专利名称：一种无线识别读取系统与方法
技术领域：
本发明涉及一种无线识别读取系统与方法，特别涉及一种可同时大量读取标的的无线识别读取系统与方法。
背景技术：
近年来，无线射频识别技术(Radio Frequency Identification，简称RFID)，已受到相当的瞩目。除已应用在国防安全、物流运输、销售库存上扮演重要角色外，未来更将影响产业供应链。
请参阅图1，此为RFID的架构图。完整的RFID系统，是由读取器(Reader)1与电子卷标(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)2及应用程序系统3，共三个部份所组成。RFID动作原理为由读取器1发射一特定频率的无线电波能量，在空间产生一磁场，应答器2在移动的过程根据法拉第定律(Faraday’s law)产生电能，再根据该电能将内部的ID Code送出，此时读取器1便依序接收解读此ID Code，送给应用程序系统3做应用。
应答器2通常会包括有一天线21用来以收由读取器1送过来的信号，并把所要求的数据送回给读取器1。一整流装置22所感应的AC电源转换成DC电源，并经大电容储存能量，再经稳压电路以提供IC稳定的电源。一解调器23把载波去除以取出真正的调制信号。一微处理器24把读取器1所送过来的信号译码，依其要求回送数据给读取器1，若为有加密的系统还必需做加解密动作。一内存25做为系统运作及存放识别数据的位置。一调制器26微处理器24所送出的信息经由调制器26调制后载到天线21送出给读取器1。
读取器1包括有一天线11用来发送无线信号给应答器，并把由应答器响应回来的数据接收回来。一收发单元12，用以发射信号。一调制器13把要送给应答器2的信号载在载波送给收发单元12。一微处理器14，用以将传送给应答器2的信号传送到该调制器13，并同时把应答器2回送回来的信号译码，并把所得的数据回传给应用程序系统3，若为有加密的系统还必需做加解密动作。一内存15，做为系统运作及存放识别数据的位置。一解调器16，将应答器送过来的微弱信号解调回数字信号，再送给微处理器14处理。
应用程序系统3根据接收读取器所回传的数据，并做出相对应的处理如开门、结帐、派遣、记录…等。
因此，RFID是一种非接触式技术，不需要像传统的磁条或计算机条形码(BarCode)，必须直接与读取机接触。而当RFID的数据被自动感应后，后端处理的系统上可自行设计后续处理的流程，如自动识别的机制、规则的验证、错误的防止、警示的提醒等，使得RFID应用的功能更加地有弹性、范围更广泛，如台北市所发行的悠游卡。
然而，目前的RFID技术，一个读取器一次只能处理一个应答器，因此捷运站需设多个网关(多个读取器)，以减少使用者进出时间。原因即在读取器所提供的磁场不够强，无法一次感应多个应答器，然而在某些状况下，如多个具有RFID的物品经包装后，无法一个一个单独读取数据，因此需要一新的系统与方法来突破。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种无线识别读取系统与方法用以读取多个发射机应答器。
为达上述目的，本发明提供一种无线识别读取系统，包括有一磁场提供装置，提供一读取空间，用以容纳多个发射机应答器，该磁场提供装置更包括多个磁场单元以及一载体，该载体用以承载该多个磁场单元，多个磁场单元设置在该读取空间外围并分别对该读取空间提供一磁场；以及一读取器(reader)，当至少一发射机应答器(transponder)藉由感应该读取空间内的磁场而发出一信号时，该读取器接收该信号。
图1是RFID的架构2A、2B和2C是本发明的原理说明3是本发明的架构4本发明的无线识别读取方法流程图附图符号说明1-读取器11-天线12-发射单元13-调制器14-微处理器15-内存16-解调器18-读取单元19-控制单元2-应答器21-天线22-整流装置23-解调器24-微处理器25-内存26-调制器3-应用程序系统4-磁场提供装置41-读取空间42-磁场单元43-载体具体实施方式
为能对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，兹配合附图细说明如后。
