CN102194298B - 去激活和激活电子物品监控系统(eas)设备的方法和eas设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于电子物品监控系统EAS的设备，所述设备除了诸如RFID之类用于与通信站进行无接触通信的应答器之外，还包括谐振电路，所述谐振电路典型被设计为工作在8.2MHz。RFID应答器可以提供信号使谐振电路去调谐以禁用EAS，并且可选地提供另外的信号以调谐或重新调谐谐振电路以启用或重新启用EAS。优选地，利用相变存储器材料来实现去调谐和调谐或重新调谐，所述相变存储器材料被配置为一种具有不同电阻的两种状态的可编程开关。

Description

去激活和激活电子物品监控系统(EAS)设备的方法和EAS设备
技术领域
本发明涉及电子物品监控系统设备。进一步涉及激活和去激活电子物品监控设备的方法。
背景技术
广泛使用类型的电子物品监控系统(EAS)基于RF技术，并利用工作于约8.2MHz电磁频谱的专用部分的谐振电路。当激活的EAS标记(下文也称之为标签)经过包括适当天线的门时，谐振电路改变了磁场，因此可以检测到EAS标记的存在。
例如，这样的技术在通常用于将EAS标记附着在零售商店将要出售的物品上。当物品在售卖终端(POS)处出售时，可以去激活EAS标记，于是其允许顾客携带仍附着EAS标记的物品通过位于零售商店的出口附近的门，而不会触发警报。顾客在EAS标记未被去激活时任何试图通过门的尝试将导致警报触发，从而提醒零售商可能尝试偷窃物品的行为。
与通信站进行无接触通信的应答器(也被称作RFID)还被广泛使用在零售物品上。RFID标记通常粘贴在大范围的零售产品上，并且可用于后勤目的，如项目跟踪和存货控制。然而，与8.2MHz的主要EAS频率相比，不同的频带分配给了RFID应用；这些频率包括125kHz、13.56MHz、865MHz(适用于欧洲，在美国等同频带为约920MHz)和2.45GHz。
去激活EAS标记的常规方法是产生高磁场，该高磁场“烧断”谐振电路内的保险丝。谐振电路典型地因此而开路，并且不再能够改变门内的磁场。备选地且更频繁地，例如可以通过烧断例如两个电容板之间的电介质的绝缘体而造成短路。然而，由于这些去激活依赖于谐振电路内的机械破坏，其并不可靠，并且EAS标记在烧断的保险丝的末端接触时可重新激活。
此外，去激活(至少有意地)是不可逆的，在这种情况下一旦去激活EAS标记，则不能重新激活，因此不可能重新使用EAS标记。
对于EAS标记，存在这样的需求，使其不会遭遇或只在很小程度上遭遇上述缺点。
发明内容
本发明的一个目的是，提供一种EAS，不会遭遇或只在有限程度内遭遇上述缺点。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于电子物品监控系统的设备，所述设备包括与通信站进行无接触通信的应答器和谐振电路，其中谐振电路被配置为呈现第一谐振特性或第二谐振特性，并且所述设备被配置为响应于应答器的第一信号，从第一谐振特性和第二谐振特性中的一个改变到第一谐振特性和第二谐振特性中的另一个。
在实施例中，谐振电路包括电开关，所述电开关具有第一电阻和比第一电阻高的第二电阻，当开关具有第一电阻时谐振电路呈现第一谐振特性，以及当开关具有第二电阻时谐振电路呈现第二谐振特性。
优选地，电开关包括相变存储器材料，所述相变存储器材料具有相对晶体的第一状态和相对非晶体的第二状态，并且当相变存储器材料处于第一状态时电开关呈现第一电阻，以及当相变存储器材料处于第二状态时电开关呈现第二电阻。
在实施例中，相对于第一谐振特性，第二谐振特性具有更低的Q因子和不同的谐振频率中的至少一个，从而损坏电子物品监控系统设备的使用。
