用于rfid准确度的传感器融合的制作方法

专利名称：用于rfid准确度的传感器融合的制作方法
技术领域：
以下描述一般涉及射频标识(RFID)系统，尤其涉及改进准确度并提高 RFID系统的效率的系统和方法。
背景技术：
射频标识(RFID)技术利用电子数据和无线通信于标识目的。使用RFID 系统，电子数据通常被存储在RFID标签内，该标签由小硅片和一个或多个天 线构成并被附加到产品上。从RFID标签读取和/或向其写入可经由称为RFID 读取器的设备通过基于射频(RF)的无线通信来实现。通常，写入用于向RFID 标签添加和/或更改产品专用信息，而读取用于检索信息以例如提供自动产品标 识。在许多实例中，写入RFID标签和/或从其读取的电子数据包括通常为被编 码(例如，作为位码)并嵌入到RFID标签内的唯一编号的电子产品码(EPC)。 典型的EPC数据可包括例如与该相关联产品(例如，产品类型、制造日期、 批号、...)和/或相关联集装箱、盒子、箱子和/或容器标准有关的信息。
当通过读取器或由其扫描时，RFID标签发送所存储的电子数据，使得 该数据可在不用对产品启封或扫描条形码标签的情况下由RFID读取器检 索。读取信息可用于提供关于什么进入供应链和/或如何管理原料、仓库存 货、发货、后勤和/或制造的各个其它方面的更大程度的确定。
与RFID技术相关联的挑战是对靠近读取器但并非预期要读取的标签 的读取。目标上靠近读取器的标签会对来自RFID读取器的信号作出响应， 即使这些标签仅仅是从仓库的一个位置移动到另一位置。因此，本领域中 存在尚未实现的、用以提高系统准确度和效率的改进RFID系统的需求。

发明内容
以下给出了本发明的简要概述以提供对本发明的某些方面的基本理解。该
5概述并非本发明的详尽综述。其并非旨在标识本发明的关键性/决定性要素或刻 划本发明的范围。其唯一目的是以简要形式给出本发明的某些概念作为对稍后 给出的更详细描述的前序。
一种包括向RFID读取器发送数据标签信息的RFID标签的射频标识 (RFID)系统。该系统还包括至少一个传感器，它检测与该RFID标签相关 联的产品的位置并向该RFID读取器传送位置信号；以及聚集(aggregation) 组件，它从该RFID标签接收位置信号和相对应数据标签信息。产品的位置通 过该产品的重量和存在中的一个来感测。该RFID读取器仅在相关联的位置检 测信息被接收到的情况下接受数据标签信息。根据另一实施例，该系统还包括 维护数据标签信息的跟踪组件。该跟踪组件忽略重复的数据标签信息。
根据另一方面的是一种包括RFID读取器的RFID系统，该RFID读取器 向物品的RFID标签广播信号并将来自该RFID标签的响应信号传送到控制器。 该系统还包括传感器组件，该传感器组件检测该物品的存在并向控制器发送与 物品的位置相对应的存在信号。该控制器在存在信号是接收自传感器组件的情 况下处理来自RFID标签的响应信号。该控制器在存在信号是接收自传感器组 件的情况下拒绝来自RFID标签的响应信号。根据另一方面，该RFID读取器 还包括跟踪组件，该跟踪组件记录来自RFID标签的响应信号并将该响应信号 与接收自第二 RFID标签的第二响应信号作区分。
根据又一方面的是一种验证RFID读取操作的方法。该方法包括感测目标 的位置以生成位置数据以及接收该目标的RFID标签数据。将该位置数据与该 RFID标签数据作比较，并相应地处理该RFID标签数据。该方法还可包括在 位置数据指示目标应当被读取的情况下接受RFID标签数据，或者在位置数据 指示目标不应当被读取的情况下拒绝RFID标签数据。根据另一方面，在位置 数据指示目标应当被读取的情况下自动地传送RFID标签数据和RFID读取器 ID。根据另一方面，RFID标签数据被存储以备进一步处理。可作出后续接收 到的RFID标签数据是否与所存储的RFID标签数据相同的判定，并且该后续 接收到的RFID标签数据可被接受或拒绝。
在本发明的再一实施例中，提供了人工智能组件，该人工智能组件釆用基 于概率和/或统计的分析来预测或推断要被自动执行的动作。为了实现前述及相关目标，本文联系以下描述和附图描述了某些示例 性方面。然而，这些方面仅表示其中可采用本发明的原理的各种方式中的 少数几个，并且本发明的主题旨在包括所有这些方面及其等效方案。根据 以下结合附图考虑的详细描述，本发明的其它优点和新颖性特征可变得显 而易见。
附图简述


图1示出了根据本发明的一方面的采用传感器融合的RFID系统。 图2示出了采用多个传感器以提高标签读取准确度的RFID系统。 图3示出了采用结合RFID标签读取的不同传感器的RFID系统。 图4示出了采用有助于自动化根据本发明的一个或多个特征的人工智能 的RFID系统。
图5示出了采用传感器融合来提高RFID系统的准确度的方法。
图6示出了提高RFID准确度的方法的另一实施例。
图7示出了根据本发明的至少一个方面的RFID系统的应用。
图8示出了可用于执行所公开的架构的计算机框图。
图9示出了根据本发明的示例性计算环境的示意性框图。
本发明的描述
现在参照附图描述本发明，其中类似附图标记通篇用于指类似要素。在以 下描述中，出于说明的目的，阐述许多特定细节以提供对本发明的透彻理解。 然而，可在不用这些特定细节的情况下实践本发明是显而易见的。在其它实例 中，以框图形式示出了众所周知的结构和设备以帮助描述本发明。
如本申请中所用的，术语"组件"和"系统"旨在指计算机相关实体，或 者硬件、软件和硬件的组合、软件或执行中的软件。例如，组件可以是但不限 于在处理器上运行的进程、处理器、硬盘驱动器、多个存储设备(光学和/ 或磁存储介质)、对象、可执行代码、执行的线程、程序和/或计算机。作为示 例，在服务器上运行的应用和服务器都可以是组件。 一个或多个组件可驻留在 进程和/或执行的线程内，并且组件可位于一个计算机上和/或分布在两个或多个计算机之间。
