CN101523422B - 启用了电子物品监控的射频识别系统和方法 - Google Patents

Abstract

利用RFID空中接口协议在一个RFID系统中的一个或多个RFID读取器与一个或多个EAS系统装置之间交换数据的一种方法和系统。一个RFID系统包括在查询区上与一个或多个RFID读取器进行数据通信的一个或多个EAS系统装置。EAS系统装置利用RFID空中接口协议将无线数据信号发送到这些RFID读取器，这些无线数据信号可以包括报警事件数据，这样就不再需要提供一个单独的通信基础结构。这些RFID读取器可以将该报警事件数据传送到用于处理所接收的信号的一个启用了RFID背散射的主计算机。然后，该主计算机可在已发生报警事件的位置预先安排存货单物件的进一步查询。一个或多个多路转换器可协助在多个RFID读取器与这些EAS系统装置之间的数据交换，以提供一个更坚固耐用的通信网络。

Description

启用了电子物品监控的射频识别系统和方法

技术领域

本发明涉及射频识别(“RFID”)通信以及电子物品监控(“EAS”)，并且更具体地涉及支持EAS和报警系统的RFID网络。

背景技术

RFID系统被用在许多不同的应用中，包括例如在零售环境中获得与用RFID标识符进行标记的物件有关的信息。例如，一个RFID标签可以被附装到或整合在一个产品或产品包装内。使用一个RFID询问器(此处也称为“RFID读取器”，它可以是固定的、移动的或手持的装置)，在该询问器的询问区域内的多个RFID标签可以被启动并提供与该RFID标签有关的物件的信息(如，产品描述符、序列号、位置等)。这些RFID标签接收和响应射频(“RF”)信号以提供信息，例如，关于RFID标签所附装的产品的信息。这通常是通过使用一个标准的空中接口协议如电子产品编码(“EPC”)射频识别协议来完成。这些信息可包括与货架上或仓库中的物件的有关的存货单信息。总而言之，RFID标签内的调制器会使用一个发送器传送回一个信号或者向这些RFID读取器反射回一个信号。这个传送/反射的信号被称为背散射信号。另外，可以利用多个RFID编码器将信息传送至这些RFID标签(如编码信息)。因此，RFID系统通常被用来监测一个零售环境中的产品存货单并利用数据的存储和远程检索来提供产品识别，利用多个RFID标签或转发器进行这种数据的存储和远程检索。

此外，某些RFID应用使用一个读取器来通过一个多路转换器(“MUX”)连接到多个天线上。例如，在使用一个RFID系统来跟踪存货单的零售环境中，已知提供许多读取点，每个点包括使用多个RF多路转换器和许多电缆以连接到每个读取点。在这种背景下，该MUX基于来自一个控制器的数字逻辑输入将RFID信号引导到多个天线，这些RFID信号即RF信号。该MUX和耦合至该MUX的这些天线通常被用来扩展读取器的范围，以能够将命令和/或数据发送至多个标签并且从这些标签接收含有响应和/或数据的背散射信号。一个实例是在一个RFID网络中，其中附有RFID标签的商品被放置在货架上，这些货架具有全部连接到一个中心读取器的多个天线。这种网络提供了在货架上的一个长期的物件存货单。然而，在具有多个天线的这种网络中，为了引导网络功能所必要的控制、射频信号以及交流/直流(AC/DC)电能，许多电线和电缆必须被连接至该MUX。这些MUX可定位于同样支持EAS和报警系统的区域中。因此，人们希望能够扩展这些MUX的使用以支持RFID存货单控制之外的用途。

这些同样的用户还有对其他通信的需要。例如，拥有用于存货单管理的一个RFID系统的用户可能还有一个保安监测(报警)系统，或至少对这种系统有需求。这通常要求安装摄像机、光红外检测器、传感器等，这些器件必须由带有监测台和报警面板的一个无线通信系统来进行有线通信。这种通信基础结构与该RFID系统所使用的基础结构是分离的。用户还可具有或需要一个EAS系统。EAS系统通过利用保安标签和标牌以及EAS检测设备来保护资产和商品。EAS系统通过在带有一个被启动的EAS标签或EAS标记的物件通过该EAS检测设备时触发一个报警事件来为建筑物、入口、出口和封闭区提供保安。存在多种类型的EAS标签，如声磁标签和电磁标签。