本发明的精神在于提供一均匀时变磁场，使应答器一样的移动距离，可以得到较大的磁通量变化，继而得到较大的电能，而能传送较强的信号。
请参阅图2A，此为本发明的原理说明图。在本实施例中，利用三相电源时间与三相线圈空间上的变化，造出一均匀时变磁场。
假设三相电源为
iaa′＝IMsinwtibb′＝IMsin(wt-120°)icc′＝IMsin(wt-240°)根据安培右手定则(Ampere’s Right Hand Grip Rule)Haa′(t)＝HMsin(wt)∠0°Hbb′＝HMsin(wt-120°)∠120°Hcc′＝HMsin(wt-240°)∠240°其中，sin wt为时变(即三相电源所提供的变化)，∠后面为空间所提供的的变化。
一般的情况，磁通量密度(magnetic flux density)与磁场(magneticfield strength)的关系为B＝H/μ，所以Baa′(t)＝(HM/μ)sin wt∠0°Bbb′＝(HM/μ)sin(wt-120°)∠120°Bcc′＝(HM/μ)sin(wt-240°)∠240°因此，可得净磁通量密度Bnet(t)为Bnet(t)＝Baa′(t)+Bbb′(t)+Bcc′(t)＝BMsin(wt)∠0°+BMsin(wt-120)∠120°+BMsin(wt-240)∠240°=BMsin(wt)i-0.5BMsin(wt-120)i+32BMsin(wt-120)j]]>-0.5BMsin(wt-120)i-32BMsin(wt-240)j]]>=(BMsin(wt)-14BMsin(wt)+34BMcos(wt)+14BMsin(wt)-34BMcos(wt))i]]>+(-34BMsin(wt)-34BMcos(wt)+34BMsin(wt)-34BMcos(wt))j]]>Bnet(t)＝1.5BM×(isinwt+jcoswt)因此，在wt＝0时，Bnet(t)＝1.5BMj(如图2B所示)。在wt＝90时，Bnet(t)＝1.5BMi(如图2C所示)。也就是利用本发明，可以得到一个随时间改变的磁场，根据法拉第定律，线圈的磁通量变化愈大，所产生的电能也愈大，因此应答器可以发出较强的信号，以供利用。
请参阅图3，此为本发明的架构图。本发明包括有一磁场提供装置4与一读取器1。磁场提供装置用以提供一读取空间41，以容纳该多个应答器2。磁场提供装置4更包括多个磁场单元42以及一载体43，该载体43用以承载该多个磁场单元42，多个磁场单元42设置在该读取空间41外围并分别对该读取空间41提供一磁场。
在磁场提供装置4的较佳实施例中，是利用一三相电源(三相电源相位差为120°)供给磁场单元所需电能。磁场单元为六绕线组或长直导线所组成，其中每两条绕线组为一组(一进一出)与三相电源之一连接，对称设置于载体。每两条相邻绕线组间隔60°。载体为一筒状，筒状的中空部为该读取空间，六绕线组均匀分布在筒状的边缘，即如图2所示。在另一实施例中，为加强磁通量的变化，该筒状载体可以绕筒状的中心轴旋转，载体旋转的角速度可依实际需要作调整。
读取器1，当至少一应答器2藉由感应该读取空间41内的磁场而发出一信号时，该读取器1接收该信号。在一较佳实施例中，其中该读取器1包括有多个读取单元18，耦接多个磁场单元42，分别接收应答器2所发出的信号。更进一步，该无线识别系统更包括一控制单元19，用以选择该多个读取单元接收到该信号最大者来判读该信号，传送给应用程序系统3。
藉此，当有多个应答器2分别黏贴于多个电子产品而以一个大木箱包装，送入本系统读取时，传统的系统中，大木箱表层的应答器2可以读取到数据，但在内部的应答器2所发生的信号读取器1就可能收不到。而利用本发明系统，一样的移动距离，由于磁通量变化较大，可以产生较强的信号，即使在大货柜中心内部的应答器2所发出的信号，读取器1依然可以接收到而送到应用程序系统3。因此，可以达到一个读取器1同时读取多个应答器2的目的。
请参阅图4，此为本发明的无线识别读取方法流程图。包括有以下步骤步骤51提供一读取空间，该读取空间可容纳该多个发射机应答器；其中该读取空间为一筒状。
