CN111016444B - 具有快速释放盖的热敏打印机 - Google Patents
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Abstract
公开了同时具有集成的高速RFID编码和验证的高速台式和工业打印机。该工业打印机同时在附接到连续幅材上的RFID标记、标签和/或标贴上打印并且电子地编码/验证该RFID标记、标签和/或标贴。该工业打印机包括用于将打印标引到RFID标签的光敏传感器阵列;以及用于切割其上设置有RFID标签的幅材的由该工业打印机供电的切割机。工业打印机包括两个单独控制的RFID读取器/写入器。
Description
本申请是申请日为2015年10月13日、名称为“具有快速释放盖的热敏打印机”的中国专利申请2015800675565的分案申请。
相关申请的交叉参考
本申请要求2014年10月13日提交的美国临时申请号62/063,258、2014年10月13日提交的美国临时申请号62/063,213、2014年10月13日提交的美国临时申请号62/063,249、2014年10月13日提交的美国临时申请号62/063,238和2014年10月13日提交的美国临时申请号62/063,227的优先权,其通过引用以其全部并入本文。
背景技术
本发明一般地涉及具有射频识别(RFID)读取/写入能力的热敏台式(tabletop)和工业打印机。更具体地,本公开内容涉及具有快速释放盖的高速台式和工业打印机。
射频识别(RFID)标签为可附着到物品的电子设备,其存在是为了被检测和/或监测。可通过被称为“读取器”或“读取器面板”的设备来检查和监测RFID标签的存在,以及因此RFID标签所附着的物品的存在。读取器通常传送RFID标签响应的射频信号。每个RFID标签可存储唯一的标识号。RFID标签通过基于读取器命令提供存储在RFID标签上的其标识号和附加信息来响应读取器传送的信号,以使读取器能够确定物品的标识和特征。
当前的RFID标签和标记通过嵌体的构造产生,该嵌体包括连接到施加至基底的天线的芯片。然后将嵌体插入到单个标签或标记中。然后通过任一常规打印过程诸如柔性版印刷过程来打印这些标记或标签,并且然后可用静态信息打印可变信息或单独打印可变信息。然后芯片在具有读取/编码设备的打印机中被编码或由读取器/编码设备单独编码。由于涉及产品制造的多个步骤该方法是缓慢且昂贵的。另外,这样的方法通常在每道制造能力每次只可完成一个标签或标记。这可导致较高的成本、有限的产量,以及在尺寸、颜色和复杂性方面有限的产品变化。此外,用于打印标记或标签的此类打印机通常包括台式打印机盖,因为这些盖通常用标准螺钉固定所以移除很麻烦。
因此,存在对这样的RFID打印机的需要,其能够在记录构件诸如标记、标签等上打印并且能够编码或写入到包含在记录构件上的RFID应答器和/或从包含在记录构件上的RFID应答器读取,以及验证编码到RFID标签的数据。进一步地,存在对这样的RFID打印机的需要,其包括快速释放盖以允许用户在需要时容易地移除打印机盖。
本发明公开了同时具有集成的高速RFID编码和验证的高速台式和工业打印机。工业打印机包括两个单独控制的RFID读取器/写入器,使得工业打印机可同时编码和验证。具体地,RFID读取器/写入器中的一个在幅材移动时对RFID标签进行编码;并且第二RFID读取器/写入器验证编码到RFID标签的数据。进一步地,打印机包括快速释放盖,以便在需要时允许容易的移除。
发明内容
以下呈现简化的概述,以便提供对所公开的创新的一些方面的基本理解。该概述不是广泛的综述,且并非旨在确定关键/重要要素或描绘其范围。其唯一目的为以简化的形式呈现一些概念,作为稍后呈现的更详细描述的序言。
本文所公开和要求保护的主题在其一个方面包括同时具有集成的高速RFID编码和验证的高速台式和工业打印机。具体地,工业打印机同时在附接到连续幅材上的RFID标记、标签和/或标贴上打印并且电子地编码/验证该RFID标记、标签和/或标贴。工业打印机包括用于将打印标引到RFID标签的光敏传感器(lighted sensor)阵列;以及用于切割其上设置有RFID标签的幅材的切割机,诸如由工业打印机供电的刀。进一步地,打印机包括具有翼形螺钉的打印机盖,以允许简单地用手进行调整和安装。
在优选实施方式中,工业打印机包括两个单独控制的RFID读取器/写入器,使得工业打印机可同时编码和验证。具体地,RFID读取器/写入器中的一个包括在幅材移动时对RFID标签进行电子编码的能力;并且第二RFID读取器/写入器使用打印机上另外的RFID模块和天线来验证编码到RFID标签的数据。
为了完成前述和相关目的,本文结合以下描述和附图描述了所公开的创新的某些说明性方面。然而,这些方面仅仅指示了可采用本文所公开的原理的各种方式中的一些,并且旨在包括所有此类方面及其等同物。当结合附图考虑时,其它优点和新颖特征从以下详细描述中将变得显而易见。
附图说明
图1图解了根据所公开的架构的热敏台式和工业打印机的前透视图。
图2图解了根据所公开的架构的热敏台式和工业打印机的顶部透视图。
图3图解了根据所公开的架构的具有盖的热敏台式和工业打印机的后透视图。
图4图解了根据所公开的架构的不具有盖的热敏台式和工业打印机的后透视图。
图5图解了根据所公开的架构的热敏台式和工业打印机的右透视图。
图6图解了根据所公开的架构的热敏台式和工业打印机的左透视图。
图7图解了根据所公开的架构的进一步识别RFID验证器和RFID编码器的热敏台式和工业打印机的顶部透视图。
图8A和图8B图解了根据所公开的架构的公开热敏台式和工业打印机的RFID读取/写入操作和打印操作的流程图。
图9A图解了根据所公开的架构的RFID打印机的传统通信操作的线图。
图9B图解了根据所公开的架构的RFID打印机的高级命令优化操作的线图。
图10A图解了根据所公开的架构的在没有预先知道RFID询问器的通信序列的情况下的通信过程。
图10B图解了根据所公开的架构的在预先知道RFID询问器的通信序列的情况下的通信过程。
图11图解了根据所公开的架构的热敏台式和工业打印机的打印机盖,其包括翼形螺钉。图12图解了根据所公开的架构的公开热敏台式和工业打印机的自适应RFID功率设定的流程图。
图12A图解了根据所公开的架构的公开热敏台式和工业打印机的RFID读取/写入和验证操作的流程图。