如本文所用术语"推断"或"推论"通常指从一组经由事件和/或数据捕 捉到的观测推论或推断关于系统、环境和/或用户的状态的过程。推论可用于标 识特定上下文或动作，或者可生成例如状态上的概率分布。推论可以是概率性 的，即基于数据和事件考虑的感兴趣状态上的概率分布的计算。推论也可指用 于从一组事件和/或数据构成高层事件的技术。这些推论导致从一组观测事件和 /或所存储的事件数据构成新的事件或动作，无论这些事件在靠近的时间接近度 上是否相关，以及无论这些事件和数据是否来自一个或若干个事件和数据源。
图1示出了结合至少一个传感器来提高读取系统准确度以及测量环境的
RFID系统100的实施例。RFID系统100包括RFID读取器102,该读取器经 由无线通信与加标签物品108的至少一个RFID标签104接口 。该RFID读取 器102可以是诸如读取器、写入器和/或服务器的读取、写入、接收和/或存储 电子产品数据的各种组件，并且取决于具体应用，可以是手持型设备或固定安 装设备。RFID读取器102可经由一个天线或多个天线(未示出)来广播信号或 无线电波。RFID读取器102可用于向RFID标签104传送信号，该标签104 用标签数据来应答以作出响应。 一旦接收到信号，RFID标签104就传送应答 信号，该信号被发送到RFID读取器102并由其来接收。RFID标签104可以 是有源或无源RFID标签。
RFID读取器102还与至少一个传感器106接口，该传感器可利用各种类 型的辅助装置来感测落在RFID读取器的范围内的产品的存在。对来自RFID 读取器102的信号作出响应但其存在并未被传感器106检测到的RFID标签104 将被RFID读取器102略去。因此，RFID系统100的准确度因无关的标签被 忽略且不被包括在RFID读取器数据中而得到改进。
任何具体设备的天线可以是适用于无线通信系统中的任何类型，诸如偶极 子天线、八木天线等。取决于所用射频和功率输出，RFID读取器102的覆盖 区或信号范围可以是从约一英寸到约一百英尺或更大的任何范围。RFID系统 IOO的频率范围可以是低频范围(例如，从约30KHz到约500 KHz)、中频 范围(例如，从约lOMHz到约15 MHz)或高频范围(例如，从约850 MHz 到约950 MHz以及约2.4GHz或以上)。高频范围提供了更长的读取范围
8(例如，约90英尺或更长)和更快的读取速度。诸如在由环境传感器设备 激活时，信号可被连续传送或周期传送。
对于有源和无源标签，均以类似方式进行双向信号传送。有源RFID
标签包含内部电池或其它合适的电源并且通常为读/写设备。即，标签数据 可被写入和/或更改。有源标签的存储器大小取决于应用需求而改变，并且
由于在板上进行供电，所以通常具有比无源标签长或宽的读取范围或覆盖 区。无源标签不具有内部电源而是获得由读取器生成的电力。无源标签可 以是读/写设备或只读设备。只读标签通常用在一个实施例中不能被更改而 在另一个实施例中可被更改的唯一数据集来编程。有源设备和无源设备之
间的主要不同之处在于信号范围。无源标签因RFID读取器102经由RF向
该标签供电且是被提供给该标签的唯一电力而被限于几米。有源标签因它 们具有内部电源而可在几百米内读取。无源标签的一个示例是百货商店中
洗涤剂盒子上的标签。有源标签可用在例如收费公路的收费亭处来确定哪 辆车穿过收费亭以备随后的记账目的。
图2示出了采用多个传感器来提高标签读取准确度的RFID系统200。 系统200包括RFID读取器202、与加标签物品212相关联的至少一个RFID 标签204、以及多个传感器206。可以从标示为传感器p传感器2、...、传 感器w的N个传感器中选择一至N个，其中N是等于或大于一的整数。通 过组合传感器206的传感器数据与来自RFID标签204的数据或使之关联， 可提高RFID读取器202读取操作的准确度。例如，传感器206可包括接近 传感器、超声波传感器、光眼(photo eye)、重量检测器、压力传感器、 湿度传感器和接触开关等。当目标、物品或产品被一个或多个传感器206 检测到时，存在信号被发送到RFID组件202和/或与其相关联的系统。
与RFID读取器202接口的是聚集组件208和跟踪组件210。聚集组件 208从传感器206中的至少一个接收例如存在信号，并预测与来自RFID标 签204的标签数据相关联的接收。一旦标签数据己被读取，RFID读取器202 将不读取另一 RFID标签204直至从一个或多个传感器206接收到另一存在 检测信号。然而，应当理解，可对同一标签执行多次读取以提高读取操作 中的可信度。作为在读取操作中获得可信度的另一种方法，可提供与传感器的正常状况相关联的数据以确定该传感器是否在线。
如果信号是接收自RFID标签204并且没有来自传感器206中至少一 个的相关联信号，则指示已读取不应当被读取的标签，并且RFID组件202 将不接受RFID标签204的信号。这类情况会在产品正在仓库中移动和仅特 定产品子集要被分析时发生。通过结合传感器206的至少一个来采用RFID 标签204 (传感器融合)，对不落在要读取的产品子集内的产品的读数可被 略去。这通过消除在许多工业环境中会发生的错误读取来提高系统200的 效率和准确度。因而，要求由传感器206的至少一个所检测的目标的存在 减轻了在RFID读取器202读取靠近但并非期望被读取的RFID标签时所导 致的混淆。
跟踪组件210可接收并将RFID标签数据的列表存储在诸如RFID读取 器202的控制器中。先前读取的RFID标签204的列表允许RFID读取器202 在新的或当前的RFID标签与其数据已被传送到RFID读取器202的RFID 标签之间进行区分。这通过允许RFID读取器202快速地区分以及略去或忽 略对同一 RFID标签204的多次读取来改进效率。
