CN106157510A - 在电子物品监视系统内使用混频检测射频标识标签的技术 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在电子物品监视系统内使用混频检测射频标识标签的技术。本发明所揭示的是一种在电子物品监视系统内使用混频检测RFID标签的系统和方法。这种系统包括具有接收包括处于第一频率的第一信号和处于第二频率的第二信号的发射能量的能量耦合器和将第一和第二信号混频以产生处于第三频率的第三信号的混频元件的RFID模块，其中，能量耦合器发送第三信号给EAS检测系统。还描述和要求保护其他实施例。

Description

在电子物品监视系统内使用混频检测射频标识标签的技术
本分案申请是基于申请号为200680026226.2，申请日为2006年6月2日，发明名称为“在电子物品监视系统内使用混频检测射频标识标签的技术”的中国专利申请的分案申请。
背景技术
电子物品监视(EAS)系统用来控制库存和防止或制止从受控区域盗窃或未经获准取走物品。这种系统建立起电磁场或限定包围受控区域的监视区域(通常是零售商店的入口和/或出口)的“查询区域”。需保护的物品被贴上一个EAS安全标签。标签设计成能与查询区域内的电磁场交互作用。系统接收机检测到查询区域内存在标签时，就采取适当的行动。在大多数情况下，适当的行动包括激活警报。
EAS安全标签可以贴到任何要保护、监视、保持、销售、盘存或者以某种方式控制或分发的诸如商品、产品、箱子、集装箱、容器之类的物品上。标签包括适合与查询区域内的电磁场交互作用的传感元件。在操作中，EAS系统的发射机通过辐射处于标签所调谐的谐振频率的第一信号对标签进行查询。某些标签还对处于标签所调谐的谐振频率外的第二辐射场作出响应。第一和/或第二场与传感元件的交互作用使标签的特性有所改变，从而确定在查询区域内存在附加的检测信号。效应包括产生谐波频率、产生混合边带或反向辐射经第二信号调制的第一信号等。因此，如果贴有EAS安全标签的物品经过查询区域，EAS系统就将检测信号识别为在受控区域内存在未经获准的物品，从而在某种情况下例如可以激活警报。
射频标识(RFID)使用射频(RF)频带内的查询和应答频率来执行电子物品标识(EAI)功能。RFID标签贴到需标识的物品上。RFID标签响应RF查询信号，以RF响应信号的形式提供标识信息。标识信息可以包括物品标识信息、售价信息、库存控制，能接收和存储诸如销售日期和位置、售价和物品生产真实性信息之类的信息。RFID标签包括集成电路(IC)和与之连接的天线。IC可以包括各种体系结构，而项目标识码可以以各种代码格式存储。
收发机和RFID标签形成RFID系统，并且可以通过无线RF通信信道相互通信。收发机可以包括查询RFID标签和启动读物品标识码的硬件。收发机可以包括适合与RFID标签传递(例如，读、写)信息的RFID收发机。在工作中，收发机通过无线RF通信信道向RFID标签发送对标识信息的请求，而RFID标签相应作出响应。
然而，常规的RFID标签通常不能很好适合EAS应用，因为它的检测范围受到门限效应的限制。目前，为了实现EAS和电子物品查询(EAI)功能，通常要将EAS标签和RFID标签都贴到希望标识和保护的物品上。在有些应用中，RFID和EAS功能可以集成在同一个标签壳内。然而，RFID和EAS功能是共同处在一个壳内的通常电分离的分立功能。
有时希望能在同一个标签壳内存在EAS和RFID两种功能。在有些实现中，RFID IC可以包括EAS，作为辅助功能。组合的EAS和RFID功能可以通过将独立的RFID和EAS标签一起物理地封装在单个壳内实现。在有些实现中，可以将RFID标签修改成通过在读取器查询RFID标签时发送专用码来模拟EAS功能。然而，将两个独立的RFID和EAS标签物理地封装在单个壳内可能是不经济的，因为它可能需要两个独立的器件、一个大而笨的壳，而两个标签之间的相互作用可能会减小对RFID和EAS这两种功能的检测范围。使用具有专用码的RFID功能模拟EAS功能也不是上策。通常，RFID IC需要1.3伏或更大的接通电压来进行工作。这个接通电压门限要求会限制整个检测范围，如果RFID接收到的查询信号不足以克服该接通电压门限以便为IC提供足够的功率的话。
发明内容
本发明的实施例可包括一种系统，这种系统包括RFID模块，其具有接收包括处于第一频率的第一信号和处于第二频率的第二信号的发射能量的能量耦合器、以及将第一和第二信号混频以产生处于第三频率的第三信号的混频元件，其中能量耦合器发送第三信号给EAS检测系统。
本发明还可以体现为一种包括下列步骤的方法：在RFID模块处接收处于第一和第二频率的第一和第二信号；在RFID模块处将第一和第二信号混频；产生处于第三频率的第三信号；以及将第三信号发送给EAS检测系统。
附图说明
从以下结合附图所作的详细说明中可以更好地理解本发明的各个实施例，在这些附图中同样的标号表示同样的部分，其中：
图1例示了按照一个实施例的系统的框图；
图2例示了按照一个实施例的无线通信模块的框图；
图3例示了按照一个实施例的模块的原理图；
图4例示了按照一个实施例的模块的原理图；
图5例示了按照一个实施例的系统；
图6例示了按照一个实施例的系统；
图7例示了按照一个实施例的差频分量图；
图8例示了按照一个实施例的差频分量图；
图9例示了按照一个实施例的曲线图；
图10例示了按照一个实施例的程序设计逻辑。
具体实施方式
为了使说明简明起见，在这里将结合本发明的各个典型实施例进行说明。然而，熟悉该技术领域的人员可以认识到，本发明的特征和优点可以用各种配置实现。因此，可以理解，在这里所说明的实施例只是例示性的而不是限制性的。
图1例示了系统100的框图。系统100可以包括例如监视和标识系统，它例如具有多个节点110、120等。一个节点可以包括能从节点接收信息、向节点发送信息或在任何节点之间接收和发送信息的任何物理或逻辑实体。节点的例子可以包括具有通信能力的任何设备。在一个实施例中，节点可以包括具有无线通信能力的任何设备。在一个实施例中，节点可以包括无线通信模块、检验设备、扫描仪、收发机、RFID收发机、去活器、检测器、以及具有标识码、RFID模块、RFID标签和/或EAS标签的商品等。在这方面对这些实施例并没有限制。
