防伪系统的制作方法

专利名称：防伪系统的制作方法
防伪系统
相关申请的参照
本申请要求美国临时专利申请No.61/125，519 Q008年4月25日申请)的优先权，其公开内容在此结合作为参考。技术领域
本发明通常涉及产品仿造或者篡改的阻止或者检测，尤其涉及可应用到物体上 的射频识别(RFID)标签，以指示对物体的篡改或者仿造。
背景技术：
在市场上，许多昂贵的产品易受到篡改或者仿造。酒和高档烈酒特别容易受到 这种行为，因为这些产品通常具有高价值，而且这种篡改或者仿造难以察觉。篡改和仿 造变成一种重要的商业问题，会导致收益损失，在产品质量和真实性上消费者信任的降 低以及对品牌价值造成损害。由于它们的高成本以及对消费者好誉上的依赖性，酒和烈 酒产品也特别容易受到由产品篡改和仿造引起的负面市场影响。发明内容
根据本发明的一个实施例，提供了一种用于验证物品真实性的系统。该系统可 被用于与询问器相连并且包括防篡改应答器或者“标签”，其中该询问器发射以无线电 信号形式的查询，该标签附着于物品上并且利用验证信号对查询进行响应。该应答器能 够凭借它的结构来证明篡改的发生。该应答器包括两个部件天线电路，和诸如RFID 集成电路("RFID IC")的相关联的应答器集成电路。该天线电路和RFID IC通过电 磁耦合彼此耦合，而不是直接连接。该电磁耦合通过两个部件之间紧密的物理邻近来实 现。该两个部件可以合并到物品的不同部分中，使得当物品密封时它们处于紧密邻近， 但是打开时被分离，优选打开过程会破坏一个或者两个部件。应答器的两者任一部件的 破坏，或者仅仅分离该两个部件，都会导致应答器的失效。
该天线电路设计成能响应于询问器发出的射频信号共振，从而使得它能够重新 产生该射频信号。该天线电路包括耦合元件，感应的或者电容性的，其设计成能与应答 器的集成电路紧密邻近。该应答器的集成电路具有整体谐振电路，当该应答器的集成电 路与天线电路紧密邻近时，该整体谐振电路设计成能与天线电路耦合。
响应于来自询问器通过天线电路的信号，该集成电路产生验证信号。该验证信 号载送安全码，该安全码存储在RFID集成电路内部的数字存储器中。该安全码选择性地 与物品唯一关联。物品的真实性通过对安全码的分析得到验证。
当使用在酒包装的背景下时，可以采用诸如天然的或者合成的软木的酒封盖， 其具有附着在一端的集成电路。然后，该中间天线谐振电路附着在封盖罩上，该罩放置 在酒封盖之上，从而使得天线谐振电路位于邻近RFID集成电路。
该集成电路的数字存储器可进一步包含通过验证信号载送的产品信息。然后，可由RFID询问器接收和解码验证信号，所述RFID询问器诸如蜂窝式电话或者手持装 置，在验证信号内载送的信息能够被解码和显示给RFID询问器的使用者。
在一些实施例中，对应于物品的安全码可被分离地存储在数据库中。该数据库 可提供到RFID询问器的通信链路。该数据库可被查询，以通过安全码的验证来进一步验 证物品的真实性。在一些实施例中，该数据库可实现在RFID询问器内。通过与二级远 程数据库通信，该数据库可周期性的更新新的信息。
在一些实施例中，安全码能够以加密形式存储在集成电路的数字存储器中。然 后，密钥提供在查询信号中。一旦接收到查询信号，该集成电路验证所提供的密钥是否 能对存储的安全码的解密起作用。当且仅当密钥起作用正确地解密安全码时，才能够产 生该验证信号。
本发明的其它特征和优点将从下面的详细描述，附图以及附加的权利要求中变 得更加明显。


图1是现有技术的瓶和封盖的部分透视图2是现有技术的瓶和封盖的部分透视图，具有包封该封盖的保护性的封壳
