便攜式射頻辨識系統和在空間中讀取射頻辨識標簽的方法【專利摘要】一種便攜式射頻辨識系統和在空間中讀取射頻辨識標簽的方法。該便攜式射頻辨識系統包括：一射頻辨識天線陣列、一射頻辨識標簽讀取器以及一電源供應器；該射頻辨識天線陣列、該射頻辨識標簽讀取器及該電源供應器適于供一使用者穿戴或以其他方式攜帶，且適于彼此電連接以使該電源供應器供電給該射頻辨識標簽讀取器，且使該射頻辨識標簽讀取器供電給該射頻辨識天線陣列，并使該射頻辨識標簽讀取器在該使用者通過一區域時通過該射頻辨識天線陣列接收一射頻辨識標簽信號。本發明除了用于確認庫存狀態外，在其他的應用中還能確認組裝及運送的精確度，在各種應用中，穿著便攜式射頻辨識系統的使用者的手部皆能自由地完成一般或需要手工的作業。【專利說明】便攜式射頻辨識系統和在空間中讀取射頻辨識標簽的方法【
技術領域：
】[0001]本發明涉及射頻辨識(RFID)的實施，特別涉及一種便攜式射頻辨識系統和在空間中讀取射頻辨識標簽的方法。【
背景技術：
】[0002]如同在制造、運輸及其他商業活動中，射頻辨識標簽及讀取器被運用于各種庫存狀態控制。隨著射頻辨識系統及射頻辨識標簽的成本下降，此技術越來越普及。例如在零售商店、倉庫及運輸產業，員工攜帶手持式讀取器對組件、產品、包裝箱等對象進行掃描。掃描程序能用于確認庫存狀態或達到運送指示的精準度。除此之外還存在許多其他的應用，且在其中便攜式掃描儀產生重要的功能。然而現有的便攜式射頻辨識掃描儀大致為單向的，且需手動指向待辨識的對象。[0003]因此，需要提供一種便攜式射頻辨識系統和在空間中讀取射頻辨識標簽的方法來解決上述問題。【
發明內容】[0004]本發明提供一種可被使用者舒適地穿戴的便攜式射頻辨識系統(portableRFIDsystem)。所公開的系統能自動進行掃描操作(scanningoperation)而不需要員工花費注意力手動操作，使員工的雙手能用于完成各種工作。本發明的該掃描系統能實施于一裝設有一射頻辨識天線陣列的背心式(vest-like)衣服，該射頻辨識天線陣列較佳地包含多個狹長狀且可撓且多向的天線。較佳地，該等天線具有多個電波方向(beamdirection)及極性(polarity)。該射頻辨識天線陣列能檢測遍布于鄰近穿著該衣服的使用者的一鄰近區域內的射頻辨識標簽。該射頻辨識天線陣列通過纜線電連接于一便攜式射頻辨識標簽讀取器及一電源供應器，該便攜式射頻辨識標簽讀取器及該電源供應器裝設于該背心，或以其他方式被該穿著該背心者攜帶。穿著該衣服的使用者可不花任何力氣注意而通過該系統記錄任何出現的標簽。射頻辨識標簽讀取器讀取的標簽數據能被儲存而供事后下載，或被無線地傳送至一分離的遙控控制器。[0005]因此，本發明的智能型衣服能登記鄰近區域/空間內任何一處出現的標簽，其中該鄰近區域位于穿著該智能型衣服的使用者所處的地點和/或路徑。穿著該智能型衣服者能通過一設備四處移動并執行與標簽讀取有關或無關的工作，而該智能型衣服能檢測出存在于穿著該智能型衣服者所通過的空間中任何一處的標簽。當運用于零售業時，店員能整理產品貨架的表面并響應顧客的詢問。當店員完成必要工作時，店員不需要花費精神或力氣使用射頻辨識系統，該智能型衣服即能檢查庫存狀態及產品位置。[0006]本發明提供一種便攜式射頻辨識系統，該便攜式射頻辨識系統包括:一射頻辨識天線陣列；一射頻辨識標簽讀取器；以及一電源供應器；該射頻辨識天線陣列、該射頻辨識標簽讀取器及該電源供應器適于供一使用者穿戴或以其他方式攜帶，且適于彼此電連接以使該電源供應器供電給該射頻辨識標簽讀取器，且使該射頻辨識標簽讀取器供電給該射頻辨識天線陣列，并使該射頻辨識標簽讀取器在該使用者通過一區域時通過該射頻辨識天線陣列接收一射頻辨識標簽信號。