像报警系统和EAS系统这样的系统通常包括它们自己的通信网络，这种网络与RFID系统是分离的。报警系统和EAS系统可以是有线设施或无线设施，无线设施越来越多的是以电气与电子工程师协会(“IEEE”)802.11标准为基础。无论现有的报警系统或EAS系统正在被扩展也无论一个报警系统或EAS系统被新安装在一个位置中而该位置具有或将同时具有用于存货单控制的一个RFID系统，都是这种情况。其结果是由于安装网络设备来支持RFID系统以及报警系统和/或EAS系统，所以造成了时间和金钱的浪费。因此，人们希望有一种方法和系统，这种方法和系统允许RFID系统具有网络和通信能力，以支持EAS系统和报警系统并与它们相互运作。

发明内容

本发明有利地提供利了利用RFID接口协议在一个RFID系统中的一个或多个RFID读取器与一个或多个EAS系统装置之间进行通信的一种方法和系统。在此披露的方法和系统使用射频频谱和RFID通信协议，以允许一个RFID读取器与一个或多个EAS系统装置(如传感器或报警器)之间的数据通信。即使所交换的数据是与EAS系统相关的数据，这些EAS系统装置对于RFID读取器也表现为RFID标签。因此，能够发生多个RFID读取器与多个EAS系统装置之间的网络通信而无需额外的安装和/或经常性成本。

在一个实施方案中，提供了利用一个RFID系统来支持用于电子物品监控系统的数据通信的一种方法。这种方法包括：从一个或多个EAS系统装置接收EAS数据，其中该EAS数据表示一个EAS事件：使用一个RFID空中接口协议从一个第一RFID系统装置将该EAS数据发送至一个第二RFID系统装置；并且处理该EAS数据。

在另一个实施方案中，提供了用于支持与一个电子物品监控系统进行数据通信的一种RFID系统。该系统包括与一个或多个EAS系统装置进行数据通信的一个或多个RFID读取器，其中该一个或多个RFID读取器通过RFID空中接口协议与该EAS系统装置进行通信。

在再一个实施方案中，提供了一种RFID多路转换器。该RFID多路转换器包括：用于控制多路转换器运行的一个微控制器，其中该微控制器查询该一个或多个EAS系统装置以获得信息；以及用于存储与这些EAS系统装置有关的信息的一个存储单元。

附图说明

通过结合附图参阅以下详细说明将会更容易地理解本发明及其伴随的优点和特征，在这些图中，类似的附图标记指代类似的元件，并且其中：

图1是根据本发明的原理构造的一个系统的框图；

图2是根据本发明的原理构造的一个RFID多路转换器的框图；并且

图3是本发明的一个替代实施方案的框图。

具体实施方式

根据一个方面，系统10采用一个RFID多路转换器，其方式为允许它与EAS系统装置或提供数据输入的其他保安报警系统装置(例如门传感器、PIR传感器、入侵报警器、访问控制器等)在一个“传感器事件”的过程中一起使用。该多路转换器监测来自这些EAS和报警系统数据生成装置(即：传感器、报警器、等)的数据输入，并且存储它们的活动(状态变化、报警、等)直到在一个正常的RFID存货单过程(如货架读取或门口监测)中一个RFID读取器访问该多路转换器时。此时，这些传感事件将被编码为RFID识别码和或RFID识别码和数据(如第二代电子产品代码)并且作为正常的RFID“单一化结果”而返回该RFID读取器。术语“单一化”是指一个RFID读取器从在其查询区内的多个标签中识别出带有特定序列号的一个标签。然后，该读取器能够将该传感事件数据传递到监测这种设施的企业系统。

在此设想了该多路转换器能够配备有逻辑规则和输出以便在发生某些报警时触发其他的装置。例如，这个输出可用于触发该RFID读取器以在该报警事件的位置完成一个存货单。

现在参考附图，在这些图中，类似的附图标记指代类似的元件，图1示出了根据本发明的原理构造的一个示例性系统的简图，并且总体上用“10”表示该系统。系统10包括与一个RFID主计算机14进行通信的一个或多个读取器12。读取器12根据需要与一个主计算机14交换数据，例如，完成存货单控制。在这种情况下，主计算机14包括用于跟踪和保持存货单的数据库。如下所述，主计算机14还包含多个部件诸，如内存、中央处理器、输入/输出、显示器、等，以跟踪系统10中其他装置(例如，MUX、标签、非标签装置、等等)之间的通信和层级关系。这就允许运行人员理解这些部件是如何相互连接的，并且还允许系统部件(为了专门性地使用)，例如，更新与一个特定类型的物件相关联的货架读取器可视显示器上的定价，或者甚至当某一特定的传感器出错时从一个特定的摄像机接收图像数据。

