[发明专利]低成本长距离射频识别读取

说明书

本发明的背景和概述

射频(RF)技术正在日益普及应用于各种不同领域。RF技术比较容易利用，并且在诸如库存控制、防止偷盗、正确引导包装箱等的运输路线等等众多领域，已很好地开发和接受了RF传感技术。

当应用于识别、路线引导、或者盘点包装袋(信封)、包装箱、或其它容器时，RF技术常常把标签作为内含RF技术或与RF技术有关的产品。例如，在美国专利No.5,497,140中提供了一种标签(如邮票或邮用标签)，在其两个相对的主表面之间安装了射频识别(RFID)器件和系统。含在标签内或作为标签一部分的一个RF天线与一个RFID芯片相电连接，使得该标签可被简单地结合在一个包装袋或包装箱上，以得到正确的跟踪。此外，Motorola(摩托罗拉公司)已引入了一种利用“Bistatix^TM灵巧标签”的无线灵巧标签技术，用于有效地跟踪邮寄容器。典型的Bistatix^TM标签约为4英寸×4英寸大，内含天线和芯片，读取距离或探测距离约为1m(也即，为得到正确的探测，RF接收器传感器必需位于距含标签包装箱为1m的范围内)。尽管这种技术十分有用，但也还存在着许多情况希望能有更大的传感距离和/或甚至更高的准确性，而且还希望有较小的受干扰机会，并能以简单和成本效率高的方式来实现这些希望。根据本发明，这是可能的。

根据本发明最基本的方面，在一个容器的壁/表面上布设了一个比较大的RF天线，典型的布设方法是把普通的导电油墨刷印在容器(它可以是普通邮寄或用其他方法递送的包装箱或包装袋)的一个壁或表面上。可以用简单的方法把导电油墨刷印到包装袋、包装箱或其他容器的十分大的面积上，还可以按各种设计和几何元素等进行艺术性的刷印，或者可以刷印成一些可识别的字母或符号，使得看到容器的人们不会清楚意识到其中已采用了RF技术。然后可以利用容器的某个带有RF技术(特别是RFID芯片)的单元，例如包装袋的折页或包装箱的硬纸折页，来在电学上跨越用导电油墨刷印在基底上的大天线各个部分之间的非导电材料。虽然有各种各样的技术可以利用，但典型的情况是，把芯片设置在一个带有导电胶(典型为压敏胶)的标签上，并把标签放置得与刷印在容器上的天线的两个隔开部分相接触，使互相隔开的两个导电油墨部分与RFID芯片发生电连接。这样就能以简单化的制造过程来生产其上带有大型的天线(例如在25-200平方英寸之间，如12英寸×12英寸)的容器：RFID芯片是在另外的地点和较长的时间之后再加上的。利用本发明便有可能在至少约2m的距离之外(例如约2m-5m，典型至少约3m)十分精确地探测或读取与包装袋，包装箱等容器相关连的RFID芯片。于是，本发明在不明显增大成本的基础上以容易和有效的方式提供了改进的功能，大为促进了RF技术的应用并增强了其功能。

根据本发明的一个方面提供了一种容器，它包括：至少一个带有一个表面区域的容器壁。一个至少部分地敷设在容器壁上并与一个第二导电油墨区域相隔开的第一导电油墨区域，第一和第二导电油墨区域被基本不导电的材料隔开，第一和第二导电油墨区域至少包含一个RF天线的一部分。一个带有一个第一面和一个第二面的标签。第二面的至少一部分上带有胶，让标签能粘贴到容器壁上。标签上安装了一个RFID芯片。以及，与标签的第二面相连的导电材料，当标签的第二面放置在与第一和第二导电油墨区域相接触并跨越了基本非导电材料区域的位置上时，该导电材料将把第一和第二导电油墨区域连接到RFID芯片上，从而使容器能被一个RF接收器探测到。

第二导电油墨区域可以敷设在容器壁的至少一部分上，但第一和第二区域各自都可以覆盖或至少接触多个不同的壁。用来跨接第一和第二区域的标签上的胶和导电材料实际上可以是同一材料，也即普通的导电胶，更好的是使用普通的导电压敏胶。典型地，RFID芯片安装在标签的第二面上，但是也可以安装在第一面上但需在芯片与第二面上的导电胶或其他导电元件之间有电连接，并且还希望在RFID芯片上加上一个覆盖层。例如见1999年9月10日提交的待审申请09/393,291(代理人档号263-2076)(数天前提交的Maier等人的个案)。在标签的第一面上可以含有至少一个可被人和机器读取的标志，如地址信息，邮政信息、条形码等等。

第一区域以及有需要时的第二区域的形式可以是至少一个可识别的字母或符号，第一区域和第二区域联合起来可拼出一个词，或者构成一个完整的图案设计或符号等。第一和第二区域中的导电油墨可以刷印成任何希望的艺术图形、形成悦目的几何设计、传递信息等。