在一个实施例中，系统100可以包括例如诸如组合RFID和EAS系统之类的组合电子物品监视(例如，EAS)和电子物品标识(例如，EAI)系统的一些元件。在一个实施例中，系统100可以安装在例如零售商店各处。因此，与系统100关联的模块、器件或设备可以设置在例如零售商店内所规定的受控区域的出口或入口，以监视在查询区域内是否存在贴有标签的物品。在这方面对这些实施例并没有限制。
系统100的节点110、120可以用来传送与物品关联的不同类型的信息，包括例如包含在RFID和EAS标签内的信息。信息可以通过以从辐射能量源发出的磁、电或电磁场形式的辐射能量而发送。信息可以用辐射信号形式发送。例如，辐射信号可以用任何所需信息调制，或者可以与其他辐射信号相互作用，产生可以由任何一个节点110、120处的适当器件检测的附加辐射信号。在一个实施例中，例如两个或更多个辐射信号可以由位于任何一个节点110、120中的适当混频元件混频。在这方面对这些实施例并没有限制。
信息可以包含在物品内或者贴在物品上的标签内。信息就通常含意来说可以指表示内容的任何信号或数据，诸如与物品如RFID标签、EAS标签关联的信息。信息可以是条形码、语音、视频、音频、文本、数字、字母数字、字母数字符号、图形、图像、符号等形式。信息也可以包括控制信息，控制信息就通常含意来说可以指表示系统100的命令、指令或控制字的任何数据。例如，控制信息可以用来查询RFID和EAS标签，为通过系统100的信息选择路由，或者命令一个节点110、120以一定方式处理信息。在这方面对这些实施例并没有限制。
系统100的节点可以按照一种或多种技术传送这种信息。这些技术可以包括使用一组预定规则或指令控制节点110、120怎样在相互之间传送信息。这些技术可以用标准组织所颁布的一个或多个标准等来定义。这些技术可以是专有的，由专有规则定义。在这方面对这些实施例并没有限制。
系统100的实施例可以包括有线或无线监视和标识系统或者它们的组合。虽然系统100可以用具体的通信媒体例示，但可以理解在这里所说明的这些原理和技术可以用任何类型的通信媒体和相应技术实现。在这方面对这些实施例并没有限制。
例如，在实现为无线监视和标识系统时，系统100的实施例可以包括一个或多个无线节点110、120，无线节点110、120包括通过一种或多种无线通信媒体传送信息的辐射能量源。无线通信媒体可以包括所有电磁辐射形式的电磁频谱的一些部分或它们的任何组合。例如，无线通信媒体可以包括通过空间传播的从直流(DC)到γ射线的电磁场、电场、磁场及其组合。信号频率可以体现在电磁、电场或磁场及其组合内。无线节点110、120可以包括适合通过指定的无线频谱传送辐射信息信号的组件和接口，诸如一个或多个天线、无线发射机/接收机(“收发机”)、放大器、滤波器、控制逻辑等。在这里使用的术语“收发机”就通常含意来说可以包括发射机、接收机或者这两者的组合。天线的例子可以包括内部天线、全向天线、单极天线、偶极天线、端馈天线、圆极化天线、微带天线、分集天线、二元天线、天线阵列、螺旋天线、带有金属天线图案的柔性基片、以及通过模切、化学蚀刻、物理/化学淀积工艺、印刷工艺制作的天线图案等。在这方面对这些实施例并没有限制。
在一个实施例中，节点110可以包括在围绕受控区域的监视区域内执行查询过程的必要电气/电子硬件和软件组件。节点120可以建立查询区域，使得在查询区域内存在的标签都可予以检测。在一个实施例中，系统100可以包括一种或多种在节点110与120之间传送信息的通信媒体。例如，通信媒体可以包括满足给定实现要求的无线通信媒体。
在一个实施例中，节点110可以包括适合产生和发送处于一个或多个频率的一个或多个信号的辐射能量源和器件。节点110也可以包括适合接收处于一个或多个频率的一个或多个信号的器件，以检测标签的存在和/或读取来自标签的信息。在一个实施例中，节点110包括适合产生和发送第一信号130的模块112。在一个实施例中，节点110还可以包括适合产生和发送第二信号140的模块114。在一个实施例中，节点110可以包括例如适合接收第三信号150的模块116。在一个实施例中，与第一和第二信号130、140关联的场(例如，磁场、电场或电磁场)在受控区域内相互重叠。
在一个实施例中，模块112、114和116形成安全标签检测系统，例如EAS系统。在一个实施例中，模块112、114、116可以包括磁机械EAS系统。例如，模块112、114、116可以包括例如一个或多个天线座、接收机/检测电子设备和警报器。模块112、114、116还可以包括例如一个或多个无线发射机和接收机，以在例如零售商店的包围受控区域的入口和/或出口处建立监视区域。
模块114可以用来产生和辐射能量。例如，在一个实施例中，模块114可以产生与模块112产生的场相互作用的磁场、电场或电磁场。例如，在一个实施例中，检测节点110还可以包括一个或多个与节点120处的组合RFID/EAS标签通信的RFID收发机。
节点120可以包括无线模块122(例如，标签)。例如，无线模块122可以包括能量耦合器124和控制器126。能量耦合器124接收和发送辐射能量。能量耦合器124的例子包括天线、线圈、谐振电感/电容(LC)电路、偶极天线、匹配电路等。例如，在一个实施例中，能量耦合器124还提供使无线模块122在RFID模式工作(包括对控制器126的操作)必需的功率。控制器126控制无线模块122的操作，包括控制能量耦合器124的操作。在一个实施例中，能量耦合器124接收和耦合包括第一和第二信号130、140的辐射能量。包含在第一和第二信号130、140内的信息可以经解调后耦合入控制器126，用于数据恢复、处理和存储以及功率。包括第一和第二信号130、140的辐射能量可以经形成无线模块122的电子电路部分的元件混频，产生第三信号150。例如，第三信号150可以通过能量耦合器124向节点110或其他节点反向辐射。在一个实施例中，无线模块122可以包括适合将第一和第二信号130、140混频并生成第三信号150的混频模块。