除了主计算机14之外或替代该主计算机，读取器12可以与企业系统16进行接口连接并交换数据。这种接口可通过一个硬连线的或无线通信网络或直接连接来提供通信。企业系统16可以是一个单一计算装置，如主计算机14，或可以包括多个联网的计算装置、显示器、输入装置等，如可以与一个EAS系统或保安报警监测系统一起使用。

系统10包括传统的RFID标签18a至18c(此处统称为“标签18”)和多路转换器20a至20c(此处统称为“MUX 20”)。值得注意，虽然示于图1中的企业系统16被耦合到读取器12上，但本发明并不仅限于此。在此还设想了企业系统16可与一个或多个MUX 20直接通信。

系统10还包括在EAS系统和报警系统中所见到的装置，包括但不限于EAS系统22a和22b(此处统称为“EAS系统22”)、门传感器24、访问控制系统26、入侵报警器28和光红外(“PIR”)传感器30。值得注意，装置22至30仅是示例性的，并且假定熟练的技术人员应理解本发明能够支持许多其他类型的EAS系统和报警系统元件。同样，图1所示的标签18、MUX 20和装置22至30的数量也纯粹是示例性的，并且一个系统10可包括这些元件中特定的一个(若有的话)的不同的数量。

读取器12、多个MUX 20、标签18以及EAS/报警系统装置22至30通过使用天线32的背散射相互进行无线通信。值得注意，虽然一些元件如标签18显示出该装置内的天线32，但这种安排仅是示例性的。在此还设想了一个天线32可被结合在读取器12、多个MUX 20、多个标签18以及EAS/报警系统装置22至30之内或与它们外部耦联。

值得注意，虽然图1示出了所有的装置都与读取器12直接或间接进行无线通信，但本发明并不仅限于此。在此还设想了一个或多个装置(如一个EAS20)可通过有线方式连接至读取器12上。

本发明有利地允许典型的标签数据和多种EAS系统和报警系统数据的传输共享同一个RFID传输网络并且通过扩展已有的RFID空中接口协议进行无线传输，这种协议例如是电子产品代码(“EPC”)射频识别协议。本发明的方法和系统将发射到询问器12或从射频该询问器发射的射频频谱和协议(注意：术语“读取器”和“询问器”在此处可以互换使用)用作网络通信的媒质。这些通信装置使用这些标准协议来传输、接收和解码RFID数据包，但这些包内的数据不一定仅仅是与标签识别和控制有关的数据和命令。换言之，多个MUX 20和EAS/报警系统装置22至30相对于这些RFID读取器、发送器和接收器表现为是标签18，即使与这些EAS 20和非标签装置20有关的数据和/或命令并不是与标签有关的数据。这就扩展了传统标签识别/写入/读取，以允许与多个RFID多路转换器16和EAS/报警系统装置22至30的更牢靠的通信。这种安排还有利地消除了或降低了通常对于EAS/报警系统装置22至30的互连所要求的布线、网络和安装的成本。

根据另一个方面，用于将在其查询区内的多个标签18进行存货盘点的一个MUX 20可能需要通过读取器12存储和转发该存货单信息返回主计算机14。在这种情况下，MUX 20包括需要起到读取点作用的多个元件(应注意其他的非标签装置22至30也可包括起到RFID读取点作用的读取器元件)以存储和转发标签或EAS系统/报警装置信息。

例如，MUX 20a可用于从EAS系统22b检测和读取报警事件数据。对应于该报警事件的数据是通过RFID空中接口协议从EAS系统22b读取，并且存储在MUX 20a中。换言之，EAS系统22b表现为MUX 20a的一个标签。反过来，当主读取器12在它的询问区域内查询装置时，MUX 20a表现为一个标签。当进一步被查询时，主读取器12不仅查明MUX 20a，而且也查明在它的询问区域内的任何标签、RFID启用的EAS/报警系统装置以及其他MUX 20，它还接收最初由EAS系统22b获得的报警事件数据。以此方式，读取器12就能够向企业系统16提供可进一步进行处理的报警事件数据。例如，企业系统16可直接或间接的指令读取器12开始在由EAS系统22b所支持的区域内的所有RFID标签的存货盘点，以确定哪个物件触发了EAS系统报警。

