CN103493111B - 用于探测rfid移除的方法、系统和装置 - Google Patents

Abstract

根据一个示例性实施方式，公开了用于形成RFID标签的装置、系统和方法。RFID标签可包含RFID芯片、至少一个天线元件和至少一种导电材料。然后RFID芯片可基于导电材料对RFID芯片的耦合发射期望的信号。

Description

用于探测RFID移除的方法、系统和装置

相关申请的交叉参考

本申请要求2011年2月25日提交的美国专利申请No.13/034,899的权益，其通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本发明的领域是形成射频识别（RFID）标签和防止这种标签的RFID破坏(tampering)。

背景技术

利用射频识别（RFID）签条跟踪、识别和定位货物近年来已大幅增长。RFID签条允许制造商、经销商和零售商等调节商品和库存，迅速地确定生产、制造、分配或零售需要，和有效地进货和出货利用RFID签条的物品。RFID签条本身可提供任何期望的产品数据，并且可以多种方式中的任何一种扫描或读取。

RFID签条的另一个特征是它们与零售商品一起的应用作为盗窃制止物和预防设备。可以以如下方式将RFID签条与零售产品连接，即可劝止普通消费者移除RFID签条，例如，通过人类可觉察的警告或通过显示——如果通过未经授权的人员利用不适当的工具移除RFID签条，将损害产品。另外，期望阻止盗窃或维持存货控制的零售商或任何其他实体可具有RFID扫描仪或阅读器，其定位在可引起警报或提供在没有授权的情况下已经移除或迁移了商品的其他标记的位置如出口处。

然而，仍然发生连接至RFID签条的产品的盗窃。例如，如果产品与RFID签条连接，盗贼可尝试切开、撕破或以其他方式破坏RFID签条，以便从产品上将所述签条移除。通常，可在其中不允许或不可能监视的更衣室或其他场所发生这样的行为。然而，由于破坏RFID装置，本领域已知的各种方法常常是失败的或是不可操作的。

发明内容

下面描述的本发明的实施方式不倾向于是穷尽的或将本发明限于以下具体实施方式中公开的精确形式。而是，选择和描述实施方式，以便本领域的技术人员可识别和理解本发明的原理和实践。

根据一个示例性实施方式，公开了用于形成RFID标签和阻止RFID破坏的装置、系统和方法。一个示例性实施方式可包含具有RFID芯片、至少一个耦合至RFID芯片的天线和耦合至RFID芯片的导电材料的RFID标签，当读取时，所述导电材料影响从RFID标签发出的响应信号。

另一个示例性实施方式可描述阻止破坏具有RFID签条的产品的方法。该方法可包含下列步骤：形成具有RFID芯片、至少一个耦合至RFID芯片的天线和耦合至RFID芯片的导电材料的RFID标签；当RFID芯片和导电材料之间的耦合完整时，从RFID芯片发送第一信号；和当RFID芯片和至少一部分导电材料之间的耦合不完整时，从RFID芯片发送第二信号。

另一个示例性实施方式可描述形成防止破坏的RFID签条的方法。该方法可包含下列步骤：在基质上配置RFID芯片；在基质上配置至少第一天线元件；将至少第一天线元件耦合至RFID芯片；在基质上配置导电环；和以从RFID签条的外部区域至RFID芯片不存在直线通道的方式，将导电环的第一部分连接至RFID芯片上的第一终端和将导电环的第二部分连接至RFID芯片上的第二终端。

对本领域的技术人员来说由以下具体实施方式本发明的其他特征和优势将是显而易见的。然而，应该理解，通过说明和非限制性的方式，给出各种实施方式和具体的实例的详细描述，同时指示本发明的优选的和其他的实施方式。在不脱离本发明的精神的情况下，可做出本发明的范畴内的很多改变和修饰，并且本发明包含所有这样的修饰。

