[发明专利]能够读取非视线物品的射频识别装置

说明书

技术领域

【0001】本发明涉及射频识别(RFID)系统，包括RFID标签和读取器。本发明也涉及使多个物品，如堆放在托盘上的物品，包括堆放在最里面的物品，并且甚至是在有诸如液体和金属的不容射频的材料存在时能够被读取的RFID设备及方法。

背景技术

【0002】自动识别是用于帮助机器识别诸如纸箱、盒子、瓶子等物品或物体的许多种技术的广义术语。自动识别常常与自动数据采集相关联。因此，需要识别物品的公司能够采集有关物品的信息，以将采集的信息存储于计算机中，并为多种实用目的从计算机选择性检索信息，所耗人力劳动均最少。

【0003】射频识别(RFID)是自动识别技术的一种类型。射频识别是使用无线电波自动识别物品的技术的通称。使用RFID识别物品的几个常规方法中最普遍的是在连接至天线的微芯片上存储识别产品的序号(及其他信息，若需要)。芯片与天线共同形成RFID发射机应答器电路。天线使具有收发器的远程读取器能够与芯片通信，并在受读取器驱动时使芯片能够回传识别信息至读取器。读取器将从RFID标签返回的无线电波转换为计算机可以使用的形式。

【0004】常规的RFID系统由标签(包括带天线的芯片)以及带天线的读取器(有时称为询问器)组成。与RFID标签上的天线耦合时，读取器发出电磁波，形成磁场。无源RFID标签从该磁场中获取能量，并使用该能量驱动或激活芯片。之后芯片调制传回给读取器的波，读取器将返回的波转换成为数字信息。

【0005】通常有两种RFID标签：有源和无源。有源RFID标签使用电池为芯片提供能量，并将信号传输至读取器(与移动电话传输信号相似)。无源标签没有电池，但由在标签的天线中感应电流的电磁波提供能量。半无源标签使用电池为芯片提供能量，但通过从来自读取器的电磁波中获得能量进行通信。

【0006】与收音机调节至不同频率相似，RFID标签和读取器被调至同一频率进行通信。RFID系统使用许多不同频率，但RFID系统中使用的最普遍频率范围为低频(约125KHz)、高频(13.56MHz)以及超高频或UHF(约900MHz)。在一些应用中也使用频率约为2.45GHz的微波。

【0007】RFID标签可被读取的距离被称为读取范围。无源标签的读取范围取决于多种因素：工作频率、读取器的功率以及来自金属物品或其他射频(RF)装置的干扰。总的来说，低频标签的读取范围约为1英尺；高频标签的读取范围约为3英尺；而UHF标签的读取范围约为20英尺。需要更长的读取范围时，可以使用读取范围为300英尺或以上的有源标签。

【0008】RFID标签的所需应用之一是追踪并清点供应链中的货物，尤其是大量货物，如堆放在码头或仓库中货盘上的多个物品。该应用中的内在困难之一在于确保与堆中所有物品有关的所有RFID标签都被读取，包括被堆外部的物品挡住视线的堆内部的物品。例如，如果物品堆为堆放5层高的5×5件层(即总计125个物品)，那么用户需要确保所有125个RFID标签都被读取，甚至是那些安装在位于物品堆中心的物品上的标签。

【0009】读取位于堆中心的标签的有效性可能由于存在特别不助于RF读取的材料而被削弱。更具体地，尽管所有材料不同程度地与RF波相互作用，但RF波能穿过多数非金属材料，使得RFID标签可以嵌入包装或装入防风雨且耐用的保护性塑料中，同时仍然可读。但是，RF波尤其被诸如金属的导电材料反射，并在更高频率尤其被特定的其他材料如水、脂肪、糖和蛋白质——纸箱中装运的食品中普遍含有的吸收性材料——吸收。这些特点使得追踪金属产品或含水量高的产品是成问题的。另外，读取带RFID标签的成堆物品，特别是位于堆中心的物品或含有高导电或吸收性材料的物品，也是成问题的。

【0010】考虑到前述内容，本领域需要能使物品堆中多个或所有RFID标签被读取的RFID技术。本发明满足了这一需求。

发明内容

【0011】根据本发明的示例性实施例，提供了射频识别(RFID)设备和方法，其使一堆诸如装运和存储容器、纸箱、盒子的带有RFID标签的物品，包括RF被遮蔽的或不在RFID读取器的直接视线上的物品中的RFID标签能被读取器有效读取。