在实施例中，设备进一步被配置为响应于应答器的第二信号，从第一谐振特性和第二谐振特性中的另一个改变到第一谐振特性和第二谐振特性中的一个。
在实施例中，第一信号和第二信号的每一个包括通过电子开关且具有相应上升时间和相应下降时间的电流脉冲，并且第二信号的电流脉冲的下降时间相对于第一信号的电流脉冲的下降时间较短。
在实施例中，第二信号的电流脉冲的下降时间小于10ns。在实施例中，第一信号的电流脉冲的下降时间大于100ns。
在实施例中，第二信号的电流脉冲的峰值比第一信号的电流脉冲的峰值大。
优选地，至少一个谐振是约8.2MHz，并且应答器可工作在125kHz、13.56MHz、865MHz、920MHz和2.45GHz之一。
根据本发明的另一方面，提供了一种激活或去激活用于电子物品监控系统的设备的方法，所述设备具有谐振电路和与通信站进行无接触通信的应答器，所述方法包括：响应于来自通信站的指令，应答器向谐振电路提供相应激活信号或去激活信号，并且谐振电路响应于信号分别进行调谐或去调谐。
在实施例中，分别进行调谐或去调谐包括改变相变存储器材料的电阻，所述相变存储器材料包括谐振电路的至少一部分。
在实施例中，提供相应激活或去激活信号包括提供第一电流脉冲到相变存储器材料，第一电流脉冲具有足够高的峰值和足够长的下降时间以允许相变存储器材料的重结晶。
在实施例中，提供相应激活或去激活信号包括提供第二电流脉冲到相变存储器材料，第二电流脉冲具有足够高的峰值以在局部熔化相变存储器材料并且具有足够短的下降时间以禁止相变存储器材料的重结晶。
本发明的这些和其它方面将是显而易见的，并参考下文描述的实施例进行阐述。
附图说明
参考附图，仅作为示例来描述本发明的实施例，图中
图1示出了传统的EAS标记；
图2以示意图示出了根据本发明实施例的EAS标记；
图3示出了包括相变存储器材料的可编程开关的示例；
图4示出了例如可用于编程相变存储器材料的图4a中的复位脉冲和图4b中的设置脉冲；
图5示意性地示出了处于非晶体状态和晶体状态的相变存储器材料；以及
图6示出了根据本发明实施例的谐振电路。
应指出的是，附图均是示意图且未按比例画出。出于画图清晰和便利的目的，这些附图的各部分的相对尺寸和比例在大小上以放大或缩小的方式描述，在修改的或不同的实施例中，同样的参考符号通常用于指示相应或类似的特征。
具体实施方式
图1描述了传统的EAS标签的示例，其之前被附着于零售物品上。标签1包括两个部分(half)10和20。标签1被设置附着于零售物品上，例如通过将两个部分10和20和衣物的织物夹在一起。标签应不能被零售物品的购买者轻易移除。在售卖终端(POS)处，出于去除标签的目的，标签可以由零售商使用专用工具剪去或去激活。
根据本发明实施例的EAS标签的示意性配置如图2所示。设备2包括具有谐振电路30的EAS标记。在传统的EAS标签中，谐振电路可以包括保险丝(未示出)，为了去激活标签，可以通过施加高磁场来烧断保险丝；相反，图2中所示的谐振电路30具有可编程开关40。可编程开关40由应答器50控制，应答器50是一个本领域技术人员熟知的RFID器件。RFID器件包括连接到集成电路(IC)70的天线60。在无源RFID器件的情况下，可以从天线(aerial或antenna)60经历的电磁场中提取操作IC 70所需的功率，所述天线可以是线圈的形式。备选地，其他天线可以用于提取，或使用组合天线。对于UHF频率(例如865MHz或2.45GHz)，典型使用偶极或折叠偶极天线。RFID器件50可以采用数个已知形式之一，其对于本领域的技术人员是熟知的。