附图说明

将从示例性实施方式的以下详述显然可见本发明的实施方式的优势。应该结合附图考虑以下详述，其中：

图1是具有导电环的RFID标签的示例图；

图2是具有交叉梳形指状物(inter-digital fingers)的RFID标签的示例图；

图3是图2中显示的RFID标签的示例性侧视图；

图4是利用销和夹紧装置(clutch)的RFID标签的示例图；

图5是具有导电环和RF模块(block)的RFID标签的示例图；

图6是具有导电环和电容区的RFID标签的示例图；

图7是具有导电环和感应区的RFID标签的示例图；

图8a是具有导电环、电容区和感应区的RFID标签的示例图；

图8b是具有导电环、电容区和感应区的RFID标签的示例图；

图8c是具有导电环、电容区和感应区的RFID标签的另一个示例图；

图9a是导电材料的变薄区域的示例图；

图9b是图9a中显示的导电材料的侧视图；

图10a是具有导电环和电阻区的RFID标签的示例图；

图10b是具有导电环和电阻区的RFID标签的示例图；

图10c是具有导电环、电阻区和电容区的RFID标签的示例图；和

图10d是具有导电环、电阻区和电容区的RFID标签的示例图。

具体实施方式

通过实例和参考附图详细地描述本文献中公开的装置和方法。除非另有说明，遍及附图，附图中相同的数字指参考同样的、相似的、或对应的元件。应该明白，可做出对公开和描述的实例、安排、配置、组件、元件、装置、方法、材料等等的修饰，并且可期望所述修饰用于具体的应用。在本公开中，具体的形状、材料、技术、安排等等的任何识别与呈现的具体的实例有关，或仅仅是这样的形状、材料、技术、安排等等的一般性描述。除非特别地指出为如此，具体的细节或实例的识别不倾向于，和不应该被解释为强制性的或限制性的。在下文中，参考附图详细地公开和描述选定的装置和方法的实例。

如此处应用的，单词“示例性”意味着“用作实例、例证或说明”。此处描述的实施方式不是限制性的，而仅是示例性的。应该理解，描述的实施方式不一定被解释为是比其他实施方式优选的或有利的。此外，术语“本发明的实施方式”、“实施方式”或“本发明”不需要本发明的所有的实施方式包含讨论的特征、优势或操作的模式。

进一步地，例如，根据通过计算装置的元件执行的动作的顺序描述此处描述的很多实施方式。本领域的技术人员应该认识到，可通过专用电路（例如，专用集成电路（ASIC））和/或通过由至少一个处理器实施的程序指令执行此处描述的动作的各种顺序。另外，可完全地在计算机可读存储介质的任何形式内体现此处描述的动作的顺序，使得动作的顺序的实施能够使处理器执行此处描述的功能。因而，可以许多不同的形式体现本发明的多个方面，预期所有考虑的方面在要求的主题的范畴内。另外，关于此处描述的每一个实施方式，此处可将任何这样的实施方式的对应的形式描述为，例如，“配置用于执行此处描述的动作的计算机”。

通常，参考图1-10，可描述限制、预防或通知破坏RFID签条的装置、方法和系统。装置、方法和系统可包含RFID签条，其可发送期望的或源于RFID签条的条件或状态的许多信号中的任何一个。例如，如果在正常的状态中读取具有RFID芯片的RFID签条，它可提供第一数据信息。然而，如果在已经破坏之后或在破坏期间读取具有RFID芯片的RFID签条，它可提供第二数据信息，以便指示这样的破坏。

RFID芯片可利用DC信号、AC信号感测连接的状态，如一个或更多数字脉冲的正弦曲线或序列或两者的组合。当在关于发送的信号限定的时间或限定的阶段之前、之后、或之时或上述的组合接收信号时，当在限定的电压或电流之上或之下接收信号时，可设定RFID芯片中的数字状态。在下文中，闭合路径被定义为允许在满足一组标准的途径中接收发送的连接感测信号的路径，和开放路径被定义为引起在不能满足标准的途径中接收发送的感测信号的路径。连接感测可涉及一个、两个或许多端口。对于一个端口系统，在发送感测信号以及接收或测量响应结合的单一端口上进行开放路径或闭合路径的确定。对于两个端口系统，发送感测信号以及接收可能在分开的端口上。在所有情况下，一个或多个端口可共同具有一个或多个天线连接端口。在下面显示闭合路径/开放路径和用于感测状态的信号的实例：

