[发明专利]物品跟踪系统

说明书

本发明是关于射频识别(RFID)系统，而具体说是关于一被设计来对物品和人员在他们运动通过建筑物时作连续跟踪的RFID系统。

RFID产品一般具有三个部件：(1)一标记(被识别的物品)；(2)一询问器(检测一标记的存在的装置)；和(3)一系统(通常包括有电缆系统，计算机，和将标记与询问器连系一齐形成一有用措施的软件)。RFID产品通常被设计来对标记在几个固定的或手持询问器的范围内通过时检测它们。

RFID系统常常被用作为对条形编码的高端置换技术。RFID和相关系统包括有无源RFID系统，有源RFID系统，红外ID系统，和电子物品监视(EAS)系统。

一无源RFID系统中的标记不具有机载电源。在这样的系统中询问器为标记发送工作功率。这样的系统通常具有一米或以下的检测范围，虽然已达到稍许长的范围。一般这些系统在125KHz射频带内工作。

大部分无源RFID系统如下这样工作。询问器为给标记提供功率而发射电磁场。此标记中的一线圈被此电磁场供给能量，使得标记的电路被“唤醒”。标记利用这一能量发回一识别信号给此询问器。

虽然大多数无源RFID系统是只读的(亦即，这样的系统中的标记通过从它们的存贮器读取信息和将此信息送回询问器来应答一询问)，而在一些无源RFID系统中所用的标记具有能从询问器接收信息和指令的有限的能力，例如在灵巧卡(电子货币)中的读/写能力和工业应用中的“电子表述”。

无源RFID标记已连同访问控制，灵巧卡，车辆识别(AUI)，废料管理，物品跟踪，动物识别，制造控制，资料处理，和各种其他目的一起被采用。

任何RFID系统的一个基本设计目标是用于使从标记发射的弱信号能自由询问器所发射的强得多的信号中区分开。为实现这一点的一些策略包括：

频率移动。标记中的电路接收来自询问器的载波，将此信号变换到另一频率，和发送被调制的应答到该第二频率上；

半双工运用。标记被询问器充电。当询问器的充电电路断开时，标记利用所存贮的能量作出应答；

被调制的反向散射。标记调制其天线有效截面来对询问器标明自己；和

延迟的转发。表面声波(SAW)装置在一延迟后转发询问器的载波。标记的识别通过延迟应答中的时间变化来指示。

有源RFID系统需要由电池供电的标记。电池使得能具有3至100米的较长的检测范围。这些系统能以比无源RFID系统更高的准确度定位标记，一般在400、900、或2440MHz频带内工作。有源标记倾向于能利用标记与询问器的“符号交换”来使得在一询问器的范围内能有多重标记，从而使各个标记依次发送其信号。有源RFID系统中标记与询问器间的通信一般也较之采用无源标记要快。

大部分有源RFID标记按照通信协议在被轮询到时对询问器作出应答。某些有源RFID标记自发地以予定间隔作“凋瞅声”(发射)信号。如果一标记处于询问器的范围内此标记的啁啾声信号即由此询问器检测到。

红外系统(IRID)虽然不是RFID系统也是尽力检测和识别移动标记的位置。典型的IRID系统包括有以随机化间隔发出其啁啾声识别信号的标记。被安置于顶板中的红外读取器检测这些发射并将它们报告给主机。由标记到读取器的发射速率一般为约600波特。标记中的运动检测器使得标记能在运动中更频繁地发射。标记通常约为骨牌的大小。

EAS系统被用于零售环境中的防偷窃行为。EAS标记相当不可靠，价钱很便宜，和能力有限。尽管它们跟踪移动的标记，通常不把它们看作为RFID产品，因为EAS标记不加编码，不能互相区别。

一用于跟踪移动标记的系统包括有带有生成由标记接收的载波信号的多重天线组件。标记通过以随机化间隔发送识别码来进行应答，这些代码被调制在载波信号上。被布置在例如顶板中的天线组件接收应答并将它送到一单元控制器，后者对它们进行处理并使用它们通过近似和三角测量技术来计算标记位置。一标记距一特定天线组件的距离通过测量往返信号时间来计算。单元控制器将从所接收信号推导得的处理数据发送给一主计算机。此主计算机收集数据和将它们分解为位置估量。主计算机将数据归档进一数据仓库，例如-SQL服务器。

本发明的条件优点如下述。

本发明的优点之一是它被设计成在覆盖完整的设施的同时保持与标记的恒定的通信。此系统即使在出现严峻的多径效应时也能识别和计算标记的位置。

本发明的另一优点是它们采用低功耗需求的标记，使得被加以电源的标记的持续时间接近标记电池自身的持续时间。而且，在标记不用时可进入一低功率模式，从而进一步节省能量。