[0007]本發明還提供一種在空間中讀取射頻辨識標簽的方法，該在空間中讀取射頻辨識標簽的方法包括:(A)使用一設置于一使用者的軀干上的射頻辨識天線陣列，該使用者能通過一空間；以及(B)該射頻辨識天線陣列設置于該使用者的軀干的方式，能使得當該射頻辨識天線陣列掃描一由地面至該使用者頭部上方的鄰近區域且傳送射頻辨識數據給一該使用者攜帶的射頻辨識標簽讀取器時，該使用者的手部不需支撐該射頻辨識天線陣列而能完成其他工作。[0008]本發明除了用于確認庫存狀態外，在其他的應用中還能確認組裝及運送的精確度。在各種應用中，穿著該便攜式射頻辨識系統的使用者的手部皆能自由地完成一般或需要手工的作業。【專利附圖】【附圖說明】[0009]圖1是一示意圖，顯示一穿著本發明智能型衣服(背心式)的店員；[0010]圖2是一該店員的后視圖，說明一天線陣列、一讀取器及一電池(電源供應器)的配置；[0011]圖3是一該店員的側視圖，說明該智能型衣服的便攜式射頻辨識系統的天線陣列的輻射分布；[0012]圖4顯示該天線陣列；以及[0013]圖5是該天線陣列的其中一天線收納于一狹長狀且布質且內有填充物的袋體的一剖面圖。[0014]主要組件符號說明:[0015]10便攜式射頻辨識系統18雙饋入式導線[0016]11射頻辨識天線陣列19介電基板[0017]12射頻辨識標簽讀取器21偶極輻射體[0018]13電源供應器22袋體[0019]14使用者23棉絮[0020]16天線24同軸纜線[0021]17虛線26衣服【具體實施方式】[0022]本發明涉及一便攜式射頻辨識系統10。如圖4所示，該便攜式射頻辨識系統10包括一射頻辨識天線陣列(antennaarray)11、一射頻辨識標簽讀取器(reader)12及一電池式的電源供應器(batterypowersupply)13。如圖1至圖3中繪示的使用者14攜帶有該便攜式射頻辨識系統10以掃描多個射頻辨識標簽(RFIDtag)。各射頻辨識標簽關聯于一單獨的對象(object),如一產品、一組件或包裝箱(package)等。通過本發明的便攜式射頻辨識系統10，該使用者14能自由地在放置有加上射頻辨識標簽的貨物的空間中四處移動，例如零售商店、倉庫、工廠、運輸站、醫療場所等。[0023]較佳地，本發明的射頻辨識天線陣列11可以是類似美國專利第8，058，998號公開者。與該專利不同的是，本發明用于輻射或接收電磁信號的射頻辨識天線陣列11包含多個高可撓性且狹長形的天線16。該等天線16適于彎折而僅占有限的長度。[0024]參閱圖4，射頻辨識天線陣列11較佳地包含二蜿蜒的天線16。各天線16在平放于一平整支撐物時，具有一狹長的軸線(如虛線17所示)，該等軸線通過一對平行且呈曲線狀且來回繞設的雙饋入式導線(導體)18。該天線16可以由一矩形狀且可撓的介電基板19(或薄膜)構成，例如”的相關產品。雙饋入式導線18是通過黏附或其他方式設置于介電基板19上。雙饋入式導線18是以導電材質(如銅或鋁片)制成。在相間隔的位置下，雙饋入式導線18通過長度較短的偶極輻射體21產生蜿蜒狀。偶極輻射體21用于輻射射頻能量，且通常是由與雙饋入式導線18相同的材質制成，且各偶極輻射體21電連接于與其對應的雙饋入式導線18。相鄰且分別設于一雙饋入式導線18的一對偶極輻射體21形成偶極。較佳地，各偶極輻射體21以一正確的角度延伸至其與雙饋入式導線18相交處。[0025]舉例來說，天線16是3英尺長，而用于支撐偶極輻射體21的介電基板19是7英寸寬。各天線16收納于一耐久性高、防水、狹長狀、平坦狀且布質的袋體22。各袋體22內設置有一軟質的減震層或棉絮23，且棉絮23設置于天線16面向攜帶該射頻辨識天線陣列11的使用者的一側。