开放路径 闭合路径 感测信号

电阻>X 电阻<X DC、AC或两者的组合

电容<X 电容>X AC/利用DC的基于时间的测量

电感>X 电感<X AC/利用DC的基于时间的测量

如示例性图1显示的，一个示例性实施方式可包含RFID签条的结构。结构100可包含围绕在结构100的外围的导电环102，也可将所述导电环称为导电轨道、感测器环或感测环。可以以如下方式形成导电环102：可进行探测，或可在结构100的破坏或破裂时或导电环102从闭合路径改变成开放路径的任何切割、撕开、变形或破损时，以从RFID芯片104和许多天线例如天线106和108发送的数据信息的形式提供通知。

仍然参考示例性图1，导电环102可包围、环绕或以其他方式围绕或在RFID签条结构100的外围或整体周围延伸。虽然显示了大体矩形或正方形的形状，但是应该理解，签条结构的形状可包含任何几何构型。另外，可以以任何期望的方式形成导电环102，例如，利用导电墨水印刷，从材料的空白处切割或具有转移至或放置在基质上的预成型形状。另外，可形成导电环102，以便它可包围或环绕RFID芯片104。如图1中看到的，RFID芯片104可位于结构100的基本中心位置，尽管，在其他示例性实施方式中，可在任何期望的位置中安置RFID芯片，并且仍然可通过导电环102包围或环绕RFID芯片，或以其中在导电环102访问或接触RFID芯片104之前通过任何切割工具切断导电环102的任何方式形成所述芯片。例如，可以以如下方式设计、印刷或定向导电环102，即从结构100的外面至RFID芯片104可以不存在直线路径。因而，在没有首先断裂导电环102的情况下，例如，通过刀或剪刀，或物理撕裂的切割将不能到达或影响RFID芯片104。

在进一步示例性实施方式中，可将导电环102耦合至RFID芯片104。例如，可以以如下方式将导电环102耦合至RFID芯片104，即，当导电环102从闭合路径改变成开放路径时，可响应询问的RFID芯片104改变一个或多个数字位。在一个这样的实施方式中，当询问或读取RFID芯片104且导电环102是完整的时，可提供第一响应。然而，当询问RFID芯片104且导电环102不是完整的或否则是无功能的时，可提供单独的响应，其可指示导电环102不是完整的或否则是无功能的。例如，如果刀、剪刀、物理撕裂或其他工具用于切割环102，可在通过阅读器系统（没有图像）询问时，RFID芯片104提供单独的、可选的或不同的信号。该可选的信号可显示RFID签条结构100的数字状态的改变。

进一步，在示例性图1中，可将导电环102的第一末端耦合至RFID芯片104的第一终端110，可将导电环102的第二末端耦合至RFID芯片104的第二终端112，和分别地将天线106和108耦合至RFID芯片104的终端114和116。取决于期望的结构100的布局，可以任何期望的形式或取向安排这些连接和终端。

如示例性图1中进一步显示的，导电环102可包围RFID芯片104以及与RFID芯片104相关的任何天线元件106、108。因而，在通过例如切割或撕裂对RFID芯片104或天线元件106、108做出任何接触或破坏之前，可破坏导电环102，并提供要发送的可选的信号。

如上述描述的，对导电环102的破坏或其他形式的损害可引起导电环102变成开放电路。当在这样的状态时，RFID芯片104可改变数字信息的一个或多个位，以便响应来自读取器的询问，将它发送回去，以便指示条件的改变。例如，这种响应可不同于当导电环102是闭合电路或以其它方式未改变或未破坏或损害时RFID芯片104将发送的响应。另外，尽管在导电环102的第一终端110和导电环102的第二终端112之间可存在间隙，但是可以不存在至RFID芯片104或天线元件106、108的直接路径，其将允许切割工具如刀或剪刀在没有破坏导电环102之前接触RFID芯片104或天线元件106、108。如示例性图1中显示的，可迂回曲折、弯曲、呈之字形移动或以其他方式以如下方式形成导电环102的路径，使得从结构100的外部至RFID芯片104或天线元件106、108不存在直接路径。另外，导电环102的第一终端110和导电环102的第二终端112之间的间隙可能是非常窄的，以便进一步抑制任何潜在的破坏或切割。例如，间隙可能是大约100μm，或更小，并且可以以多种方式中的任何一种形成所述间隙，例如，激光切割或烧蚀工艺或印刷工艺。

