CN102859537B - 具有结合的夹具和天线的安全系统标签 - Google Patents

Abstract

一种合并了将贴附夹具与RFID构件结合的混合夹具的安全标签。贴附夹具被用来使物件（例如，服装类物品）系于标签。RFID构件（例如，RFID天线）将数据信号发送到RFID读取器，其中该数据信号以所存储的有关安全标签的信息来编码。通过将安全标签的贴附特征和RFID特征结合于一个混合夹具内，能够为其它构件释放出更多的标签空间，并且能够实现制造成本的节省。

Description

具有结合的夹具和天线的安全系统标签

技术领域

本发明一般地涉及安全标签，并且更特别地涉及将标签夹具与RFID天线并入单个单元内的射频识别（“RFID”）安全标签。

背景技术

射频识别（RFID）系统在本技术领域内是已知的，并且可以用于众多应用，例如，管理存货、电子访问控制、安全系统以及在收费公路上的汽车的自动识别。RFID系统通常包括RFID读取器和RFID设备。RFID读取器可以将射频载波信号传输给RFID设备。RFID设备可以通过以RFID设备所存储的信息进行编码的数据信号来响应载波信号。

电子物品监测（EAS）系统在防止或制止物品被未经授权地移出受控区域的领域内同样是已知的。在典型的EAS系统中，EAS标识器（也称为标签或签条）被设计为与位于受控区域（例如，零售商店）的出口处的电磁场交互。这些EAS标识器被贴附于待保护的物品上。如果EAS标签被带入电磁场或“询问区”内，则会检测到标签的出现并且采取适当的行动，例如，发出警报。对于物品的授权迁移，EAS标签能够被去激活、去除或者使其绕过电磁场，以防止由EAS系统检测到。

EAS系统通常采用可重复使用的EAS标签或者一次性的EAS标签或签条来监控物品，以防止入店行窃以及物品被未经授权地移出商店。可重复使用的EAS标签通常在顾客离开商店之前被从物品上移除。一次性的标签或签条一般通过胶粘剂贴附于包装上或者位于包装内部。这些标签通常伴随着物品并且必须在它们由顾客从商店带走之前去激活。去激活设备可以使用被施以能量以产生足够大小的磁场来使EAS标签变为不活动的线圈。被去激活的标签不再响应于EAS系统的入射能量，使得警报不被触发。

对在零售环境中结合EAS和RFID的功能的市场需求正在快速兴起。目前具有用于防止入店行窃的EAS的许多零售商店都依靠条形码信息来进行存货控制。RFID提供了比条形码更快速的及更详细的存货控制。零售商店已经为可重复使用的硬标签支付了数量可观的费用。将RFID技术添加至EAS硬标签能够由于在存货控制以及损失预防方面提高的生产率而轻易地补偿所增加的成本。

当前的RFID安全标签的设计以及结合的EAS/RFID安全标签并不是没有它们固有的结构挑战的。在当前的安全标签中，贴附夹具被用来与贴附元件（例如，销钉）合作，以将安全标签贴附于待保护的物件（例如，服装类物品）上。图1示出了现有技术的安全标签2，该安全标签2具有位于其一端的贴附夹具4，而具有天线8的RFID构件6位于标签2的相对一端。这种类型的设计产生了使用两个独立构件的标签，一个构件用于RFID能力，而另一独立构件用于将标签贴附于物品上。在这种配置中，每个构件都是独立的组件，并且在标签内被布置为彼此隔开，以便使电子信号的干扰最小化。这需要专门的加工和较大的标签，以便容纳这两个构件，从而导致较高的仓储及制造成本。

因此，所需要的是用于集成至少某些当前不同的标签构件的安全标签，以便优化标签内部空间的使用率，并且减小尺寸，降低制造和加工成本。

发明内容

本发明有利地提供了一种用于将贴附夹具与RFID天线结合于安全标签的单个单元（例如，混合夹具）内的方法和系统。贴附夹具与锁定装置（例如，销钉）紧密配合以使物件（例如，服装类物品）系于标签。RFID天线将数据信号发送到RFID读取器，其中该数据信号以所存储的有关安全标签的信息来编码。通过将安全标签的贴附特征和RFID特征结合于一个混合夹具内，能够为其它构件释放出更多的标签空间和/或能够使用较小的标签外壳，以便更好地优化内部标签外壳空间以及减小尺寸，降低制造和加工成本。

