可穿戴的启用射频识别的设备的制作方法

本文档一般而言涉及基于射频识别(“rfid”)的系统。更具体地，本文档涉及启用rfid的可穿戴设备。

背景技术：

rfid技术常规地用于识别和跟踪产品、装备和其它物品。例如，rfid系统通常用于电子物品监视(“eas”)以及用于监视货物和装备并在目标商品上记录信息的物流和库存系统。rfid系统通常包括rfid阅读器和诸如标签或商标的rfid设备。rfid阅读器可以将射频(“rf”)载波信号发送到rfid设备。rfid设备可以用利用存储在rfid设备上的信息编码的数据响应信号(或认证回复信号)来响应rf载波信号(或询问器信号)。rfid设备可以存储诸如与物品或商品相关联的唯一标识符或电子产品代码(“epc”)之类的信息。

rfid技术允许企业主和其他人快速和/或连续地(a)识别产品、资产和人，(b)盘点(count)产品、资产和人，以及(c)跟踪产品、资产和人的位置。照此，rfid技术提供比物理库存盘点处理显著的好处。通过充分利用rfid技术来提高库存准确性，零售商能够更好地执行补货、服务于客户请求、管理产品召回或者任何其它依赖库存数据的活动。目前市场上帮助确定产品的标识和/或位置的产品太昂贵、体积庞大和/或沉重。例如，一些手持式rfid标签阅读器体积庞大、沉重并且需要由人通过设施物理携带。手机集成的rfid标签阅读器是昂贵的，因为需要特殊的软件狗来启用rfid标签读取操作。

此外，固定式rfid标签拆卸器/停用器已经成为eas/rfid系统的重要部分，用于在成功购买与其耦合的物品之后拆掉/停用rfid标签。固定式rfid标签拆卸器/停用器被配置为仅检测收银员正在处理的rfid标签，而忽略(即，在处理中将其过滤掉或控制天线具有对于预期的标签足够的有限读取范围)位于周围环境中的其它rfid标签。由于电磁和rf天线的特点，这是难以获得的(例如，如果天线增益/功率减小，那么检测定向和/或加载不好的rfid标签(即，需要更多功率来读取rfid标签)的能力降低)。另一方面，如果有效各向同性辐射功率(“eirp”)增加，那么检测到固定式rfid标签拆卸器/停用器周围的非期望的rfid标签，这增加了处理时间并因此减慢了结账过程。

最后，使用两种不同的rfid天线(即，低功率近场天线和高功率远场天线)来设计和构建固定式rfid拆卸器设备。在这些应用中，收银员将商品(有附连的rfid标签)紧靠天线，以便检测rfid标签。当商品大、重和/或难以搬运时，这是困难的。

技术实现要素：

本公开涉及实现用于读取rfid标签的系统和方法。该方法涉及：将可穿戴物体(例如，腰带或手套)直接耦合到人的手或前臂；从穿戴在人的手或前臂上的可穿戴物体上或其中部署的rfid标签阅读器的第一天线发送第一询问信号；由rfid标签阅读器接收由第一rfid标签响应于第一询问信号生成并从第一rfid标签发送的第一响应信号；以及处理第一响应信号，以识别、定位或跟踪第一rfid标签所附连的第一感兴趣物体。

在一些场景中，可穿戴物体包括腕带和/或手套。如果可穿戴物体包括腕带，那么第一天线包括部署在腕带上的近场天线(在远离人体的腕带上的近场区域中辐射)。如果可穿戴物体包括腕带和手套，那么第一天线包括部署在手套上的、通信耦合到腕带的远场天线。远场天线由辐射元件和人体之间的反射层支持(back)。如果可穿戴物体包括手套，那么第一天线包括部署在手套上的近场天线，以便在戴上时邻近人的手背。

该方法还可以涉及：从rfid标签阅读器的第二天线发送第二询问信号；由rfid标签阅读器接收由第二rfid标签响应于第二询问信号生成并发送的第二响应信号；以及处理响应信号，以识别、定位或跟踪第二感兴趣物体。在这种情况下，第二天线包括部署在手套上的远场天线，以便在戴上时邻近人的手掌。远场天线由反射层支持。