图12B图解了根据所公开的架构的公开热敏台式和工业打印机的自适应RFID功率设定的流程图。
图13图解了具有指示孔标示的一卷标签供给。
图14图解了具有7个串联的并置传感器的阵列传感器。
图15图解了标签的近视图。
图16图解了校准的流程图。
图17图解了标签感测的流程图。
图18图解了指示传感器阵列10的打印机100的剖视图。
图19为设定显示器的背光的流程图。
图20A至图20E概述了RSSI改进的分割的过程流程。
图21图解了在RFID编码器天线上的理想编码位置中的应答器。
具体实施方式
现在参考附图描述本创新,其中相同的参考数字始终用于指相同的元件。在以下描述中,为了解释的目的,阐述了许多具体细节以提供对其完全理解。然而,明显的是,可在没有这些具体细节的情况下实践本创新。在其它情况下,以框图形式示出了众所周知的结构和设备,以便于其描述。
本发明公开了同时具有集成的高速RFID编码和验证的高速台式和工业打印机。工业打印机能够在记录构件诸如标记、标签等上打印,并且能够从包含在记录构件上的RFID应答器进行编码,以及验证编码到RFID标签的数据。工业打印机包括两个单独控制的RFID读取器/写入器,使得工业打印机可同时编码和验证。具体地,RFID读取器/写入器中的一个在幅材移动时对RFID标签进行编码;并且第二RFID读取器/写入器验证编码到RFID标签的数据。该打印机还包括快速释放盖,该快速释放盖包含翼形螺钉用于容易的移除。
最初参考附图,图1图解了具有集成的高速RFID编码和验证的热敏台式和/或工业打印机设备100。热敏台式和/或工业打印机100包括读取器和/或编码设备以及验证设备。读取器和/或编码设备可读取和编程包含在嵌体中的RFID设备,诸如RFID芯片,该嵌体可并入或可不并入到标记、标签或任何其它期望产品中,并且该嵌体还可打印到产品上,而不会损坏或以其它方式不期望地影响RFID设备。嵌体也可直接附着到产品上,而不一定被并入到标记或标签中,诸如通过使用粘合剂将嵌体附着到产品上。
在一些示例性实施方式中,产品可被布置成片材或卷,并且多个产品可同时以顺序方式、同时或基本上同时被打印、编码或验证。在一些示例性实施方式中,读取器配置和芯片/天线配置可允许编码和验证联机发生,使得打印、编码、可变数据成像、验证和修整(finishing)都可在一个连续过程中完成。如本文所用,连续过程包括卷对卷配置和片材进给过程,其中不存在过程的停止。连续的还可包括持续不超过几秒的轻微的增量停止、标引、前进等。
此外,切割机(未示出)也可包括在打印机100中。切割机将用于切割正在其上印刷的幅材和设置在其上的RFID标签。通常,切割机将由打印机100供电,或可通过如本领域已知的任何合适的方式来供电。
如本文所提供的印刷可通过使用任何数量的过程来完成,包括击打式打印机或和非击打式打印机、柔性版印刷、凹版印刷、喷墨、静电式等等,仅为了提供一些代表性实例。静电打印可包括公司商标、制造商的信息、尺寸、颜色和其它产品属性。可变打印可包括标识号、条形码、标价、商店位置以及零售商可决定是必需的此类其它信息。
示例性RFID设备,例如,嵌体、标签、标记等等可分别获得自Clinton,SC和Framingham,March的Avery Dennison RFID Company和Avery Dennison RetailInformation Services。此类设备可以任何数量的天线和尺寸配置来提供,这取决于产品所旨在的需要或最终应用。
图1至图7公开了工业打印机100的多个视图,并在下面描述了图1至图7。打印机100可为本领域已知的任何合适的尺寸、形状和配置,而不影响本发明的整体概念。本领域普通技术人员将明白,如图1至图7所示的打印机100的内部形状和/或外部形状仅用于说明目的,并且打印机100的许多其它形状很好地在本公开内容的范围内。虽然打印机100的尺寸(即,长度、宽度和高度)对于良好性能是重要设计参数,但打印机100可为确保最佳高速编码和验证的任何形状。
一般地参考图1,热敏台式和工业打印机100具有带有打印机盖101的大体上矩形形状。然而,当使用标准螺钉将盖向下固定时,移除台式打印机盖可为麻烦的。因此,在优选实施方式中,用翼形螺钉103代替标准螺钉(如图11所示)。一般而言,翼形螺钉103用于其中频繁调节标准螺钉或紧固件的打印机盖101上的任何地方。翼形螺钉103包括易于抓握的有纹理的头部,其允许简单地用手进行调节和安装。翼形螺钉103可为本领域已知的任何合适的翼形螺钉103,并且允许用户每当必要时在不需要螺丝刀或其它此类工具的情况下容易地移除打印机盖101。例如,翼形螺钉103可包括滚花头部、铲形头部、翼形头部或圆形头部中的至少一种。此外,翼形螺钉103通常由铝、黄铜、尼龙、钢或不锈钢制造,但可由本领域已知的任何其它合适的材料制造。翼形螺钉103可为本领域已知的任何合适的形状和尺寸,这取决于用户和/或制造商的需求和需要。
此外,打印机100包括检修门32和检修门手柄1。检修门32可经由检修门手柄1致动,以提供通向打印机100正面的入口并加载供给。一旦打开检修门3212,用户就将供给卷3安装在供给卷支架4上。供给卷3包含供打印机100打印的供给。然后,衬垫台(liner tableup)5充当用于粘合剂背衬标签的废衬垫的重卷支架。
此外,打印机100包括供给阻尼器6,其帮助去除来自供给卷3的振动以改善打印质量。并且,如果在打印机100中加载了供给,或如果打印机100需要供给,则缺货开关(out ofstock switch)7提供开/关指示。供给引导件(guide)或框架8保持供给并使其置于中心。进一步地,阵列传感器(在图2被示出为35)附接到供给引导件以检测并适应孔位置的微小变化。上引导件11引导打印机100内的供给,并且加载标记18为指示供用户将供给加载到打印机100中的供给路径的标记。在一个实施方式中,上引导件11包括为用户照亮供给的发光纸(lighted paper)路径。打印机进一步包括打印头14。打印头14为热敏打印头,使得打印机100自动检测点密度和失效加热元件的位置。此外,打印机包括打印头支架15,打印头支架15为铸铝件,打印头14安装在其上以将打印头14固定在适当的位置。进一步地,当需要时,释放手柄10将打印头14从支架15释放。