图3是根据本发明的实施例的塞子和封壳的分解的，部分剖面示意图4是封壳的倒置、部分剖面示意图5是包围瓶颈和封盖的封壳的示意图6是用于验证物品真实性的系统的示意方框图7示出了用于对RFID IC编程的方法的流程图8是示出了用于验证物品真实性方法的一个实施例的流程图9是示出了用于验证物品真实性的方法的第二实施例的流程图10是根据另一个实施例的封壳和瓶封盖的示意图11是根据另一个实施例的瓶封盖的透视图；并且
图12是根据另一个实施例的瓶、瓶封盖和封壳的部分剖面的示意图。
具体实施方式
虽然本发明容许有不同形式的实施例，在附图中示出以及随后将描述的本发明 的一个或多个当前优选实施例，应该理解的是这些公开内容认为是本发明的范例，而不 意图限制本发明为所示的具体实施例。
射频识别(“RFID” )标签逐渐变得通用，因为标签的制造成本降低并且实现 RFID系统的技术变得更加普遍和经济。RFID标签典型地包括谐振电路，其响应于暴 露至可兼容的电磁信号而产生共振。来自谐振电路的信号通过感应的或者电容的耦合， 经过直接连接或者电磁地，载送到集成电路中。一旦检测到载送的信号，该集成电路以 发射应答的电磁信号作为响应，该电磁信号可包含代码化的信息。该代码化信息能够反 映对应于RFID标签所附产品的信息，唯一的安全码或者其他的信息。
根据本发明的一个方面，有利地采用RFID装置以防止产品的仿造和/或篡改。 此应用的一个例子是酒瓶的背景。图1示出了一个传统的酒瓶封盖，其中塞子110插入瓶5100的颈部中。该塞子110传统地由软木制成，尽管非软木代用材料逐渐变得普及。在这种传统的酒瓶包装中，瓶100的颈部然后由封壳200覆盖，如图2所示。在过去，封 壳200通常由铅箔制造。近年来，已经采用铝箔或者片材或者聚合物材料。无论如何， 封壳200作用在于确保塞子110牢固地保持在瓶100的颈内部，并且提供对该封盖的额外 保护。在一些情况下，难以检测或者阻止对采用封盖(诸如图1和2所示的封盖)密封 的，瓶装的酒，烈酒或者其他材料的篡改。则可以将封壳200和塞子110去除，以交换、 冲淡或者别的方式篡改瓶100中的内容。然后，塞子110重新插入瓶100的颈部中，或 者替换为仿造的塞子。容易制造相似于原来的塞子的仿造塞子。另外，即使仿造塞子在 外表上与原来的存在不同，许多消费者可能没有意识到外表上的差异，并且无论如何， 经常直到购买瓶100之后很久，塞子才会被观看。一旦塞子重新插入，就可以应用仿造 的置换封壳。由于塞子和封壳经常由普通的、容易获得的材料制造，生产仿造塞子和/ 或封壳的负担相对较低。图3是一个实施例的分解图，其中RFID装置通过塞子300和包围它的封壳320 的相互作用实现(在部分剖视图中示出)。特别是，塞子300包括安装在它的顶端上的 RFID集成电路(“RFIDIC”)310。在所示的实施例中，RFID IC 310是无源的RFID 装置，其通过发射应答的电磁信号对译码的电磁信号产生响应。虽然在此描述的RFID IC 310为“集成电路”，应该理解的是在一些实施例中，称为RFID IC 310的结构可包括附 加的部件，诸如电阻的或者电容性的结构，或者离散的谐振结构，虽然这些附加的部件 将优选采用共用衬底上的集成电路实施。无源的RFID ICs可以与谐振结构相关联，该谐振结构会增加接收电磁信号的效 率。在有些情况下，这种谐振结构直接连接到RFID IC上，以将接收到的电磁能传导到 RFID IC上。可选择地，谐振结构可间接地耦合到RFID IC上。在这种情况下，从询 问器接收到的电磁信号在中间的、天线谐振结构中感应出电流。此电流流经一部分该结 构，该一部分结构无线地，感应或者电容任择其一地耦合到在RFID IC中集成的或者连 接到RFID IC上的另外的谐振结构上，从而在该次级(secondary)集成谐振结构中感应出 电流。