可编程开关40可以采用数个形式之一；重要的是它在两种状态之一中的锁存(latch)能力。在次优选实施例中，可编程开关40可以采用可擦除电可编程只读存储器(EEPROM)的形式；然而，这种形式的可编程开关是次优选的，因为它需要大面积(也称之为real estate)的半导体来实现，并且需要相对昂贵的处理；此外，至少在编程期间，相对来说它功率消耗较大。
在优选实施例中，可编程开关40包括由相变存储器材料制成的电阻，如图3所示。相变存储器材料(PCM)是一种可呈现两种或更多状态的材料，并且在所述材料中，所展示的特定相依赖于材料的处理历程。图5示意地示出了具有两种相的相变存储器材料。在第一状态，在510处图示，材料处于晶体状态，其中原子排列有序；在另一种状态，在520处图示，材料处于非晶体状态，其中每个原子未有序排列，而是随机或伪随机排列。通过对材料适当的处理，从晶体状态510改变到非晶体状态520是可能的，如箭头530所示；相反，通过对材料不同的处理，从非晶体状态520改变到晶体状态510也是可能的，如箭头540所示。
对于大多数但并非所有材料而言，还可能处于晶体状态，同时材料的剩余部分处于非晶体状态，反之亦然。
改变材料的相的处理的示例在图4中示出；其中图4(a)示出了对应从晶体状态510改变到非晶体状态520(对应箭头530)，图4(b)示出了对应从非晶体状态520改变到晶体状态510(对应箭头540)。
图4(a)示出了电流脉冲410，电流脉冲经过PCM材料。电流在上升时间tr1期间迅速上升到一个相对高的值，并且在时间段t1内保持此高值。然后电流在很短的下降时间tf1内迅速消失。由于此电流的焦耳加热效应，PCM材料的温度迅速上升到材料局部熔化的熔点；当关闭电流时，材料迅速淬火。作为淬火的结果，材料内的原子没有时间重结晶到有序结构；相反，材料开始处于非晶体状态。在没有任何进一步不同的控制处理出现时，材料保持这种非晶体状态。也就是说，图4(a)所示形式的另一个脉冲410的施加使得材料处于非晶体状态。为了使淬火有效，下降时间tf1必须相对短，并且典型为10ns或更短。此外，由于淬火需要温度上的迅速变化，需要材料的导热率足以迅速耗散来自相变材料的活跃部分的热。因此相变材料典型采用哑铃型的几何结构，如图3所示，其中沿轨道长度de的材料的宽度W被设计为改变相，并且在哑铃的两个铃端的每一个处，从谐振电路的剩余部分电接触到PCM材料。
图4(b)示出了电流脉冲420，其适于将PCM材料从非晶体状态520改变到晶体状态510(对应于箭头540的改变)。此电流脉冲在上升时间段tr2内上升到不足以熔化材料但允许在其内的高水平固态相扩散的电流水平；在保持此电流水平时间段t2后，电流在相对长的下降时间tf1内下降。由于下降时间相对较长的持续时间，原子有足够的时间重新排列为能量有序的整齐晶体晶格510。对于重结晶的发生，为了在足够高的温度处提供足够的时间，下降时间可以是100ns或更长，或几百纳秒，或甚至是几毫秒。在无源应答器的情况下，对于下降时间长度的限制在于可用于应答器的能量量。
在没有涉及从熔化状态迅速淬火的任意其他电流脉冲出现的情况下，材料保持为此晶体状态。也就是说，施加图4(b)所示形式的另一个脉冲420使材料仍然处于晶体状态。
如本领域的技术人员所理解的，与其它材料一样，处于晶体相的PCM材料典型呈现比它们处于非晶体相时明显低的电阻。
