专利名称：辨识系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及辨识系统，特别是涉及一种具有周期性导波结构的辨识系统。
背景技术：
射频辨识系统(RadioFrequency Identification System, RFID System)是常用于仓储管理、产品量产制造、收费辨识系统等自动化的环境中。射频辨识系统通常包括射频识别读取器(RFID Reader)与射频识别标签(RFID Tag)，射频识别读取器通常被设计成能够读取愈多射频识别标签为佳。传统的射频识别读取器的近场天线(Near FieldAntenna)通常均具有(接收或发送)垂直极化与水平极化的磁场，垂直极化与水平极化的磁场仅依近场天线的设计差异而有相对强弱(垂直极化相对于与水平极化)的结果。因此，近场天线通常可以读取整个读取范围的所有标签，例如:远近不同位置、位于不同方位的射频识别标签皆可能被读取到。据此，传统的射频辨识系统可能会产生无法判断射频识别卷标的远近与位置等问题。
实用新型内容本实用新型提供一种具有周期性导波结构的辨识系统，可以辨识待测物上的复数个待测单元，并判断所述待测单元与周期性导波结构之间的距离。本实用新型提供一种辨识系统，用以感测一至少待测物上的复数个待测单元，该辨识系统包括周期性导波结构与近场感测装置。周期性导波结构置于待测物下，具有在一平面上周期性排列的复数个导电单元。近场感测装置位于周期性导波结构下，具有近场天线。近场感测装置透过近场电磁场感测复数个待测单元，并据此判断复数个待测单元与周期性导波结构之间的距离。综上所述，本实用新型所提供的具有周期性导波结构的辨识系统，可以辨识待测物上的复数个待测单元，周期性导波结构可以局限电磁场，并有利于让辨识系统判断所述待测单元与周期性导波结构之间的距离。
图1为本实用新型实施例之辨识系统的侧面示意图。图2为本实用新型实施例之辨识系统的示意图。图3A为本实用新型实施例之周期性导波结构的示意图。图3B为本实用新型实施例之周期性导波结构的示意图。图3C为本实用新型实施例之周期性导波结构的示意图。图3D为本实用新型实施例之周期性导波结构的示意图。图3E为本实用新型实施例之周期性导波结构的示意图。图4为本实用新型实施例之待测物的示意图。图5A为本 实用新型实施例之待测物置于周期性导波结构上的俯视图。[0016]图5B为本实用新型实施例之待测物置于周期性导波结构上的俯视图。[0017]图5C为本实用新型实施例之待测物置于周期性导波结构上的俯视图。[0018]图6为本实用新型另一实施例之辨识系统的侧面示意图。[0019]主要组件符号说明[0020]1、6:辨识系统[0021]11,61:周期性导波结构[0022]12,62:近场感测装置[0023]13,63:待测物[0024]111:导电单元[0025]112:基板[0026]A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3:待测单元[0027]64:导电罩体具体实施方式
[0028]〔辨识系统的实施例〕[0029]请参照图1，图1为本实用新型实施例之辨识系统的侧面示意图。辨识系统I用以感测待测物13上的复数个待测单元(未图标)，辨识系统I包括周期性导波结构11与近场感测装置12。本实施例仅以感测一个待测物13为例，辨识系统I也可以感测复数个待测物13上的复数个待测单元。所述待测单元是射频识别卷标(Radio FrequencyIdentification Tag, RFID Tag)，近场感测装置12是射频识别读取器(RFID Reader)。[0030]周期性导波结构11置于待测物13下，近场感测装置12置于周期性导波结构11下。周期性导波结构11具有在一平面上周期性排列的复数个导电单元(未图标，将于图2中绘示)，周期性导波结构11用以局限电磁场EM。所述平面为图1中的水平面。如此，在待测物13的复数个待测单元中，靠近周期性导波结构11的待侧单元可容易被读取(或辨识)。