在本发明的一方面，本发明提供了一种安全标签。该安全标签包括外壳以及布置于外壳内的混合夹具，其中该混合夹具包括射频识别（RFID）天线和贴附夹具。标签还包括与天线电接触的RFID集成电路。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种用于安全标签的混合夹具。该混合夹具包括射频识别（RFID）天线和贴附夹具。

在本发明的又一方面，本发明提供了一种安全标签，其中该安全标签包括具有第一毗邻区（abutmentarea）和第二毗邻区的外壳，以及布置于外壳内的混合夹具。混合夹具包括具有第一端部区和第二端部区的射频识别（RFID）天线，该第一端部区与第一毗邻区接合以及该第二端部区与第二毗邻区接合，以及贴附夹具，该贴附夹具包括用于接纳RFID元件的接纳区。

附图说明

通过参考下面结合附图所考虑的详细描述将会更容易地获得对本发明及其所伴随的优点和特征更为全面的理解，在附图中：

图1是示出独立的贴附夹具和独立的RFID天线的现有技术的安全标签外壳的底部的顶视图；

图2是包括根据本发明的原理将贴附夹具和RFID天线结合于一个部件内的混合夹具的安全标签外壳的底部的顶视图；

图3是示出根据本发明的原理将贴附夹具和RFID天线结合于一个部件内的混合夹具的结合的EAS/RFID安全标签外壳的底部的顶视图；

图4是示出根据本发明的原理构造的混合夹具的一种可替代实施例的顶视图；

图5是图4的混合夹具的一种可替代实施例的顶透视图；以及

图6是根据本发明的另一种实施例构造的用于将贴附夹具与RFID天线进行结合的混合夹具的顶透视图。

具体实施方式

在详细地描述根据本发明的示例性实施例之前，应当指出，实施例主要在于装置构件的结合与涉及实现用于将贴附夹具机构和射频识别（“RFID”）天线的功能集成于一个设备内的安全标签的处理步骤。本发明是一种为了使电子信号干扰最小化并且为了更有效地利用标签内部空间而将贴附夹具与RFID天线结合以形成混合夹具的安全标签，该贴附夹具与贴附元件（例如，销钉）合作来使用，以将安全标签贴附于待保护的物件，例如，服装类物品。

因此，系统和方法的构件在适当的地方由常规的符号表示于附图中，仅示出与理解本发明的实施例有关的那些具体细节，以便不使本公开内容由于对获益于本文的描述的本领域技术人员而言显然的细节而变得难以理解。

如同本文所使用的，诸如“第一”和“第二”、“顶部”和“底部”等关系术语可以仅仅为了将一个实体或元件与另一个实体或元件区分开而使用，而不一定要求或暗示此类实体或元件之间的任何物理的或逻辑的关系或顺序。

本发明的一种实施例有利地提供了一种用于安全标签内的混合夹具。该混合夹具将贴附夹具与RFID构件进行结合。贴附夹具被用来使物件（例如，服装类物品）系于标签。RFID构件包括用于支持与RFID读取器之间的传输通信的RFID天线，其中数据信号以所存储的有关安全标签的信息来编码。通过将安全标签的贴附特征和RFID特征结合于一个夹具内，能够为其它构件释放出更多的标签空间，能够减小标签的尺寸，并且能够实现制造成本的节省。

本公开内容根据下面给出的详细描述以及根据本发明的特定实施例的附图将会理解得更全面，但是这不应被看作是将本发明限制于特定的实施例而应当是说明性的。

在此可以阐明众多的具体细节以提供有关结合了本公开内容的安全标签和结合的EAS/RFID安全标签的众多潜在实施例的全面理解。但是，本领域技术人员应当理解，实施例可以在没有这些具体细节的情况下实现。在其它情况下，不对众所周知的方法、过程、构件和电路进行详细的描述，以免使实施例变得难以理解。应当意识到，本文所公开的具体结构和功能细节可以是代表性的，而不必限制实施例的范围。

现在参照其中相同的附图标记指示相同元件的附图，在图2中示出了根据本发明的一种实施例的安全标签10的外壳的底部的示例性配置。安全标签10包括用于容纳各种构件的多个腔室。在一种实施例中，标签10包括容纳于标签10的腔室内的混合夹具16。混合夹具16包括可调谐的RFID天线18和贴附夹具部分20。可以通过调整天线的长度将RFID天线18调谐至所期望的工作频率。工作频率的范围可以改变，尽管实施例对于超高频（UHF）频段可能是特别有用的。根据应用以及可用于RFID天线18的面积大小，RFID天线18可以在几百兆赫（MHz）或更高的频率内调谐，例如，860-906MHz。例如，在一种实施例中，可以对可调谐的RFID天线18进行调谐，以使其在RFID的工作频率下工作，例如，欧洲使用的868MHz频段、美国使用的915MHz工业、科学和医学频段以及日本使用的950MHz频段。再次指出，这些工作频率仅作为实例而给出，并且实施例并不限制于这种情况。

