之间的通信，可以使用“标签首先对话(TTF)”协议或“读取器首先对话(RTF)”协议。标签模块60使用RFID电路的标准设计，并根据ISO标签标准运行，例如ISO 15693协议。
在图5中，分离显示主天线62和芯片64。然而，主天线62和芯片64可以集成到一个电路板中，并能物理地或电学地或磁学地互相接触。在图5中，分离显示存储器66和逻辑部件68，然而，存储器66和逻辑部件68可以集成到一个单集成电路中。
标签模块60和副天线40B在封装70中，并形成单独模块。然而，在另一示例中，副天线40B可以与标签模块60分离，单独提供，并在封装70之外。
图6说明RFID读取器，主标签4B与标记标签6之间耦合的示例。在图6中，主天线62与副天线40B可以在一个封装中形成单个模块(例如，图5的70)，或者可以是不同模块。RFID读取器天线52，主标签4B的主天线62和主标签4B的副天线40B密切感应耦合，以致任何从一个天线发射的能量或数据信号都将被其他天线收到。在该示例中，主标签4B的ID表示一组标记标签6。
标记标签6通过有线连接系统8A与主标签4B通信。主标签4B的副天线40B与标记标签6的副天线30电导耦合。
在图6中，显示有两个标记标签6。然而，标记标签6的数量不限于两个，可以根据系统设计或需要改变。在图6中，显示有一个主标签4B。然而，主标签4B的数量不限于一个，可以根据系统设计或需要改变。系统可以包括多个主标签4B，并且各主标签4B的ID可以代表不同的标记标签6组。
当RFID读取器50输出RF信号时，因为靠近，主天线62和副天线40B都接收RF信号。RFID读取器50作为发射器，主标签4B中的两个天线40B和62作为接收器或双副天线。类似于具有三个线圈天线的变压器。
当标记标签6通过有线连接系统8A(电导耦合)激活时，从标记标签6读取的任意编码都将通过有线连接系统8A，传输到主标签4B的副天线40B。副天线40B耦合到主天线62和RFID读取器52。因此，RFID读取器50接收从标记标签6读取的信息。RFID读取器6可以接收从主标签4B的标签模块(60)读取的信息。
RFID读取器50同时与主标签4B中的主天线62和副天线40B通信。此后，这些天线之间的耦合取决于几何平衡，例如其线圈尺寸和线圈直接的距离。RFID读取器50可以之间或间接地与副天线40B，主天线62或其组合通信。
主天线62可以是大线圈。在该示例中，大线圈(主天线)62抓取RFID读取器50产生的能量，然后将其传输到副天线40B。由于人为/实际原因，RFID读取器天线52与主天线62之间的距离，或者RFID读取器天线52与副天线40B之间的距离，可以大于主天线62与副天线40之间的距离。
在图6中，标记标签6使用主标签4B，通过有线电缆(电导耦合)8A与RFID读取器50通信。然而，标记标签6可以直接与RFID读取器50通信。在图6中，主标签4B通过接线盒14A连接到标记标签6。然而，主标签4B可以直接连接到标记标签6。
参照图1，系统2使用同时多点访问功能，称为多标签操作的防冲撞算法。该标签防冲撞功能可以在标签/读取器协议中实施，该协议允许用时间分隔系统，依次对所有标签寻址。举例来说，系统2可以采用标准ISO 15693-3所对应的防冲撞机制。
RFID读取器(例如，图4，6，和8的50)具有RFID标签协议，定义如何对特定标签寻址，如何读取ID，或者如何读取特定标签的特定存储块。所有上述协议都是标准标签协议的一部分。所有标签都激活，然而，可以实现对特定地址的选择性读/写。
图7A到7C说明图1的标记标签6的结构示例。图7A到7C的标签用多层PCB 80制成。在图7A到7C中，PCB 80具有两层82和84。在PCB的一侧，即一层82，其上有芯片86和主线圈88。在PCB的另一侧，即另一层84，其上有副线圈80和具有连接器的接线端92。芯片86对应于图2的芯片24。主线圈88对应于图2的主天线30。副线圈90对应于图2的副天线30。主线圈88和副线圈90感应耦合。副线圈90通过接线端92连接到电缆。连接器92对应于图2的连接器32。连接器92可以是小型表面贴装器件(SMD)类型的连接器，用来将PCB上的层84连接到双线(例如，图1的电缆10)。在第一层82和第二层82之间没有接线。
本领域的普通技术人员将明白主线圈88和副线圈90的表示只是示意，主线圈88和副线圈90的实际配置可以采用多种配置。
在该示例中，标签的接口在连接器水平上实现，并且标签及其相关副天线设计在同一单元组件中。一旦连接器92连接到主标签，标记标签6就激活，并且HF信号通过连接器92传播到线缆(电导耦合)中。
