TW201814593A - 無線標籤讀取的方法和系統 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種無線標籤讀取系統，包括有框架、至少二個安裝在所述框架上的天線、以及可相對於所述框架旋轉的轉檯；其中，所述轉檯適用於支撐在所述轉檯之上的物體，所述物體包含至少一個電子標籤；所述轉檯適於將所述物體相對於所述天線旋轉，以便將所述天線中的至少一個天線配置成以多於一個的距離、方向或相位來讀取所述電子標籤。

Description

無線標籤讀取的方法和系統
本發明是有關於一種電子設備，尤其是用於讀取物體上的電子標籤中所儲存的資訊的設備。
「工業4.0」的概念是以智慧製造為導向的第四次工業革命，其旨在透過充分利用資訊、通信技術和資訊物理系統（Cyber-Physical System）的結合，將製造業轉變為智慧製造業。RFID（射頻識別）應用是一種用於智慧化最前端的消息檢索方法。透過利用RFID獲取的資料，位於物聯網後端的資料庫和資訊中心可以即時掌握最新消息並且提供用於高效處理的大資料。在庫存管理和盤點中所使用的RFID的創建，正是在工業4.0或物聯網中實現資訊即時傳輸、資訊準確性和資訊自動化的基本要求。RFID應用還將使企業或工廠的ERP和MES系統更有效地理解和應用此類資料資訊。
對於包含RFID標籤的物體，例如包裝、容器、包裹等，從這些RFID標籤中讀取資訊的常規方式是由持有掌上型RFID讀取器的工作人員來讀取RFID標籤。然而，這種手動操作通常是繁瑣的並且容易出錯，這是由於工作人員不僅必須在容器周圍移動以便使讀取器接觸RFID標籤，而且他/她必須寫下從手持讀取器獲得的資訊。另一個問題是常常難以找到正確的RFID標籤位置，特別是對於一系列物體中的多個ID，因為RFID標籤的位置在物體之間可能存在改變。這就導致了不完美的RFID標籤讀取體驗。
根據前述背景技術，本發明的目的是提供一種消除或至少減少上述技術問題的無線標籤讀取系統和方法。
上述目的透過獨立申請專利範圍特徵的組合來實現；從屬申請專利範圍公開了本發明的其他有利實施例。
本領域技術人員將從以下描述中得出本發明的其他目的。因此，對前述目的的陳述並非是詳盡無遺的，並且僅用於示出本發明的許多目的中的一些。
一方面來說，本發明是一種無線標籤讀取系統，所述系統包括有框架、至少二個天線安裝於上述框架上、以及可相對於上述框架旋轉的轉檯。所述轉檯適於支撐在轉檯上的物體，所述物體包含至少一個電子標籤。所述轉檯適用於將所述物體相對於上述天線旋轉，從而使得上述天線中的至少一個天線配置成以多於一個的距離、方向或相位來讀取所述電子標籤。
優選地，所述轉檯適用於透過傳送帶沿相對於框架的直線方向從使用者能夠接觸轉檯的第一接觸位置移動到掃描位置，在掃描位置，上述天線中之至少其中二個天線讀取支撐在轉檯上的物體的電子標籤。
更優選地，在第一接觸位置，轉檯位於遠離框架的位置。
根據優選實施例的一個變型，所述系統包括：傳感裝置，所述傳感裝置用於檢測當轉檯接觸第一位置時物體是否被放置在轉檯上。
優選地，一旦傳感裝置檢測到物體已經被放置在可旋轉基座上，則轉檯開始從第一接觸位置朝掃描位置移動。
根據優選實施例的另一變型，在完成標籤資訊讀取之後，轉檯繼續沿著直線方向移動到遠離框架的第二接觸位置。
或者，在完成讀取之後，轉檯返回到第一接觸位置。
根據優選實施例的另一個變型，上述轉檯相對於上述框架固定在一位置，同時轉檯仍然可旋轉。無線標籤讀取系統還包括：傳送帶，其上放置有物體的傳送帶適於從第一接觸位置（在該接觸位置物體可以被使用者接觸到）沿著直線方向移動至掃描位置（在該掃描位置物體可被移動到可旋轉基座上）。
優選地，所述系統還包括用於檢測物體是否被放置在傳送帶上的傳感裝置。
更優選地，一旦傳感裝置檢測到物體已經被放置在傳送帶上，傳送帶開始將物體從第一接觸位置向掃描位置移動。
在一個實施方式中，在標籤讀取完成後，傳送帶繼續將物體從可旋轉基座沿直線方向移動至第二接觸位置。
或者，在完成讀取後，傳送帶將物體從可旋轉基座移動返回第一接觸位置。