打印机100还包括色带轴16和色带卷取装置(take-up)17。色带轴16为色带的直流马达控制的供给,并且色带卷取装置17为色带的直流马达控制的卷取装置。进一步地,无线天线2也包括在打印机100内。无线天线2为用于与路由器或其它设备通信的802.11b/g/n双频天线。此外,打印机包括两个其它天线。允许RFID编码供给的RFID天线9,和RFID验证器13,其为用于读取RFID供给的外部天线。注意,用于控制验证天线的第二RFID模块的功率可为来自第一射频识别模块的读取功率、来自射频识别编码模块的写入功率或另一种合适的功率。
一般地参考图2,打印机100包括覆盖顶部LED板20的顶部LED(发光二极管)门,顶部LED板20为反射式供给传感器LED。进一步地,打印机包括LED帽21和标引传感器(indexsensor)35,LED帽21为反射式供给传感器反射器,标引传感器35为自动检测孔感测标示的唯一阵列传感器。具体地,光敏传感器阵列35自动感测通过幅材设置的孔的位置,该孔用于感测标示,并且将打印正确地标引到RFID标签。通过使用传感器阵列35,打印机100可确定阵列内的单独传感器中的哪一个应当用于标引,以解释孔的放置的制造变化。
一般地参考图3,打印机100的背面包括覆盖电子面板(图4中所示)的后盖26。显示面板25显示用户界面,并且也可在打印机100的背面看到无线天线2(如图1所示)。一般地参考图4,打印机100的背面被示出为没有盖26。示出了CPU板29或主PC板,以及RFID I/O板27,该RFID I/O板27为包含编码模块和验证模块的模块。为打印机100中的电力的主要供给的电源28也显示在打印机100的背面。此外,显示面板25(如图3所示)和无线天线2(如图1所示)两者也可见于图4。
一般地参考图5,示出了打印机100的右侧。打印机100的右侧示出了前盖32以及无线天线2(如图1所示)。进一步地,示出了CPU板29(如图4所示)以及I/O开关30和I/O输出口31。一般地参考图6,示出了打印机100的左侧。打印机100的左侧示出了无线天线2(如图1所示)以及确保并允许通向供给卷3的供给门22。进一步地,还公开了NFC I2C芯片23,其为打印机100提供独特的能力并允许打印机100通过桥路与主处理器直接通信。本发明预期与打印机主处理器的通信可使用近场通信(HF RFID)用于正向和反向数据。最后,打印机100包括显示面板25,该显示面板25包括键盘24。
在优选实施方式中,打印机100包括多个键,该键包括键盘24和触发键。键盘24可用于向打印机100输入字母数字数据。可选地,键盘24可仅具有有限数量的根据显示器25上所描绘的信息可驱动的键,用于选择打印机的多个操作,例如,通过打印机100进给记录构件的幅材、显示状态信息等。触发键可由用户在打印机100的各种模式下驱动以驱动打印系统和/或RFID读取/写入模块34。可选地,可根据存储的应用程序由打印机100的控制器自动地驱动这些设备中的一个或多个。除了显示经由键盘24输入的状态信息或数据之外,显示器25还可被控制用于向用户提供提示以驱动触发键和/或其它键,以便控制打印机100的键的各种操作,以便控制打印机100的各种操作。
在图19中,1910示出了检查打印机100的状态,以便设定打印机100上25所示的显示器的背光。在确定打印机100的状态时,遵循以下四条路径之一:1920为如果打印机的状态为空闲,则背光将被设定为白色。在1930中,如果打印机的状态为脱机的,则背光被设定为白色。在1940中,如果打印机的状态为工作(active)的,则背光被设定为绿色。在1950中,如果打印机的状态为需要操作员干预,则背光被设定为红色。最后,该过程进入子过程1960以倒数系统标志状态检查。如果1970当计数达到零时,我们重新进入1905以重置间隔计数器,并且然后在1910中检查工业打印机的当前状态。一般地参考图7,打印机100的顶部透视图公开了RFID验证器33和RFID编码器34(如图1所示,分别为天线9和13)。具体地,RFID编码器34在幅材移动时对RFID标签进行编码,并且RFID验证器33验证编码到RFID标签的数据。
具体地,工业打印机100包括单独控制的两个RFID读取器/写入器(33和34),允许工业打印机100同时编码和验证。因此,工业打印机100包括RFID写入器或编码器34模块和RFID验证器33模块两者,其独立地操作标记、标签或其它构造介质内的编码和验证RFID应答器。两个RFID模块彼此协作并与工业打印机100的处理器协作。当应答器到达编码位置时,RFID编码器模块34将期望的信息编码到RFID应答器。RFID验证器模块33读取应答器并将其与由打印机控制器提供的信息进行比较。然后,包含失效RFID的任何存货可任选地由打印机构标示,以便以用户可见的指示将其指定为有缺陷的,并且失效验证将被发送到主机用于数据记录目的。
此外,通常将RFID输出功率设定为编码在RF场中电分割的应答器所必需的功率。不存在应答器的其它分割,因此期望RF场中每次仅存在一个应答器。然而,定位于天线上的应答器可为有缺陷的或对设定的功率水平不太敏感,使得相邻的应答器被天线获取并因此被编码。因此,为了防止误读或其它错误,诸如具有相同的编码数据的重复标签,打印机100利用可使用自适应RFID功率设定。
具体地,采用两个功率水平来通过软件辅助电分割。因为读取应答器的内容需要比对该内容进行编码更少的功率,所以使用足够低的功率水平来创建强度足够小的RF场,使得唯一起作用的应答器为直接定位在天线上的应答器。在该读取功率水平下,将读取并保存RFID应答器的串行标签标识(TID)字段。接下来,将功率水平增加到写入标签所需的水平。在编码命令中将包括TID序列号,以在包含序列号的特定标签上进行分割,并且忽略可能意外地在RF场中的任何相邻标签。最后,RF功率水平降低到所选择的读取水平,使得RFID验证器可读取标签的编码数据并且将标签的编码数据与在写入命令中原始发送的数据进行比较,以确认标签被准确地编码。
此外,已知在供给卷内从RFID应答器到RFID应答器存在变化。所公开的打印机可利用自适应算法,该自适应算法将允许应答器中的变化而不生成错误。该算法将以足够低以致不能检测到应答器的读取功率开始,然后将逐步增加,直到看到应答器为止。对于下一个应答器,将使用先前检测点作为起始点,并且然后如果需要将增加。如果检测到多于一个应答器,则将降低读取功率。如果没有检测到应答器,则将增加读取功率,直到检测到应答器为止。然后将所选择的功率用作下一个应答器的起始点,以此类推。
