TW201009379A - RFID positioning apparatus and method thereof - Google Patents

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TW201009379A
TW201009379A TW097133225A TW97133225A TW201009379A TW 201009379 A TW201009379 A TW 201009379A TW 097133225 A TW097133225 A TW 097133225A TW 97133225 A TW97133225 A TW 97133225A TW 201009379 A TW201009379 A TW 201009379A
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TW
Taiwan
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identification
switching unit
capacitor
modules
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Tien-Fa Hou
Che-Ming Wu
Ying-Feng Wu
Original Assignee
G Time Electronic Co Ltd
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Description

201009379 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 β ^發明係提供一種射頻辨識定位裝置及其方法，特別 :能路模組之長度大致相等，使感應線圈達到匹配 ^射頻辨識定位裝置，以辨識及定位射頻辨識標籤。 【先前技術】 ❹ Ο 接接觸，。要頻與辨識功能’毋須與物體直 射頻：識;：射頻訊號能感應的範圍内，即可讀取 =作為身份辨識之用。但因無線通; ”有辨識功能，而無定位功能，在實 ：：：通常 何利用無線射頻辨識系統’並結合定位功能限以 辨識及疋位複數個射頻辨識標籤，實為-個重要^題^ 意圖請==習知Γ射頻辨識定位I置之示 ^線感應組113、-電容114及一檢知電路=組⑴、 由頻率產生器111產生一頻率，使切 5。百先， 動作。再將天線電感組113電1114、上 =行-切換 “组113 產==乂1 ，辨識標籤12在可感應的範圍 :篁田 路場耦合而充電並發射辨識訊號。接著= 5镇測磁通量的改變’即可辨識與定位射:辨= 201009379 12所傳送的資料。 上述習知技藝之缺點，在於 ^非大料長’因此天_應組&位裝置11之線 達到一匹配狀態，不容易產生 内之感應線圈無法 與電容114在產生磁通量時，’使得天線感應組113 應到射頻辨識標籤12 胁感應組113難以正確感 Ο ❹ 裝置U内只具有一天線另:卜，因射頻辨識定位 所產生的磁通量比較微弱，且使侍天線感應組113 射頻辨識定位裝置U只有一 7切力也比較差。再者， 電路115同時接收到二個辨 奐、且112 ’也會造成檢知 頻辨識標幻2。還有，射頻賴^射 :干Γ天線感應組113内各個感應線圏所== 為解決習知技藝之姑L 1 位裝置H 、" 滿足學習者對射頻辨識定 :=究究與諸多實務經 :識定位裝置及其方法，以作;前述期== 【發明内容】 有鑒於上述課題，本發明之目的係提供一 定位裝置及其方法，特別I種讓每-線路模 致相等，使感應線圈達到匹配狀態之射頻辨識定位裝置， =辨識及定位射頻辨識標籤，進而滿足使用者對射頻辨識 定位裝置之需求，並解決習知技藝之缺點，除可使感應線 圈達到匹配狀態，以正確感應辨識訊號外，亦可提高感應 201009379 線圈之感應能力，而辨識模虹也不 訊號，且各個感應線圈之磁場不再互相收到二個辨識 緣是，為達上述目的，本發明 位裝置’其可辨識及定位至少一m辨識定 複數個線路模組。其中，發射、-辨識模組及 在複數個感應模組中，每一感應模者’ 換皁7〇、一第一感應線圈及一第二 /、 第刀 Ο