具有中间的天线谐振结构的这种装置的实施例已经在美国专利7，119，693中描 述，其内容在此作为参考进行结合。在图3的实施例中，RFID IC310能够与在封壳320上或者其内实现的谐振结构相 互作用。谐振结构330设置在封壳320的顶面的下侧，如图4所提供的封壳320的倒置 局部剖视图中进一步所示的。虽然谐振结构330附接在图3和4中的封壳320的下侧， 应该理解的是谐振结构330还可使用在其他位置。例如，在实施例中，其中封壳320由 多层片材的介质基质衬底，谐振结构330可被嵌入形成封壳的两层或多层材料之间。谐振结构330可设置为不同的结构。在一些实施例中，谐振结构330可以通过 导电的油墨在封壳320上的沉积形成。在其他的实施例中，谐振结构330由诸如铜或者 铝的导电材料预先形成，沉积在非导电的衬底之上，然后通过化学或者物理蚀刻过程形 成谐振结构。图5描述了设备500，其包括封壳320，所述封壳在瓶100的颈上安装，使得它 覆盖塞子300。可采用多种技术来实现将封壳320安装到瓶100上。该封壳应用技术可取决于封壳的成分。例如，根据一个实施例，封壳320可由薄片原料的聚合物材料形成， 其在施加热的情况下围绕瓶100的颈部紧缩，往往称为收缩包装/热缩包装(shrink-wrap) 处理过程。
当封壳320设置在瓶100的颈部之上时，RFID IC 310物理地设置在谐振结构330 的附近，使得RFID IC 310和谐振结构330电磁耦合。根据设备500的一个可能的应用， 然后RFID IC 310可经过图7所示的操作进行编程。在步骤710中，RFID IC 310首先编 程设有安全码。在所示的方法中，安全码唯一地对应于设备500，并且存储在RFIDIC310 内的数字存储器上。编码后的电磁信号耦合到谐振结构330，该谐振结构随后共振以发出 二次信号。该二次信号通过耦合到RFID IC310内部的整体谐振电路上由RFID IC310接 收，并且解码。然后RFID IC310在集成的非易失性的数字存储器内存储安全码。
在步骤720中，该安全码单独地存储在数据库中，该数据库优选由第三方维 护，诸如设备500的制造商或者独立认证的服务供应商。在数据库内的安全码可与对应 于设备500的产品信息相关联。在酒瓶的情况下，该产品信息包括酒的类型，它的制 造年期，酒商名称，关于酒生产的葡萄园的历史信息，关于灌瓶器的信息，品尝注意事 项，等级，与该酒配对的建议食物以及其他的信息。在一些应用中，该数据库还周期 性地补充附加信息，该附加信息描述对应安全码的每个产品的销售信息，这提供了产品 名称的记录链。存储在数据库中的产品信息然后通过引证产品的安全码从数据库中取 回。因此，从数据库中取回的产品信息接着与设备500本身相比较，以确认的产品的真 实性。
最终，在步骤730中，RFID IC310对存储在RFID IC310内数字的非易失性存储器中的一些或者全部的产品信息数据选择性地直接编程。通过在RFID IC310内直接地存 储产品信息数据，设备500通过RFID-启动装置本地询问以取回产品信息，而不需要与 数据库通信连接。一旦RFID IC310已经编程，则该产品被销售和/或分配(步骤740)。
在使用中，存储在RFID IC310内的信息可用于验证设备500的真实性，和/或 提供附加信息，例如在购买点，例如对消费者可能有用的信息。例如，图6描述了当前 系统可以使用的环境。图8描述了一种方法的实施例，通过该方法，能够利用图6的系 统。具体地说，在步骤800，RFID查询信号从RFID询问器610被发射到设备500。该 RFID查询信号具有诸如振幅和频率的特征，所述特征被调谐以导致设备500内谐振结构 330对其的响应。