[0031]近场感测装置12具有近场天线，近场感测装置12透过近场天线产生电磁场，当电磁场被待测物13的待测单元 (RFID Tag)接收到时，待测单元(RFID Tag)可以产生代表响应讯号的电磁场。近场感测装置12亦具有射频电路、控制电路等信号处理电路，本领域具有通常知识者可了解射频识别读取器(RFID reader)的信号处理电路的构造，不再赘述。近场感测装置12所具有近场天线可以例如是循环天线，循环天线在近场可以具有较强且均匀的磁场，近场天线在周期性导波结构11的导电单元111以周期性排列的平面方向上的所产生的磁场较强(即水平方向的磁场，H-field)，但本实用新型并不因此限定近场天线的种类。根据泄漏波(leaky wave)原理，当周期性导波结构11置于近场天线的上方，周期性导波结构11可将电磁场能量均匀分布在周期性导波结构11的表面，并可透过调整周期性排列的导电单元111的尺寸与相对距离来调整电磁场的链波特性(ripple property)。换句话说，周期性导波结构11可以局限电磁场于周期性导波结构11的表面。[0032]当代表响应讯号的所述电磁场被近场感测装置12所接收到时，近场感测装置12可以读取到所述待测单元(RFID Tag)的响应讯号。所述待测单元可以是主动式的待测单元或被动式的待测单元。主动式的待测单元具有电池，可以提供本身运作的电力。被动式的待测单元藉由所接收到的电磁场的能量，来产生代表响应讯号的电磁场。因此，近场感测装置12可以透过近场电磁场感测复数个待测单元(未图标)，并据此判断复数个待测单元与周期性导波结构11之间的距离。在本实施例中，近场感测装置12可以依据感测到的响应讯号的强度(与电磁场强度成正比)来决定复数个待测单元中的何者距离周期性导波结构11较近。例如:近场感测装置12可以依据接收到的响应讯号的强度将响应讯号分成两个群组，即靠近周期性导波结构11的第一群组与远离周期性导波结构11的第二群组。请同时参照图1与图2，图2为本实用新型实施例之辨识系统的示意图。在图2中待测物13以立方体型为例子，周期性导波结构11具有在一平面上周期性排列的复数个导电单元111与承载导电单元111的基板112。基板112的一表面承载复数个导电单元111，基板112通常是可让电磁场穿透的非导电物。待测物13上的待测单元可以位于立方体型中的任何位置，因此，待测单元与周期性导波结构11有距离远近的差别。换句话说，近场感测装置12除了用以感测所有的待测单元，近场感测装置12也用以辨识待测单元与周期性导波结构11的距离远近。在说明近场感测装置12如何感测待测单元之前，先说明周期性导波结构11的实施方式。请参照图3A 3E，图3A 3E为本实用新型实施例之周期性导波结构的示意图。如图3A与图3B所示，周期性导波结构11的导电单元111可以是一维周期性排列的复数个导电长条，导电单元111通常是金属，例如:铜，但本实用新型并不因此限定。值得一提的是，在图3A与图3B中的导电单元111仅用以示意，并非用以限定本实用新型。导电单元111的长边边缘可以具有周期性的锯齿状、弧形、棱角等，只要每个导电单元111的排列结果具有一维的周期性即可。导电单元111本身的形状可以引导电流，并藉此将磁场能量导引至导电单元111的表面，有助于靠近导电单元111的待测单元的辨识。再次同时参照图3A与图3B，在本实施例中，以近场天线操作在900MHz的辨识系统为例，导电单元111彼此·的间距是0.2至2公分(厘米)为佳，且乘载导电单元111的基板112的厚度例如是I公分，但本实用新型并不因此限定。图3A的长条型导电单元111的较佳排列方式是，导电单元111彼此的间距是I公分，导电单元111的宽度也大约是I公分。导电单元111也可以如图3B的方式排列，导电单元111彼此的间距是0.5公分，导电单元111的宽度也大约是0.5公分。再次同时参照图3C至图3E，复数个导电单元111可以是二维周期性排列的复数个导电网格或是是二维周期性排列的复数个导电图形。图3C是导电单元111以导电网格实施的示意图。复数个导电单元111所构成的网格的网格大小是可依据近场天线的操作频率而调整的。