示例性图2和图3显示可包含RFID功能的标签200的另一个实施方式。该示例性实施方式中，当从表面移除标签时，可以能够探测标签200。这里，RFID芯片204可感测RFID芯片204上的第一终端212和第二终端214之间的电容，其中将所述RFID芯片204耦合至导电结构或导电材料，例如一系列交叉梳形金属指状物202。在该示例性实施方式中，当将交叉梳形金属指状物202连接至芯片204的终端212、214时和当读取标签200且交叉梳形指状物与那个表面或偶合至表面的结构的导电参数、介电参数或两个参数相互作用、电容将大于限定的阈值时，可提供第一数字信号。然而，如果例如通过接近指状物结构的介电或导电环境的改变而改变由交叉梳形金属指状物202呈现的电容，电容可低于限定的阈值，当读取时，可通过芯片204提供第二不同的数字信号。本领域的技术人员应该明白，可安排相反的条件，即当接近时是较低的电容和当移除时是较高的电容，并且所述相反的条件同样地可用于感测分离。

仍然参考示例性图2和图3，可以以多种方式中的任何一个形成标签和交叉梳形金属指状物对芯片的终端的连接。例如，可以以本领域已知的任何方式形成具有芯片204的标签200。然后可以以夹心的方式形成可包含感测区206、强粘合剂206a、弱粘合剂206b和箔方形物(foilsquare)220的导电区206，并且在终端212和214处耦合至签条结构200。然后，导电区206可如下，即，在耦合至签条结构200之后，可通过使用强粘合剂206a将导电区206连接至产品。如在上述描述的实施方式中，当利用强粘合剂206a将签条结构200和导电区206连接至产品时，RFID芯片204可发射数据信息，当读取时，其指示所附接的签条和/或RFID芯片204与导电区206耦合。

然而，可在RFID芯片204变成从导电区206去耦的情况下发射单独的信号。在这样的情形中，例如，如果某人将要把签条结构200拉离连接有强粘合剂206a的产品（或以其他方式移除所述签条结构），强粘合剂206a和箔方形物220可仍然粘附于产品。因而，将改变由交叉梳形结构呈现的电容，当读取时，可通过RFID芯片204提供不同的数字信号。换句话说，如果利用可强劲地粘住产品的强粘合剂206a形成具有导电元件202的结构206，移除签条结构200的任何尝试将引起签条结构200和导电区206的去耦。因而，可改变由芯片204提供的数字信号，并且可将发射的信号解释为显示已经被改变或破坏的产品或标签。

层220的可选的材料将以涂料的形式或并入粘合剂206a的形式包含具有高介电常数的材料，如二氧化钛。在该实施方式中，可省略弱粘合剂206b，和利用设计为容易地从粘合剂剥离的材料如硅树脂涂覆RFID签条结构200的背面。在尝试移除标签的事件中，具有高介电常数的粘合剂206a将留着产品上，当读取时，改变感测区电容并因此改变RFID芯片204的数字状态。

在进一步示例性实施方式中，箔材料220可具有可响应施加的应力而改变的光学性质，例如，全息图或其他结构。在接近区域220移除标签并且然后替换的事件中，引起对光学性质的不可逆的损害。另外，通过利用相对脆的金属薄层，由移除的应力引起的破坏可减少整体导电性，并因此改变由区域202感测的电容。

在示例性图4中，和在另一个实施方式中，可与RFID签条一起使用销和夹紧装置来布置。这里，可将芯片402（以及天线元件412和414）的环探测终端404、406连接至单独的导电层408、410，所述导电层可以是箔材料，并且可进一步通过绝缘体409将所述导电层分离。在该实施方式中，在将RFID签条400附连至产品之前（没有图示），当构造时，签条400可具有开放路径。然而，同时可然后通过插入金属销416将签条400的开放电路短路在一起。如本领域已知的，金属销416可以是销416和夹紧装置418安全附接结构的部分。因而，如示例性图4中显示的，当读取时，对于附接的签条，和对于利用销416和夹紧装置418系统已经从产品卸下的签条来说，芯片402的数字签名可能是不同的或独特的。例如，当耦合至产品且读取时，RFID芯片402可发送第一数字信息，即金属销416将导电层406、408耦合至芯片402的结果。然而，如果损坏签条400的整体结构并且金属销416和夹紧装置418不再将签条400保留在产品上，销可不再连接导电层408和410，因此由芯片402提供的信号可能是不同的。进一步地，可在任何期望的位置，例如，在其中可期望监视签条到产品的附接的销售点或任何其他位置，做出或读取附接或分离。