附图说明

将参考以下附图描述实施例，其中在所有图中相似的数字表示相似的项，并且其中：

图1是对理解本发明有用的示例性系统的图示。

图2是用于rfid标签的示例性体系架构的框图。

图3是用于可穿戴rfid阅读器的示例性体系架构的框图。

图4是用于图2中所示的可穿戴rfid标签阅读器的示例性体系架构的详细框图。

图5是在手的手掌上远离手辐射的示例性可穿戴rfid天线的图示。

图6是对理解两个不同的可穿戴设备(例如，腕带和手套)如何互操作有用的图示。

图7-8各自提供用于可穿戴rfid标签阅读器的示例性体系架构的图示。

图9是用于读取rfid标签的示例性方法的流程图。

具体实施方式

容易理解，本文总体上描述的和附图所例示的实施例的构件可以按照各种各样的不同配置来布置和设计。因而，如图所示，下面对各种实施例的更详细的描述并非旨在限定本公开的范围，而只是各种实施例的代表。虽然在附图中给出了实施例的各个方面，但是附图并不必然按比例绘制，除非特别指出。

在不背离本发明的精神或实质特征的情况下，本发明可以以其它特定的形式来实现。所描述的实施例在所有方面都应当仅被看作说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求指示，而非由该具体实施方式指示。属于权利要求的等同含义和范围之内的所有变化都应当涵盖在其范围之内。

本说明书通篇对特征、优点或类似语言的引用并非意味着可以用本发明实现的所有特征和优点都包括于或应当包括于本发明的任意单个实施例中。相反，提及特征和优点的语言应当被理解为意味着：结合实施例所描述的特定特征、优点或特性均包括于本发明的至少一个实施例中。因而，本说明书通篇关于特征和优点的讨论以及类似的语言可以但并不一定指的是同一实施例。

此外，本发明的所描述的特征、优点和特性可以以任何合适的形式结合于一个或多个实施例中。根据本文的描述，本领域技术人员应当意识到，可以在没有特定的实施例的一个或多个特定特征或优点的情况下实施本发明。在其它情况下，在某些实施例中可以存在可能没有出现于本发明的所有实施例中的附加特征和优点。

本说明书通篇对“一个实施例”、“实施例”或类似的语言的引用意味着，结合所指示的实施例描述的特定特征、结构或特性包括于本发明的至少一个实施例中。因而，在整个本说明书中，短语“在一个实施例中”、“在实施例中”以及类似的语言可以但并不一定全都指的是同一实施例。

如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数引用，除非上下文另有明确指示。除非另有定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语的含义与本领域技术人员通常所理解的含义相同。如同本文所使用的，术语“包括”意指“包含，但不限于”。

本文档涉及用于识别、定位和/或跟踪给定区域中的商品或人的rfid启用的可穿戴设备。在一些场景中，启用rfid的可穿戴设备包括配备有附加处理能力的腕带(例如，手表)，rfid附加单元，输入设备(例如，触摸屏显示器)、输出设备(例如，显示器)以及用于rfid标签的rfid检测的rfid天线。由于每个腕带可以将人的手腕暴露于rf辐射，因此腕带配备有用于近场和近距离rfid扫描和检测的低功率近场天线(例如，环形天线)。在使用期间，穿戴者使商品在腕带上方通过，以检测rfid标签。

对于较重的商品和/或具有加载的rfid标签的商品(即，需要更多的功率来读取rfid标签)，可以使用高功率远场天线(例如，小的贴片天线)。在这方面，启用rfid的可穿戴设备可以附加地或可替代地包括具有耦合到其手掌的高功率远场天线的手套。值得注意的是，在形状因子方面，高功率远场天线由反射层支持，以便移除到穿戴者的手的背辐射。在一些场景中，手套包括启用rfid的设备。在其它场景中，手套仅包括高功率远场天线，因此不存在启用rfid的设备。在这种情况下，高功率远场天线经由有线或无线通信链路耦合到腕带的电子器件。无线通信链路可以包括但不限于近场通信(“nfc”)链路(例如，蓝牙)。

如从以上讨论显而易见的，本公开内容提出了可以用于以移动格式检测rfid标签的各种启用rfid的可穿戴设备。所提出的启用rfid的可穿戴设备是期望的，因为它们为移动rfid阅读器提供了舒适的解决方案。启用rfid的可穿戴设备可以代替常规的固定式rfid阅读器和常规的手持式rfid阅读器(例如，那些相对昂贵、体积庞大和/或笨重的阅读器)。