现在参看图3，它示出了采用结合RFID标签读取的不同传感器的RFID 系统。RFID读取器302发送信号以检测多个RFID标签(在304示出其中 之一)。大致在RFID读取器302请求并接收标签304的数据的同一时刻， 多个传感器306获取数据并将该数据传送给RFID读取器302。图示的是存 在传感器308和重量检测器310。存在传感器可以例如是光眼、机械开关、 电容传感器或视觉系统。
存在传感器308可例如沿传送带定位以在该传送带上检测目标的存 在。已感测到该目标的存在传感器308向RFID读取器302告知存在目标。 应当理解，该存在传感器308不区分目标，其仅仅检测目标的存在。 一旦 接收到存在检测，该RFID读取器302将允许RFID标签304被读取。
重量检测器310还可与传送带相关联以基于施加在该传送带上的重量 感测目标的存在。该重量检测器310基于相关联的重量感测加标签目标的 存在。如果有接近期望目标的预定重量的读数，则该重量检测器310向RFID 读取器302发送存在信号。RFID标签304将在随后被读取。当RFID读取器302从存在传感器308或重量检测器310或者两者接收到信号时，RFID读取器302预测来自至少一个RFID标签304的信号。如果未接收到来自RFID标签304的信号，则RFID读取器302可指示读取失败，这可指示与传感器308、重量检测器310、 RFID标签304或与系统30相关联的其它参数有关的问题。还可指示与RFID标签304相关联的产品已从传送带移除(例如，被偷)。如果RFID读取器302未从存在传感器308或重量检测器310或者两者接收到信号，则略去来自RFID标签304的任何信号。应当理解，可使用传感器的任何组合，而且图3的组合是出于例示目的，并且任何更改和/或改变旨在属于本主题公开和所附权利要求。例如，落在本发明的预想内的环境可以是垂直重力落体系统。在此系统中，加标签产品下落通过读取系统，并且传感器有助于检测和读取准确度。
在某些情形中，可能需要检测和验证在传送带上存在单个目标，并且该传送带上有彼此以预定间隔放置或隔开的后续目标。如果两个或多个目标彼此接触或者如此靠近以致由于移除一个或多个目标的延迟(或由于其它因素)而基本上同时被RFID读取器302读取，则系统300可检测到目标彼此紧密靠近。目标之间的距离可以足够大，以使得存在传感器308可检测到两个目标，但是RFID读取器304应当仍能够挑选出哪个RFID标签304在RFID读取器302的前面。这可通过结合诸如存在传感器308和/或重量检测器310的感测物体(sensing object)使用RFID标签304来控制传送器部分来实现。这些附加传感器可沿传送带放置在一个或多个指定位置。如果RFID读取器302接收来自存在传感器308和/或重量检测器310的指示两个或多个目标靠在一起(例如，被测得的重量是两个或多个目标的重量，被测得的存在时间指示多于一个目标)的信号，该RFID读取器302可标识从彼此紧密靠近的RFID标签304接收到的信号，并且可对系统300作出调节。这也可指示关于与系统300相关联的参数的潜在可能的问题。
RFID标签304和诸如存在传感器308和重量检测器310的感测物体也可用于确定目标之间的适当间距以及何时将另一目标放置在传送带上。例如，RFID读取器302可从存在传感器308和/或重量检测器310接收信号，以及还从相关联的RFID标签304接收信号。后续的存在传感器308和/或
11检测器310可被放置在该目标在另一目标被放置在传送带上之前应当通过
的指定位置上。当从后续存在传感器308和/或重量检测器310接收到信号时，可指示将下一目标放置在传送带上是安全的，由此保持目标之间的安全距离。
根据另一实施例，索引传送器可用于控制在RFID读取器302的范围内目标的数目。目标可一次一个地移动到使用存在传感器308的RFID读取器302以控制传送器。在读取RFID标签304之后，目标可被移动一段距离使其处于读取器的范围之外。这样，正确的读取将读取RFID标签304，并且在随后在其被移至足够远离RFID读取器302的距离时将不读取该RFID标签304。
图4示出了 RFID系统400，该系统包括具有RFID标签404的加标签目标412;以及与RFID (R/W)读/写组件402和控制器408 (例如，可编程逻辑控制器PLC)接口的光眼406。该控制器408可以这样的通常被用在其中产品(或目标)用RFID标签作标记并被逻辑地管理的制造、分发、销售或任何类似环境中。在高度自动化环境中，PLC (或其它类型的工业控制器)通常被用于板条箱和/或机箱(未示出)中，这些板条箱和机箱在其中使用了用于诸如离散1/0、电源、通信等应用的附加模块的整个环境中处于选定位置处的机架安装结构中。
出于说明而非限制的目的，旨在在传送线上跟踪产品的RFID读取器可与诸如光眼的一个或多个传感器组合，其中该光眼在该线上检测目标的存在。虽然图4示出了光眼406，但是应当理解，根据本公开，检测目标是否存在的任何类型的传感器将同样起作用。
RFID读取器可当标签接近、移动通过和移开时多次读取同一标签。RFID组件402中的逻辑可被编程为仅在由光眼406检测到包装时接收RFID标签读取。换言之，光眼406可检测产品的存在并向控制器408和/或RFID标签404传送目标存在信号。检测组件404将信号发送到控制器408和/或光眼406，其中该信号传送产品信息。控制器408将仅在其已接收到来自光眼406的、指示目标存在的信号的情况下接受来自RFID标签404的信号。这样，对靠近传送线的标签的读数一一虽不想要被读取一一可被确定，并且这种不相关的读取被略去。整个带宽需求将因PLC不向任何主机系统发送重复或不相关的RFID标签信息而被减小。控制器408中的逻辑还可监视并跟踪传送器上的RFID，以记录最后几次标签读取。这使得系统400能够在当前包装与前一包装之间进行区分，从而减少重复读取。