相对于图3C，图3D与图3E是导电单元111以导电图形实施的示意图。二维周期性排列的复数个导电图形可以是圆形、菱形等形状，只要使导电单元111能够构成二维周期性排列即可。请同时参照图1与图4，图4为本实用新型实施例之待测物的示意图。本实用新型实施例的辨识系统I可以用于骰子辨识系统、筹码辨识系统或相关的博弈辨识系统。在图4中的待测物13的每一个面皆具有多个待测单元(RFID Tag)，。图4以每一个面具有3个待测单元为例，如图4所示的待测单元Al、A2、A3在骰子的一面(A面)，骰子的另两面(B面与C面)分别具有待测单元B1、B2、B3与待测单元C1、C2、C3，但本实用新型并不因此限定。由于待测物13有六个面，待测物的其它面(未图示的D面、E面、F面)一各具有三个待测单元D1、D2、D3，待测单元E1、E2、E3与待测单元F1、F2、F3 (未图示)。当待测物13在周期性导波结构11上滚动后静止时，待测物13必有一面贴近于周期性导波结构11，且近场感测装置12用以感测接近周期性导波结构11的那面的所有待测单元。[0039]请参照图5A 5C，图5A 5C为本实用新型实施例之待测物置于周期性导波结构上的俯视图。以导电单元111是一维周期性排列的复数个导电长条为例子来说明。图5A绘示了待测物13的A面停驻于周期性导波结构11上的其中一种情况，此时，待测单元Al未与导电单元111重迭，且近场感测装置12可以读取到待测单元Al A3。在待测物13的同一个面上的复数个待测单元Al A3就是用以让待测物13更易于被读取。以近场感测装置12接收到的信号强度指示(Received signal strength indication,RSSI)为例:若近场天线操作在900MHz的辨识系统，且以图3A所示的导电单元111形成周期性导波结构11，待测单元A1、A2、A3的最强信号强度指示(RSSI max)为-32dbm、_33dbm、_37dbm ;相对地，其它面的待测单元B3、D1、D2、F2的最强信号强度指示为-56dbm、-52dbm、-49dbm、-55dbm。近场感测装置12更可以包括判断单元(未图标)，所述判断单元可以微控制器(Micro ControllerUnit,MCU)来实施，判断单元耦接近场天线，并依据所接收到的待测单元的近场电磁场的强弱将复数个待测单元分类为第一群组以及第二群组，其中邻近导电单元111的复数个待测单元为第一群组，非邻近导电单元111的复数个待测单元为第二群组。因此，复数个待测单元可明显地区分为两个群组，第一群组:待测单元A1、A2、A3，以及第二群组:其它待测单元(B3、D1、D2、F2…)。[0040]再次参照图5B，图5B绘示了待测物13的A面停驻于周期性导波结构11上的另一种情况，此时，待测单元A3与导电单元111完全重迭，待测单元A3因导电单元111的遮蔽而无法收发信号，近场感测装置12尽可 以读取到待测单元A1、A2。若近场天线操作在900MHz的辨识系统，且以图3A所示的导电单元111形成周期性导波结构11，待测单元A2、A3的最强信号强度指示(RSSI max)为_49dbm、-42dbm;相对地，其它面的待测单元的最强信号强度指示甚小或侦测不到。[0041]再次参照图5C，图5C绘示了待测物13的A面停驻于周期性导波结构11上的另一种情况，此时，待测单元A1、A2、A3与导电单元111皆部分重迭。若近场天线操作在900MHz的辨识系统，且以图3A所示的导电单元111形成周期性导波结构11，待测单元Al、A2、A3的最强信号强度指示(RSSI max)为-40此111、-33(113111、-35(113111;相对地，其它面的待测单元的最强信号强度指示甚小或侦测不到。[0042]由上述可知，若待测物13是骰子，近场感测装置12可以依据待测单元的最强信号强度指示来判断骰子的哪个面贴近周期性导波结构11，亦即近场感测装置12可判断骰子的哪一个面在下面，如此，骰子朝上的那个面也可以得知。换句话说，即使近场感测装置12读取到骰子上的所有射频识别标签，近场感测装置12仍然可以判断骰子的哪个面朝上。