優選地，傳感裝置可以是紅外感測器。
在一個特定實施方式中，當RFID讀取器連接到上述天線中的至少其中二個天線上，其中天線已經讀取了所有電子標籤的資訊時，讀取過程完成。
在另一個特定實施方式中，在經過一段時間之後，讀取過程完成。
在另一個特定實施方式中，上述轉檯適於在90°、180°或360°的範圍內旋轉。
在另一個特定實施方式中，上述天線數量可以是3個。
在另一個特定實施方式中，上述框架是一個殼體，在其內部安裝有上述天線。
優選地，上述殼體具有電磁遮罩性能。
根據本發明的另一方面，提供了一種用於無線讀取物體上的電子標籤的方法，所述方法包括以下步驟：將包含至少一個電子標籤的物體放置在轉檯上；透過安裝在框架上的多個天線讀取所述電子標籤，並同時透過所述轉檯旋轉所述物體；並完成對所述電子標籤的讀取。
優選地，上述轉檯適於相對於上述框架在直線方向上移動。所述方法還包括將攜帶物體的轉檯從遠離框架的第一接觸位置移動到框架內部掃描位置的步驟。
在一個實施方式中，所述方法還包括透過傳送帶將物體從遠離框架的第一接觸位置移動到在框架內部的掃描位置的步驟。
在另一個實施方式中，上述轉檯固定在相對於框架的掃描位置，但同時可以旋轉。當物體移動到掃描位置時，傳送帶將物體移動到轉檯上。
根據優選實施例的一個變型，所述方法還包括在掃描完成後將物體移動返回第一接觸位置的步驟。
根據優選實施例的一個變型，所述方法還包括將物體移動到遠離框架的第二接觸位置的步驟，第二接觸位置不同於第一接觸位置。
本發明有許多優點。透過在殼體中配置多個RFID標籤讀取器以讀取相對於這些標籤讀取器旋轉的物品上的RFID標籤，由於當物品旋轉（例如在360°範圍內旋轉）時沒有掃描盲區，因此標籤讀取器的資料讀取效率也大大提高。物品上的RFID標籤在讀取過程中也一直處於移動狀態。無論單個物品上有多少RFID標籤，這些RFID標籤透過何種方式排列，透過電磁波的傳播和反射特性，本發明能夠確保所有RFID標籤都能被標籤讀取器正確地讀取到。由於配置了多個標籤讀取器，本發明提供了一種容錯機制來避免單個RFID標籤讀取器的讀取錯誤。
本發明的另一個優點是，當使用自動饋送系統（例如傳送帶）將待掃描物品移動到標籤讀取器區域時，整個貨物盤點過程可以被優化。然後將從每個物品獲得的標籤標識資訊發送到計算設備，使得所有按照順序排列的物品資訊能夠被收集和操縱。這也避免了由手動掃描RFID標籤引起的任何可能的人為差錯。
在本發明所附的申請專利範圍和前述描述中，除上下文另有要求或其他原因以表達必要的含義，「包括」這個詞具有包容性的意義，即指定特徵的存在，但不排除在本發明的各實施例中的進一步特徵的存在或增加。
在申請專利範圍和本發明中，除非另有說明，「耦合」或「連接」是指電耦合或直接或間接透過一個或多個電氣設備連接。
在本發明中出現的術語，例如「水準」、「垂直」、「向上」、「向下」、「上述」、「下述」等類似術語，用於描述在正常使用狀態下的本發明的方向，但並不是將本發明限制在任何特定的方向上。
如圖1所示，本發明的第一個實施例可以是一種安裝在地板上的無線標籤讀取系統。在地板上有一個基底21以支撐系統中其他的元件。基底21具有多層櫃式結構。底層23的大部分空間可用於存放零散的物件，並且空間是開放的，沒有側壁。在底層23的一端有配電箱24，該配電箱24用於存放無線標籤讀取系統必要的元件，例如AC-DC轉換器，變壓器，控制電路等（所有這些元件均未示出），以便使系統能夠正常工作。在配電箱24上還配置了電機速度加減鍵22 用於改變電機的速度以驅動轉檯44和/或傳送帶36。配電箱24可以透過電源線（未示出）連接到市電電源上。在基底21的第二層25上有用於接收測試機資料的堆疊46。在第二層25上還提供一個插座26用於將其他電氣設備連接到無線標籤讀取系統的電源上。電機盒29可容納電機、齒輪變速器和在無線標籤讀取系統中所有其他必要的移動部件。