元係根據頻率進行一導通動作及一斷開動 通動作使第-感應線圈與電容形成—磁通量，、磁通量 線圈與第-感應線圈並聯，以加強磁通量。另外第 組係接收辨識訊號，以辨識及定位射_識 、 組中’每一線路模組係連接發射模組、此些 ίΐ ϊί:之：、電容及辨識模組，並傳遞辨識訊號。 ΐ: 1 模組之長度大致相等，使所有的感應 線圈達到一匹配狀態。 此外，本發明再提出一種射頻辨識定位方法，其包含 下列步驟： ' (a) 提，一射頻辨識定位裝置，其包含一發射模組、一 電谷、複數個感應模組、一辨識模組及複數個線路 模組。每一感應模組係至少具有一第一切換單元、 一第一感應線圈及一第二感應線圈。而每一線路模 組係連接發射模組、此些感應模組其中之一、電容 及辨識模組，且每一線路模组之長度大致相等。 (b) 透過發射模組發射一頻率。 201009379 (c) 根據頻率，使此些感應模組其中之一第一切換單元 進行一導通動作，而其他的第一切換單元進行一斷 開動作。 (d) 以導通動作使第一感應線圈與電容形成一磁通 量’磁通量使第一感應線圈感應一射頻辨識標藏之 一辨識訊號。 (e) 使第二感應線圈與第一感應線圈並聯，以加強磁通 〇 (f) 經由此些線路模組其中之一傳遞辨識訊號。 (g) 利用辨識模組接收辨識訊號，以辨識及定位射頻 識標籤。 功效#審查委員對本發明之技術魏及所達成之 及相^ 瞭解與認識，下文謹提供較佳之實施例 如後關^為辅佐之用，並以詳細之朗文字配合說明 【實施方式】
下文依目：、特徵和優點能更明顯易懂 施例，並配合所_^定位裝置及其方法，特舉較佳j 的元:將以相同的元件符二=說明如下’其中相I 意圖=，第射T =林發__定位裝置之, 頻辨職標籤22,並裝置21可辨識及定位至少一^ 複數個感應模組、—二發射模組2U、至少-電容214 識模組215(如檢知電路）及複數4 201009379 線路模組。：a： 士 ~ 再中，發射模組211係發射一頻率2111。再者， 串歹，個感應模組係根據一預設排列方式加以排列，例如： 一，處並列、二維矩陣、三維矩陣或任何排列方式。而每 、…模組213係至少具有一第一切換單元2131、一第一 二應線圈2135及-第二感應線圈2136。第一切換單元測 一 茨年2111進行一導通動作及一斷開動作其中之
二且所有-的第—切換單元在同—時間點只有_個第-切 與電&進行導通動作。此導通動作使第一感應線圈2135 =214形成一磁通量，磁通量使第一感應線圈2135 ^辨識標鐵22之一辨識訊號221。而第二感應線圈 /、第一感應線圈2135並聯，以加強磁通量。另電容 =4 ^為-第—可變電容，用以調整—第—電容值而改變 扣 。電容214亦可為一固定電容加上一第二可變電 容，第二可變電容用以調整一第二電容值而改變磁通量， 且第二可變電容之精度比第一可變電容更高。 另外，辨識模組215係接收辨識訊號221，以辨識射 頻辨識;^籤22，並根據第_感應、線圈2135之_位置來定 位射頻辨識減22。還有，在複數個線路模組中，每一線 路模組212(如圖中粗線部分）係連接發射模組⑴、此些感 =模組其中之-（如感應模組213)、電容214及辨識模组 215 ’並傳遞辨識訊號221。其中，#由每一線路模組212 之長度大致相等，使所有的感應線圈達到—匹配狀態，以 降低所有的感應線圈之電感值的誤差。此外，每一感應模 組如亦可增加一第二切換單元2132、-接地單元2137、 -第三切換單元2133及-第四切換單元2134。第二切換 201009379 用以避免在同一時間點有二個辨識訊號221 接地單元2137係用以避免其他的感 . ' ，第一感應線圈2135及第二感應線圈 2136。 切換單元2133及第四切換單元⑽係用以使第一 二·、、、、圈2135及第二感應線圈2136經由接地單元2137 接地。