图5的主标签4B可以具有与图7A到7C中相同或相似的结构。在该示例中，主线圈88对应于图5的主天线62，芯片86对应于图5的芯片64，副线圈90对应于图5的副天线40B，并且连接器92对应于图5的连接器42。
图8说明图1的系统2适用的典型情况。在图8中，标记标签6放置在要跟踪的项目100上。项目100可以是，但不限于，电子板，形成一个组件的组装单元，或机械零件。项目100在外壳102中。外壳102可以是，但不限于，封闭电子盒，封闭金属盒，或电子柜，以致RF信号可能无法通过外壳102。
标记标签6通过有线连接系统8A连接到主标签4。主标签4可以是图3的主标签4A或图5的主标签4B。在图8中，接线盒14A位于外壳102之中。然而，接线盒14A可以位于外壳102之外。
主标签4放置在RFID读取器50可以方便地读取的位置。RFID读取器50可以是手持RFID读取器或者具有RFID读取器功能的固定读取站。RFID读取器50可以与外部基于计算机的装置通信，并使用有线或一些其他无线无线电协议，与基于计算机的装置通信。RFID读取器50可以包括用户界面，例如显示器，输入装置和声音装置。
在图8中，主标签4安装在外壳102的外侧。在另一示例中，主标签4可以在外壳102之外，并与外壳102分离。连接到主标签4的电缆12在外壳102内侧。
RFID读取器50通过其天线52，发送RF能量到主标签4。主标签4通过有线连接系统8A，将该能量传输到标记标签6。一旦标记标签6被唤醒，RFID读取器50就通过主标签4与标记标签6通信，并能根据标签通信协议，对特定标记标签或特定标记标签的特定存储块寻址。
在一个示例中，在RFID读取器50的控制下，扫描并报告所有标记标签的ID。在另一示例中，在RFID读取器50的控制下，扫描并报告各标签存储器中(例如，图2的存储块26A，26B，或26C)储存的特定字段。在再一示例中，在RFID读取器50的控制下，扫描并报告特定标签的特定存储字段。
标记标签6与项目100相关的识别信息和特定信息被收集到主标签4。因此，可以读取标记标签6中的信息，而无需打开外壳102。
外壳102可以是火车或汽车中的保护罩，电子柜(以下称为柜102)。主标签4可以放置在火车或汽车之下，或者火车或汽车的一侧或顶部。
当更新柜102中项目100的序列号列表时，通过主标签4读取标记标签6的所有ID。在执行特定维护操作之后，RFID读取器50的操作者可以通过主标签4，更新标记标签的特定字段。
当重置项目100时，操作者从标记标签6移除连接器(例如，图2的32，图7A到7C的92)，并用适应于合适新标记标签的新项目代替项目100。操作者将连接器重新连接到新的标记标签。当系统跟踪新项目时，将读取新标记标签上的信息。
图9说明图1的系统2的操作方法示例。参照图1和图9，RFID读取器(例如，图4，6，和8的50)放在主标签4附近(步骤110)。RFID读取器发送RF能量到主标签4，主标签4通过有线连接系统8，将该能量传输到标记标签6。连接到主标签4的标记标签6加电，并准备与RFID读取器通信(步骤112)。RFID读取器发出标签盘点命令(步骤114)。各标记标签6使用其唯一ID做出响应(步骤116)。如果发生冲撞，RFID读取器检测该冲撞。冲撞通过防冲撞机制解决。一直实施防冲撞处理，直到不再有冲撞，并且RFID读取器识别连接到主标签4的所有标记标签(步骤118)。一旦RFID读取器已经盘点连接到主标签4的所有标记标签(步骤118)，RFID读取器可以通过主标签4访问单个标记标签，以进行读取或读写操作。
在图9中，主标签4(例如，图5的4B)可以使用其唯一ID，根据防冲撞机制，响应RFID读取器。
在图9中，标记标签6的操作是通过主标签4。然而，在另一示例中，标记标签6可以直接响应RFID读取器。在该示例中，标记标签6放置在RFID读取器的RF场中。标记标签6的加电是通过从RFID读取器直接接收的信号。RFID读取器直接获取标记标签6的ID。
图10说明图1的系统2的读模式操作示例。参照图1和10，RFID读取器(例如，图4，6，和8的50)具有标记标签6的ID。主标签4在RFID读取器的RF场中。RFID读取器发送寻址模式读命令到特定标记标签6，和特定标记标签6中的特定存储块(步骤120)。分配给每个标记标签的唯一ID是用来访问该特定标记标签。RFID读取器通过主标签4，接收从特定标记标签6的特定存储块读取的信息(步骤122)。举例来说，寻址模式读命令是基于ISO 15693-3标签协议。
在图10中，RFID读取器可以使用标签的唯一ID，从主标签4(例如，图5的4B)读取信息。
在图10中，标记标签6的操作是通过主标签4。然而，在另一示例中，RFID读取器可以直接从标记标签6读取信息。在该示例中，标记标签6放在RFID读取器的RF场中。