示例性系统

现在参考图1，提供了对理解本发明有用的示例性系统100的示意图。系统100一般被配置为允许使用rfid通信技术改进零售商店环境内的产品识别、盘点和跟踪。虽然本文关于零售商店环境来描述本发明，但是在这方面不受限制。本发明可以用于任何需要定位、盘点和/或跟踪物体的环境。

如图1中所示，系统100包括零售商店设施(“rsf”)102，其中部署有显示装备1021，...，102n。显示装备是为了向零售商店的顾客显示物体1101-110n、1161-116n而提供的。显示装备可以包括但不限于rsf102的货架、物品展示柜、促销显示器、固定装置和/或装备固定区域。rsf还可以包括应急装备(未示出)，结账柜台和eas系统(未示出)。应急装备、结账柜台和eas系统在本领域中是众所周知的，因此本文将不再描述。

rfid标签1121-112n、1181-118n分别耦合到物体1101-110n、1161-116n。本文将rfid标签描述为包括仅支启用rfid的单技术标签。本发明在这方面不受限制。rfid标签可以替代地或附加地包括具有eas和rfid能力的双技术标签。在所有场景中，rfid标签都包括用于帮助商店人员确定rsf102内物体的身份和/或位置的电路系统。随着讨论的进行，rfid标签提供这种帮助的方式将变得明显。

rfid标签1121的详细框图在图2中提供。rfid标签112n、1181-118n与rfid标签1121相同或相似。因此，关于rfid标签1121的讨论足以理解其它rfid标签112n、1181-118n。rfid标签1121可以包括比图2中所示的更多或更少的部件。但是，所示的部件足以公开实现本发明的说明性实施例。rfid标签1121的一些或全部部件可以以硬件、软件和/或硬件和软件的组合来实现。硬件包括但不限于一个或多个电子电路。电子电路可以包括被布置和/或编程为实现本文公开的方法的无源部件(例如，电容器和电阻器)和有源部件(例如，处理器)。

图2的硬件体系架构表示代表性rfid标签1121的实施例，其被配置为促进在rsf102内改进的物体定位。在这方面，rfid标签1121包括启用rfid的设备200，用于允许经由rfid技术与外部设备(例如，图1的rfid阅读器120)交换数据。图2中所示的部件204-218在本文可以被统称为启用rfid的设备200，并且包括电源212(例如，电池)。

启用rfid的设备200包括天线202，用于允许经由rfid技术与外部设备交换数据。外部设备可以包括图1的rfid阅读器120。rfid阅读器120可以是固定式rfid阅读器或便携式rfid阅读器(例如，可穿戴的rfid阅读器)。在这种情况下，天线202被配置为从rfid阅读器120接收rf载波信号(或询问信号)和/或发送由启用rfid的设备200生成的数据响应信号(或认证回复信号)。在这方面，启用rfid的设备200包括rfid收发器208。rfid收发器在本领域中是众所周知的，因此在本文将不再描述。但是，应当理解的是，rfid收发器208接收包括来自rfid阅读器的第一信息的rf载波信号(或询问器信号)，并将其转发到逻辑控制器210，以从中提取第一信息。如果第一信息指示rf请求信号(或询问器信号)针对至rfid标签1121或rfid标签1121所属的组，那么逻辑控制器210生成用存储在存储器204中的第二信息编码的数据响应信号(或认证回复信号)。第二信息可以包括但不限于rfid标签1121的唯一标识符206和/或与rfid标签1121被粘贴到的物体相关联的电子产品代码(“epc”)218。数据响应信号(或认证回复信号)经由rfid收发器208和天线202从rfid标签1121发送到rfid阅读器。

rfid标签1121还包括警报机制220。警报机制220提供用于帮助商店人员在rsf102内定位(其所附连到的)物体1121的手段。在这方面，警报机制220包括控制器214和用于输出听觉、视觉和/或触觉警报的输出设备216。输出设备216可以包括但不限于扬声器、发光二极管(led)和振动器。当rfid标签从被引导至其或其所属的一组rfid标签的rfid阅读器接收到rf请求信号(或询问器信号)时，从(一个或多个)输出设备216输出至少一个警报。该警报将商店人员的注意力直接引导至rfid标签1141所附连的物体和/或向商店人员提供rfid标签已被rfid阅读器成功读取的指示。值得注意的是，警报可以在某些条件下终止。这些条件可以在设备内配置(例如，配置超时)或者当rfid标签1121不再位于rfid阅读器的读取区域内时发生。在一些场景中，即使当rfid标签1121不再位于rfid阅读器的读取区域中时，警报也一直持续到一段时间到期。当rfid标签1121处于rfid阅读器的读取区域中时，可以仅响应于终止命令或信号而终止警报。