〇 參閱第3圖，係顯示本發明射頻辨識定位裝置之較 施例操作圖。首先，提供一射頻辨識定位裝置，其包 3 一發射模組31、複數個感應模組、一固一 ，电合332、一檢知電路34及複數個線路模組。此些感 二U係根據—並列方式加以排列，且每-感應模組係至 一： 第一切換單元321、一第一感應線圈325及一第 了感應線圈326，亦可增加一第二切換單元322、一接地單 327 第二切換單元323及一第四切換單元324。而每 一，路，組係連接發射模組31、此些感應模組其中之一、 固疋電容331、可變電容332及檢知電路34。且每一線路 1組之長度大致相等，使所有的感應線圈達到一匹配狀 態’以降低所有的感應線圈之電感值的誤差。 接著’透過發射模組31發射一頻率。再根據頻率，使 第一切換單元321及第二切換單元322進行一導通動作， 、其他的第一切換单元及第二切換單元進行^一斷開動 作。再將第三切換單元323與第四切換單元犯4進行斷開 動作’以避免第一感應線圈325及第二感應線圈326接地。 並將其他的第三切換單元與第四切換單元進行導通動作， 使其他的第一感應線圈及第二感應線圈接地。再來，使第 201009379 一感應線圈325與固定電容 通量，磁通量使第一感應線圈電容332形成一磁 一辨識訊號。同時，使第—、 感應一射頻辨識標籤之 325並聯，以加強磁通量7感f線圈326與第-感應線圈 之一傳遞辨識訊號（如箭，經由此些線路模組其中 辨識訊號，以辨識射頻辨·:）。再利用檢知電路34接收 网冬』两辨識標籤，並根據 之-位置來定位射頻辨識標鐵。 帛戊應線圈325 • 請一併參閱第4A圖至第处圖。第4 不等長之線路模組之示意圖，感 、為各知技-
Ur 式加以排列，且每-個感應線圈所連 接之線路模組並非大致等長。而第4B圖係為習知技藝不等 長之線路模組之比較圖，主要顯示第4A圖 與感應_ L7之料餘。㈣祕之長度的^方 法"Τ簡化為.感應線圈L1之線路模組的長度為位置421 至位置422的長度，加上位置423至位置424的長度；而 感應線圈L7之線路模組的長度為位置425至位置426的長 ◎ 度，加上位置427至位置428的長度。因為兩個線路模組 的長度並不相等，而使得感應線圈L1與感應線圈[7之電 感值也不相等。 再者’第4C圖係顯示本發明射頻辨識定位震置之線路 模組之示意圖，感應線圈L1’至感應線圈L9,係以3x3二維 矩陣方式加以排列，且每一個感應線圈所連接之線路模組 的大致等長。而第4D圖係顯示本發明射頻辨識定位裝置之 線路模組之比較圖，主要顯示第4C圖中感應線圈li，與感 應線圈L7’之線路模組。兩個線路模組之長度的比較方法 201009379 亦可簡化為：感應線圈L1’之線路模組的長度為位置441 至位置442的長度，加上位置443至位置444的長度；而 感應線圈L7’之線路模組的長度為位置445至位置446的 長度，加上位置447至位置448的長度。因為兩個線路模 組的長度大致等長，而使得感應線圈L1’與感應線圈L7, 之電感值接近相等。 ❹
G 還有，第4E圖係顯示第4A圖及第4C圖中感應線圈之 電感值之比較表。由比較表可看出，在第4A圖不等長之線 路模組中，感應線圈的電感值之最大誤差為29%。而在第 4C圖本發明等長之線路模組中，感應線圈的電感值之最大 誤差僅為1.49%。其中，電感值之最大誤差=(最大電感值 Lmax-最小電感值Lmin)/平均電感值Lavg。因為諸振頻率 f=l/(2;r/LC) ’若電容值固定，則諧振頻率foc (1//L)。 在不等長之線路模組中，電感值之誤差太大，使得所有的 感應線圈不易產生諧振，而降低所有的感應線圈之感應能 力，故所有的線路模組必須設計為大致等長，使所有的感 應線圈達到匹配狀態，以正確地感應辨識訊號。 ’ ° 請參閱第5圖，係顯示本發明之射頻 流程圖。圖中，此方法韻應第2 裝置之示意圖，並至少包含步驟_ i…二賴識疋七 步驟S508至S510。 S5〇7’亦可增力, 步驟S501 :提供 射頻辨颯疋位衮置21，其包 組211、至少一電容214、複數個感應模組 辨識模組•檢知電路)及複數個線路 12 201009379 、、且此些感應模組係根據一預設排列方式加以 排列，且每一感應模組213係至少具有一第一 切換單元2131、一第一感應線圈2135及一第 一感應線圈2136。而每一線路模組221(如圖中 粗線D卩分）係連接發射模組211、此些感應模組 其中之一（如感應模組213)、電容214及辨識 模組215。且每一線路模組212之長度大致相 等’使所有的感應線圈達到一匹配狀態，以降 ° 低所有的感應線圈之電感值的誤差。 步驟S502 :透過發射模組211發射—頻率211卜 步驟S503:根據頻率2111，使此些感應模組其中之一第一 切換單元（如第一切換單元2131)進行一導通 動作，並使其他的第一切換單元進行一斷開動 作。 步驟S504 ·以導通動作使第一感應線圈2135與電容214 © 形成一磁通量，磁通量使第一感應線圈2135 感應一射頻辨識標籤22之一辨識訊號221。 