现在参考示例性图5，可显示具有RFID芯片502、具有天线连接506，508和防破坏连接510，512的标签500的布置。在这样的示例性实施方式中，可期望降低施加至RFID芯片504连接510、512的射频（RF）电压的水平，其中为了感测环502功能设计连接510、512，类似于其他示例性实施方式中描述的，如关于图1。另外，可期望减少用于感测环502的导体与天线结构514的相互作用。

因而，在示例性图5中，RFID芯片504可具有两对连接。第一对506、508可以如此，它们连接至天线，以便允许与阅读器系统通信。然后，第二对连接510、512可用于确定连接对510、512之间的路径的存在或缺乏，并且因此，可进一步改变RFID签条500的中继。例如，可通过改变可被读取的存储器中位的状态，或改变来自签条的数据传输的速率或编码改变RFID标签500的中继。在仍然进一步的可选方案中，中继的变化可能是这样的，通过改变与RFID签条的功能如操作频率、敏感性或反向散射信号强度有关的类似值，可探测所述变化。

仍然参考示例性图5，为了允许感测环502运行和限制环502和天线514之间的相互作用，可在芯片504和感测环502之间配置RF模块、短路、损耗或组合元件516。在仍然其他可选的实施方式中，可由那些元件形成感测环502。另外，RF模块可以是可用于改变或变化RF信号的任何元件或元件的组合，例如，一个或多个导体、一个或多个电感器、一个或多个电阻器、任何其他期望的元件或其任何组合。

在示例性图6中，可显示连接可用作电容器的感测环连接610和612的结构616。结构616可具有足够高的电容，在没有干扰感测环620功能的情况下，它可越过销在RFID芯片604的操作频率上提供有效的短路，并且因而可用于在期望的时间上或在事件之后改变或变化RF信号。

在示例性图7中，可显示用于增加感测环连接710和712和感测环702之间的电感的结构716。结构716可以是这样的，即，它可充分地增加感测环连接710和712和感测环702之间的电感，以便阻断RF能量的传输，有效地改变从签条700发送的数字信号。

示例性图8a、8b和8c可利用来自示例性图6和示例性图7的元件的组合。这里，结构616可担当电容器，并且结构716可担当电感器。因而，可存在许多期望的组合元件的方式，以便有效地限制感测环802连接810和812处的RF信号，并且减少与芯片804和任何天线元件的相互作用。

示例性图9a和9b可显示增加感测环902的路线节段的电阻的方法。例如，在一个实施方式中，激光可用于有选择性地使感测环902的金属变薄，例如，在节段904中，与没有变薄的节段906截然相反，其可充分地增加它的电阻。因而，因为变薄工艺在操作频率上使得导体比一个透入深度更薄，RF操作频率上的电阻比DC上的电阻高。在该实例中，在未变薄的区域906中，导电环可以是大约15um，并且可使环902的节段904变薄到大约250nm的厚度，小于一个透入深度，以便实现变薄的节段904中期望的电阻，和以期望的方式影响RF信号。

示例性图10a、10b、10c和10d显示其中可使用图9的电阻结构的其他实施方式。这里，可在它们自身上或结合其他元件如电容器使用电阻结构。进一步地，尽管激光烧蚀可以是提供变薄的环的元件的一种方式，但是可进一步由相对高电阻的材料如炭墨形成环。

在一些进一步示例性实施方式中，在不希望有录像或视觉监控的任何期望的位置，例如，更衣室或其他区域，或可利用许多RFID阅读器。RFID阅读器可以是这样的，即，它们连续地或基本连续地读取位于限定的或指定的扫描或读取区域内的任何RFID签条。因而，RFID阅读器可接收来自RFID签条的指示，其指示RFID签条是充分地功能的或完整的，或它们提供适当的或期望的功能性。然而，如果损害这样的位置中的RFID签条，例如，通过切割签条，则可发送指示已经发生了这样的损害的单独的信号。如相似的实施方式中描述的，单独的信号可能是切割或以其他方式损坏或破坏RFID签条上的导电环的结果。可发生这样的切割、损坏或破坏，然后是与RFID签条上的RFID芯片的任何接触或损坏。