图2是根据本发明的原理构建的一个示例性MUX 20的框图，它可用于支持此处所描述的功能。MUX 20包括用于控制MUX 20的运行的微控制器34。存储单元36、RF探测器38、RF调制器40以及切换元件42与微控制器34电气连通。可能需要的多个采样器和耦合器44与这些探测器38中的一个或多个电气连通。在运行中，MUX运行代码和数据被存储在存储装置36中，该存储装置可包括易失性和/或非易失性存储区域。调制器40用于将一个基带信号调制到一个RF载波，以用于通过切换单元42的传输。这些探测器38和采样器/耦合器44共同运行以从一个接收到的RF信号检测和提取该基带信号和命令以及数据块，所接收的RF信号例如是符合EPC空中接口标准的一种信号。切换单元42由微控制器34控制以将该输入切换到这些输出线路之一上。值得注意，虽然图2示出了一个微控制器控制的MUX 20，在此还设想了切换单元42可由一个较低智能化的逻辑电路来控制。

此外，虽然在图中并未示出，在此还设想了MUX 20可包括一个或多个其他类型的接口，以便与多个EAS和报警系统装置直接通信。例如，一些装置22至30可能足够接近于一个MUX 20，以通过一个以太网或串行接口保证一个直接的有线连接。这样，在此设想了MUX 20可包括其他类型的通信接口，以控制多个EAS和报警系统装置并与之交换数据。

再次参见图1，虽然图1包括多个MUX 20，但并不要求在多个装置之间的所有通信均通过一个MUX 20发生，这些装置例如是EAS系统和报警系统装置22至30。在此设想了读取器12可以起到多个装置之间的一个通信桥梁的作用，这些装置例如是门传感器24和企业系统16和/或EAS系统22a。

现在参见图3，如果一个EAS/报警系统装置22至30本来未配备有支持RFID通信的能力，在此设想了一个单独的接收发送机单元46能够用作这些装置20至30与天线32之间的接口，该接口以支持此处所述的RFID背散射通信。例如，分离的单元46可以利用一个USB或其他的串行或并行通信链路以便与这些装置22至30接口连接。然后，分离的接收发送机单元46能够创建并存储/缓存这些数据块并且响应于RFID询问信号。

本发明的一个优点在于，尽管实施本发明的某些方面可能要求软件的定制，但现有的RFID读取器硬件总体上能够与本发明一起使用。一旦该EAS或报警系统的数据已经从该RFID单一化中被剥离出来，该数据就能够被送到企业系统16用于进一步处理/动作。

此外，与存货单物件有关的数据现在能够(在时间、地点等方面)与事件相关联，这些事件如EAS报警、门的打开、人的移动、视频触发的报警等等。像这样，一个单一的企业系统16将多个RFID读取器用作与企业有关的数据的一个单一源而能够容易地将存货单物件的移动和位置与在相同的数据库结构内的报警事件相关联。

如以上所指出，当在一个MUX 20的节点检测到一个报警“物件”时，一个正常的存货单进程可以改变其行为。例如，当检测到一个EAS报警时，可在该EAS系统的位置执行一次更集中的存货盘点，以检测通过EAS系统的多个物件。换言之，本发明允许存货单数据和事件数据一起被捕获和分析以加强丢失预防方案。

本发明可以在硬件、软件或硬件与软件的一种组合中实现。本发明的方法和系统的实施方式能够在一个计算机系统内以一种集中的方式实现，或者以一种分布的方式实现，在这种分布的方式中不同的元件散布在几个互连的计算机系统中。任何类型的计算机系统或者适配为用于执行此处所描述方法的其他装置均适合于执行此处所描述的功能。

一个典型的硬件和软件的组合可以是带有一个计算机程序的通用计算机系统，当被加载和执行的时候，这种计算机程序控制该计算机系统，以使它执行此处所说明的方法。本发明还可以被包含在一个计算机程序产品中，该产品包括能够使此处所描述的方法能够实现的所有功能，并且，当装载在一个计算机系统中时，这种产品能够执行这些方法。

在本文中，计算机程序或应用程序是指一套指令用任何语言、代码或符号的任何表达，这些指令旨在使一个系统具有执行一个特定的功能的信息处理能力，这种执行特定的功能是直接进行或者是在以下一项或二项之后进行：a)转换到另一种语言、代码或符号；b)以不同的物质形式复制。重要的是，本发明能够以其他的具体形式来实施而不脱离其精神和基本属性，并且因此，应参见以下权利要求书而不是以上的说明书来指明本发明的范围。

本领域中熟练的技术人员将理解本发明并不仅限于以上具体示出和说明的内容。此外，除非以上另有相反的描述，应注意所有的附图均不是成比例的。无需背离本发明的范围和精神即可根据上述传授的内容进行各种修改和变化，本发明的范围和精神仅由以下权利要求书限定。

Claims (23)