空中接口协议(“atp”)标准定义了rfid阅读器与符合的rfid标签进行通信的方法。控制器214可操作，以与现有的rfid标签的电子电路系统接口，以及理解rfid标签何时与发出请求的rfid阅读器通信。基于rfid阅读器120是否正在被rfid标签1121请求，控制器214可以执行操作，以使输出设备216被启用或激活以便引起商店人员对其的注意。

值得注意的是，存储器204可以是易失性存储器和/或非易失性存储器。例如，存储器204可以包括但不限于随机存取存储器(“ram”)、动态随机存取存储器(“dram”)、静态随机存取存储器(“sram”)、只读存储器只有存储器(“rom”)和闪存。存储器204还可以包括不安全存储器和/或安全存储器。如本文所使用的，短语“不安全存储器”是指被配置为以纯文本形式存储数据的存储器。如本文所使用的，短语“安全存储器”是指被配置为以加密形式存储数据的存储器和/或具有或部署在安全或防篡改外壳中的存储器。

现在参考图3，提供了示例性可穿戴rfid阅读器300的图示。图1的可穿戴rfid阅读器120可以与可穿戴rfid阅读器300相同或相似。因此，可穿戴rfid阅读器300的讨论足以理解可穿戴rfid阅读器120。

如图3中所示，可穿戴rfid阅读器300包括腕带。腕带包括戴在人的手腕(例如，图1的雇员122)周围的材料带。启用rfid的设备304耦合到该材料带。启用rfid的设备304可以位于材料带上，以便至少部分地与穿戴者的前臂的顶表面306和/或穿戴者的前臂的底表面308相邻。

启用rfid的设备304一般被配置为读取位于其附近的rfid标签(例如，图1的rfid标签1121-112n、1181-118n)。在图4中提供了启用rfid的设备304的详细框图。值得注意的是，启用rfid的设备304可以包括比图4中所示更多或更少的部件。但是，所示出的部件足以公开实现本发明的说明性实施例。启用rfid的设备304的一些或全部部件可以以硬件、软件和/或硬件和软件的组合来实现。硬件包括但不限于一个或多个电子电路。电子电路可以包括被布置和/或编程为实现本文公开的方法的无源部件(例如，电容器和电阻器)和有源部件(例如，处理器)。

图4的硬件体系架构表示代表性的启用rfid的设备304的实施例，其被配置为促进在rsf102内改进的物体识别、定位和跟踪。在这方面，启用rfid的设备304被配置为允许经由rfid技术与外部设备(例如，rfid标签1121-112n、1181-118n和/或图1的服务器124)交换数据。图4中所示的部件404-418可以在本文被统称为启用rfid的设备304，并且包括电源412(例如，电池)、存储器404和时钟418。存储器404可以是易失性存储器和/或非易失性存储器。例如，存储器404可以包括但不限于ram、dram、sram、rom和闪存。存储器404还可以包括不安全存储器和/或安全存储器。

启用rfid的设备304包括天线402，用于允许经由rfid技术与外部设备交换数据。天线402被配置为从外部设备接收rfid信号和/或发送由启用rfid的设备304生成的rfid信号。在一些场景中，天线402包括低功率近场天线。低功率近场天线包括但不限于芯片天线或环形天线。

启用rfid的设备304还包括rf收发器408。rf收发器在本领域中是众所周知的，因此本文将不对其进行描述。但是，应当理解的是，rf收发器408生成rf载波信号并将其发送到rfid标签(例如，图1的rfid标签1121-112n、1181-118n)，以及接收从rfid标签发送的数据响应信号(或认证应答信号)。以这种方式，启用rfid的设备304促进识别、定位和/或跟踪rfid标签耦合到其的物体(例如，图1的物体1101-110n、1161-116n)。

与物体的识别、定位和/或跟踪相关联的信息可以存储在启用rfid的设备304的存储器404中和/或经由接口420(例如，互联网协议或蜂窝网络接口)传送到其它外部设备(例如，图1的服务器124和数据存储126)。例如，启用rfid的设备304可以将指定接收到的rfid标签标识符和相关联的时间戳的信息传送到服务器。然后服务器可以将信息存储在数据库中，以收集rfid标签读取数据。rfid标签读取数据随后可用于：完成购买交易；确定特定物体在rsf内的最后已知位置；和/或促进响应于未来的请求而更好地定位特定物体。