通过适当配置谐振电路30，根据本发明实施例的EAS标记的谐振电路可以被配置为具有两个不同的谐振特性，这依赖于PCM材料的状态。具体地，根据本发明的实施例，当PCM材料呈现出与PCM材料的第一状态相对应的低电阻时，第一状态中相对较高比例的材料处于晶体相，电路可以被配置为在8.2MHz处具有高品质谐振因子(Q因子)，也就是说具有尖峰；相反，当相对较高比例的材料为非晶体相时，PCM材料呈现较高的标称(letter)电阻，并且谐振电路被配置为在8.2MHz处具有较低的Q因子谐振。根据本发明的另一个实施例，当PCM材料处于具有相对高比例晶体相的第一状态时，谐振频率可以配置为接近匹配8.2MHz，并且当PCM材料处于具有相对高比例非晶体相的第二状态时，谐振频率可以配置为远离8.2MHz。备选地，当PCM材料处于具有相对高比例的非晶体相材料的第二状态时，EAS标记可以被配置为使至少一个谐振的Q因子较高，或谐振较好地集中于8.2MHz。
在另一个实施例中，如图6所示，谐振电路具有主谐振环，所述主谐振环包括电容C和电感L，并具有寄生电阻Rp；PCM材料被设置在谐振电路的辅助旁路(arm)中，与附加电容Cadd串联。PCM材料担当开关的作用，从而使在第一状态中(在此示例中，这对应于PCM处于非晶体或相对非晶体相)开关断开(具有高电阻)，并且在第二状态开关闭合，并且辅助旁路具有附加寄生电阻Rp.add，包括当开关闭合时开关的电阻(PCM处于第二状态，对应于晶体相或主要是晶体相主导)。当开关闭合时，附加电容Cadd和附加寄生电阻Rp.add的存在，使谐振电路去调谐(de-tune)。
在本发明的优选实施例中，RFID标记在接收到来自RFID读取器和控制器(未示出)的指令时向谐振电路发送去激活信号。例如，RFID读取器和控制器可以置于零售商店的POS处，并且例如可以用于控制零售交易，例如识别物品类型到自动校验系统。因此可以避免零售商用于去激活EAS的任何单独或额外的动作需求。去激活信号可以是图4(a)所示的“复位”电流脉冲，开始于非晶体相主导的电流脉冲，或如图4(b)所示的“设置”电流脉冲，开始于晶体相主导，这取决于谐振电路的具体配置。
应答器所需的用于去激活信号的电流典型地可以从RF场中获取(在无源应答器的示例中)，或例如单独存储在电池中。
与传统包括可以熔断的保险丝的EAS标记相反，根据本发明实施例的EAS标记可以被重新激活。这对于例如物品可以返回商店以便重新出售的情况是需要的或期望的。通过应答器向谐振电路提供激活信号来实现重新激活。依赖于谐振电路的配置，激活信号可以是对应图4(a)中所示的或图4(b)中所示的电流脉冲。
有利的是，由于PCM材料可以“锁存”在两种状态中的任何一种，EAS标记分别保持为激活或去激活状态，无论应答器处于工作中还是加电中。
总之，从其中一点可知，以上公开了一种用于电子物品监控EAS的设备，所述设备除了应答器(例如与通信站进行无接触通信的RFID)之外，还包括谐振电路，谐振电路典型被设计为工作在8.2MHz。RFID应答器可以提供信号使谐振电路去调谐以禁用EAS，并且可选的提供另外的信号调谐或重新调谐谐振电路以启用或重新启用EAS。优选地，利用相变存储器材料实现去调谐和调谐或重调谐，所述相变存储器材料被配置为一种具有不同电阻的两种状态的可编程开关。
通过阅读本发明的说明书，其它变体和修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。这样的变体和修改可以涉及EAS领域所熟知的等同或其它的特征，并且可以用于替代或附加于本文已描述的特征。
具体地，尽管在图4中将材料重结晶的电流脉冲的下降示为线性，其可以是非线性，例如可以包括一个或多个梯级，以更好地控制结晶。
尽管附加的权利要求书关注于特征的特定组合，应理解的是，本发明公开的范围还包括在本文中显式或隐式或总结公开的任意新特征或任意新特征的组合，无论是否涉及权利要求中所要求的相同的发明，或无论是否解决了如本发明中相同的技术问题的任意或所有。
在各自实施例的上下文中描述的特征也可以组合应用于单一实施例中。相反的，还可以单独或以任意适当子组合的形式提供在单个实施例的上下文中为了简要而描述的各种特征。