同軸纜線24的內導體(centerconductor)及外導電套體(outerconductivesheath)分別電連接至對應的天線16的其中一雙饋入式導線18,且伸出至袋體22外部。[0026]一個有效布設射頻辨識天線陣列11的方法是將各天線16配置于背心或與背心相似的衣服26內部。較佳地，該等天線分別設置于衣服26的左半部及右半部，且各天線16大部分是位于衣服26的前側。同軸纜線24設置于衣服26內部的后側。各天線16鄰接同軸纜線24的偶極輻射體21是位于衣服26的肩部。[0027]較佳地，袋體22可拆卸地設置于衣服26內部，設置的方式可以是通過廠牌“Velcro?’，的相關產品、掀鈕(snap)、鈕扣、拉鏈或口袋等固緊件。通過該等可拆卸的固緊件，袋體22可由衣服26取下，使得衣服26可以被洗滌或歸還。[0028]射頻辨識標簽讀取器12分別通過該等同軸纜線24電連接至天線16。射頻辨識標簽讀取器12及電源供應器13是被穿著衣服26的使用者14攜帶，且電源供應器13通常是一電連接于射頻辨識標簽讀取器12的一充電電池。射頻辨識標簽讀取器12及電源供應器13可通過固緊件固定以設置于衣服26的內部口袋，或者，可設置于一可與衣服26分離的腰帶上。[0029]圖1至圖3繪示被使用者14穿戴的射頻辨識天線陣列11的一較佳配置。圖3繪示偶極輻射體21產生的射頻電波。射頻辨識天線陣列11輻射至一位于使用者14前方及兩側的鄰近區域，該鄰近區域大致呈圓柱形且由地面延伸至使用者頭部上方。依據不同的功率大小，射頻辨識天線陣列11的輻射范圍能介于2英尺至10英尺之間。[0030]到達使用者的射頻功率密度是最小值。射頻功率分布于設有偶極輻射體21處。較佳地，該等天線16是交替地被供電，因此各該天線16的責任周期減半。更佳地，該等天線16在射頻辨識標簽讀取器12處理數據時不運作，因此能進一步減少該等天線16的責任周期。射頻辨識標簽讀取器12供電給偶極輻射體21，并通過偶極輻射體21接收來自射頻辨識標簽的射頻辨識信號。若有需要，可通過一設于使用者14與天線16間的反射性材料將使用者與天線16的輻射隔離，反射性材料可以是導電金屬薄膜或布。反射性材料(如棉絮23)產生的間隔距離至少為3/4英寸。[0031]由于袋體22及其內容物具有可撓性且重量輕，使用者14既不用費力地擔負該便攜式射頻辨識系統10，該便攜式射頻辨識系統10也不會妨礙使用者移動。值得一提的是，使用者14在穿著設有便攜式射頻辨識系統10的衣服26時，使用者14的手部能自由地完成任何工作。穿著該便攜式射頻辨識系統10的使用者14能走過或以其他方式通過配置有加上射頻辨識標簽的對象的空間。該便攜式射頻辨識系統10將讀取所有射頻辨識天線陣列11可讀取的范圍內的標簽。射頻辨識標簽讀取器12能將數據暫存于一裝置供事后傳送至一控制器，或將數據以無線傳輸的方式傳送至一遙控控制器。[0032]本發明除了能設置于背心式的衣服上，還有其他的配置方式。當本發明設置于實驗室外套或長袍(gown)，天線16的長度可以增加。射頻辨識天線陣列11也可以設置于披肩(stole)或圍巾(scarf)。本發明除了使用于零售商店，還可應用于工廠組裝產線、運輸部門及與保健事業有關的場所。該便攜式射頻辨識系統10除了用于確認庫存狀態外，在其他的應用中還能確認組裝及運送的精確度。在各種應用中，穿著該便攜式射頻辨識系統10的使用者14的手部皆能自由地完成一般或需要手工的作業。[0033]如商店、工廠、倉庫等場所的已知地點的特定區域能長期地設置射頻辨識標簽。通過該便攜式射頻辨識系統10同時檢測對象標簽及地點標簽，能測定和/或登記加上射頻識別標簽的對象的地點或鄰近的地點。使用者14不需要花費注意力找出對象的地點。通過該便攜式射頻辨識系統10與一遙控控制器即時地無線通信，該控制器能傳送指示給使用者14。