一般地参考图8A至图8B,微处理器控制本发明的实施方式的打印机100对标签中的RFID应答器进行编码、写入和/或读取,并打印在该同一标签上。在框800处,处理器控制打印机马达将标记进给到标记幅材移动停止的点的位置中。一旦标签在适当的位置,RFID应答器将大体上与天线对准。在框802处,微处理器从存储器中检索已经从主机发送的用于写入到RFID应答器的数据。该数据可为例如电子产品代码(EPC)信息或其它数据。此后,在框804处,微处理器生成程序命令。程序命令为待发送给RFID询问器或模块的控制信息的数据包。微处理器从框804继续进行到框806,以将生成的数据包发送到RFID模块,即,询问器。
注意,在优选实施方式中,RFID模块或询问器包括其自己的微处理器。RFID模块执行多种功能。例如,该模块通过读取RFID应答器的识别码来确定RFID应答器是否在其场内。由控制器指令的RFID模块删除存储在RFID应答器中的数据、验证该删除并且然后将从微处理器接收的RFID数据编程到RFID应答器中。RFID模块还通过在编程操作之后读取存储在应答器中的数据来验证数据已被编程到RFID应答器中,以验证数据被正确地写入到RFID应答器中。在完成验证过程之后,RFID模块生成被传送回微处理器的响应数据包。
在框808处,微处理器从RFID模块接收响应数据包,并且在框810处,微处理器从响应数据包中提取数据。响应数据包中的数据可包括表示RFID应答器的成功编程的代码,或者数据可包括表示特定错误的代码。例如,响应数据可包括指示RFID模块不可读取RFID标签的错误代码、或指示标签不可被删除的代码或指示标签没有被准确地编程的代码。在框812处,微处理器对响应数据包中的数据进行解码,以在框814处确定RFID应答器的编程是否成功,或来自RFID模块的响应数据包是否包括错误代码。如果在框814处确定RFID应答器的编程是成功的,即,没有错误,则微处理器继续进行到框816以控制幅材的进给或移动以及经由打印头在标签上打印数据。注意,在读取或编程RFID应答器时,幅材是静止的。然而,在框816处在记录构件上打印信息期间,微处理器在打印操作期间将幅材移动通过打印头。如果微处理器在框814处确定从RFID模块接收到的响应数据包指示错误状态,则微处理器继续进行到框818以在打印机的液晶显示器上显示错误消息。微处理器从方框818继续进行到框820,以将带有缺陷的RFID应答器的标签进给通过打印头,并控制打印头以在记录构件RM上打印重印的图像,诸如均匀间隔开的纵向延伸条。这指示RFID应答器为有缺陷的。微处理器从框816或框820继续进行到框800以将下一个标签进给到如上讨论的位置。
此外,在优选实施方式中,热敏打印机100还通过减少完成用户定义的功能所需的时间来提供优化的RFID编码。用户序列可包括以下命令序列,其将选择标签、写入EPC存储器的单词(6至15个单词)、将访问口令写入保留内存中并将锁定内存设定为口令锁定,并且然后读取EPC存储器。在具有RFID写入器(询问器)的RFID打印机中,存在两个优化的机会。RFID打印机通过通信信道例如串口、USB或其它方法与包含独立处理器的RFID写入器通信。该通信涉及握手和必要的错误处理。如果已经知道命令序列将被发送到RFID写入器,则以一个序列发送的命令堆栈的实施将消除RFID打印机与RFID写入器之间的不必要的开销。
一般地参考图9A,传统通信操作900将涉及RFID打印机901,其发出用于写入EPC902、写入访问904、口令锁定906和读取EPC 908的单独的命令,然后RFID询问器903将处理每个命令(902、904、906和908),并且在每个命令之后做出响应910,在RFID打印机901与RFID询问器902之间产生不必要的开销。一般地参考图9B,RFID打印机901创建高级命令优化操作907,其中RFID打印机901将写入EPC、写入访问、口令锁定和读取EPC的单独的命令作为一个命令912发出,从而允许RFID询问器903一次性处理所有命令912并且然后做出响应914,从而节省了时间并消除了RFID打印机901与RFID询问器903之间的不必要的开销。
另外,如果预先知道将发送一组高级命令,则在RFID写入器与RFID标签之间存在可优化的握手。如果没有给RFID标签断电的原因,则可优化握手过程。然而,需要给RFID标签断电的一个原因是将功率水平改变为不同的功率。例如,如果在一个功率下写入RFID标签EPC存储器并且在不同的功率下读取RFID标签EPC存储器,则需要断电。
此外,EPC RFID访问命令必须遵循库存以获得标签句柄REQ_RN。对于完成的每个访问(读取、写入、灭活、锁定)命令必须遵循该序列。对于具有RFID写入器的热敏条形码打印机,如果在已经获取标签之后执行多于一个访问命令,则该序列包含冗余步骤,因为必须针对每个访问命令重新获取相同标签的REQ_RN句柄。EPC Gen 2协议规定,只要标签通电,它就必须保留REQ_RN句柄。因此,为了优化命令序列,只要标签通电,针对每个访问命令发出的选择命令和库存命令就已经被优化。
一般地参考图10A,其为高级命令序列的传统通信过程,为了说明的目的,有以下命令:写入EPC、写入访问代码、锁定标签、读取EPC;在没有预先知道通信需求的情况下,RFID询问器1053将发出用于对96位EPC进行编码的命令序列,查询命令1058,并且RFID标签1059将响应RN_16,1060,然后RFID询问器1053发出Ack(RN16)1058,并且RFID标签1059用PC、EPC和CRC-16 1060响应以识别命令流。然后,RFID询问器1053发出REQ_RN 1058,并且RFID标签1059发出句柄(新RN16)1060,然后RFID询问器1053发出写入命令1058,并且RFID标签1059以状态-成功、错误失效1060响应。在该点,RFID询问器1053发出读取PC位和ReqRN1058,标签1059用EPC对其做出响应。由于RFID询问器没有预处理编码访问口令中的命令序列,所以芯片必须通电并且转变到公开状态。在1062中在写入访问口令之前RFID询问器1053重新发出查询、ACK、ReqRN、ReqRN。