通过使用传感器与PLC中逻辑的组合，可提高RFID读取的准确度。对RFID标签的读取的失败将由于已检测到包装的传感器或光眼向系统400
发信号通知相对应的标签读取也应当发生而被检测到。使用传感器融合提高了系统400 了解所有标签已被读取以及非期望或不相关标签未被错误读取的能力。
使用传感器融合由于其允许RFID读取器和任何其它传感器之间的交叉检验使得可检测到读取器和/或传感器中的失败而提高了性能。这样，可提高问题的快速诊断和快速修复。此外，系统400——如果被编程为如此进行一 一可仅使用剩余的可工作的传感器和/或读取器来继续以降级模式操作。
继续参看图4， RFID系统400还可采用有助于自动化根据据本发明的一个或多个特征的人工智能(AI)。在此实现中，控制器408主存AI组件410，后者监视控制器408的信号和数据以及内部RFID读/写组件402的过程。
本发明(例如，结合选择)可采用用于实现其各个方面的各种基于AI的方案。例如，用于改进RFID系统400准确度的过程可经由自动分类器系统和过程来促进。此外，在采用的多个读取器/写入器402的情况中，分类器可用于确定针对改进的准确度要调节哪个RFID读取器/写入器和/或确定哪个RFID标签已被读取以及哪个需要进一步读取。
分类器是将输入属性向量x = (xl, x2, x3, x4, xn)映射到该输入属于类的置信度，即f(x) = confidence(class) (f(x)=置信度(类))。此分类可使用基于概率和/或统计的分析(例如分解成分析效用和成本)来预测或推断用户期望自动执行的动作。
支持矢量机(SVM)是可使用的分类器的一个示例。通过在可能输入的空间中寻找超曲面来操作SVM，该超曲面试图将触发标准与非触发事件分隔
13开。直观地，这使分类对接近、但与训练数据不同的测试数据进行校正。其它
有向和无向模型分类方法包括例如朴素贝叶斯(naYve Bayes)、贝叶斯(Bayesian)网络、决策树、神经网络、模糊逻辑模型和提供可使用的不同独立模式的概率分类模型。如本文所用的分类还包括用于开发优先级模型的统计回归。
如可容易地从本说明书理解的，本发明可使用经显式训练(例如经由一般训练数据)以及隐式训练(例如经由观察用户行为、接收外来信息)的分类器。例如，经由分类器构造器和特征选择模块内的学习或训练阶段来配置SVM。因而，可使用分类器来自动学习和执行大量功能，包括但不限于例如根据预定标准来确定何时调节RFID读取器/写入器的天线和/或信号强度或何时重新扫描一区域以找到未被RFID读取器/写入器读取的RFID标签。
在另一实现中，AI组件410可接收装配线和传送线速度数据，使得其可"期望" 一目标或产品在特定时间间隔(或窗口)内触发光眼。如果目标未在期望时间窗口中"出现"，或者发生大量反动(reactionary)过程组装线或传送线可减速直至目标再次开始出现在分配的时间窗口内，随后线的速度根据最佳吞吐量来增加。即，AI组件410有助于根据给定应用学习和控制系统400的空间和时间属性。
在另一应用中，AI组件可用于基于控制器408和读/写组件402的能力来学习和控制线的速度以所述线速度读取和处理RFID数据。例如，如果线的速度使得RFID数据处理不断增加控制器处理器的负担，则AI组件410可例如减小线的速度直至控制处理器保持稳定为止。这可针对线上产品的不同大小被自动地学习和调节。换言之，如果产品以不同大小包装，则这可导致产品在线上的不同空间方面。因此，AI组件可部分地基于RFID读取和控制器的处理能力读取学习间隔，并相应地自动地调节所述线，或发出线正在经历或将经历吞吐量中的问题的警报。
图5示出了使用传感器融合来提高RFID系统的准确度的方法500。虽然出于简化说明的目的，这里所示的一个或多个方法例如以流程图或流程示图的方式示出并被描述为一系列动作，但是应当明白和理解，本发明并不限于动作的这种次序，因为某些动作可根据发明以不同次序来迸行和/或以与这里所示和所述的其它动作并发进行。例如，本领域技术人员应当明白和理解，方法可另外表示为诸如状态图中的一系列相关状态和事件。此外，并非所有所示的动作都是实现根据本发明的方法所必需的。
当诸如RFID读/写设备和/或控制器的RFID组件接收到传感器信号时，方法从502处开始。该传感器信号指示产品——诸如传送带上的产品——的存在，并且指示存在要求其RFID标签数据的产品。
在504处，在来自RFID标签的数据被读取和/或由RFID读/写设备接收到的情况下作出决定。例如，RFID标签可基于RFID读/写设备对数据的请求向RFID读/写发送该数据，和/或该数据可由RFID标签周期性地、连续地或在其感测到RFID读/写设备的存在时自发地发送。如果RFID标签数据未被接收到，则在506处，标签读取失败被报告并且向操作员输出以指示在502处接收到产品存在，但是读取该标签失败。操作员可随后确定所请求的动作，诸如物理地定位该部件，如果读取失败是由于产品移动过快等，则减速传送线。
如果在504处接收到RFID标签信息，则在508处继续该方法，并且作出接收到的RFID标签信息是否匹配存在检测输入的决定。如果没有相对应的存在输入，则RFID标签信息可被RFID读/写设备略去，如在510处所示的。艮口，发送信号的RFID标签并非来自期望要被读取的产品的子集。如果是匹配的，则在512处，RFID读/写设备接受RFID标签信号，并且可继续进行处理。在接收到后续传感器输入的情况下，可在502继续该方法。