混合夹具16的RFID天线18还可以包括例如RFID半导体集成电路（未示出）。混合夹具16的集成电路还可以包括用于存储RFID信息的存储器，其中该存储器响应于RFID读取器所发射的询问信号而传输所存储的信息。RFID信息可以包括能够存储于RFID天线18所使用的存储器内的任何类型的信息。RFID信息的实例包括唯一的标签标识符、唯一的系统标识符、监视对象的标识符等。RFID信息的类型和大小并不限制于这种情况。

混合夹具16还包括贴附夹具20。贴附夹具20通常为金属，并且与贴附元件（例如，销钉）配合以将安全标签10贴附于待保护的物件（例如，服装类物品）。有利地，贴附夹具20连同RFID天线18一起作为混合夹具16的一部分。贴附夹具20和RFID天线18能够形成为单个单元。因为RFID天线18和贴附夹具20是单个部件，即，混合夹具16，所以RFID天线18和贴附夹具20的相对位置消除了两个构件之间的信号干扰，并且消除了任何潜在的寄生耦合效应。换言之，能够对RFID天线18进行调谐以包括贴附夹具20的影响。此外，还能够使标签空间为其它构件更好地利用。

最初，物品（例如，一件衣服）通过贴附元件（例如，销钉）与标签10连接，该贴附元件保留于孔眼24内。销钉通常穿过物品，从而将物品夹在销钉与贴附夹具20之间。一旦物品被购买，则使用分离设备（例如，标签分离器）将销钉从孔眼24中取出。在一种实施例中，当分离设备被插入标签10内时，它对混合夹具16施加侧向力，旋转混合夹具16，从而将贴附元件（即，销钉）从销钉所固定的孔眼24内释放出。混合夹具16包括能够被制作成混合夹具16的一部分的弹簧17。能够是任何类型的弹簧或弹性机构（例如，板簧）的弹簧17促进了贴附元件（即，销钉）的去除。弹簧17有助于在通过将销钉接合于标签10的外壳内的拱肋而将其从孔眼24中去除之后使混合夹具16回复到其原始位置，从而以弹力将混合夹具16引导回到其原始位置。使用可与不同类型的分离设备（例如，磁性的和机械锁紧的安全设备）相配的贴附夹具20都属于本发明的范围之内。

图3示出了包括连同EAS构件28一起的图2所示的安全标签10的构件的结合的EAS/RFID安全标签10。EAS构件28是可以包括例如，但不限于，位于由塑料或某些其它材料制成的外壳隔离物30之下的磁性谐振元件（未示出）的EAS签条或标签，该外壳隔离物30位于偏置磁体32（或其它EAS类型的谐振电路）之下。在此没有具体公开的其它EAS元件可以执行EAS构件28的功能。因而，混合夹具16同样适合于如同图3所示的标签那样的结合的EAS/RFID标签10。应当指出，在标签10内的空间不再如同现有技术中的那样（图1）含有RFID元件18，并且可以为其它标签构件使用，或者简单地消除并减小标签10的尺寸。

图4是混合夹具16的一种可替换实施例的顶视图。混合夹具16包括RFID天线18。贴附夹具20包括在孔眼24周围的一对卡爪38，该孔眼24接纳用来将标签10固定于待保护的物品的锁定销钉，例如，由不锈钢制成的销钉。在一种实施例中，RFID天线18是在磁回路天线周围的偶极天线。偶极天线包括示出为18a和18b的两个部分。在这两个部分18a和18b之间的是贴附夹具20。RFID天线18和贴附夹具20可以由相同的材料或不同的材料形成，并且被处理及接合在一起以形成一个部件，即，混合夹具16。混合夹具16可以由金属制成，并且通过例如金属冲压或任何其它金属塑形、成形、沉积或去除工艺来生产。混合夹具16还可以由基本金属（例如，钢）制成，在该基本金属之上镀上了适用于用作天线的金属。混合夹具16还包括与RFID天线18电连接的集成电路34。RFID天线18被用来将信号发送到集成电路34/接收来自集成电路34的信号，并且采取行动来通过转移破坏性ESD电流使其远离集成电路34而减小静电释放（“ESD”）对集成电路34的破坏。