前述的描述和附图说明本发明的原理、优选的实施方式和操作的模式。然而，本发明不应该被解释为限于上文讨论的具体的实施方式。本领域的技术人员应该明白上述讨论的实施方式的另外的变化。

因而，上述描述的实施方式应该被认为是说明性的而不是限制性的。因此，应该明白，在不脱离由权利要求定义的本发明的范畴的情况下，可通过本领域的技术人员做出对这些实施方式的变化。

Claims (11)

1.一种指示破坏的RFID标签，其包括；

具有至少第一终端和第二终端的RFID芯片；

耦合至所述RFID芯片的至少一个天线；和

耦合至所述RFID芯片的导电材料，当响应信号被读取时，所述导电材料影响从所述RFID标签发送的响应信号；

所述导电材料的第一末端被耦合至所述RFID芯片的所述第一终端，并且所述导电材料的第二末端被耦合至所述RFID芯片的所述第二终端；

其中所述导电材料是多个交叉梳形指状物，其特征在于所述交叉梳形指状物具有在第一面上配置的强粘合剂和在第二面上配置的弱粘合剂，其中所述强粘合剂将所述交叉梳形指状物连接至产品，并且所述弱粘合剂将所述交叉梳形指状物连接至所述RFID芯片，并且所述RFID芯片仅通过所述第一终端和所述第二终端之间的间隙可接触。

2.根据权利要求1所述的RFID标签，其中所述导电材料环绕所述RFID芯片和至少一个天线。

3.根据权利要求1-2任一项所述的RFID标签，其中当所述RFID芯片被询问且所述导电材料和所述RFID芯片之间的耦合是完整的时，所述RFID芯片发射第一信号，并且当所述RFID芯片被询问且至少一部分所述导电材料和所述RFID芯片之间的耦合是不完整的时，所述RFID芯片发射第二信号。

4.根据权利要求1-2任一项所述的RFID标签，进一步包括耦合至所述导电材料的RF模块。

5.根据权利要求1-2任一项所述的RFID标签，进一步包括耦合至所述导电材料的至少一个电容器。

6.根据权利要求1-2任一项所述的RFID标签，进一步包括耦合至所述导电材料的至少一个电感器。

7.根据权利要求1-2任一项所述的RFID标签，其中使所述导电材料的至少一部分变薄。

8.一种防止对具有RFID签条的产品进行破坏的方法，包括：

形成RFID标签，其具有RFID芯片，耦合至所述RFID芯片的至少一个天线和形成耦合至所述RFID芯片的环的导电材料；

以从所述RFID签条的外部区域到所述RFID芯片不存在直线通路的方式，所述环的第一末端被耦合至所述RFID芯片的第一终端，并且所述环的第二末端被耦合至所述RFID芯片的第二终端；并且所述RFID芯片仅通过所述第一终端和所述第二终端之间的间隙可接触；

当所述RFID芯片和所述导电材料之间的耦合是完整的时，从所述RFID芯片发送第一信号；和

当所述RFID芯片和至少一部分所述导电材料之间的耦合是不完整的时，从所述RFID芯片发送第二信号，使得所述环从闭合路径改变成开放路径时，一个或多个数字位被改变。

9.根据权利要求8所述的方法，其中由于所述导电材料的撕裂或切割，发送所述第二信号。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的方法，其中所述环环绕所述RFID芯片。

11.一种形成防破坏的RFID签条的方法，包括：

在基质上配置RFID芯片；

在所述基质上配置至少第一天线元件；

将所述至少第一天线元件耦合至所述RFID芯片；

在所述基质上配置导电环；和

以从所述RFID签条的外部区域到所述RFID芯片不存在直线通路的方式，将所述导电环的第一部分连接至所述RFID芯片上的第一终端，和将所述导电环的第二部分连接至所述RFID芯片上的第二终端，并且所述RFID芯片仅通过所述第一终端和所述第二终端之间的间隙可接触；使得所述导电环从闭合路径改变成开放路径时，一个或多个数字位被改变。