图11说明图1的系统2的写模式操作示例。参照图1和11，RFID读取器(例如，图4，6，和8的50)具有标记标签6的ID。主标签4在RFID读取器的RF场中。RFID读取器发送寻址模式写命令到特定标记标签6，和特定标记标签6中的特定存储块(步骤124)。分配给每个标记标签的唯一ID是用来访问该特定标记标签。为了确认，RFID读取器发送寻址模式读命令以检查读取已经完成(步骤126)，类似于图10的步骤120。RFID读取器通过主标签4，接收从特定标记标签6的特定存储块读取的信息(步骤128)，类似于图10的步骤122。举例来说，寻址模式读命令和寻址模式写命令是基于ISO 15693-3标签协议。
在图11中，RFID读取器可以使用标签的唯一ID，实施主标签4(例如，图5的4B)上的读写操作。
在图11中，标记标签6的操作是通过主标签4。然而，在另一示例中，RFID读取器可以直接在标记标签6上写信息。在该示例中，标记标签6放在RFID读取器的RF场中。
图12说明本发明另一实施例所对应的监控系统150的示例。系统150包括副天线152，用于一个或多个标记标签154，以及有线连接系统160，用于连接副天线152和主标签4。副天线152可以是线圈天线。标记标签154适用于要追踪的项目。在以下说明中，“154”可以代表“(单个)标记标签”或者“(一组)标记标签”。
标记标签154可以与图2的标签模块20相同或相似。标记标签54包含主天线(例如，图13的156)和RF标签功能。标记标签154在其存储块中包含可读信息或者可读/可写信息，例如，唯一ID。标记标签154不包括副天线。
副天线152可以与图2的副天线30相同或相似。各标记标签154的副天线152和主天线(例如，图13的156)通过感应耦合互相耦合。
有线连接系统160包括连接到副天线152的电缆162。电缆162可以是可分离地连接到副天线152。有线连接系统160可以包括连接模块164，用来将电缆162连接到主标签4。连接模块164可以与图1的连接模块14相同或相似。连接模块164可以是接线盒(例如，图4，6，和8的14A)。有线连接系统160可以进一步包括电缆166，用来将主标签4连接到电缆162。在另一示例中，主标签4可以直接有线连接到副天线152，而不使用连接模块164。电缆162可以是双绞线电缆或同轴电缆。电缆166可以是双绞线电缆或同轴电缆。有线连接系统160可以与图1的有线连接系统8，或者图4，6，和8的8A相同或相似。
在图12中，显示有一个主标签4。然而，主标签4的数量不限于四个，可以根据系统设计和需要改变。在图12中，显示有一个副天线152。然而，副天线152的数量不限于一个，可以根据系统设计和需要改变。在另一示例中，一个主标签4可以连接到多个副天线152。在图12中，显示有三个标记标签154。然而，这些标记标签154只是代表。在图12中，显示有一个电缆162。然而，电缆162的数量不限于一个，而是取决于副天线152的数量。多个电缆162可以通过连接模块164连接到主标签4。
系统150可以包括多个副天线152和多个主标签4，每个主标签4可以表示一个副天线152或一组副天线152。
图13说明图12的系统150适用的典型情况。标记标签153分配到要追踪的项目100。举例来说，标记标签154被放置到项目100的框架上。副天线152位于特定位置/场所。当要被跟踪时，项目100移动到与副天线152的特定位置相关的某个区域中。当项目100接近并移动进入该区域，将在副天线152和标记标签154之间建立链接。标记标签154通过副天线152(感应耦合)可见。
举例来说，标记标签154是无源标签。标记标签154由通过有线连接系统160或副天线152收到的，或者在其天线156直接收到的信号加电。
标记标签154是RFID只读标签或者RFID读写标签。RFID读取器(例如，图4，6，和8的50)可以在标记标签154上实施操作处理，类似于图9到11。RFID读取器通过主标签4访问标记标签154。RFID读取器可以直接操作标记标签154。RFID读取器可以使用标签协议，读取或读/写标记标签154中的存储块。RFID读取器可以使用标签协议(例如，ISO 15693-3)，读取或读/写特定标记标签154中的特定存储块。
在上述实施例中，标记标签(即，图2的6，图13的154)使用副天线(即，图2的30，图13的152)，与RFID读取器通信，其中副天线直接连接到有线连接系统(即，图2的8，图13的160)。在再一实施例中，标记标签的标签天线直接连接到有线连接系统，如图14所示。