现在参看图6，它例示的是用于提高RFID系统的性能的方法600。，方法从602处RFID读/写设备接收到RFID标签数据开始。从RFID标签发送数据作为对来自RFID读/写设备的信号广播的响应。例如，该广播信号可以是连续的(例如，当一系列数据要被读取和/或写入时)，或者它可以是周期性的(例如，基于时间或基于传感器)。
在604处，作出是否已在控制器处接收到指示要被读取产品子集中有至少一个产品的存在检测信号的判定。如果没有相关联的信号，则指示并非子集的部分的RFID标签正在响应于RFID读/写设备，来自那些RFID标签的数据被控制器略去。如果在604处判定为"是"，则RFID标签数据被控制器608接受。在610处，该标签数据随后被记录或存储在控制器中。在612处，RFID读/写设备发送另一信号并接收下一物品的RFID标签数据。在614处，作出该标签数据是否在610处被预先记录或存储的判定。如果"是"，则指示特定RFID标签已被读取并且该标签信息被略去，从而减少多次读取。如果RFID标签数据未被记录，则方法返回到604以确定存在检测信号是否已被接收。该方法继续进行直至所有RFID标签都己被读取和记录。
图7示出了根据本发明的至少一个方面的RFID系统的应用。RFID读取器702或多个这种读取器可放置在仓库、工厂、商店等中的多个位置。虽然示出一个RFID读取器702，但是应当理解，根据本文所公开的系统和/或方法可使用多于一个RFID读取器702。
RFID读取器702可以是诸如读取器、写入器和/或服务器的读取、写入、接收和/或存储电子产品数据的各种组件，并且取决于具体应用可以是手持型设备或固定安装设备。RFID读取器702可经由天线或多个天线(未示出)广播信号或无线电波704。任何具体设备的天线可以是可在无线通信系统中适用的任何类型，诸如偶极子天线、八木天线等。取决于可用射频和功率输出，RFID读取器702的覆盖区或信号范围可以是从约一英寸到约一百英尺或更大的任何范围。RFID系统700的频率范围可以是低频范围(例如，从约30 KHz至U约500 KHz)、中频范围(例如，从约10MHz到约15 MHz)或高频范围(例如，从约850 MHz到约950 MHz以及约2.4 GHz到约2.5 GHz)。高频范围提供了更长的读取范围(例如，约90英尺或更长)和更快的读取速度。诸如在由传感器设备激活时，信号可被连续传送或周期传送。
产品以及相关联的RFID标签706、 708和710可处于例如使加标签的产品移动通过该设施的传送带712上。这些RFID标签706、 708、 710接收RFID读取器信号704并如714、 716、 718所示地分别作出响应。也有许多落在RFID读取器702的范围内的、但并非旨在要由RFID读取器702读取的产品。例如，转运车720可紧靠传送带712并在RFID读取器702的范围内运送多个产品以及相关联的RFID标签722。与多个产品相关联的RFID标签722接收信号并作出响应，如724处所示。
在不存在传感器融合(如上所示)时，RFID读取器702接收RFID信号714、 716、 718和724而不管产品相对于传送带712位于何处。这造成
16了非准确数据以及系统的低效率。因此，诸如存在检测器726类的传感器
被定位成使得由该传感器726检测到旨在要读取的产品706、 708、 710的 存在。 一旦检测到目标的存在，传感器726发送由RFID读取器702接收的 信号728。 RFID读取器预测来自与存在检测信号728有关的RFID标签的 信号。信号728可无线地和/或经由有线链路传送。另外，信号728可在到 达读取器702或替代该读取器702的其它装置之前被路由至控制器或其它 系统。
因此，在操作中，产品706移动通过传感器726，并且信号728被发 送到RFID读取器702。该RFID读取器随后预测来自刚通过传感器726的 产品706的信号714。来自多个其它RFID标签708、710和722的信号716、 718和724被略去。这样，RFID读取器702并不收集错误数据。
另外，RFID读取器702可包括用以跟踪或记录其读取的标签的标签数 据的装置。例如，当RFID读取器702从RFID标签706接收到信号714时， 它保持该标签数据。如果RFID标签706发送第二信号714，则该RFID读 取器702确认该信号714但是按重复读取略去它。
现在参看图8，示出了根据本发明的可用于处理信号强度数据并生成 场映射(field map)的计算机框图。为了提供本发明的各个方面的附加上 下文，图8和以下讨论旨在提供其中可实现本发明的各个方面的合适的计 算环境800的简要、通用描述。虽然以上在可运行一个或多个计算机的计 算机可执行指令的通用上下文中描述了本发明，但是本领域技术人员应当 认识到，本发明也可与其它程序组合和/或作为硬件和软件的组合来实现。
通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、
数据结构等。此外，本领域技术人员应当理解，本发明的方法也可使用其它计 算机系统配置来实践，包括单处理器或多处理器计算机系统、小型计算机、 大型计算机、以及个人计算机、手持型计算设备、基于微处理器或可编程消费 电子产品等，它们的每一个都可用于耦合到一个或多个相关联的设备。