标签1059将在1064中适当地对这些命令做出响应。接下来,RFID询问器1053将发出锁定标签1059所需的命令序列。由于标签1059没有保持在公开状态,所以在锁定标签1059之前RFID询问器1053将需要重新发出查询、ACK、ReqRN、ReqRN。标签1059将适当地响应1068。在1074中示出了可用于验证目的以确保准确性的最终读取。标签1059从通电开始,查询、ACK和重复查询需要从RFID询问器1053发出,标签1059在1072中对其做出响应。然而,如果RFID询问器1053已经知道如图10B中图解的命令流,那么选择和查询命令变得冗余,并且询问器1053和芯片(或标签1059)仅需要在接收下一个访问命令1022之前发出Req-RN 1020。因此,如图10B中图解,在预先知道通信序列的情况下的通信过程公开了RFID询问器1059,其发出下一个访问命令1022以对访问口令进行编码,消除了查询和ACK以增加编码吞吐量。在1022处后跟32位的Req_RN命令写入访问口令。RFID标签1059在1024处发出句柄(新RN 16)1024,并且RFID询问器1053以访问命令响应1026,且RFID标签1059以状态-成功、错误失效响应1028。对于锁定命令在1026中继续遵循该过程。在1028中标签1059适当地做出响应。如果期望进行最终读取以确保编码精度,如果读取的功率相同,则1053与1059之间的过程在1030和1032中显示为流线型的。因此,在知道命令流的情况下,询问器1053与芯片(或标签1059)之间的通信序列可经由移除访问命令之间的查询命令和Ack命令来优化。这种优化减少了整个周期时间。进一步地,可利用复合RFID询问器主机写入存储器命令,其在将命令的结果返回到主机之前提供到RFID Gen 2标签设备中各种存储块的连续写入,以优化系统吞吐量。该命令接受待写入的每个存储块的存储块标识和待写入到每个存储块中的数据。RFID询问器执行必要的Gen 2RFID标签设备命令以使标签置于开放状态,并且然后继续执行主机命令中定义的到各种存储块的Gen 2连续写入命令。
当所有存储块都已被写入时,RFID询问器将标签设备返回到准备状态,并将结果的状态返回给主机。
此外,热敏打印机的优化伴随着连续写入命令和验证命令发生。具体地,利用复合RFID询问器主机写入/验证命令,其提供对RFID GEN 2标签设备中的各种存储区的多次写入,其中标签设备在整个命令写入/验证操作组的持续期间保持开放状态。该命令以两个阶段执行。在第一阶段中,命令被定义为具有唯一ID的记录,之后是指定是否将使用任选的标签标识(TID)来识别待写入的标签的标志。之后是一个或多个写入指令,其中每个指令由要写入的存储体、平板印刷(offset)到要开始写入的存储体中的字、写入字数,以及指示写入是否待验证的标志组成。
在第二阶段中,每个标签要编码的数据作为以唯一ID开始的记录发送,该唯一ID与在第一阶段中定义的ID匹配,之后是用于识别RF场中的标签的任选的TID,之后是一个或多个与第1阶段中定义的写入指令匹配的写入指令。在该记录中,每个写入指令包含要写入到第1阶段中指定的存储区的实际数据。在写入之后,指定的存储体任选验证读取可能发生在相同的状态。如果芯片架构需要新的会话进行验证读取,则这将在写入阶段之后立即进行。在完成写入和验证阶段之后,询问器将标签设备返回到准备状态,并将命令的结果返回给主机。
因此,这种复合RFID询问器主机写入存储器命令将用于RFID使能的热敏条形码打印机100中,减少了完成用户定义的命令序列所需的时间量,增加了RFID编码序列的总体吞吐量,这将允许用户增加吞吐量并以更高的幅材速度进行编码。设备。结果,每分钟可生产更多的RFID标签,从而提高了打印机生产率。这种更高的生产率将提高打印能力以满足需求。
一般地参考图1至图7,示出了可包括至少打印机100和编码器/验证器的系统的示例性实施方式。打印机100可通过柔性版印刷、平板印刷、凹版印刷、数字平板印刷或静电印刷数字处理或任何其它期望的打印过程来打印。打印机100可接受任何格式的输入信息,例如便携式文档格式(PDF)、个性化打印标记语言(PPML)、JavaScript对象标记(JSON)或任何其它期望格式。该信息通常由可与打印机100并置的计算机提供,或可在远程位置提供。取决于制造操作的要求,打印机100可经由内联网或互联网连接到计算机。打印机100还可包括一个或多个RFID读取器和RFID编码器34(如图1至图7所示,诸如例如图7),其可以任何配置——例如以允许在打印之前或在打印之后联机发生RFID编码的配置——来布置。
在示例性实施方式中,打印机100可包含多个RFID读取器和RFID编码器34,其布置成使待打印和编码的多个产品——例如为片材或卷形式——作为连续过程的一部分。应当理解,读取器和编码器可组合在单个单元中或提供在两个单独的部件中。打印机100还可包括RFID验证器33,其验证由RFID编码器34编码的数据。RFID编码器34和RFID验证器33被单独控制,使得编码和验证可同时发生。打印机100还可使用物理遮蔽例如用移动挡板、电子遮蔽例如使用红外光或干扰载波信号,或通过用于提供电屏蔽的任何其它方法来将相邻产品与射频交叉耦合和干扰隔离。
仍参考图1至7,打印机100还可具有质量控制系统(未示出),诸如视觉检查系统、RFID测试系统或其它设备,以确保单元中的优等质量。质量控制系统可被定位为与打印机100联机,或者它可被定位为脱机,例如使用远程RFID测试站。质量控制系统可包括一个或多个RFID读取器和RFID编码器34,其可允许质量控制系统检查产品在RFID编码中的错误。质量控制系统还可包括任何期望配置的光学读取器或扫描仪,其可允许质量控制系统检查产品在打印中的错误。质量控制系统可进一步包括模具切割机,其可允许系统分开不恰当的或有缺陷的产品,使得它们可被丢弃或再处理。被检测为有缺陷的RFID产品可被标示或以其它方式识别,使得它们可在制造或检查期间从幅材或片材中移除,或者可由客户容易地认出,使得最终用户不使用有缺陷的标签作为RFID标签或标记的一部分。