设想RFID询问器610可利用多种装置实现。例如，在一些实施例中，RFID询问 器610可以是具有RFID近场通信特点的蜂窝式电话。在其他的实施例中，RFID询问器 610可以是由邻近购买点的零售商所提供的特定应用的硬件装置。在任何情况下，RFID 查询信号都使得谐振结构330通过发出二次信号做出响应，该二次信号引起在RFIDIC310 内整合的次级谐振结构的响应。
在步骤810，设备500通过发出响应信号做出响应。该响应信号将安全码以及可 选择的，产品信息进行代码化。在步骤820中，响应信号由RFID询问器610接收并且解 码。因此，产品信息经过所提供的电子显示屏呈现在顾客或者RFID询问器610的其他使 用者面前。因而，产品信息可用于帮助潜在消费者做出是否购买产品的决定。另外，产 品信息可以提供附加的真实性水平验证，因为使用者可以验证编程输入RFID IC中的产品信息是否对应于RFID IC已经附接的实际产品。
一旦安全码由RFID询问器610接收到，它还用于验证设备500的真实性(步骤 830)。例如，RFID询问器610可以通过无线的数据网络620和因特网630将查询信号发 射到数据库640中。数据库640经由因特网630和无线的数据网络620，返回验证信息到 RFID询问器610中来做出响应。该验证信息可包括安全码是否有效的指示。该验证信 息还可包括安全码原始被指派给的产品的说明，从而使得接收者可以将安全码查询的实 际产品与产品说明相比较。数据库640还可提供与安全码原始被指派给的产品对应的产 品信息。数据库640所提供的产品信息可替代在RFID IC310内存储的产品信息，或者它 可补充存储在RFID IC310内的产品信息。
最终，在步骤840中，RFID询问器610显示指示设备500真实性和/或说明信 息。例如，RFID询问器610可显示对在数据库640内被检测的安全码是否有效的指示。 RFID询问器610还可显示对安全码原始被指派给的产品的说明，以便于确定产品是否已 经被替换、改变或者篡改。
根据另一个实施例，在一些应用中，还希望对被授权的个人限制读取标签内存 储的信息，因而进一步防止对产品的未授权复制。图9示出了此操作的一个实施例。在 图9的实施例中，经过图6的设备实现，存储在RFID IC310内的安全码是在设备500分 配之前的加密数据，其中RFID IC310附接在该设备500上。在步骤900中，查询信号从 RFID询问器610发射到设备500中。
在步骤910中，RFID IC310对通过查询信号载送的数据进行解码，用于提取密 钥。在步骤920中对该密钥进行测试，诸如通过将该密钥应用到加密的安全码上。如 果查询信号不包含正确的密钥，则RFIDIC310不再响应，步骤930。在步骤940中，如 果查询信号载送正确的密钥，则RFIDIC310发出响应信号。该响应信号可包含存储在 RFIDIC310中的解密的安全码，产品信息或者其他数据。在步骤950中，RFID询问器 610接收响应信号，并且进行解码和显示。
通过限制数据从RFID IC310发射到来自授权用户的查询，预期的伪造者进一步 被阻止从RFID IC310恢复数据并且将它应用到仿造产品上。
虽然图3-5示出了设置在软木或者塞子型封盖端部的中间和整体谐振结构的一 个实施例，应该理解的是对于不同的应用容易采用其他的结构。谐振结构的尺寸、形状 和方向可以根据所需的封盖或者包装类型、电磁信号频率、询问器技术或者其他的设计 标准发生改变。例如，图10示出了另一个实施例，仍然在酒瓶应用的背景下，其中放大 的谐振结构1030设置在封壳1020上或者之内。谐振结构1030跨越封壳1020的多个表 面，在某些环境下，可能提供信号能量到RFID IC310的增强耦合。