如此，本实施例的辨识系统可以用于骰子辨识、筹码辨识或相关的博弈辨识系统。[0043]〔辨识系统的另一实施例〕[0044]请参照图6，图6为本实用新型另一实施例之辨识系统的侧面示意图。辨识系统6用以感测待测物63上的复数个待测单元(未图标)，辨识系统6包括周期性导波结构61、近场感测装置62与导电罩体64。本实施例仅以感测一个待测物63为例，辨识系统6也可以感测复数个待测物上的复数个待测单元63。所述待测单元是射频识别卷标(Radio FrequencyIdentification Tag, RFID Tag)，近场感测装置12是射频识别读取器(RFID Reader)。辨识系统6与图1的辨识系统I的差异在于，辨识系统6多了导电罩体64。导电罩体64置于近场感测装置62的近场天线下。在本实施例中，导电罩体64亦置于近场感测装置62下，导电罩体64具有一开口(如图6所示的向上开口)，所述开口朝向周期性导波结构61。导电罩体64反射近场天线往下方发送的电磁场R1、R2，使得近场天线的能量集中在上半空间，如此可提升近场感测装置62的辨识能力。综上，根据本实用新型实施例，上述的具有周期性导波结构的辨识系统，可以辨识待测物上的复数个待测单元，周期性导波结构可以局限电磁场，并有利于让辨识系统判断所述待测单元与周期性导波结构之间的距离。在所有待测单元中，最靠近周期性导波结构的待测单元可以容易地被识别出来。另外，导电罩体也可增加至周期性导波结构与近场感测装置的下方，以加强感测方向的电磁场。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之 内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求1.一种辨识系统，用以感测至少一待测物上的复数个待测单元，其特征在于，该辨识系统包括: 一周期性导波结构，置于该待测物下，具有在一平面上周期性排列的复数个导电单元; 一近场感测装置，置于该周期性导波结构下，具有一近场天线，透过近场电磁场感测该些待测单元，并据此决定该些待测单元与该周期性导波结构之间的距离。
2.如权利要求1所述的辨识系统，其特征在于，其中该些导电单元是一维周期性排列的复数个导电长条。
3.如权利要求1所述的辨识系统，其特征在于，其中该些导电单元是二维周期性排列的复数个导电网格。
4.如权利要求1所述的辨识系统，其特征在于，其中该些导电单元是二维周期性排列的复数个导电图形。
5.如权利要求1所述的辨识系统，其特征在于，其中该近场感测装置是射频识别读取器。
6.如权利要求1所述的辨识系统，其特征在于，该近场感测装置更包括: 一判断单元，耦接该近场天线，依据所接收到的该些待测单元的近场电磁场的强弱将该些待测单元分类为一第一群组以及一第二群组，其中邻近该些导电单元的该些待测单元为该第一群组，非邻近该些导电单元的该些待测单元为该第二群组。
7.如权利要求1所述的辨识系统，其特征在于，其中该周期性导波结构更包括； 一基板，该基板之一表面承载该些导电单元。
8.如权利要求1所述的辨识系统，其特征在于，更包括: 一导电罩体，置于该近场天线下，具有一开口，该开口朝向该周期性导波结构。
9.如权利要求2所述的辨识系统，其特征在于，其中该近场天线的操作频率是900MHz，该些导电长条之间距 为2毫米至2厘米之间。
专利摘要本实用新型提供一种辨识系统，用以感测至少一待测物上的复数个待测单元，该辨识系统包括周期性导波结构与近场感测装置。周期性导波结构置于待测物下，具有在一平面上周期性排列的复数个导电单元。近场感测装置位于周期性导波结构下，具有近场天线。近场感测装置通过近场电磁场感测复数个待测单元，周期性导波结构可以局限电磁场，并有助于让辨识系统决定复数个待测单元与周期性导波结构之间的距离。
文档编号G06K7/00GK203118000SQ20122074704
公开日2013年8月7日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年4月11日
发明者刘献文 申请人:耀登电通科技(昆山)有限公司, 耀登科技股份有限公司