图14说明本发明再一实施例所对应的监控系统18的示例。系统180包括一组标记标签182。标记标签182包括包含唯一ID的标签模块。标记标签182可以是RFID只读标签或RFID读/写标签。标记标签182可以采用RFID电路的标准设计，并根据ISO标签标准(例如，ISO 15693协议)运行。标记标签182适用于要追踪的项目。
各标记标签182具有标签天线184和芯片186。标签天线184和芯片186形成单个标签模块。标记标签182通过标签天线184访问。标签天线184可以是线圈天线。芯片186具有唯一地址，并能通过标签协议(例如，ISO 15693协议)唯一地寻址。
标签天线184物理地连接到电缆10。标签天线184可以通过类似于图3连接器32的连接器，可分离地连接到电缆10。标记标签182通过有线连接系统8与RFID读取器(例如，图4，6，和8的50)通信。标记标签182可以通过主标签4读取和写入。标记标签182通过主标签4控制。
在图14中，分离显示标签天线184和芯片186。然而，标签天线184和芯片186可以集成到一个电路板中，并且可以物理地或者电学或磁学地互相接触。
标记标签182可以与图2的标签模块20相同或相似。标签天线184可以与图2的主天线22相同或相似。芯片186可以与图2的芯片24相同或相似，并包括逻辑电路和具有一个或多个存储块的存储器。RFID读取器可以使用标签协议(例如，ISO15693-3)，读取或读/写特定标记标签154中的特定存储块。图14的系统180可以根据图9到11的步骤运行。
标记标签182是无源RFID标签。标记标签182基于通过电缆10收到的信号，或者标签天线184直接收到的信号，驱动其能量。
在图14中，显示有三个标记标签182。然而，标记标签182的数量不限于三个，可以根据系统设计或需要改变。在图14中，显示有一个主标签4。然而，主标签4的数量不限于一个，可以根据系统设计或需要改变。在另一示例中，主标签4能够以一对一的关系，连接到一个标记标签182。
上述实施例中的主标签4可以与主标签182相同或相似。主标签4的标签天线可以直接连接到有线连接系统(即，图1和14的8，图12的160)。图1和14的有线连接系统8可以与图12的有线连接系统160相同或相似。系统180可以包括图12的有线连接系统160。
本发明已经参照一个或多个实施例进行说明。然而，对本领域的技术人员而言，可以进行一些改变和修改，而不其背离本发明的范围，该发明范围由附加的权利要求定义。

Claims (29)

1.一种用来监控一个或多个项目的系统，其特征在于，包含：
主标签，该主标签可以在射频识别读取器的射频场中操作，标记标签是射频识别标签并且包括标签模块，该标签模块具有第一天线，该主标签通过该射频识别读取器的射频场提供对该标记标签的访问；
第二天线，该第二天线与标记标签的第一天线感应耦合，该第二天线位于该标记标签的内部或外部；
连接系统，该连接系统用来通过电导耦合分别访问分配给所述一个或多个项目的一个或多个标记标签，该连接系统包括用来将第二天线电导耦合至主标签的电缆，所述一个或多个标记标签中的每一个都包括唯一标识并可由射频识别读取器操作，连接系统与主标签和标记标签电导耦合，以致可以通过电导耦合读取标记标签。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中数据信号、能量或其组合通过电导耦合可从射频识别读取器传输到标记标签。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，其中所述一个或多个标记标签中的每一个可以通过电导耦合用射频识别读取器写入。
4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，其中所述用来监控一个或多个项目的系统采用防冲撞机制。
5.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，其中所述一个或多个标记标签中的每一个包含无源标签模块。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中连接系统的电缆包含可连接到主标签的第一电缆，以及用于所述一个或多个标记标签的一个或多个第二电缆，该第二电缆可连接到第二天线。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中第二天线和/或主标签可拆卸地连接到所述电缆。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，其中所述连接系统包含接线盒，用来将所述一个或多个第二电缆连接到主标签。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中射频识别读取器在固定射频识别读取设备中。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中射频识别读取器是手持射频识别读取器。