混合夹具16的RFID天线18能够针对与贴附夹具20连接的物品夹持装置（例如，锁定销钉）进行调谐，使得混合夹具16充当标签10的“启动/关闭”开关。锁定销钉能够由与混合夹具16不同的金属制成。当锁定销钉被插入时，金属锁定销钉和RFID天线18的结合被调谐至RFID集成电路34的工作频率，例如，860-960MHz。当锁定销钉被取出并与贴附夹具分离时，RFID天线18失谐并且RFID集成电路34不接收可用的信号。

图5是图4的混合夹具16的一种可替代的实施例的顶透视图。在本实施例中，混合夹具16是可变形的，即，RFID天线18相对贴附夹具20成角度或弯曲。在图5所示的实施例中，RFID天线18具有两个成角度的部分，在贴附夹具20的每侧各一个，该贴附夹具20被布置于它们之间。本发明包括根据标签设计和成本约束来使RFID天线18的一个或两个部分成角度或者（否则的话）改变其配置的能力。

通过使RFID天线18的一个或多个部分成角度或弯曲，RFID天线18现在沿两个方向（例如，基本上正交的方向）取向，从而改变RFID天线18总的增益图。此外，通过设置RFID天线18的成角度部分，混合夹具16占用较小的占位面积，从而保留标签10内的更多空间。除了通过将贴附夹具20和RFID天线18包含于同一设备（即，混合夹具16）上而节省标签10内的空间之外，还由于RFID天线18的成角部分而节省了另外的空间。应当理解，标签10的外壳可能应当在某些维度上进行改变，以便容纳混合夹具16。此外，RFID天线18的成角部分允许在混合夹具16内使用更大的天线18。假定标签10的外壳能够容纳深度增大的混合夹具16，则混合夹具16能够合并较大尺寸的RFID天线18，因为由于RFID天线18成角度而节省了外壳空间。换言之，虽然混合夹具16的长度保持不变，但是仍能够使用较大的RFID天线18。本发明并不限制RFID天线18所能够弯曲的角度，而是该角度能够是取决于设计考虑的任何角度。此外，混合夹具16的其它实施例（即，图2、3和6所示出的实施例）同样可以合并其一个或多个部分成角度的或弯曲的RFID天线18。

图6示出了位于标签10的外壳内的混合夹具16的另一种实施例。混合夹具16包括贴附夹具20和RFID天线18。在一种实施例中，RFID天线18是连同贴附夹具20一起调整尺寸以装配于标签10的外壳内的偶极非对称型天线。混合夹具16还可以包括用于接纳RFID集成电路34或RFID带（未示出）的区域36，该RFID带通过使RFID集成电路容易布置于混合夹具16内而提供附加的RFID功能。RFID带能够与混合夹具16连接于区域36，以便在分离贴附夹具20时确保RFID带的最小变形。RFID带被用来将集成电路34插入RFID天线18之内。需要注意的是，虽然在此讨论了RFID带的使用，但是本发明并不仅限于此，并且可以使用组装集成电路34和RFID天线18的其它方法。RFID集成电路34和RFID带在此共同称为“RFID元件”。

在一种实施例中，RFID天线18是具有大约1GHz的谐振频率的支持860-960MHz的频率的全局频段天线。混合夹具16能够由具有足够机械强度的任何材料形成，以便考虑到贴附夹具20的夹钳能力，同时还使RFID天线18保留充分的电特性，例如，铝合金族中的金属（即，AL2024-T6）或者铍铜（berylliumcopper）。

与图2-4所示出的混合夹具16的实施例不同，其中在这些实施例中，当使用分离设备从孔眼24中去除贴附元件（即，锁定销钉）时，贴附夹具20被选择以便松开销钉以及标签10所贴附的物品，图6所示的混合夹具16不旋转。作为代替，贴附元件（例如，销钉）以不同的方式来松开。RFID天线18的每个端部区与标签10的外壳的内部邻接于毗邻点40和42。将混合夹具16与标签外壳邻接于RFID天线18的其它位置以及于标签10的外壳的其它内部部分。因而，本发明并不限制于图6所示的毗邻点40和42。