为了使无线模块122像常规的RFID装置那样工作，能量耦合器124应该从第一和第二信号130、140中耦合到足够的能量，以克服控制器126的接通电压门限。然而，在一个实施例中，即使能量耦合器124耦合到的能量不足克服接通电压门限，无线模块122也可以起EAS标签的作用。因此，无线模块122适合产生适合于EAS功能的第一和第二信号130、140的混频结果，无论能量耦合器124是否耦合到足以提供使控制器126接通进行工作的适当功率的能量。因此，无线模块122即使实质上起不了常规的RFID装置那样的作用也可以起EAS标签的作用。因此，在EAS检测模式，无线模块122具有比工作在EAS模式的常规RFID装置大得多的检测范围，因为它不需要克服接通门限。无论在第一和第二信号130、140内是否有足够的能量克服内部门限和提供使控制器126接通的适当能量，无线模块122都将耦合第一和第二信号130、140和反向辐射包括混频结果的第三信号150。
在一个实施例中，无线通信模块122可以包括标识标签和安全标签。例如，在一个实施例中，标识标签和安全标签可以包括RFID标识功能和/或EAS安全功能，或者这两种功能的组合。例如，在一个实施例中，无线通信模块122可以包括例如配置在单个壳或单个IC内的RFID/EAS双重功能。在一个实施例中，无线通信模块122可以包括使用只是为RFID标识应用设计的单个RFID标签的RFID/EAS功能。在一个实施例中，RFID标签可以修改成包括EAS功能。
虽然说明的是在特定的节点110、120之间的通信，但是通信也可以例如在节点110、120与节点系统100内任何其他设备之间进行。例如，在一个实施例中，无线通信模块122可以例如实时向节点110发送监视和标识信息。在一个实施例中，节点110或120可以包括集成在其中的标识信息收发机功能和集成在其中的安全标签检测电子设备。
例如，可以将节点110的实施例设置在受控区域的出口处。节点110和120，单独或者组合在一起，可以用来检测处在节点110附近的有源RFID/EAS标签。例如，如果有人试图带着包括有源RFID/EAS标签的物品离开商店，节点110就查询与RFID/EAS安全标签关联的签名。若物品仍然含有有源或活动的RFID/EAS标签，节点110将激活警报，以防止将物品未经获准带离商店。此时，可以请求携带该物品的人出示购买该带有标签的物品的交易收据。在另一个例子中，有人可能试图带着未经获准物品或者不是在此购买的物品进入该场所退货。因此，可以辅助该人将警报标签去活，如果这是适当的行动的话。
系统100的节点110和120可以包括多个器件。这些器件例如可以包括处理器。处理器可以实现为通用处理器。在另一个例子中，处理器可以包括专用处理器，诸如控制器、微控制器、嵌入式处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、网络处理器、I/O处理器、专用集成电路(ASIC)之类。在这方面对这些实施例并没有限制。
图2例示了在单个RFID模块214内包括组合RFID/EAS功能的无线通信模块122的一个实施例的框图200。如图2所示，RFID模块214包括多个元件，其中有一些可以例如用一个或多个电路、组件、寄存器、处理器、软件子程序或者它们的任何组合实现。虽然图2示出了有限数目的元件，但可以理解，RFID模块214可以按给定实现的需要包括还多一些或再少一些的元件。在这方面对这些实施例并没有限制。
例如，在一个实施例中，RFID模块214包括能量耦合器124和控制器126。例如，在一个实施例中，能量耦合器124可以包括从节点120接收辐射能量和向节点120发送辐射能量的天线202。在一个实施例中，能量耦合器124可以包括RF电路204，它包括例如耦合诸如第一信号130的辐射查询RF信号的电抗电路。例如，在一个实施例中，电抗电路可以包括由电感和电容组成的LC电路。例如，在一个实施例中，电抗电路可以包括谐振器。
例如，在一个实施例中，RFID模块214可以包括一个或多个诸如混频元件的EAS功能元件。例如，混频元件可以包括一个或多个非线性元件、非线性电子器件、调制阻抗、调谐电容器、变容二极管、金属氧化物半导体(MOS)电容器、互补MOS(CMOS)电容器、变容二极管电容器、AC/DC变换器、整流器、二极管、晶体管(双极结型晶体管(BJT)、场效应晶体管(FET)等)、磁元件、非线性谐振器，及其他非线性元件。
在一个实施例中，控制器126可以包括与RF电路204和天线202耦合的半导体IC210。例如，IC 210可以包括逻辑206、存储器208、功率控制器212和/或调制器/解调器216。例如，在一个实施例中，这些混频元件可以用IC 210集成地形成。在一个实施例中，这些混频元件可以用分立半导体元件或组件实现，或者可以集成在IC 210内。在一个实施例中，IC210可以包括或可以不包括RF电路204。通常，RF电路204可以包括例如可以不在IC 210内的一些分立组件，诸如电容器、晶体管和二极管。RF电路204可以与逻辑206和存储器208耦合。例如，在一个实施例中，混频元件可以与IC 210集成在一起。逻辑206可以包括例如可以在程序指令控制下进行工作的处理器、控制器、状态机、可编程逻辑阵列等。存储器208可以包括例如程序存储器、数据存储器或者它们的任何组合。存储器208也可以包括例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、它们的组合之类。在一个实施例中，存储器208可以是可改写的。功率控制模块212例如可以含有使用从第一和第二信号130、140中提取的能量为RFID模块214供电的必要元件。调制器/解调器216对输入信号130、140进行解调，提取必要的数据供处理和存储以及调制输出信号150。