11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中主标签包含第一天线，并且其中主标签的第一天线与连接系统的电缆电导耦合并能用射频识别读取器访问。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，其中主标签包含读取标签模块或读/写标签模块，该模块可以用射频识别读取器操作并具有第二天线，并且其中主标签的第二天线与主标签的第一天线感应耦合并能用射频识别读取器访问。
13.一种用来监控项目的系统，其特征在于，包含：
标记标签，该标记标签包括具有唯一标识和第一天线的标签模块，该标签模块可以由射频识别读取器操作；以及
用来访问标签模块的第二天线，该第二天线与电缆电导耦合，该第二天线位于该标记标签的内部或外部，该电缆与主标签耦合，该主标签可以在射频识别读取器的射频场中操作，该主标签通过该射频识别读取器的射频场提供对该标记标签的访问，第二天线与第一天线感应耦合，以致标签模块可以通过电导耦合读取。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，其中数据信号、能量或其组合通过电导耦合可从射频识别读取器传输到标记标签。
15.如权利要求13或14所述的系统，其特征在于，其中标记标签可以通过第二天线写入。
16.如权利要求13或14所述的系统，其特征在于，其中所述系统采用防冲撞机制。
17.如权利要求15所述的系统，其特征在于，其中标签模块包含无源标签模块。
18.如权利要求1或13所述的系统，其特征在于，进一步包含连接器，用来将第二天线可拆卸地连接到电缆。
19.如权利要求13所述的系统，其特征在于，其中射频识别读取器在固定射频识别读取设备中。
20.如权利要求13所述的系统，其特征在于，其中射频识别读取器是手持射频识别读取器。
21.如权利要求1或13所述的系统，其特征在于，其中标签模块和第二天线形成单个模块。
22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，其中单个模块包含分层结构，该分层结构包含第一层和第二层，并且其中第一层包含第一天线，第二层包含第二天线。
23.如权利要求1或13所述的系统，其特征在于，其中第二天线可拆卸地连接到主标签。
24.一种监控一个或多个项目的方法，其特征在于，包含以下步骤：
分别对一个或多个项目分配一个或多个标记标签，该一个或多个标记标签每一个都是射频识别标签并且各自包括标签模块，该标签模块具有唯一标识和第一天线，标记标签可由射频识别读取器操作；以及
通过电导耦合由主标签访问一个或多个标记标签，访问一个或多个标记标签的步骤包括：
由射频识别读取器访问主标签，主标签与具有电缆的连接系统耦合，该电缆电导耦合主标签与第二天线，该主标签可以由射频识别读取器操作，该第二天线通过与第一天线感应耦合来访问一个或多个标记标签，该第二天线位于该标记标签的内部或外部，以及
通过主标签用射频识别读取器读取一个或多个标记标签，读取一个或多个标记标签的步骤包括从射频识别读取器经由主标签和电缆将用于读取标签信息的信号传输到标记标签。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，其中射频识别读取器在固定射频识别读取设备中，访问一个或多个标记标签的步骤包含将具有标记标签的项目设置在第二天线的相关位置中，并用射频识别读取器读取主标签。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，其中射频识别读取器是手持射频识别读取器，访问主标签的步骤包含：
将手持射频识别读取器或主标签设置成使得主标签在射频识别读取器的RF场中，并用手持射频识别读取器读取主标签。
27.如权利要求24所述的方法，其特征在于，其中访问一个或多个标记标签的步骤包含以下步骤：
通过电导耦合将数据信号、能量或其组合从射频识别读取器传输到标记标签。
28.如权利要求24所述的方法，其特征在于，其中访问一个或多个标记标签的步骤包含以下步骤：
通过电导耦合实施读操作、写操作或其组合。
29.如权利要求24所述的方法，其特征在于，其中访问一个或多个标记标签的步骤包含以下步骤：
根据防冲撞协议与一个或多个标记标签通信。
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