一般地参考附图,打印机/编码器100可使用完全编码对RFID设备进行编码,或它可使用部分编码来对RFID设备或产品进行编码,其中其余的编码将由最终用户完成,诸如零售或品牌所有者。当使用完全编码时,打印机/编码器100可单独地完全编程每个RFID设备或产品。这种编程可同时(例如基本上同时地)或分阶段地、以增量方式或根据需要发生。当使用部分编码时,打印机/编码器100可用要存储在产品上的一部分信息来编程每个RFID设备或产品。根据需要,这种编程可同时或分阶段发生。例如,当使用EPC和部分编码时,打印机/编码器100可接收已经用EPC的对于片材、成批片材或卷中的所有RFID产品共同的部分来编程的RFID产品的片材。这可允许打印机/编码器100通过仅用对于片材或卷中的每个产品不同的可变信息对每个RFID设备或产品进行编码来节省时间。在一些实施方式中,可对固定数据字段进行编码,并且唯一的芯片标识号可用作串行化。
在另一个实施方式中,打印机100包括微处理器和存储器(未示出)。存储器包括非易失性存储器,诸如闪存和/或ROM,诸如EEPROM。存储器还包括用于存储和操纵数据的RAM。根据本发明的优选实施方式,微处理器根据存储在闪存中的应用程序来控制打印机100的操作。微处理器可根据应用程序直接操作。可选地,微处理器可根据如由存储在存储器或闪存的另一区域中的解释程序所解释的应用程序间接地操作。
微处理器可操作用于根据所存储的应用程序来选择输入设备以从其接收数据并操纵接收的数据和/或将其与从不同的输入源接收的数据组合。微处理器将所选择的、组合的和/或操纵的数据耦合到打印系统用于在记录构件上打印。微处理器可选择待写入外部RFID芯片的相同或不同的数据。微处理器将被选择用于写入的数据耦合到RFID读取/写入模块,其中数据以编码形式写入到外部RFID芯片。类似地,微处理器可选择相同或不同的数据用于存储在RAM中的事务记录中,以及用于经由通信接口上传到主机。处理器可操作用于选择待耦合到打印系统的数据,而与处理器选择用于耦合到RFID读取/写入模式的数据无关,以提供比迄今为止可能的灵活性更大的灵活性。
一般地参考图12A,工业打印机100包括单独控制的两个RFID读取器/写入器(33和34),允许工业打印机100同时进行编码和验证。因此,工业打印机100包括独立地操作标记、标签或其它构造介质内的编码和验证RFID应答器的RFID写入器或编码器34模块和RFID验证器33模块两者。两个RFID模块彼此协作并与工业打印机100的处理器协作。在200处,将标签进给到合适的位置,并且然后在202处,在应答器到达编码位置时RFID编码器模块34将所需信息编码到所述RFID应答器。在204处,RFID验证器模块33读取应答器,并且206处将其与由打印机控制器提供的信息进行比较。因此,两个RFID读取器/写入器(33和34)独立地操作(参见208),允许工业打印机100同时编码和验证RFID标记内的RFID应答器(参见210)。在212处,确定RFID标签是否包含失效RFID。然后,在214处,包含失效RFID的任何存货可任选地由打印机构标示,以便将其指定为具有用户可见指示的缺陷产品,并且将失效验证发送到主机用于数据记录目的(参见216)。如图18的1820所示,将屏蔽放置在读取器33与34之间以最小化读取器33与34之间的串扰可为有利的。
此外,通常将RFID输出功率设定为对RF场中电分割的应答器进行编码所需的功率。应答器没有其它的分割,因此期望的是RF场中一次仅存在一个应答器。然而,定位于天线上的应答器可为有缺陷的或对设定的功率水平不太敏感,使得相邻的应答器被天线获取并因此被编码。因此,为了防止误读或其它错误,诸如具有相同编码数据的重复标签,打印机100利用自适应RFID功率设定。
具体地,采用两个功率水平来通过软件辅助电分割。因为读取应答器的内容需要比对该内容进行编码更少的功率,所以使用足够低的功率水平来创建强度足够小的RF场,使得唯一起作用的应答器为直接定位在天线上的应答器。在该读取调节功率水平下,将读取并保存RFID应答器的串行标签标识(TID)字段。接下来,将功率水平增加到写入标签所需的水平。在编码命令中将包括TID序列号,以在包含序列号的特定标签上进行分割,并且忽略可能意外地在RF场中的任何相邻标签。最后,RF功率水平降低到所选择的写入调节水平,使得RFID验证器可读取标签的编码数据并且将标签的编码数据与在写入命令中原始发送的数据进行比较,以确认标签被准确地编码。
此外,已知在供给卷内从RFID应答器到RFID应答器存在变化。所公开的打印机利用自适应算法,该自适应算法将允许应答器中的变化而不生成错误。该算法将以足够低以致不能检测到应答器的写入调节功率开始,然后将逐步增加,直到看到应答器为止。对于下一个应答器,将使用先前检测点作为起始点,并且然后将根据需要增加。如果检测到多于一个应答器,则将降低写入调节功率。如果没有检测到应答器,则将增加写入调节功率,直到检测到应答器为止。然后将所选择的功率用作下一个应答器的起始点,以此类推。如果这不足以唯一地识别应答器,则将如下增强分割过程。
一般地参考图12B,采用两个功率水平来通过软件辅助电分割。因为读取应答器的内容需要比对该内容进行编码更少的功率,所以使用足够低的功率水平来创建强度足够小的RF场,使得唯一起作用的应答器为直接定位在天线上的应答器。在该读取调节功率水平下,将读取并保存RFID应答器的串行标签标识(TID)字段(参见302)。在304处,将功率水平增加到写入标签所需的水平。在306处,在编码命令中将包括TID序列号(参见312),以在包含序列号的特定标签上进行分割,并且忽略可能意外地在RF场中的任何相邻标签。在308处,RF功率水平降低到所选择的读取水平,并且在310处RFID验证器可读取标签的编码数据并且将标签的编码数据与在写入命令中原始发送的数据进行比较,以确认标签被准确地编码。
此外,已知在供给卷内从RFID应答器到RFID应答器存在变化。所公开的打印机利用自适应算法,该自适应算法将允许应答器中的变化而不生成错误。在314处,该算法将以足够低以致不能检测到应答器的写入器调节功率开始,并且然后在316处将逐步增加,直到看到应答器为止。对于下一个应答器,将使用先前检测点作为起始点,并且然后将根据需要增加(参见318)。如果检测到多于一个应答器,则将降低写入器调节功率。如果没有检测到应答器,则将增加写入器调节功率,直到检测到应答器为止。然后将所选择的功率用作下一个应答器的起始点,以此类推。