步驟S505·使第二感應線圈2136與第一感應線圈2135並 聯’以加強磁通量。 步驟S506 :經由此些線路模組其中之一（如線路模組212) 傳遞辨識訊號221。 步驟S507 :利用辨識模組215接收辨識訊號221，以辨識 射頻辨識標籤22,並根據第一感應線圈2135 13 201009379 之一位置來定位射頻辨識標籤22。若同時有複 數個射頻辨識標籤需要辨識及定位，只需重覆 步驟S502至S507即可。 步驟遞：於每-感應模組213内設置一第二切換單元 2132 ’以避免在同—時間點有二個辨識訊號 221傳送至辨識模組215。 Ο 〇 步驟S5G9:於每-感應模組213内設置—接地單元㈣， =免：他的感應線圈干擾到第一感應線圈 Z135及第二感應線圈2136。 ^ $510 213 133及—第四切換單元2134,以使第一感應線 圈2135及第二感應線圈2136接地。… 以上所述僅為舉例性，而 本發明之精神與範4，而對其進二二。任何未脫離 應包含於後附之中請專利範圍中。 &改或變更，均 【圖式簡單說明】 ==習知技藝射頻辨識定位裝置之示意圖； ^圖係顯示本發明射頻辨識定位裝置之示 第3圖係顯示本發明射頻辨〜， 作圖； 、疋位裝置之較佳實施例操 第4A圖係為習知技藝不 笫4KISI 寻長之線路模組之示意圖； 第4B圖係為習知技藝不 巴鬩， 之線路模組之比較圖； 201009379 第4C圖係顯示本發明射頻辨識定位裝置之線路模組之示 意圖； 第4D圖係顯示本發明射頻辨識定位裝置之線路模組之比 較圖； 第4E圖係顯示第4A圖及第4C圖中感應線圈之電感值之 比較表；以及 第5圖係顯示本發明射頻辨識定位方法之流程圖。 0% 【主要元件符號說明】 11 :射頻辨識定位裝置； 111 :頻率產生器； 112 :切換組； 113 :天線感應組； 114 :電容； 115 :檢知電路； 12 :射頻辨識標籤； ® 21 :射頻辨識定位裝置； 211 :發射模組； 2111 :頻率； 212 :線路模組； 213 :感應模組； 2131 :第一切換單元； 2132 :第二切換單元； 2133 :第三切換單元； 2134 :第四切換單元； 15 201009379 2135 :第一感應線圈； 2136 :第二感應線圈； 2137 :接地單元； 214 :電容； 215 :辨識模組； 22 :射頻辨識標籤； _ 221 :辨識訊號； • 31 :發射模組； ❹ 321 :第一切換單元； 322 :第二切換單元； 323 :第三切換單元； 324 :第四切換單元； 325 :第一感應線圈； 326 :第二感應線圈； 327 :接地單元； 331 :固定電容； ❹ 332 :可變電容； 34 :檢知電路； L1〜L9、L1’〜L9’ ：感應線圈； 421〜428、441〜448 :位置；以及 S501〜S510 :步驟流程。 16

Claims (1)

  1. 201009379 卜、申請專利範圍： 1、一種射頻辨識定位 =籤’該射頻辨識定::置2位至少一射頻 係發射， 複數個感應模纟且，灰 ^ 切換單元感應模組係至少具有一第一 〇 鲁 苴中兮笛一—感應線圈及—第二感應線圈， i及二二切換單元係根據該頻率進行一導通動 感應線圈=;:ΠΠ:使該第一 电谷办成一磁通$，該磁通量使該 一感應線圈麵該射㈣識標狀—辨識訊 :而該第—感應線圈與該第—感應線圈並聯， 以加強該磁通量； 模組’係接收該辨識訊號，以辨識及定位該 射頻辨識標籤；以及 複f個線路模組，每一線路模組係連接該發射模 =、該些感應模組其巾之…該電容及該辨識模 、’且’並傳遞該辨識訊號； 其中’藉由每-線路模組之長度纽相等使所有 2 的感應線圈達到一匹配狀態。 專利範圍第1項所述之裝置’其中每-感應模 、有一第二切換單元，該第二切換單元係用以避 3、ίϊ!1—時間點有二個辨識訊號傳送至該辨識模組。 組爭请專利範圍第1項所述之裝置’其中每一感應模 、足具有一接地單元’該接地單元係用以避免其他的 17 201009379 感應線圈干擾到該第一感應線圈及該第二感應線圈。 4、 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中每一感應模 組更具有一第三切換單元及一第四切換單元，該第三 切換單元及該第四切換單元係用以使該第一感應線 圈及該第二感應線圈接地。 