有源RFID模块可以包括电池(未示出)。然而，无源RFID模块214通常不包括电池。确切些说，无源RFID模块214从辐射查询第一信号130或第二信号140中取得它的能量。这过程可以由功率控制器212控制。例如，RFID模块214可以从响应用来触发RFID模块214的响应的RF查询信号(例如，EAS系统或RFID收发机发送的查询信号)的电抗电路取得和储存能量(例如，包括电压或电流成分)。例如，这样的电路可以包括使RFID模块214可以在处在查询信号的电磁场内时响应诸如第一辐射信号130之类的查询信号的电感线圈、整流电路、存储电容器和有关电路。在这期间，例如可以用存储电容器来存储足够的电压，为RFID模块214的所需操作供电。
通常，RFID模块214例如可以在单个壳218或单个IC内提供RFID和EAS功能，形成为单个标签。在一个实施例中，RFID模块214可以在用于RFID应用的RFID模块内在不修改RFID模块电路的任何元件的情况下提供EAS功能。如上所述，RFID模块214即使在例如第一和第二信号130、140太弱而不能提供足够的能量来接通IC210和使RFID模块214作为常规的RFID标签工作时，也可以提供EAS标签功能。
图3为模块300的原理图，模块300可以表示包括RFID模块214的组合RFID/EAS功能的无线通信模块122的一个实施例。例如，在一个实施例中，模块300包括适合耦合磁场的近场天线。模块300包括能量耦合器124和控制器126的实施例。在一个实施例中，控制器126可以体现在电路302内，电路302在一个实施例中例如可以是单个IC。能量耦合器124接收到的第一和第二信号130、140通过端点A和B传送给电路302，由电路302的元件混频，产生包括相应混频结果的第三信号150。模块300在电路302被供电电压VDD接通的情况下可以起RFID标签或EAS标签的作用，而无论给电路302的供电电压VDD如何都可以起EAS标签的作用。
例如，在一个实施例中，能量耦合器124可以包括天线线圈312和与之并联的谐振电容器314，以形成一个LC电路。例如，第一和第二信号130、140由能量耦合器124耦合，通过端点A和B提供给电路302。LC电路耦合包括第一和第二信号130、140的辐射能量和发送第三信号150。
例如，在一个实施例中，电路302可以包括与能量耦合器124并联的调制阻抗316。在一个实施例中，电路302可以包括整流器，整流器包括跨接在调制阻抗316上的整流二极管318和320。整流二极管318、320对天线线圈312接收到的第一和第二信号130、140进行包络检波、整流和解调。电容器322并联跨接在二极管320上。电容器322两端的电压随第一和第二信号130、140的波形经检波得到的包络改变。功率通过二极管323馈送，而数据由连接336提供。例如，在一个实施例中，集成电路302的各个混频元件对第一和第二信号130、140进行混频，产生第三信号150。第三信号150的混频结果由天线线圈312反向辐射。混频结果例如适于激活EAS检测系统。
例如，在一个实施例中，集成电路302可以包括一些功能性逻辑块，例如功率控制器324、时钟和数据恢复逻辑326、状态机328、调制器330和存储器332。检波得到的波形部分通过二极管323馈送给功率控制模块324和充电电容器325。功率控制器324调整使电路302工作的供电电压。经解调的第一和第二信号130、140通过连接336馈送给时钟/数据恢复电路326。调制信号例如可以从调制器330通过连接334馈送给调制阻抗316。在RFID模式，已调制信号由天线线圈312发送。时钟/数据恢复逻辑326从已解调信号恢复数据。在一个实施例中，数据可以从第一信号130提取。在一个实施例中，信息可以从第二信号140中提取。在一个实施例中，信息可以从第一和第二信号130、140的组合中提取。时钟/数据恢复逻辑326还提供操作电路302的时钟。状态机328处理时钟/数据恢复逻辑326所提取的数据。得到的所提取和/或经处理的数据例如可以存储在存储器332内。
在工作中，模块300可以起RFID标签、EAS标签或者这两者的作用。为了能起RFID标签的作用，应该从输入信号130、140中提取足够的能量，为电路302供电。在供电模式，将处于第一频率的第一信号130的查询场耦合入模块300。例如，接收到的第一信号130的场为电路302供电，同时还提供了模块300(例如，节点120)与例如节点110之间的数据通信链路。处于第二频率的第二信号140可以耦合入模块300。第二信号140的频率可以不同于第一信号130的频率。第二信号140与第一信号130一起提供给电路302。在供电模式，模块300还可以通过发送第三信号150起EAS标签的作用。在一个实施例中，第一和第二信号130、140的频率经混频后所产生的混频结果作为第三信号150从天线线圈312辐射出去。
然而，为了起EAS标签的作用，电路302并不需要电源就可工作。在这种无电源模式，电路302内的混频元件能对第一和第二信号130、140混频，产生混频结果，将包括混频结果的第三信号150反向辐射给EAS检测系统。模块300的混频元件提供必要的对第一和第二信号130、140的频率进行混频的混频功能。如上所述，模块300内的任何非线性元件都可以导致混频。例如，模块300可以包括至少三个能混频的非线性元件。第一非线性混频元件是调制阻抗316。第二非线性混频元件是整流二极管318或320。第三非线性混频元件是片上调谐电容器322，例如CMOS电容器或变容二极管电容器。这些非线性元件无论是任何一个单独还是组合起来都可以用来对第一和第二信号130、140混频，产生形成第三信号150的混频结果。
图4为模块400的原理图，模块400可以表示包括RFID模块214的组合RFID/EAS功能的无线通信模块122的一个实施例。模块400包括能量耦合器124和控制器126的实施例。例如，模块400耦合包括第一和第二信号130、140的辐射能量和发送第三信号150。