也可在其中由经由通信网络链接的远程处理设备执行特定任务的分布式 计算环境中实践本发明的所示各个方面。在分布式计算环境中，程序模块可位 于本地或远程存储器存储设备中。计算机一般包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是可由计算机 访问的任何可用介质，包括易失性和非易失性介质、可移动和不可移动介质。 作为示例而非限制，计算机可读介质可包括计算机存储介质和通信介质。计算 机存储介质包括以存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据 的信息的任何方法和技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。
计算机存储介质包括但不限于RAM、 ROM、 EEPROM、闪存或其它存储器 技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光盘存储、磁带盒、磁带、磁 盘存储器或其它磁存储设备、或者可被用来存储所需信息并可由计算机访问的 任何其它介质。
通信介质通常以诸如载波或其它传送机制的己调制数据信号的方式来体 现计算机可读指令、数据结构、程序模块或者其它数据，并且包括任何信息传 输介质。术语"已调制数据信号"是指以在信号中编码信息的方式设置或改变 其特征中的一个或多个的信号。作为示例而非限制，通信介质包括诸如有线网 络或直接连接的有线介质、以及诸如声波、RF、红外线和其它无线介质的无线 介质。以上介质的任何组合应当也可包括在计算机可读介质的范围内。
参看图8，用于实现各个方面的示例性环境800包括计算机802，该计算 机802包括处理单元804、系统存储器806、以及系统总线808。系统总线 808将包括但不限于系统存储器806的系统组件耦合到处理单元804。处理单 元804可以是各种可购买的处理器中的任一种。双微处理器和其它多处理器架 构也可用作处理单元804。
系统总线808可以是可使用各种可购买的总线架构中的任一种进一步互 连到存储器总线(使用或不使用存储器控制器)、外围总线以及局域总线的若 干类型总线结构中的任一种。系统存储器806包括只读存储器(ROM) 810和 随机存取存储器(RAM) 812。基本输入/输出系统(BIOS)被存储在诸如ROM、 EPROM、 EEPROM的非易失性存储器810中，该BIOS包含有助于诸如在启 动期间在计算机802内的元件之间传递信息的基本例程。RAM 812还可包括诸 如用于高速缓存数据的静态RAM的高速RAM。
计算机802还包括内部硬盘驱动器(HDD) 814 (例如EIDE、 SATA)， 该内部硬盘驱动器814还可被配置成在合适的机箱(未示出)中供外部使用；
18软磁盘驱动器(FDD) 816 (例如，对可移动磁盘818读或写)；以及光盘驱 动器820 (例如，读取CD-ROM盘822或者对诸如DVD的其它高容量光学介 质读或写)。硬盘驱动器814、磁盘驱动器816和光盘驱动器820可分别通过 硬盘驱动器接口 824、磁盘驱动器接口 826和光学驱动器接口 828连接到系统 总线808。用于外部驱动器实现的接口 824包括通用串行总线(USB)和IEEE 1394接口技术的至少其中之一或两者。其它外部驱动器连接技术落在本发明的 考虑范围内。
驱动器以及与它们相关联的计算机存储介质提供了对数据、数据结构、计 算机可执行指令等的非易失性存储。对于计算机802，驱动器和介质适于存储 任何合适的数字格式的数据。尽管以上对计算机可读介质的描述指HDD、可 移动磁盘以及诸如CD或DVD的可移动光学可读介质，但是本领域技术人员 应当理解，诸如zip驱动器、磁带盒、闪存卡、盒式磁带等的可通过计算机读 取的其它类型的介质也可用在示例性操作环境中，另外，任何这样的介质可包 含用于执行本发明的方法的计算机可执行指令。
大量程序模块可被存储在驱动器和RAM 812中，包括操作系统830、 一 个或多个应用程序832、其它程序模块834和程序数据836。操作系统、应用 程序、模块和/或数据的全部或一部分还可被高速缓存在RAM812中。应当理 解，本发明可使用各种可购买的操作系统或操作系统的组合来实现。
用户可通过诸如键盘838和诸如鼠标840的定点设备的一个或多个有线/ 无线输入设备来向计算机802输入命令和信息。其它输入设备(未示出)可包 括话筒、IR遥控器、操纵杆、游戏垫、指示笔、触摸屏等。这些或其它输入设 备通常经由耦合于系统总线808的输入设备接口 842连接到处理单元804，但 也可通过诸如并行端口、 IEEE 1394串行端口、游戏端口、 USB端口、 IR接口 等的其它接口连接。
监视器844或其它类型的显示设备也可经由诸如视频适配器846的接口连 接到系统总线808。除监视器844之外，计算机通常包括其它外围输出设备(未 示出)，诸如扬声器、打印机等。
计算机802可工作在使用经由有线和/或无线通信到诸如远程计算机848 的一个或多个远程计算机的逻辑连接的网络化环境中。远程计算机848可以是
19工作站、服务器计算机、路由器、个人计算机、便携式计算机、基于微处理器 的娱乐设备、对等设备或其它公共网络节点，并且通常包括以上就计算机802
所描述的许多或所有元件，尽管为了简便的目的，仅示出存储器/存储设备850。 所示的逻辑连接包括对局域网(LAN) 852和/或例如广域网(WAN) 854的较 大网络的有线/无线地连接。这些LAN和WAN网络环境在办公室和公司中是 常见的，并且有助于诸如内联网的企业范围计算机网络，它们全都可连接到例 如因特网的全球通信网络。
当用在LAN网络环境中时，计算机802经由有线和/或无线通信网络接口 或适配器856连接到局域网852。适配器856可有助于到LAN 852的有线或无 线通信，该适配器还包括其上设置的用于与无线适配器856通信的无线接入点。