舉例來說，若使用者14在該場所中搜索一特定對象，該控制器能通過無線、音頻或視頻信號指示使用者14正處于該對象的鄰近區域。[0034]為了監控使用者14的工作活動，穿著衣服26的使用者14和/或衣服26本身可配置射頻辨識標簽，特別是在射頻辨識標簽被策略性地(strategically)設置的地點。[0035]本發明所公開的內容是通過舉例的方式，在不脫離包含在所公開內容的公平教示范圍的前提下，可以通過添加、修改或消除細節而進行各種改變。因此，除了所述的權利要求書的范圍必要的限制，本發明并不限于所公開的特定細節。【權利要求】1.—種便攜式射頻辨識系統,該便攜式射頻辨識系統包括:一射頻辨識天線陣列；一射頻辨識標簽讀取器；以及一電源供應器；該射頻辨識天線陣列、該射頻辨識標簽讀取器及該電源供應器適于供一使用者穿戴或以其他方式攜帶，且適于彼此電連接以使該電源供應器供電給該射頻辨識標簽讀取器，且使該射頻辨識標簽讀取器供電給該射頻辨識天線陣列，并使該射頻辨識標簽讀取器在該使用者通過一區域時通過該射頻辨識天線陣列接收一射頻辨識標簽信號。2.根據權利要求1所述的便攜式射頻辨識系統，其中，該射頻辨識天線陣列能輻射于一鄰近區域，該鄰近區域位于使用者前方且由地面延伸至該使用者頭部上方。3.根據權利要求2所述的便攜式射頻辨識系統，其中，該射頻辨識天線陣列包括二彼此分離且雙饋入式的天線。4.根據權利要求3所述的便攜式射頻辨識系統，其中，該等天線的其中一者設置于該使用者的軀干的左半部，該等天線的另一者設置于該使用者的軀干的右半部。5.根據權利要求3所述的便攜式射頻辨識系統，其中，各該天線具有多個沿該天線的長度方向分布的偶極輻射體，且其中一偶極輻射體是設置于該使用者對應該偶極輻射體的肩膀上方或后方，使得該偶極輻射體能向上輻射至該使用者的頭部上方。6.根據權利要求3所述的便攜式射頻辨識系統，其中，各該天線具有多個蜿蜒設置的導體，該等導體設置于一狹長的且可撓的介電基板，該等介電基板分別覆蓋于該使用者的左肩膀與右肩膀上。7.根據權利要求6所述的便攜式射頻辨識系統，其中，各該天線是設置于一狹長狀且布質且內有填充物的袋體。8.—種在空間中讀取射頻辨識標簽的方法，該在空間中讀取射頻辨識標簽的方法包括:(A)使用一設置于一使用者的軀干上的射頻辨識天線陣列，該使用者能通過一空間；以及(B)該射頻辨識天線陣列設置于該使用者的軀干的方式，能使得當該射頻辨識天線陣列掃描一由地面至該使用者頭部上方的鄰近區域且傳送射頻辨識數據給一該使用者攜帶的射頻辨識標簽讀取器時，該使用者的手部不需支撐該射頻辨識天線陣列而能完成其他工作。9.根據權利要求8所述的在空間中讀取射頻辨識標簽的方法，其中，該射頻辨識天線陣列具有二狹長的且可撓的天線，各該天線具有多個輻射體，該等天線分別覆蓋于該使用者的肩膀。10.根據權利要求9所述的在空間中讀取射頻辨識標簽的方法，其中，各該天線是設置于該使用者對應該天線的肩膀上方或后方。11.根據權利要求9所述的在空間中讀取射頻辨識標簽的方法，其中，各該天線是由多條設置于一可撓的介電基板上的雙饋入式導線形成，各該介電基板是可移動地裝設于該使用者穿著的一背心上。12.根據權利要求11所述的在空間中讀取射頻辨識標簽的方法，其中，各該天線是容置于一狹長狀且布質且內有填充物的袋體，該等袋體可移動地裝設于該背心的內部。13.根據權利要求8所述的在空間中讀取射頻辨識標簽的方法，其中，多個射頻辨識標簽長期地設置于使用`該射頻辨識天線陣列及該射頻辨識標簽讀取器的房屋的已知位置。【文檔編號】G06K7/00GK103530584SQ201210366317【公開日】2014年1月22日申請日期:2012年9月27日優先權日:2012年7月6日【發明者】W·D·伯恩賽德申請人:啟碁科技股份有限公司,迪杰比集團有限公司