发明人提请注意，在本申请的诉讼或源自本申请的任意进一步申请的诉讼期间，可以将新的权利要求阐述为这样的特征和/或这样的特征的组合。
出于完整性起见，还应陈述的是，术语“包括”并不排除其他元件或步骤，术语“一个”不排除多个，并且在权利要求中的参考符号不应解释为限制本发明的范围。

Claims (11)

1.一种用于电子物品监控系统的设备（2），所述设备包括与通信站进行无接触通信的应答器（50）和谐振电路（30），其中谐振电路包括电开关（40），所述电开关能够具有第一电阻和比第一电阻高的第二电阻，电开关包括相变存储器材料，所述相变存储器材料具有相对晶体的第一状态（510）和相对非晶体的第二状态（520），
其中所述设备被配置为响应于来自应答器（50）的第一信号（420），利用相变存储器材料实现从第一谐振特性和第二谐振特性中的一个改变到第一谐振特性和第二谐振特性中的另一个，当开关具有第一电阻时，谐振电路呈现第一谐振特性，当开关具有第二电阻时，谐振电路呈现第二谐振特性，当相变存储器材料处于第一状态时电开关呈现第一电阻，当相变存储器材料处于第二状态时电开关呈现第二电阻。
2.根据权利要求1所述的设备，其中相对于第一谐振特性，第二谐振特性具有更低的Q因子和不同谐振频率中的至少之一，从而损害电子物品监控系统设备的使用。
3.根据权利要求1或2所述的设备，进一步被配置为响应来自应答器的第二信号（410），从第一谐振特性和第二谐振特性中的另一个改变到第一谐振特性和第二谐振特性中的一个。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其中第一和第二信号中的每一个包括通过电开关且具有相应上升时间和相应下降时间的电流脉冲，并且第二信号的电流脉冲的下降时间相对于第一信号的电流脉冲的下降时间较短。
5.根据权利要求4所述的设备，其中第二信号（410）的电流脉冲的下降时间小于10ns。
6.根据权利要求4所述的设备，其中第一信号（420）的电流脉冲的下降时间大于100ns。
7.根据权利要求4所述的设备，其中第二信号（410）的电流脉冲的峰值比第一信号（420）的电流脉冲的峰值大。
8.根据权利要求4所述的设备，其中至少一个谐振是约8.2MHz，并且应答器可工作在125kHz、13.56MHz、865MHz、920MHz和2.45GHz中的至少一个处。
9.一种激活或去激活用于电子物品监控系统的设备的方法，所述设备具有谐振电路和与通信站进行无接触通信的应答器，所述方法包括步骤：
响应于来自通信站的指令，应答器向谐振电路提供相应激活信号或去激活信号，
以及谐振电路响应于信号利用相变存储器材料分别进行调谐或去调谐；其中分别进行调谐或去调谐包括改变相变存储器材料的电阻，所述相变存储器材料包括谐振电路的至少一部分。
10.根据权利要求9所述的方法，其中提供相应激活或去激活信号包括：提供第一电流脉冲到相变存储器材料，第一电流脉冲具有足够高的峰值和足够长的下降时间以允许相变存储器材料的重结晶。
11.根据权利要求9所述的方法，其中提供相应激活或去激活信号包括：提供第二电流脉冲到相变存储器材料，第二电流脉冲具有足够高的峰值以局部熔化相变存储器材料，并且具有足够短的下降时间以禁止相变存储器材料的重结晶。
CN201110035104.2A 2010-02-03 2011-01-30 去激活和激活电子物品监控系统(eas)设备的方法和eas设备 Active CN102194298B (zh)

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