当用在WAN网络环境中时，计算机802可包括调制解调器858、或连接 到WAN 854上的通信服务器、或具有诸如经由因特网的用于在WAN 854上建 立通信的其它装置。可以为内置式或外置式以及为有线或无线设备的调制解调 器858可经由串行端口接口 842连接到系统总线808。在网络化环境中，关于 计算机802所述的程序模块或其一部分可被存储在远程存储器/存储设备850 中。应当理解，所示网络连接仅是示例性的，并且也可使用在计算机之间建立 通信链接的其它装置。
计算机802可用于与可操作地设置于无线通信中的任何无线设备或实体 通信，例如打印机、扫描仪、台式计算机和/或便携式计算机、便携式数据助理、 通信卫星、与可无线检测标签相关联的任何一种装置或位置(例如书报电话亭、 报摊、休息室)以及电话。这包括至少Wi-Fi和蓝牙TM无线技术。因而，通信 可以是与常规网络一样的预定结构，或仅是至少两个设备之间的自组织通信。
Wi-Fi或无线保真度在不用电线的情况下，允许从家中的长椅、旅馆房间 中的床或工作的会议室连接到因特网。Wi-Fi是类似于用在蜂窝电话中的无线 技术，该技术使比如计算机的设备能在户内或户外、在基站的范围内的任何位 置发送和接收数据。Wi-Fi网络使用被称为IEEE 802.11 (a、 b、 g等)的无线 电技术提供安全、可靠、快速的无线连接。Wi-Fi网络可用于将计算机彼此连 接、连接到因特网以及连接到有线网络(其使用IEEE 802.3或以太网)。Wi-Fi 网络以11Mbps (802.11a)或54 Mbps (802.11b)的数据率工作在未经许可的2.4和5 GHz无线电频带中，例如或者使用包含两个频带(双频)的设备来操 作，从而该网络可提供类似于用在许多办公室中的基本10BaseT有线以太网网 络的真实世界性能。
现在参看图9，它示出了根据本发明的一个示例性计算环境900的一个示 意性框图。系统900包括一个或多个客户机902。客户机902可以是硬件和/ 或软件(例如，线程、进程、计算设备)。客户机902可以通过例如使用本发 明来容纳cookie和/或相关联的上下文信息。
系统900还包括一个或多个服务器904。服务器904还可以是硬件和/或软 件(例如线程、进程、计算设备)。服务器904可通过例如使用本发明来容纳 用于执行变换的线程。客户机902与服务器904之间的一种可能的通信可以是 适于在两个或多个计算机进程之间传输的数据包形式的。数据包可例如包括 cookie和/或相关联的上下文信息。系统900包括可用来有助于客户机902与服 务器904之间的通信的通信框架906 (例如诸如因特网的全球通信网络)。
可经由有线(包括光纤)和/或无线技术来便于通信。客户机902可用于 连接到一个或多个客户机数据存储908，这些数据存储可用于存储客户机902 的本地信息(例如cookie和/或相关联的上下文信息)。类似地，服务器904 可用于连接到一个或多个服务器数据存储910，这些数据存储可用于存储服务 器904的本地信息。
架构906还可包括例如子网912，该子网可在装配线环境中实现。该子网 912可具有设置于其上的节点、控制器914 (例如，PLC)，该控制器控制都 可读取RFID标签的读取器模块916和读取器/写入器模块918——后者可向 RFID标签写入数据。该控制器914、读取器模块916和读取器/写入器模块918 可被设置在机架结构中的选定位置。另外或与其结合，子网912还可按需包括 被定位(固定或移动地)以读取RFID标签的第二读取器模块920作为有线或 无线节点(或客户机)。类似地，子网912还可支持读取器/写入器模块922 作为用于对落在覆盖区范围内的RFID标签读取和写入数据和信号的有线和/ 或无线节点。
以上所描述的包括本发明的示例。当然，出于描述本发明的目的而要 描述组件或方法的每一种可构想到的组合是不可能的，但是本领域普通技术人员可认识到，许多进一步的组合和置换是可能的。因此，本发明旨在 涵盖落在所附权利要求的精神和范围内的所有这类变更、修改和变形。此 外，就术语"包括"在本详细描述或权利要求中所使用的范畴而言，此术 语旨在以与术语"包含"类似的方式作包含在内之解，正如"包含"在权 利要求书中作为过渡词使用时所解释的那样。
权利要求
1. 一种射频标识(RFID)系统，包括RFID标签，它向RFID读取器发送数据标签信息；至少一个传感器，它检测与所述RFID标签相关联的产品的位置并向所述RFID读取器发送位置信号；以及聚集组件，它从所述RFID标签接收所述位置信号和所述相对应数据标签信息。
2. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述产品的位置通过所述产 品的重量和存在中的一个来感测。
3. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括维护所述数据标签信 息的跟踪组件。
4. 如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述跟踪组件忽略与所维护 数据标签信息重复的数据标签信息。
5. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述RFID读取器仅在相关 联的位置检测信息被接收到的情况下接受所述数据标签信息。
6. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述RFID读取器也是向所 述RFID标签写入数据的写入器。
7. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所所述传感器包括光电检测 系统。
8. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述传感器包括重量检测器。
9. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括人工智能组件，所述 人工智能组件釆用基于概率和/或统计的分析来预测或推断要被自动执行的动 作。
10. —种RFID系统，包括RFID读取器，它向物品的RFID标签广播信号并将来自所述RFID标签的 响应信号传送到控制器；以及传感器组件，它检测所述物品的存在并向所述控制器发送与所述物品的位 置相对应的存在信号。
11. 如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述控制器在所述存在信号是接收自所述传感器组件的情况下处理来自所述RFID标签的所述响应信 号。
12. 如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述控制器在所述存在信 号并非是接收自所述传感器组件的情况下拒绝来自所述RFID标签的所述响应信号。
13. 如权利要求IO所述的系统，其特征在于，所述RFID读取器还包括 跟踪组件，所述跟踪组件记录接收自所述RFID标签的所述响应信号并将所述 响应信号与接收自第二 RFID标签的第二响应信号作区分。
14. 如权利要求IO所述的系统，其特征在于，所述控制器跟踪己被读取 的RFID标签以在当前物品与包括所述已被读取的RFID标签的物品之间作区 分。
15. 如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述传感器组件包括基于 所述物品的所述位置输出信号的多个物品检测系统。
16. 如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述输出信号结合所述响 应信号来处理以指示RFID读取操作的状态。
17. —种验证RFID读取操作的方法，包括 感测目标的位置以生成位置数据； 接收所述目标的RFID标签数据； 将所述位置数据与RFID标签数据作比较；以及 相应地处理所述RFID标签数据。
18. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括在所述位置数据指 示所述目标应当被读取的情况下接受所述RFID标签数据。
19. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括在所述位置数据指 示所述目标不应当被读取的情况下拒绝所述RFID标签数据。
20. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括在所述位置数据指 示所述目标应当被读取的情况下自动地传送所述RFID标签数据和RFID读取 器ID。
21. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括存储所述RFID标签数据以备进一步处理。
22. 如权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括确定后续接收到的RFID标签数据是否与所存储的RFID标签数据相同。
23. 如权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括当所述接收到的RFID 标签数据与所存储的RFID标签数据不同时接受所述后续接收到的RFID标签 数据。
24. 如权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括在所述接收到的RFID 标签数据与所存储的RFID标签数据相同时拒绝所述接收到的RFID标签数据。
25. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括跟踪与之前的读取 操作相关联的RFID标签数据以区别当前目标和与所述之前的读取操作相关联 的之前的目标。
26. —种有助于RFID数据读取操作的系统，包括 用于检测目标的位置的装置；用于接收与所述目标的所述位置相关联的存在信号的装置；用于激活对所述目标的RFID标签的读取操作的装置；用于在所述RFID标签的读取操作的期间接收RFID标签数据的装置；以及用于处理所述RFID标签数据和所述存在信号以确定所述读取操作的状态 的装置。
27. 如权利要求26所述的系统，其特征在于，还包括用于跟踪所述RFID 标签数据以在当前目标与包括已被读取的所述RFID标签的目标之间作区别的 装置。
28. 如权利要求26所述的系统，其特征在于，用于处理所述RFID标签 数据的所述装置是由控制器来执行的。
29. 如权利要求26所述的系统，其特征在于，所述目标的所述位置通过 所述目标的重量和存在中的至少一个来感测。
30. 如权利要求26所述的系统，其特征在于，还包括人工智能组件，所 述人工智能组件采用基于概率和/或统计的分析来预测或推断要被自动执行的 动作。
全文摘要
提供了用以提高RFID系统的准确度和效率的系统和方法。一种系统包括从RFID读取器接收信号的RFID标签和从RFID读取器接收信号的RFID标签。该系统还包括至少一个传感器，它检测与该RFID标签相关联的产品的环境并向该RFID读取器传送环境检测信号；以及聚集组件，它从该RFID标签接收环境检测信号和相对应数据标签信息。如果未接收到环境检测信号，则RFID读取器忽略该数据标签信息。
文档编号G08B13/14GK101523453SQ200680041176
公开日2009年9月2日 申请日期2006年9月5日 优先权日2005年9月6日
发明者K·H·豪尔, R·M·帕 申请人:洛克威尔自动控制技术股份有限公司