一般地参考图8A至图8B,微处理器控制本发明的实施方式的打印机100对标签中的RFID应答器进行编码、写入和/或读取,并打印在该同一标签上。在框800处,处理器控制打印机马达将标记进给到标记幅材移动停止的点的位置。一旦标签在适当的位置,RFID应答器就将大体上与天线对准。在框802处,微处理器从存储器中检索已经从主机发送的用于写入到RFID应答器的数据。该数据可为例如电子产品代码(EPC)信息或其它数据。此后,在框804处,微处理器生成程序命令。程序命令为待发送给RFID询问器或模块的控制信息数据包。微处理器从框804继续进行到框806,以将生成的数据包发送到RFID模块,即,询问器。
在图13中,1310,示出了具有孔洞的标签供给的幅材的表示。参考数字1540(参见图15)指示位于卷1310上的标签上的孔的一个实施方式,其被推动通过保持在供给引导件8中的传感器1410。在一个实施方式中,随着孔洞移动通过由图8上的1810指示的传感器阵列,该孔洞使光能够从发射器传到检测器,其通过使用保持在CPU板29上的控制器逻辑来获得参考电压。供给1310中的孔或断裂通常将超过包含在1410中的传感器中的一个的焦点。供给1510中的孔或断裂可沿着传感器1410在任何地方对准。
在使供给1310穿过打印机100之前,将期望的是,将完成在图16上所描绘的过程1610中发起的校准过程。校准的流程是提示用户是否想要校准孔供给,1620,如果不需要则过程在1630中退出。如果用户希望继续,则他被提示将安装在打印机100中的传感器1410中的孔对准用于校准过程。在图15中由参考数字1540示出的孔的直径必须在移动到决定点(decision point)1660之前放置在传感器1410中。在移动1670以获取实际电压之前,在1660中提示用户验证供给是否正确地对准。将读取电压与所需参考电压进行比较,如果在1670中读取电压满足或超过了参考电压,则过程完成并在1680中退出。如果读取电压小于参考电压,则在1640中增加至传感器的功率并再次获取读取电压。
当打印机100准备使幅材3110移动时,在1530示出了进给方向,所选择的介质传感器进入检查使用了哪个传感器的过程,图17上的1710。在测试传感器之前,在1750中存在确定幅材是否移动的测试。如果没有移动,则过程在1730中退出。如果在1720中选择了孔传感器1720,则过程继续到1740,否则过程在1730中退出。在1740中,将在1670中确定的电压施加到传感器1410。在1760中从传感器1410获取电压。在1770中完成确定参考电压是否匹配或超过参考电压的测试。如果不是,则过程返回到1720。如果参考电压在1780中确实超过了参考电压,则记录看到标示,并且该过程终止于1790。该过程表示传感器1410的控制逻辑的一个实例。在其它实例中假设将磁滞添加到图17所描绘的控制逻辑,以防止错误读取标示。
在图19中,1910示出了检查打印机的状态,以便设定打印机100上25所示的显示器的背光。在确定打印机的状态时,遵循以下四条路径之一:1920为如果打印机的状态为空闲,则背光将被设定为白色。在1930中,如果打印机的状态为脱机的,则背光被设定为白色。在1940中,如果打印机的状态为工作的,则背光被设定为绿色。在1950中,如果打印机的状态为需要操作员干预,则背光被设定为红色。最后,该过程进入子过程1960以倒数系统标志状态检查。如果1970当计数达到零时,我们重新进入1905以重置间隔计数器,并且然后在1910中检查工业打印机的当前状态。
RSSI分割过程开始于图20A中的2010。根据标签保存的值,打印机100向后进给或向前进给,以便将第一候补嵌体的金属居中到耦合器的中心线上,如由2020所指示的。从上方进给2040或向后进给2030的距离的量由用户在识别将被称为第一TID位置的理想耦合点中确定。
在步骤2050中,功率被设定为写入调节功率,并且(在2060中)尝试读取96位TID。在2070中,确定我们是否成功读取96位标签。如果我们已经成功读取96位标签,则我们继续到2100。如果我们没能读取96位应答器,则我们将转到步骤2080。在步骤2080,我们将试图读取2120中的64位应答器。如果我们失败,则我们将把错误记录为739并转到2130,否则我们转到步骤2100。在2100中,我们确定我们是否在幅材移动时对其进行编码。如果这是停止编码的情况,则我们转到2190。
在幅材移动时对其进行编码的情况下,我们将做出标签库存,标签数量被设定为4。如果我们从标签库存中收到0个标签,则将记录741并转到错误处理2130。如果我们找到4个或更多的应答器,则将记录错误727并转到错误处理2130。如果只存在一个应答器,则我们将在步骤2190中确定我们是否要正向移动或反向移动。如果存在2个或3个标签,则在步骤2160中将比较RSSI值。如果不存在具有100或更大的计数返回信号强度指示器的应答器,则将记录错误740并进行到错误处理2130。如果存在由RSSI指示的候补应答器,则我们将进行到步骤2190以确定运动方向。
在步骤2190中,我们根据用户选择的标签保护器(saver)值来确定运动。如果值为是,则在2210中我们进行标签保护器功能,如果值为否,则我们在2200中进行对应答器的编码。
为了在2200中对应答器进行编码,我们将继续进行到2270以确定定位的应答器的数量。如果存在一个定位的应答器,则我们在2260中对其进行编码,并继续进行到在2250中完成编码。如果在2270中应答器的数量大于1,则我们转到2280将使编码区域前进到RFID编码天线中。如果2290,则我们实行其中应答器数量被设定为2的另一个库存。在2300中我们确定响应的应答器的数量。如果数字小于1或大于2,则我们将错误记录为740,并且然后继续进行到错误处理2130。如果在2320中存在一个标签响应,则我们确定我们是否已经看到该应答器。如果我们已经看到应答器,则我们将错误记录为740并继续进行到错误处理2130。这是我们第一次看到这个应答器,则我们继续进行到在2340中进行编码。如果两个标签响应,则回到步骤2300,我们进行2310,在2310中我们判定之前是否已经看到标签中的一个。如果没有,则我们将错误记录为740,并且继续进行到错误处理2130。如果之前我们已经看到了应答器中的一个,则我们继续进行到在2330中选择新的应答器,并且进行到2340以对应答器进行编码。