在操作中，分离设备的钩子被用来对混合夹具16施加内向力。分离设备的这种力迫使贴附夹具20向内运动（RFID天线18的端部区与外壳邻接以限制混合夹具16的端部区的运动），从而允许卡爪38向内运动并使锁定销钉从孔眼24的内部松开。在分离设备移动卡爪38并允许去除锁定销钉之后，RFID天线18充当弹性弹簧并回复到其原始位置。因而，贴附夹具20能够从第一位置（即，在分离设备插入之前）移动到第二位置，并且然后再回到第一位置。如同本文所示的及所描述的所有实施例那样，图6所示的标签10的外壳同样能够接纳EAS元件（以上所述的），从而使标签10成为结合的EAS/RFID安全标签。

虽然已经示出了在此所描述的实施例的某些特征，但是现在本领域技术人员应当清楚许多改型、替换、变化和等价物。因此，应当理解，所附的权利要求书意指涵盖属于本发明的实施例的真正精神的范围内的所有此类改型和变化。

本领域技术人员应当意识到，本发明并不限于以上具体示出和描述的内容。另外，除非以上另有说明，否则应当注意，并非所有附图都是按比例绘制的。在不脱离仅由下面的权利要求书所限定的本发明的范围和精神的情况下，根据以上教导，各种改型和变化都是可能的。

此外，除非以上另有说明，否则应当指出，所有附图并非都按比例绘制。值得注意地，在不脱离本发明的精神或本质属性的情况下，本发明能够以其它具体形式来实现，并且因此，在指出本发明的范围时，应当参考下面的权利要求书而不是前面的说明书。

Claims (20)

1.一种安全标签；包括：

外壳；

布置于所述外壳内的混合夹具，所述混合夹具包括：

RFID天线；以及

贴附夹具；以及

与所述天线电接触的RFID集成电路。

2.根据权利要求1所述的安全标签，其中所述外壳还包括EAS构件。

3.根据权利要求1所述的安全标签，其中所述RFID天线和所述贴附夹具由相同的材料制成。

4.根据权利要求3所述的安全标签，其中所述天线包括：

与所述RFID集成电路电通信的磁回路天线；以及

与所述磁回路天线电通信的偶极天线。

5.根据权利要求1所述的安全标签，其中天线的至少一部分是可弹性变形的。

6.根据权利要求5所述的安全标签，其中所述天线是偶极天线，所述偶极天线具有第一和第二部分，其中所述偶极天线的所述第一和第二部分中的至少一个是可弹性变形的。

7.根据权利要求1所述的安全标签，其中当所述混合夹具与金属贴附元件电耦接时，所述天线被调谐至RFID工作频率。

8.一种用于安全标签的混合夹具，所述混合夹具包括：

RFID天线；以及

贴附夹具。

9.根据权利要求8所述的混合夹具，还包括与所述天线电接触的RFID集成电路。

10.根据权利要求8所述的混合夹具，其中所述天线包括与所述RFID集成电路电通信的磁回路天线以及与所述磁回路天线电通信的偶极天线。

11.根据权利要求8所述的混合夹具，其中所述RFID天线的至少一部分是可弹性变形的。

12.根据权利要求11所述的混合夹具，所述RFID天线具有第一和第二部分，其中所述RFID天线的所述第一和第二部分中的至少一个是可弹性变形的。

13.一种安全标签，包括：

具有第一毗邻区和第二毗邻区的外壳；

布置于所述外壳内的混合夹具，所述混合夹具包括：

具有第一端部区和第二端部区的RFID天线，所述第一端部区与所述第一毗邻区邻接，并且所述第二端部区与所述第二毗邻区邻接；以及

贴附夹具，所述贴附夹具包括用于接纳RFID元件的接纳区。

14.根据权利要求13所述的安全标签，其中所述混合夹具在所述安全标签内可在分离设备插入之前的第一位置与所述分离设备插入之后的第二位置之间移动。

15.根据权利要求14所述的安全标签，所述混合夹具在所述分离设备的去除之后回复到所述第一位置。

16.根据权利要求13所述的安全标签，其中所述外壳还包括EAS构件。

17.根据权利要求13所述的安全标签，其中当所述混合夹具与金属贴附元件电耦接时，所述天线被调谐至RFID工作频率。

18.根据权利要求13所述的安全标签，其中所述混合夹具是铍铜。

19.根据权利要求13所述的安全标签，其中所述天线和所述贴附夹具被形成为单个单元。

20.根据权利要求13所述的安全标签，其中所述RFID天线和所述贴附夹具由相同的材料制成。