步骤52自该读取空间的外围提供多个磁场至该读取空间；其中，可利用多个磁场单元在该读取空间的外围用以产生该多个磁场，该多个磁场单元电源可使用一三相电源为电源提供来源；及步骤53当至少一发射机应答器藉由感应该读取空间内多个的磁场而发出一信号时，读取该信号。在一较佳实施例中，该步骤53更包括多个接收器，用以各别接收该信号。此时，可利用一步骤54选择该各别接收该信号的最大者，传给应用程序系统3运用。
本发明的结构特征及各实施例皆已详细揭示，而可充分显示出本发明案在目的及功效上均深具实施的进步性，极具产业的利用价值，且为目前市面上前所未见的运用，依专利法的精神所述，本发明案完全符合发明专利的要件。
唯以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以之限定本发明所实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明专利涵盖的范围内。
权利要求
1.一种无线识别读取系统，用以读取多个发射机应答器，包括有一磁场提供装置，提供一读取空间，用以容纳该多个发射机应答器，该磁场提供装置更包括多个磁场单元以及一载体，该载体用以承载该多个磁场单元，多个磁场单元设置在该读取空间外围并分别对该读取空间提供一磁场；以及一读取器，当至少一发射机应答器藉由感应该读取空间内的磁场而发出一信号时，该读取器接收该信号。
2.如权利要求1所述的无线识别系统，其中，该载体为一筒状，该筒状的中空部为该读取空间。
3.如权利要求2所述的无线识别系统，其中，该多个磁场单元均匀分布在该筒状的边缘。
4.如权利要求3所述的无线识别系统，其中，该多个磁场单元为三个磁场单元。
5.如权利要求4所述的无线识别系统，其中，每一磁场单元具有两个绕线组对称设置于该筒状，在该筒状上每两个绕线组间隔60°。
6.如权利要求4所述的无线识别系统，其中，该无线识别读取系统该磁场单元更包含一三相电源，用以提供电源给该三个磁场单元。
7.如权利要求6所述的无线识别系统，其中，该三相电源相位分别差120°。
8.如权利要求4所述的无线识别系统，其中，该读取器更包括三个读取单元分别耦接该三个磁场单元，藉由该三个磁场单元分别接收该信号。
9.如权利要求8所述的无线识别系统，该无线识别系统更包括一控制单元，用以选择该三个读取单元接收到该信号最大者来判读该信号。
10.如权利要求2所述的无线识别系统，其中，该筒状具有一中心轴，该载体可绕该中心轴旋转。
11.如权利要求1所述的无线识别系统，其中，该磁场单元可为长直导线。
12.如权利要求1所述的无线识别系统，其中，该载体旋转的角速度可依需要调整。
13.一种无线识别读取方法，用以读取多个发射机应答器，包括有以下步骤步骤A提供一读取空间，该读取空间可容纳该多个发射机应答器；步骤B自该读取空间的外围提供多个磁场至该读取空间；及步骤C当至少一发射机应答器藉由感应该读取空间内多个的磁场而发出一信号时，读取该信号。
14.如权利要求13所述的无线识别读取方法，其中，该读取空间为一筒状。
15.如权利要求14所述的无线识别读取方法，更包括提供多个磁场单元在该读取空间的外围用以产生该多个磁场。
16.如权利要求15所述的无线识别读取方法，更包括使用一三相电源提供多个磁场单元电源。
17.如权利要求16所述的无线识别读取方法，其中，该三相电源相位分别差120°。
18.如权利要求13所述的无线识别读取方法，其中，该多个磁场可绕该中心轴旋转。
19.如权利要求13所述的无线识别读取方法，其中，该步骤C更包括多个接收器，用以各别接收该信号。
20.如权利要求19所述的无线识别读取方法，更包括一步骤D选择该各别接收该信号的最大者。
全文摘要
一磁场提供装置，提供一读取空间，用以容纳多个发射机应答器，该磁场提供装置更包括多个磁场单元以及一载体，该载体用以承载该多个磁场单元，多个磁场单元设置在该读取空间外围并分别对该读取空间提供一磁场；以及一读取器(reader)，当至少一发射机应答器(transponder)藉由感应该读取空间内的磁场而发出一信号时，该读取器接收该信号。
文档编号G06K7/08GK1881231SQ20051007806
公开日2006年12月20日 申请日期2005年6月14日 优先权日2005年6月14日
发明者康志伟 申请人:明基电通股份有限公司