在一个实施例中，能量耦合器124可以包括远场天线，例如与匹配网络420耦合的偶极天线410。偶极天线410可以适合耦合电场或磁场。例如，第一和第二信号130、140由能量耦合器124耦合，通过输入端点A和B提供给电路302。因此，在一个实施例中，第一信号130的查询场和诸如第二信号140的第二混频可以通过电场耦合入模块400。电路302的操作在结构和功能上都与以上结合图3所说明的类似。
图5为包括节点110、120的系统100的一个实施例，示为系统500。在一个实施例中，系统500可以包括节点110的一个实施例，示为系统502，还可以包括节点120的一个实施例，示为装置504。例如。系统502的一个实施例包括第一EAS发射机510、第二EAS发射机520和EAS接收机530。系统502可以设置在可以希望有EAS功能的任何地方。例如，系统502分别用第一和第二发射机510、520发送处于两个或更多个频率的第一和第二信号514、524。在一个实施例中，第一和第二信号514、524的场(例如，磁场、电场或电磁场)在受控覆盖区域内相互重叠。EAS接收机530检测第一和第二信号514、524的两个频率的混频结果。在一个实施例中，EAS功能可以用RFID标签实现，不需对RFID芯片作任何修改，而在一个实施例中，不需对标签本身进行修改。这在设置在单个壳内的单个RFID标签内提供了EAS和RFID功能的组合，既不增大标签的成本和尺寸，也不降低RFID性能。RFID读取器(未示出)可以设置在可以希望有RFID功能的任何地方。在那里，RFID读取器会以常规方式读取RFID标签/标记。
例如，在一个实施例中，第一EAS发射机510通过天线512发送第一信号514。在一个实施例中，第一信号514以第一频率发送。例如，在一个实施例中，第一信号514可以是查询RFID模块540的查询信号。RFID模块540可以是包括RFID模块214的组合RFID/EAS功能的无线通信模块122的一个实施例。例如，在一个实施例中，第二EAS发射机520通过天线522发送第二信号524。在一个实施例中，第二信号524以可以与第一信号514的第一频率不同的第二频率发送。例如，在一个实施例中，第二信号524可以是在RFID模块540内与查询信号混频的混频信号。例如，在一个实施例中，EAS接收机530通过天线532接收第三信号544。在一个实施例中，第三信号544以可以与第一和第二信号514、524的第一和第二频率不同的第三频率发送。例如，在一个实施例中，第三信号544可以包括由RFID模块540产生的第一和第二信号514、524的混频结果。例如，装置504的一个实施例包括RFID模块540。RFID模块540可以是包括RFID模块214的组合RFID/EAS功能的无线通信模块122的一个实施例。在一个实施例中，RFID模块540包括接收第一和第二信号514、524和发送第三信号544的天线542，第三信号544例如可以包括响应查询信号的第一和第二信号514、524的混频结果。
在一个实施例中，RFID模块540用任何厂商的对两个或更多个耦合给RFID模块540的频率进行混频的现有能力在同一个装置内实现EAS和RFID的组合功能。在一个实施例中，混频功能提供了例如在场(例如，磁场、电场或电磁场)强过低而不能在RFID模块540内产生超过门限电压的电源电压时的低场强EAS功能。因此，RFID模块540提供了作用范围较大的EAS功能。例如，在一个实施例中，RFID功能可以以常规方式用RFID读取器实现。
图6为包括节点110、120的系统100的一个实施例，示为系统600。在一个实施例中，系统600可以包括EAS系统610和系统630，它们共同可以包括例如节点110的一个实施例。EAS系统610的一个实施例可以包括模块112的一个实施例，示为发射机612。EAS系统610的一个实施例可以包括模块114的一个实施例，示为系统630。而且，EAS系统610的一个实施例例如可以包括模块116的一个实施例，示为接收机614。例如，在一个实施例中，发射机612发送第一查询信号616，从而可以表示第一EAS发射机510的一个实施例。例如，在一个实施例中，系统630发送第二混频信号622，从而可以表示第二EAS发射机的一个实施例。在一个实施例中，与第一和第二信号616、622关联的场在受控覆盖区域内相互重叠。例如，在一个实施例中，接收机614接收包括第一查询信号616和第二混频信号622的混频结果的信号618，从而可以表示EAS接收机530的一个实施例。
系统600例如还包括RFID模块602。RFID模块602的一个实施例包括无线通信模块122的一个包括RFID模块214的RFID/EAS功能的实施例。例如，在一个实施例中，RFID模块602包括天线604、混频电路元件606和控制器608。例如，RFID模块602接收第一和第二信号616、622，对这两个信号的频率进行混频，以及响应查询信号(例如，第一信号616)发送例如由第一和第二信号616、622的混频结果组成的第三信号618。例如，在一个实施例中，RFID模块602可以包括UHF EAS标签或标记。
例如，在一个实施例中，天线604可以是偶极天线，而电路元件606可以包括一个或多个如上所述的非线性混频元件。RFID模块602还可以包括例如如上所述的组合功能RFID/EAS模块214的功能。在一个实施例中，RFID模块602接收第一和第二信号616、622，对这两个信号进行混频，以及反向辐射第三信号618。例如，所得到的第一和第二信号616、622的频率的混频信号结果是第三信号618的频率。
例如，在一个实施例中，第一信号616频率发送给RFID模块602后，通过感应场与第二信号622频率电容性耦合。例如，在一个实施例中，第一信号616的频率为915MHz，而第二信号622的频率为111.5kHz。偶极天线604可以调谐到915MHz的第一信号616的频率上。在RFID模块602处在915MHz和111.5kHz两者的查询场内时，这两个频率由RFID模块602内的电路元件606混频，混频结果发送给EAS系统610的接收机614的天线供检测用。在一个实施例中，电路元件606提供强的非线性，以有助于混频过程。任何具有有效耦合第一和第二信号616、622两个查询场的能力、含有诸如二极管之类的非线性元件的电子电路都可以用来对这两个信号进行混频和向接收机614转发混频结果供检测和激活警报用。在一个实施例中，例如现有的RFID模块602或者满足混频条件，或者可以稍加调整后就可满足适合实现混频功能的条件。可以对RFID模块602稍加修改，以优化对第一和第二信号616、622两者的耦合。虽然所说明的是具体的频率和调制技术，但RFID模块602的实施例可以用各种各样的频率和调制技术实现。