图11和12示出了进一步的实施例，具有可替换的瓶封盖1100。瓶封盖1100包 括RFIDIC310，其设置在封盖1100的顶面上的凹部区域1110内。凹部区域1110被台 肩部分1120包围，该台肩部分1120作用是保护RFID IC310免于受到冲击或者损害。图 12示出了插入到瓶100的开口颈中的瓶封盖1100。封盖1100和瓶颈100由多层的封壳 1210覆盖。谐振电路1200附接在多层封壳1210的下侧，紧邻RFIDIC310，以使在RFID IC310和谐振电路1200之间电容或者电感耦合。
除了通过与存储在RFID IC和其他处中的数据通信来启动的安全性和真实性验证之外，在图3-12的实施例中，通过在封壳中实施天线谐振电路来启动与RFID IC的无线 通信，使得篡改和/或仿造进一步被阻止。在它们的初始应用到容器封盖之后，诸如封 壳320、1020和1210的封壳是易碎的，使得在它们的去除过程期间，它们通常被切割、 撕裂、拉紧或者其它方式的损坏。优选的，该天线结构采用当封壳去除时能够促使它破 坏的方式形成。例如，该天线结构可通过应用导电油墨形成，在该导电油墨应用到的封 壳材料变形或者切割的情况下，几乎或者没有完整的结构。该天线结构还可以应用到在 封壳材料中形成的接缝、撕裂突出部、穿孔或者其他弱化线，使得在封壳的去除期间天 线结构更可能分离。
如果原始的封壳随后再运用，由于在封壳先前的去除期间遭受的损害，则篡改 将是显然的。如果去除的封壳被替换为传统结构的新封壳，由于缺乏正确构造的天线谐 振电路，与相关的RFIDIC的无线通信将被阻止。此RFID功能的失效同样地显示出篡改 的发生。对于许多预期的伪造者而言，具有正确匹配和恰当定位的集成谐振电路的封盖 封壳是难以获得的。
虽然在酒或者烈酒的包装背景下示出了一些实施例，应该理解的是在此描述的 本发明的方面还容易应用到其他类型的物品和/或物品的包装上。例如，天线谐振结构 容易应用于塑料收缩包缠或者其他类型的包装上，在获取该收缩包缠或者其他包装应用 的产品之前，该天线谐振结构必须去除。而且，在此描述的其他方面，诸如真实性验证 和远程的数据库功能，可以容易应用到不同的背景中，而与RFID应答器的实现是否利用 在此描述的两部分结构无关。
从上文中人们观察到，在不脱离本发明的真实精神和范围的情况下，能够进行 许多其他的修改和变化。应该理解的是，没有意图或者不应该推论出在此示出的具体实 施例起限制作用。该公开内容意图通过附加的权利要求覆盖落入权利要求范围内的所有 这些修改。
权利要求
1.一种用于验证物品真实性的系统，其包括天线谐振电路，其构造成响应于射频查询信号共振，以产生感应电流； 与所述物品相关的集成电路，其具有耦合到所述天线谐振电路的整体谐振电路，使 得当所述整体谐振电路位于邻近所述天线谐振电路时，在所述天线谐振电路中的电流在 整体谐振电路中感应出信号；由此当所述整体谐振电路存在于不邻近天线谐振电路的位置时，在所述整体谐振电 路中不会感应出信号；在所述集成电路内的数字存储器，其包含安全码；包含所述安全码的射频验证信号，由所述集成电路响应于在所述整体谐振电路中感 应出的信号来产生；从而，物品的真实性通过对所述安全码的分析得到验证。
2.如权利要求1所述的系统，其中，该物品是饮料容器，该系统还包括 具有外端的容器封盖，所述集成电路附着到所述外端；和封盖罩，所述天线谐振电路附着到所述封盖罩。
3.如权利要求2所述的系统，其中，该集成电路的数字存储器还构造来存储描述该物 品的产品信息；并且所述射频验证信号包括载送所述被存储产品信息的信号。
4.如权利要求1所述的系统，其中，该安全码还存储在远程数据库中。