在2340中,我们用新的数据集S3对应答器进行编码,并继续进行到在2250中完成编码。
如果在2190之后,在2210中确定用户期望标签保护器,则我们继续进行到2220以使应答器在图21中22000所示的RFID编码天线上反向运动。在2230中实行其中应答器数量被设定为1的标签库存。如果只有1个应答器做出响应,则我们继续进行到2340以将所需数据编码到应答器中。如果存在任何其它响应,则记录错误736并且我们继续进行到错误处理2130。
在2130之后,该方法继续进行到在2250中完成编码。如果在2350中根据用户需要我们有更多的嵌体要处理,则到达决定点。如果不存在决定点,则在步骤2400中达到完成状态。如果存在更多的嵌体要处理,那么我们增加RFID过程的步数,并且然后在2370中注意查看步数是否等于下一个嵌体位置。如果否,则返回以增加步数。如果是,则我们进行其中应答器数量被设定为1设定S2的库存。如果在步骤2390中进行检查,则我们定位1个应答器。如果我们确实定位到1个应答器,则在2410中,我们用所需数据对应答器进行编码,并且继续进行到2350的判定。如果存在任何其它响应,则我们将错误代码设定到741或736,并继续进行到错误处理2130。
如果在判定2100处,我们采用停止编码路径,则这是过程,如图20D中所示。在2090中,我们继续进行以在2420中确定是否停止运动。如果否,则我们返回等待。如果是,我们继续进行到2430,并且进行其中数量被设定为4的标签库存。如果在2440中我们接收到0个或多于4个标签响应,则我们标示错误代码并继续进行到错误处理2130。如果存在1个标签,则我们继续进行到2470。如果我们接收到2个或3个标签,则我们在2450处比较RSSI值。在2460中,我们检查以查看我们是否具有标签上的RSSI值大于其它标签100个计数的标签。如果否,则我们标示错误代码740并继续进行到错误处理2130。如果是,则我们继续进行到2470并用所需数据进行编码。
在2480中,我们确定是否存在更多的应答器要编码;如果是,则我们返回到决定点2420。如果否,则我们继续进行到完成状态2400。
错误处理是简短的——在2130处我们进入错误处理。在2490时,我们停止打印机100的运动,并通知用户存在错误,然后继续进行到完成状态2400。
以上描述的内容包括所要求保护的主题的实例。为了描述所要求保护的主题的目的,当然不可能描述部件或方法的每一个可想到的组合,但是本领域普通技术人员可认识到所要求保护的主题的许多进一步的组合和排列是可能的。因此,所要求保护的主题旨在涵盖落在所附权利要求的精神和范围内的所有此类改变、修改和变化。此外,就在详细描述或权利要求书中使用术语“包括”而言,此类术语旨在为包含性的,其与术语“包含”在用作权利要求书中的过渡词时所解释的方式类似。
Claims (12)
1.一种通过在将命令的结果返回给主机之前,通过可配置的复合RFID询问器主机写入存储器命令对RFID Gen 2标签设备中的多个存储块进行连续写入来优化系统吞吐量的方法,该方法包括:
接受要被写入的每个存储块的存储块标识以及要写入每个存储块的数据;
通过RFID打印机将各个RFID Gen 2标签设备命令作为一个命令发出;
通过RFID询问器将所述各个RFID Gen 2标签设备命令作为一个命令处理;
通过所述复合RFID询问器主机写入存储器命令执行RFID Gen 2标签设备命令,以使所述RFID Gen 2标签设备处于打开状态;
对主机命令中定义的所述RFID Gen 2标签设备的所述多个存储块执行连续的写入命令;和
当所有存储块均已被写入时,将所述RFID Gen 2标签设备返回准备状态,并将结果状态返回给所述主机命令。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述RFID Gen 2标签设备处于所述打开状态时,执行在复合RFID询问器主机写入存储器命令中定义的所有存储块。
3.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括经由所述复合RFID询问器主机写入存储器命令来提供对所述RFID Gen 2标签设备中的各个存储器区域的多次写入。
4.根据权利要求3所述的方法,其进一步包括在不改变来自RFID编码器的射频功率的情况下进行的整个命令写入/验证操作组的持续时间内,将所述RFID Gen 2标签设备保持在所述打开状态。
5.根据权利要求4所述的方法,其还包括将命令定义为具有第一唯一标识即第一唯一ID的记录,之后是指定是否将标签标识即TID用于识别待写入的所述RFID Gen 2标签设备的标志。
6.根据权利要求5所述的方法,其还包括发出至少一个第一写入指令,其中所述至少一个第一写入指令包括要写入的存储体、平板印刷到要开始写入的所述存储体中的字、写入字数和指示写入是否待验证的标志。
7.根据权利要求6所述的方法,其还包括发送针对每个RFID Gen 2标签设备进行编码的数据作为记录,该记录以与所述第一唯一ID匹配的第二唯一ID开始,之后是用于识别射频场中的所述RFID Gen 2标签设备的TID,之后是与所述至少一个第一写入指令匹配的至少一个第二写入指令。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述至少一个第二写入指令包括要被写入到指定存储区域的实际数据。
9.根据权利要求8所述的方法,其中在写入之后,将通过芯片架构在所述打开状态下对所述指定存储区域进行验证。
10.根据权利要求9所述的方法,其中如果所述芯片架构需要新的会话来进行验证,则所述验证将在所述写入之后立即开始。
11.根据权利要求10所述的方法,其中在完成所述写入和验证之后,所述复合RFID询问器主机写入存储器命令使所述RFID Gen 2标签设备返回到所述准备状态,并且将结果返回给所述主机命令。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述复合RFID询问器主机写入存储命令将用于RFID使能的热敏条形码打印机,以允许用户打印和编码RFID标记,而无需停止用于编码所述RFID Gen 2标签设备的幅材。
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