EAS系统通常具有比RFID系统大的检测范围。这个差别的一个原因是为接通RFID半导体集成电路和为之供电所需的门限电压。例如，RFID门限电压由所发送的第一和第二辐射信号616、622的电场或磁场之类的驱动场提供。然而，EAS系统不需要接通门限，在很低的驱动场强下仍然是能工作的。通常，混频类型的EAS系统610没有接通门限电压，因此可以具有比RFID系统大的读取范围。
例如，在一个实施例中，EAS系统610可以在没有接通门限的情况下实现。例如，系统610可以包括发送第一信号616的第一发射机天线和接收频率为第一和第二信号616、622的频率的混频结果的第三信号618的第二接收机天线。在一个实施例中，第一信号616的频率例如可以是915MHz，而第三信号618例如可以是所得到的混频。
例如，在一个实施例中，系统630可以包括发生器620。系统600可以实现发送和接收来自处在EAS系统510的可工作范围(例如，发送和接收范围)内的RFID模块602的信息。系统630可以包括产生第二信号622的发生器620。在一个实施例中，发生器620产生可以从平面624沿朝向RFID模块602的方向辐射的第二信号622。例如，在一个实施例中，发生器620为电场发生器。在一个实施例中，第二信号622可以包括111.5kHz的电场。例如，在一个实施例中，第二信号622可以用在650-950Hz频率范围内的频移键控(FSK)调制予以调制。
例如，图7图示了RFID模块(例如，122、214、300、400、500、602)工作在13.56MHz的第一信号频率和工作在8.2MHz的第二信号频率之间的差频分量700。垂直轴730表示单位为dBm的振幅，而水平轴740表示单位为V的驱动振幅。图7例示了在13.56MHz的频率工作的第一信号(例如，130、514、616)的曲线710和在8.2MHz的混频工作的第二信号(例如，140、524、622)的曲线720。例如，测量表明，在工作在13.56MHz的第一信号(例如，130、514、616)频率的RFID模块(例如，122、214、300、400、500、602)用处于8.2MHz的混频的第二信号(例如，140、524、622)混频时，得到处于5.36MHz的差频的混频分量的可检测电平。因此，RFID模块(例如，122、214、300、400、500、602)产生5.36MHz的向EAS接收机(例如，116、530、614)反向辐射的第三信号(例如，116、544、618)频率。
对于工作在13.56MHz和58kHz的第二混频的RFID模块(例如，122、214、300、400、500、602)，可以得到类似的结果。这里，所观察到的混频分量是13.502MHz，如以下曲线所示。因此，图8图示了RFID模块(例如，122、214、300、400、500、602)工作在13.56MHz的第一信号频率和工作在58kHz的第二信号频率之间的差频分量800。垂直轴830表示单位为dBm的振幅，而水平轴840表示单位为V的驱动振幅。图8例示了在13.56MHz的频率工作的第一信号(例如，130、514、616)的曲线810和在58kHz的混频工作的第二信号(例如，140、524、622)的曲线820。例如，测量表明，在工作在13.56MHz的第一信号(例如，130、514、616)频率的RFID模块(例如，122、214、300、400、500、602)用处于58kHz的混频的第二信号(例如，140、524、622)混频时，得到处于13.502MHz的差频的混频分量的可检测电平。因此，RFID模块(例如，122、214、300、400、500、602)产生13.502MHz的向EAS接收机(例如，116、530、614)反向辐射的第三信号(例如，116、544、618)频率。
图9图示了设计成在915MHz工作的RFID模块(例如，122、214、300、400、500、602)的输入端处的DC电流对电压的曲线900。曲线900例示了RFID模块(例如，122、214、300、400、500、602)的非线性。在一个实施例中，RFID模块(例如，122、214、300、400、500、602)包括与上面结合图6所说明的UHF EAS系统600内的常规EAS标签类似的检测特性。这说明了在不对RFID模块(例如，122、214、300、400、500、602)作任何修改的情况下RFID模块(例如，122、214、300、400、500、602)与UHF EAS系统600的兼容性。
此外，以上所说明的这些系统、节点、元件和/或子元件可以按给定的设计或性能要求各包括或实现为一个或多个模块、组件、寄存器、处理器、软件子程序、模块或它们的任何组合。虽然这些附图作为例示示出了有限数目的元件，但熟悉该技术领域的人员可以理解，可以按给定实现的要求使用更多或更少的元件。在这方面对这些实施例并没有限制。
无线通信模块122的实施例(例如，RFID模块214、300、400、500、602)可以用各种技术实现。在一个实施例中，无线通信模块122的任何元件，包括能量耦合器124和/或控制器126，可以用有机/无机半导电油墨印刷到基片上。有机/无机半导电油墨当前用来形成有机发光二极管(OLED)，是极薄的半导电有机聚合物，适合各式各样的应用，包括光源和显示屏。这种技术包括将一系列有机薄膜配置在两个导体之间。在通以电流时，它们发光。这些及其他一些基于聚合物的电子组件可以用于诸如太阳能电池、有机薄膜晶体管(TFT)、RFID标签及其他高技术产品之类的各种应用。这些基于聚合物的技术可以降低与处理和制造任何这些元件关联的成本。