在基底21的頂層27配置有傳送帶36。傳送帶36如本領域中的技術人員所理解的包含一個連續的皮帶，其沿著二個分離滑輪轉動，其中滑輪由一個或二個電機（未示出）驅動。基底21的頂層27上還安裝有殼體42，其殼體42位於電機盒29上部。殼體42可作為一個框架，用於安裝多個天線。如圖1所示，有三個RF天線（如標號38所示）安裝在立方形殼體42的不同側面上。在殼體42頂部有警示燈40。在殼體42的前端有一個開口31，以允許待掃描物品或物體進入殼體42。殼體42優選地被設計成具有電磁遮罩功能以便使外部電磁干擾不影響殼體42內的RF天線38。
傳送帶36的長度在其二端定義了接觸位置和掃描位置。在掃描位置，相對殼體42固定安裝有轉檯44，同時轉檯44仍然可以轉動。在另一端，紙箱34作為被掃描物體，被使用者32在接觸位置處放在傳送帶36上。接觸位置是指使用者可以將待掃描物體放在傳送帶36上或可以從傳送帶36上取走類似物體。在靠近接觸位置的基底21上安裝有啟動開關28和作為傳感裝置的紅外感測器30。
RFID讀取設備20能夠被連接到三個RF天線38上以用來接收讀取到的資訊，該資訊來自紙箱34上的一個或多個電子標籤（未示出）。RFID讀取設備20最好包括顯示裝置，其用來顯示來自電子標籤的資訊。RFID讀取設備20可以進一步透過有線通信/無線通訊連接到外部電腦或網路服務器上。紙箱34上的一個或多個電子標籤儲存有用於被包含在紙箱34內的貨物的識別碼。
現在轉到上面所描述的設備操作。在操作中，使用者32首先透過對啟動開關28進行操作來開啟無線標籤讀取系統。然後，使用者32將紙箱34放在傳送帶36上。在傳送帶36被開啟之後並且當沒有待掃描的物體或物品被放置在傳送帶36上時，該傳送帶36仍然保持靜止。然而，一旦紙箱34被放置在傳送帶36上，紅外感測器30馬上會檢測到紙箱34的存在，並發送訊號到無線標籤讀取設備（未示出）的控制電路中。控制電路進而啟動電機（未示出）用於驅動傳送帶36轉動。由於紙箱34放置在傳送帶36上，此時紙箱34接觸並進入殼體42中。一旦紙箱34移動到掃描位置就會被移動到轉檯44上。接著，傳送帶36停止運動，而轉檯44開始轉動，使得紙箱34相對於殼體42旋轉。
優選地，一旦傳送帶36開始將紙箱34朝轉檯44移動時，由安裝在RFID讀取設備20中的軟體或者由外部電腦所控制的RFID讀取設備20開始工作，因此來自RF天線38的發射訊號嘗試開始讀取紙箱34上的每個RFID標籤。或者，RFID讀取設備20開始工作並且發射詢問訊號以便讀取在紙箱34上的任何RFID標籤。在任何情況下，由於紙箱34沿著直線方向和/或相對於固定位置的RF天線38旋轉，RFID標籤連續地以不同角度、相位、方向和/或距離接收來自RF天線38的訊號。由於殼體42形成封閉空間並且殼體42具有電磁遮罩性能，RFID標籤將接收來自直接或間接途徑的詢問訊號（例如，從殼體42內壁反射的訊號）。這保證了所有紙箱34上包含的RFID標籤都能被RFID讀取設備20讀取，無論RFID標籤的位置在哪兒。
一旦安裝在RFID讀取設備20中的軟體或連接到RFID讀取設備20的外部電腦檢測到紙箱34上的所有RFID標籤的正確資訊都被讀取，將為RFID讀取設備20提供訊號使設備停止讀取。或者，當RFID讀取設備開始讀取一段時間之後停止讀取。這樣的機制可以確保紙箱34上的所有RFID標籤都被讀取，並且在退出無線標籤讀取系統之前，預期的貨物清單都可以在紙箱34上找到。
與此同時，RFID讀取設備20停止讀取RFID標籤，轉檯44也停止轉動。接著，傳送帶36由電機驅動再次開始轉動，將紙箱34移動出殼體42並且移動回到接觸位置。當紙箱34離開殼體42時，由RFID讀取設備20從紙箱34上讀取的所有資料都顯示在RFID讀取設備20的顯示幕或顯示在外部電腦上。如果從紙箱34讀取的資料中未找到預期貨物，則向使用者32提供視覺或音訊警告。然後，使用者32將紙箱34從傳送帶36上取下。對於後續的待掃描物品，只需重複上述過程。
如圖2~3所示，基於本發明的另一個無線標籤讀取系統實施例將被描述。圖2~3的大部分無線標籤讀取系統功能與圖1相類似，為了簡潔起見，只描述差異部分。在殼體142上有一個遮罩門144，其被配置為垂直移動，以便關閉或暴露出殼體142的開口131。在圖2~3所示的無線標籤讀取系統中，用來轉動紙箱134或其他待掃描物品的轉檯（未示出）不再相對於殼體142固定。而是與傳送帶136一起移動。轉檯位於殼體142外部並可以在接觸位置之間移動，使用者132可以在轉檯放置或取走紙箱134，其中接觸位置在殼體142內部。