5.如权利要求4所述的系统，其中，该安全码唯一地与所述物品关联。
6.如权利要求4所述的系统，还包括RFID询问器，其构造产生所述射频查询信号，检测所述射频验证信号，并且查询所 述远程数据库以验证在所述射频验证信号中接收到的安全码。
7.如权利要求6所述的系统，其中，所述RFID询问器是具有与远程数据库通信链路 的蜂窝式电话装置。
8.如权利要求6所述的系统，其中，所述RFID询问器是设置在零售店内的手持装 置，其具有与远程数据库的通信链路。
9.如权利要求6所述的系统，其中该RFID询问器是设置在零售店内的手持装置；并且 该远程数据库是存储在RFID询问器内。
10.如权利要求9所述的系统，其中，该远程数据库基于存储在二级远程数据库中的 信息进行周期性的更新。
11.如权利要求1所述的系统，其中，所述射频验证信号还仅通过响应于由包含预先 确定查询信息的射频查询信号在所述整体谐振电路中感应出的信号而产生。
12.如权利要求11所述的系统，其中 该预先确定查询信息是密钥；在数字存储器内的安全码被加密；并且当且仅当运行所述密匙对所述安全码进行解密时，所述集成电路产生验证信号。
13.—种用于验证物品真实性的系统，其包括RFID应答器，其构造成对RFID询问器产生的射频查询信号进行响应；在RFID应答器内的数字存储器，包含与物品相关的安全码；包含所述安全码的射频验证信号，其通过RFID应答器响应于射频查询信号而产生；数据库，包含之前存储的验证信息；从而一旦接收到射频验证信号，该RFID询问器查询数据库，以通过将所述安全码与 所述之前存储的验证信息相比较来验证物品的真实性。
14.如权利要求13所述的系统，其中该数据库存储在RFID询问器内。
15.如权利要求14所述的系统，还包括二级数据库，其中，RFID询问器构造成基 于存储在二级数据库中的信息，周期性地更新存储在所述数据库内的信息。
16.—种用于检测对产品篡改的设备，其包括应用于物品上并且构造成在物品使用之前去除的易碎包装； 天线谐振电路，其附接到该易碎包装上，并且能够响应于射频查询信号共振； 与所述物品相关的集成电路，其具有耦合到所述天线谐振电路的整体谐振电路，使 得当所述整体谐振电路位于邻近天线谐振电路时，在所述天线谐振电路中的电流可以在 所述整体谐振电路中感应出信号；该集成电路还构造成响应于所述整体谐振电路中感应 出的所述信号来产生射频验证信号；从而当所述整体谐振电路存在于不邻近天线谐振电路的位置时，或者当所述天线谐 振电路损坏时，在所述整体谐振电路中不会感应出信号；从而对于响应射频查询信号而产生射频验证信号失败的情况指示存在篡改。
17.如权利要求16所述的设备，其中，该天线谐振电路与在所述易碎包装中形成的弱 化线重叠。
18.如权利要求17所述的设备，其中，该弱化线包括撕拉突片。
19.如权利要求17所述的设备，其中，该弱化线包括接缝。
20.如权利要求17所述的设备，其中，该弱化线包括穿孔。
21.如权利要求16所述的设备，其中，该天线谐振电路包括导电墨。
22.如权利要求21所述的设备，其中，该导电墨应用在易碎包装中形成的弱化线上。
全文摘要
一种用于验证物品的真实性和检测物品的篡改的方法和装置被公开。RFID应答器包括天线谐振电路，当集成电路位于邻近天线谐振电路时，该天线谐振电路耦合到相关的集成电路上，从而该集成电路接收和响应射频查询信号。该天线谐振电路可以与封壳成一整体或者为其他形状的可移动包装，使得当包装移去或者篡改发生时，其会遭到破坏。
文档编号G08B13/14GK102027516SQ200980114445
公开日2011年4月20日 申请日期2009年4月20日 优先权日2008年4月25日
发明者H·罗, T·W.·卡尔 申请人:国际密封系统公司