无线通信模块122(例如，RFID模块214、300、400、500、602)可以与在柔性基片上形成的具有特定金属图案的能量耦合器124(例如，天线202、天线线圈312、谐振电容器314、偶极天线412、匹配网络420、偶极天线604)的实施例或其中一些部分一起制作在柔性基片上。能量耦合器124的实施例或其一些部分可以用各种方法制作，诸如模切、化学蚀刻、物理/化学淀积工艺、印刷工艺和用有机/无机半导电油墨印刷，或者这些工艺的任何组合。能量耦合器124的实施例或其一些部分可以包括导线环，或者可以是蚀刻或镀上的金属，焊到或用导线接到控制器126上。在一个实施例中，能量耦合器124可以包括例如引导框天线。控制器126(例如，IC 210、IC 302)可以包括例如设置在基片上的硅芯片，例如连接到能量耦合器124上，或者例如连接到基片上形成的能量耦合器端点A、B上。例如，能量耦合器124可以与控制器126物理、电、感应或电容性连接。例如，无线通信模块122的任何组件可以用有机/无机半导电油墨印刷到基片上。
在一个实施例中，无线通信模块122(例如，RFID模块214、300、400、500、602)可以通过将能量耦合器124的元件和其他个体元件安装到控制器126上制成。这可以通过在控制器126与诸如RF电路204(例如，电容器、二极管、晶体管等)、天线202、天线线圈312、谐振电容器314、偶极天线412、匹配网络420、偶极天线604、逻辑206、存储器208、功率控制器324、解调器和数据恢复器326、状态机328、调制器330和/或存储器332之类的其他电路元件之间用短线接合或者诸如球栅阵列(一系列凸起)之类的焊接来实现。在一个实施例中，控制器126可以由定制的引导框支持，引导框用作它的支架和天线。控制器126可以用线接合到引导框上，或者冲接到引导框上再模压。整个无线通信模块122可以包括由一些元件组成的组件。这些元件可以嵌入到无线通信模块122内，形成一个组成部分，以便予以物理封装。在一个实施例中，包括能量耦合器124和控制器126的无线通信模块122可以注模成塑料封装件，形成单独的标签，以贴到物品上。
可以结合以上附图和相应例子进一步说明以上系统、节点、设备、元件和/或子系统的工作情况。附图中有些可以包括程序设计逻辑。虽然在这里给出的这些附图可以包括特定的程序设计逻辑，但可以理解，这些程序设计逻辑只是作为在这里所说明的一般功能可以怎样实现的例子。此外，所给出的程序设计逻辑不必一定要按所给出的次序执行，除非另有说明。此外，所给出的程序设计逻辑可以用硬件、由处理器执行的软件或者它们的任何组合实现。在这方面对这些实施例并没有限制。
图10为例示按照一个实施例的方法的逻辑流程图。在一个实施例中，图10可以例示程序设计逻辑1000。程序设计逻辑1000可以表示由在这里所说明的节点110和120、系统100、500和600、结构200、300和400执行的操作。从图1000所示的例子可以更好地理解以上所说明的节点110和120、系统100、500和600、结构200、300和400的工作情况以及相关的程序设计逻辑。
在一个实施例中，在方框1010，EAS检测系统发射处于第一频率的第一信号，在方框1012，EAS检测系统发射处于第二频率的第二信号。相应地，在方框1014，RFID模块接收处于第一和第二频率的第一和第二信号。在一个实施例中，第一信号处于约为13.56MHz的频率。在一个实施例中，第一信号处于约为915MHz的频率。在一个实施例中，第二信号处于约为8.2MHz的频率。在一个实施例中，第二信号处于约为58kHz的频率。在一个实施例中，第二信号处于约为111.5kHz的频率。在方框1016，将第一和第二信号混频。在方框1018，产生处于第三频率的第三信号。在方框1020，发射第三信号。在一个实施例中，在方框1022，EAS检测系统接收处于第三频率的第三信号，在方框1024，EAS检测系统检测到存在起EAS标签作用的RFID模块。在一个实施例中，第三信号处于约为5.36MHz的频率。在一个实施例中，第三信号处于约为13.502MHz的频率。在一个实施例中，第二信号受到频率在650到950Hz范围内的FSK调制。
在这里已经给出了许多具体细节，以便充分理解这些实施例。然而，熟悉该技术领域的人员可以理解，这些实施例可以实现为与这些具体情况有所不同。在其他一些情况下，一些众所周知的操作、组件和模块并没有详细予以说明，以免使这些实施例反而不够清晰。可以理解，在这里所揭示的具体结构和功能情况是代表性的，但不必是对实施例的范围的限制。
还要注意的是，任何引证“一个实施例”的是指在至少一个实施例内包括结合这个实施例所说明的具体功能、结构或特征。在本说明书中各处出现的“在一个实施例中”不一定是都指同一个实施例。
有些实施例可以用可以按照诸如所希望的计算速度、功率、耐热性、处理周期预算、输入数据率、输出数据率、存储器资源、数据总线速度及其他性能要求之类的众多因素而改变的体系结构实现。例如，一个实施例可以用由通用或专用处理器执行的软件实现。在另一个例子中，实施例可以实现为诸如模块、专用集成模块(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)或数字信号处理器(DSP)之类的专用硬件。在又一个例子中，一个实施例可以用经编程的通用计算机组件和定制硬件组件的任何组合实现。在这方面对这些实施例并没有限制。
有些实施例可以用“耦合”和“连接”及它们的派生词一起说明。应理解的是，这些措词并不是相互同义的。例如，有些实施例可以用表示两个或更多元件相互直接物理或电接触的术语“连接”来说明。在另一个例子中，有些实施例可以用表示两个或更多器件相互直接物理或电接触的术语“耦合”来说明。然而，术语“耦合”还可以指两个或更多器件虽然没有相互直接接触，但仍然还是相互合作或交互作用。在这方面对这些实施例并没有限制。