使用者132透過對啟動開關128進行操作以開啟無線標籤讀取系統後，紅外感測器130檢測到紙箱134被放在轉檯上。接著，類似於圖1所示的轉檯，傳送帶136開始工作並將轉檯和紙箱134移動到掃描位置。當讀取結束後，轉檯被移動返回接觸位置並為下一個物品做準備。
本發明的典型實施例已經被充分描述。儘管描述中提到了特定實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施方式作出另外的變更和修改。因此本發明不應局限於本文所闡述的實施例。
雖然在附圖和前述描述中已經對本發明進行了詳細的說明，同樣被認為是說明性的，並不限制於其所述的特徵，只有在典型實施例被示出並無需以任何方式限制本發明的範圍時被理解為所述特徵。本文所描述的所有特徵及功能都可以用於任何實施例。說明性的實施例並不是唯一的。因此，本發明還包括上述說明性實施例的一個或多個組合的實施例。對於本發明的修改和變型屬於本發明申請專利範圍及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
如果任何現有技術出版物涉及到本發明，則這種出版物涉及的常見知識在本領域，澳大利亞或任何其他國家都不被認同。
在上述實施例中，待掃描物體透過無線標籤讀取系統，由第一開口沿直線方向進入殼體中，然後朝遠離殼體的反方向移動以便使物體返回原始或所述第一接觸位置。然而，在本發明的其他變形中，在殼體上可以有相對於第一開口的第二開口。當RFID標籤讀取完成時，物體可以沿著同一方向繼續移動，即從第一開口進入殼體，從第二開口離開殼體，直到物體到達第二接觸位置。第二接觸位置在第一接觸位置的另一邊。
此外，透過無線標籤讀取系統掃描的物品以具有立方形紙箱為例。然而，本領域技術人員應注意，根據本發明，具有其他形狀，例如不規則形狀，大或小的物品，也可以透過上述系統被掃描。
上述實施例僅描述了具有一個傳送帶的無線標籤讀取系統，並且適用於一次掃描一個物體。然而，具有多條傳送帶和一組天線，以使二個及以上物體同時被掃描的無線標籤讀取系統也是可以實現的。掃描多個物體的處理速度可以更快。
此外，RFID作為一個被嵌入在物體上的電子標籤的例子，可以被無線標籤讀取系統進行讀取。然而，根據其他類型的電子標籤，如NFC標籤所設計的無線標籤讀取系統也是可以被實現的。
20‧‧‧RFID讀取設備
21‧‧‧基底
22‧‧‧電機速度加減鍵
23‧‧‧底層
24‧‧‧配電箱
25‧‧‧第二層
26‧‧‧插座
27‧‧‧頂層
28、128‧‧‧啟動開關
29‧‧‧電機盒
30、130‧‧‧紅外感測器
31、131‧‧‧開口
32、132‧‧‧使用者
34、134‧‧‧紙箱
36、136‧‧‧傳送帶
38‧‧‧RF天線
40‧‧‧警示燈
42、142‧‧‧殼體
44‧‧‧轉檯
46‧‧‧堆疊
144‧‧‧遮罩門
本發明前述的和其它的特徵將根據結合附圖僅透過舉例說明方式提出的優選實施例的描述變得更加明顯，其中： 1 圖1是根據本發明的第一個實施例的、由人操作的無線標籤讀取系統的透視圖； 2 圖2是根據本發明的第二個實施例的、由人操作的無線標籤讀取系統的透視圖； 3 圖3是圖2中所示的無線標籤讀取系統的側視圖。 4 在附圖中，在本文所描寫的所有實施例中，相同的數位指示相同的部件。

Claims (17)