1.一种使用一个RFID系统支持用于电子物品监控系统的数据通信的方法，该方法包括：

从一个或更多个电子物品监控系统装置接收电子物品监控数据，该电子物品监控数据表示一个电子物品监控事件；

利用一个RFID空中接口协议将该电子物品监控数据从一个第一RFID系统装置发送到一个第二RFID系统装置；以及

处理该电子物品监控数据，

其中，所述第一RFID系统装置和所述第二RFID系统装置中的一个是RFID读取器，该方法还包括：

报警触发该RFID读取器以在报警事件的位置处执行存货盘点。

2.如权利要求1所述的方法，其中该第一RFID系统装置和该第二RFID系统装置之一是启用了RFID背散射的主计算机。

3.如权利要求1所述的方法，其中该第一RFID系统装置和该第二RFID系统装置之一是监测该RFID系统内的通信的企业系统。

4.如权利要求1所述的方法，其中该第一RFID系统装置和该第二RFID系统装置之一是多路转换器。

5.如权利要求4所述的方法，其中该多路转换器对于该第一RFID系统装置和该第二RFID系统装置中的一个或更多个表现为RFID标签。

6.如权利要求1所述的方法，其中该一个或更多个电子物品监控系统装置对于该RFID读取器表现为RFID标签。

7.如权利要求6所述的方法，进一步包括提供一个接收发送机模块以协助在该一个或更多个电子物品监控装置与该RFID读取器之间的RFID空中接口协议通信。

8.如权利要求2所述的方法，其中该第一RFID系统装置和第二RFID系统装置中的至少一个是主读取点装置，该方法进一步包括：

从该一个或更多个电子物品监控系统装置读取信息；以及

利用该RFID空中接口协议将该信息从该主读取点装置发送到该启用了RFID背散射的主计算机。

9.如权利要求3所述的方法，其中该第一RFID系统装置和第二RFID系统装置中的至少一个是主读取点装置，该方法进一步包括：

从该电子物品监控系统装置读取信息；以及

利用该RFID空中接口协议将该信息从该主读取点装置发送到该企业系统。

10.如权利要求9所述的方法，其中该信息包括电子物品监控报警事件数据。

11.如权利要求10所述的方法，进一步包括：

从该信息中提取该电子物品监控报警事件数据；以及

将存货单物件数据与所提取的电子物品监控报警事件数据相关联。

12.如权利要求11所述的方法，进一步包括指令该第一RFID系统装置和该第二RFID系统装置之一基于该电子物品监控报警事件数据启动所有RFID系统装置的存货单。

13.一种用于支持与一个电子物品监控系统的数据通信的RFID系统，该RFID系统包括：

与一个或更多个电子物品监控系统装置进行数据通信的一个或更多个RFID读取器，其中该一个或更多个RFID读取器通过一个RFID空中接口协议与该一个或更多个电子物品监控系统装置进行通信；其中，报警触发该一个或更多个RFID读取器以在报警事件的位置处执行存货盘点。

14.如权利要求13所述的RFID系统，进一步包括一个启用了RFID背散射的主计算机。

15.如权利要求14所述的RFID系统，进一步包括监测该RFID系统内的通信的一个企业系统。

16.如权利要求15所述的RFID系统，进一步包括与该一个或更多个电子物品监控系统装置通信的一个或更多个RFID多路转换器。

17.如权利要求16所述的RFID系统，其中每一个多路转换器对于该一个或更多个RFID读取器表现为RFID标签。

18.如权利要求13所述的RFID系统，其中每一个电子物品监控系统装置对于该一个或更多个RFID读取器表现为RFID标签。

19.如权利要求13所述的RFID系统，进一步包括一个接收发送机模块以协助在该一个或更多个电子物品监控装置与该一个或更多个RFID读取器之间的RFID空中接口协议的通信。

20.如权利要求16所述的RFID系统，其中该一个或更多个多路转换器中的至少一个是主读取点装置，其中该一个或更多个多路转换器从所述电子物品监控系统装置读取信息，并且利用该RFID空中接口协议将该信息发送到该启用了RFID背散射的主计算机。

21.如权利要求16所述的RFID系统，其中该一个或更多个多路转换器中的至少一个是主读取点装置，其中该一个或更多个多路转换器从所述电子物品监控系统装置读取信息并且利用该RFID空中接口协议将该信息发送到该企业系统。

22.如权利要求21所述的RFID系统，其中该信息包括电子物品监控报警事件数据。

23.如权利要求22所述的RFID系统，其中该企业系统从该信息中提取该电子物品监控报警事件数据，并且将存货单物件数据与该电子物品监控报警事件数据相关联。

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