5、 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該些感應模 ' 組係根據一預設排列方式加以排列。 > 6、如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該些感應模 〇 組之第一切換單元在同一時間點只有一個第一切換 單元進行該導通動作。 7、 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該電容係包 含一第一可變電容，該第一可變電容係用以調整一第 一電容值而改變該磁通量。 8、 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該電容係包 含一固定電容及一第二可變電容，該第二可變電容係 用以調整一第二電容值而改變該磁通量。 〇 9、如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該辨識模組 係根據該第一感應線圈之一位置來定位該射頻辨識 標藏。 10、 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中每一線路 模組之長度大致相等，係用以降低所有的感應線圈之 電感值的誤差。 11、 一種射頻辨識定位方法，包含下列步驟： (a)提供一射頻辨識定位裝置，該裝置係包含一發射 模組、至少一電容、複數個感應模組、一辨識模 18 201009379 組及複數個線路模組，每一感應模組係至少具有 一第一切換單元、一第一感應線圈及一第二感應 線圈，而每一線路模組係連接該發射模組、該些 感應模組其中之一、該電容及該辨識模組，二 X·认X»始· 、、 且母
    一線路模組之長度大致相等 (b)透過該發射模組發射一頻率； (C)根據該頻率，使該些感應模組其中之 單元進行一導通動作，而其他的第一 行一斷開動作； 一第一切換 切換單元進 (d)以該導通動作使該第一感應線圈與該電容， 一磁通量，該磁通量使該第一感應線圈感成 頻辨識標籤之一辨識訊號； ’射 以加 (e)使該第二感應線圈與該第一感應線圈並聯， 強該磁通量； (f)經由該些線路模組其中之一傳遞該辨識訊號.、 及
    (g)利用該辨識模組接收該辨識訊號，以辨識及定位 該射頻辨識標籤。 12、 如申請專利範圍第11項所述之方法’其中該步驟（g) 之後，更包含一步驟（h)於每·一感應模組内設置一第 二切換單元’以避免在同一時間點有二個辨識訊號傳 送至該辨識模組。 7 13、 如申請專利範圍第12項所述之方法’其中該步驟（h) 之後，更包含一步驟（i)於每一感應模組内設置一接 地單元，以避免其他的感應線圈干擾到該第一感應線 201009379 圈及該第二感應線圈。 14、 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該步驟（i) 之後，更包含一步驟（j)於每一感應模組内設置一第 三切換單元及一第四切換單元，以使該第一感應線圈 及該第二感應線圈接地。 15、 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該些感應 '模組係根據一預設排列方式加以排列。 - 16、如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該電容係 Ο 包含一第一可變電容，該第一可變電容係用以調整一 第一電容值而改變該磁通量。 17、 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該電容係 包含一固定電容及一第二可變電容，該第二可變電容 係用以調整一第二電容值而改變該磁通量。 18、 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該辨識模 組係根據該第一感應線圈之一位置來定位該射頻辨 識標叙。 〇 19、如申請專利範圍第11項所述之方法，其中每一線路 模組之長度大致相等，係用以降低所有的感應線圈之 電感值的誤差。 20
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