  1. 一種無線標籤讀取系統，包括： 一框架； 至少二個安裝在該框架上的天線，以及 可相對於該框架旋轉的一轉檯； 其中，該轉檯適用於支撐在該轉檯之上的一物體，該物體包含至少一個電子標籤；該轉檯適用於使得該物體相對於該些天線旋轉，以便將該些天線中的至少一個天線配置成以多於一個的距離、方向或相位來讀取所述電子標籤。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的無線標籤讀取系統，其中該轉檯適用於透過一傳送帶沿一直線方向相對於該框架從一第一接觸位置移動到一掃描位置，其中在該第一接觸位置，一使用者能接觸到該轉檯；在該掃描位置，透過該些天線中之至少其中二個天線讀取支撐在該轉檯上的該物體的至少一電子標籤。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的無線標籤讀取系統，其還包括一傳感裝置，該傳感裝置用於當該轉檯位於該第一接觸位置時，檢測該物體是否被放置在該轉檯上；一旦該傳感裝置檢測到該物體已經被放置在該轉檯上，則該轉檯開始從該第一接觸位置朝該掃描位置移動。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的無線標籤讀取系統，其中在完成標籤資訊讀取之後，該轉檯繼續沿著該直線方向移動到遠離該框架的一第二接觸位置。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的無線標籤讀取系統，其中在完成標籤讀取之後，該轉檯返回到該第一接觸位置。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的無線標籤讀取系統，其中該轉檯被固定在相對於該框架的一固定位置，同時該轉檯仍然可旋轉；該無線標籤讀取系統還包括一傳送帶，其中放置在該傳送帶上的該物體適於從一第一接觸位置沿著一直線方向移動；其中該物體能由一使用者接觸，並且該物品被移動到該轉檯上的一掃描位置。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的無線標籤讀取系統，其還包括一傳感裝置，該傳感裝置用於檢測該物體是否被放置在該傳送帶上；一旦該傳感裝置檢測到該物體已經被放置在該傳送帶上，該傳送帶開始將該物體從該第一接觸位置向該掃描位置移動。
  8. 如申請專利範圍第3或第7項所述的無線標籤讀取系統，其中該傳感裝置包括是一紅外感測器。
  9. 如申請專利範圍第1~7項中任一項所述的無線標籤讀取系統，其中當連接到該些天線中的至少其中二個天線的一RFID讀取器已經讀取了所有的電子標籤的資訊時，讀取過程完成；或者在經過一段時間之後，讀取過程完成。
  10. 如申請專利範圍第1~7項中任一項所述的無線標籤讀取系統，其中該轉檯適於在90°、180°或360°的範圍內旋轉。
  11. 如申請專利範圍第1~7項中任一項所述的無線標籤讀取系統，其中該框架為一殼體，在該殼體內部安裝有該些天線。
  12. 一種讀取在物體上的無線電子標籤的方法，包括以下步驟： 將包含至少一個電子標籤的一物體放置在一轉檯上； 透過安裝在一框架上的多個天線讀取所述電子標籤，並同時透過該轉檯旋轉該物體；以及 完成對所述電子標籤的讀取。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中該轉檯適於相對於該框架在一直線方向上移動；該方法還包括將攜帶該物體的該轉檯從遠離該框架的一第一接觸位置移動到在該框架內部的一掃描位置的步驟。
  14. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中該轉檯被固定在相對於該框架而言固定的一掃描位置，但同時該轉檯能夠旋轉；當該物體移動到該掃描位置時，一傳送帶將該物體移動到該轉檯上。
  15. 如申請專利範圍第12或第14項中任一項所述的方法，其還包括在掃描完成後將該物體移動返回至一第一接觸位置的步驟。
  16. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其還包括在掃描完成後將該物體移動返回至該第一接觸位置的步驟。
  17. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其還包括將該物體移動到遠離該框架的一第二接觸位置的步驟，該第二接觸位置不同於該第一接觸位置。
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