有些实施例可以例如用可以存储一个或一组指令的机器可读媒体或制品实现，这个或这组指令在由机器执行时可以使机器执行与这些实施例一致的方法和/或操作。这样的机器可以包括例如任何适当的处理平台、计算平台、计算设备、处理设备、计算系统、处理系统、计算机、处理器等，可以用任何适当的硬件和/或软件的组合实现。机器可读媒体或制品可以包括例如任何适当类型的存储单元、存储器件、存储制品、存储媒体、外存设备、外存制品、外存媒体和/或外存单元，例如，存储器、可移动或固定媒体、可擦或非可擦媒体、可写入或可重写媒体、数字或模拟媒体、硬盘、软盘、只读光盘(CD-ROM)、可记录光盘(CD-R)、可重写光盘(CD-RW)、光盘、磁媒体、磁光媒体、可移动存储卡或存储盘、各种数字通用盘(DVD)、磁带、盒式磁带等。指令可以包括任何适当类型的码，诸如源代码、编译码、解释码、可执行码、静态码、动态码之类。指令可以用任何适当的高级、低级、面向对象、可视、被编译和/或解释的程序设计语言实现，诸如C、C++、Java、BASIC、Perl、Matlab、Pascal、VisualBASIC、汇编语言、机器代码之类。在这方面对这些实施例并没有限制。
除非有具体说明，可以理解，所谓“处理”、“计算”、“运算”、“确定”之类是指计算机或计算系统或者类似的电子计算设备的对在计算系统的寄存器和/或存储器内的表示为物理量的数据(例如，电子数据)进行操作和/或将这数据变换成在计算系统的存储器、寄存器或其他这样的信息存储、传输或显示设备内的同样表示为物理量的其他数据的动作和/或过程。在这方面对这些实施例并没有限制。
虽然如在这里所说明的那样已经例示了这些实施例的某些特征，但熟悉该技术领域的人员从中可以设想出许多修改、替换、变动和等效方案。因此，应该理解，所附权利要求书旨在涵盖基于这些实施例的精神实质所得出的所有这样的修改和变动方案。

Claims (19)

1.一种系统，包括：
RFID模块，其包括：存储RFID信息的存储器；接收包括处于第一频率的第一信号和处于第二频率的第二信号的发射能量的能量耦合器；和将所述第一和第二信号混频以产生适合于EAS功能的混频结果的处于第三频率的第三信号的混频元件，所述能量耦合器将所述第三信号发送给EAS检测系统，
所述第一信号为电磁信号而所述第二信号为磁场，并且所述RFID模块被配置成无论提供给所述RFID模块的供电电压如何都运行为EAS标签，以接收所述第一和第二信号，对所述第一和第二信号进行混频，以及产生所述第三信号并发送给所述EAS检测系统，其中所述RFID模块可配置为提供给所述RFID模块的供电电压模式为无电源模式而运行为EAS标签。
2.权利要求1的系统，还包括：
第一发射机，在受控区域内发射包括处于所述第一频率的所述第一信号的所述能量；以及
第二发射机，在覆盖区域内发射包括处于所述第二频率的所述第二信号的所述能量，
其中，所述第一和第二信号在所述受控区域内形成重叠的场。
3.权利要求1的系统，还包括接收所述第三信号和检测在所述受控区域内所述RFID模块的存在的接收机。
4.权利要求1的系统，其中，所述能量耦合器包括电感器和电容器。
5.权利要求1的系统，其中，所述第一频率高于所述第二频率。
6.权利要求1的系统，其中，所述第一频率选自大约13.56MHz和大约915MHz。
7.权利要求1的系统，其中，所述第二频率选自大约8.2MHz、大约111.5kHz和大约58kHz。
8.权利要求1的系统，其中，所述第三频率选自大约5.36MHz和大约13.502MHz。
9.权利要求1的系统，其中，所述混频元件包括非线性元件。
10.权利要求9的系统，其中，所述非线性元件从包括调制阻抗、调谐电容器、变容二极管、金属氧化物半导体电容器、互补金属氧化物半导体电容器、变容二极管电容器、AC/DC变换器、整流器、二极管、双极结型晶体管、场效应晶体管、磁元件和非线性谐振器的组中选出。
11.权利要求1的系统，其中，所述能量耦合器包括偶极天线和匹配网络。
12.权利要求1的系统，其中，所述第二频率受到频率在650到950Hz范围内的信号的FSK调制。
13.一种方法，包括下列步骤：
在RFID模块处接收处于第一和第二频率的第一和第二信号，所述RFID模块包括存储RFID信息的存储器；
在所述RFID模块处对所述第一和第二信号进行混频；
产生适合于EAS功能的混频结果的处于第三频率的第三信号；以及
将所述第三信号发送给EAS检测系统，
所述第一信号为电磁信号而所述第二信号为磁场，并且所述RFID模块被配置成无论提供给所述RFID模块的供电电压如何都运行为EAS标签，以接收所述第一和第二信号，对所述第一和第二信号进行混频，以及产生所述第三信号并发送给所述EAS检测系统，其中所述RFID模块可配置为提供给所述RFID模块的供电电压模式为无电源模式而运行为EAS标签。
14.权利要求13的方法，还包括下列步骤：
发送处于所述第一频率的所述第一信号；以及
发送处于所述第二频率的所述第二信号。
15.权利要求14的方法，还包括下列步骤：
接收处于所述第三频率的所述第三信号；以及
检测所述RFID模块的存在。
16.权利要求13的方法，其中，接收处于所述第一频率的所述第一信号的步骤包括接收处于选自大约13.56MHz和大约915MHz的频率的所述第一信号。
17.权利要求13的方法，其中，接收处于所述第二频率的所述第二信号的步骤包括接收处于选自大约8.2MHz、大约111.5kHz和大约58kHz的频率的所述第二信号。
18.权利要求14的方法，其中，接收处于所述第三频率的所述第三信号的步骤包括接收处于选自大约5.36MHz和大约13.502MHz的频率的所述第三信号。
19.权利要求13的方法，还包括对所述第二频率进行FSK调制的步骤。
CN201610599810.2A 2005-06-03 2006-06-02 在电子物品监视系统内使用混频检测射频标识标签的技术 Pending CN106157510A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

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