启用rfid的设备304还包括控制器414和输入/输出设备416。输入/输出设备可以包括但不限于触摸屏显示器、小键盘和/或发光二极管。触摸屏显示器可以用于监视启用rfid的设备304的rfid检测活动。例如，在触摸屏显示器上显示指示附连到特定对象的rfid标签已被启用rfid的设备304成功读取的(一个或多个)文本符号和/或(一个或多个)图形符号。

值得注意的是，腕带300可以将人的手腕暴露于rf辐射。因此，腕带配备有用于近场和近距离rfid扫描和检测的低功率近场天线(例如，环形天线)。在使用期间，穿戴者使商品在腕带上方通过，以检测rfid标签。

对于较重的商品和/或具有加载的rfid标签的商品(即，需要更多的功率来读取rfid标签)，可以使用高功率远场天线(例如，小的贴片天线)。在这方面，可替代地或附加地使用包括高功率远场天线的可穿戴设备。在图5中提供了这种可穿戴设备的示例性架构的图示。如图5中所示，可穿戴设备500包括手套502，其手掌上附连有rf天线504。rf天线504是高功率的远场天线。rf天线504由反射层支持，以便移除到穿戴者的手的背辐射。

值得注意的是，可穿戴设备500缺少启用rf的设备。因此，rf天线504可以耦合到腕带标签阅读器(例如，图3的腕带标签阅读器300)。例如，可穿戴设备500的rf天线504如图6所示经由有线连接600或经由无线连接(未示出)电耦合到腕带标签阅读器的启用rf的设备(例如，图3-4的启用rf的设备304)。无线连接可以包括但不限于近场通信(“nfc”)连接(例如，蓝牙)。以这种方式，由rf天线504接收的rf信号被传送到腕带标签阅读器的启用rf的设备(例如，图3-4的启用rf的设备304)。类似地，由腕带标签阅读器生成的rf信号被传送到可穿戴设备500以供从其传输。

现在参考图7-8，提供了对理解另一个示例性可穿戴rfid标签阅读器700有用的图示。可穿戴rfid标签阅读器700包括具有顶侧708和底侧802的手套702。显示器和第一rf天线706部署在手套702的顶侧708上，以便在戴上时邻近人的手背。第一rf天线706包括低功率近场天线。第二rf天线804部署在手套的底侧802上，以便当戴上时邻近人的手掌。第二rf天线804包括高功率远场天线。第二rf天线804由反射层支持，以便移除到穿戴者的手的背辐射。

启用rf的设备710部署在手套702的手腕部分712上。启用rf的设备710与图4的启用rf的设备304相同或相似。因此，以上关于启用rf的设备304提供的讨论足以理解启用rf的设备710。

在一些情况下，如图7中所示，启用rf的设备710部署在手套702的顶侧708上。可替代地，启用rf的设备710部署在手套(未示出)的底侧802上。值得注意的是，将启用rf的设备710包括在手套702的顶侧708上具有某些优点。例如，相对于手套的底侧802，当被放在手套702的顶侧708上时，启用rf的设备710损坏的可能性相对较低。

虽然上面的讨论集中在腕带和手套上。但是本发明在这方面不受限制。其它类型的可穿戴商品可以用于提供可穿戴的rfid阅读器。例如，可以替代地或附加地使用皮带、项圈、鞋或智能卡来实现启用rfid的设备、低功率近场天线和/或高功率远场天线。

现在参考图9，提供了用于读取射频识别(“rfid”)标签(例如，图1的rfid标签1121-112n、1181-118n)的示例性方法900的流程图。方法900以步骤902开始并且继续到步骤904，其中可穿戴物体(例如，图3的腕带302、图5的手套500或图7的手套702)直接耦合到人的手或前臂。此后，执行步骤906-910。这些步骤涉及：从戴在人的手或前臂上的可穿戴物体上或其中所部署的rfid标签阅读器的第一天线发送第一询问信号；以及由rfid标签阅读器接收由第一rfid标签响应于第一询问信号生成并从第一rfid标签发送的第一响应信号；以及处理第一响应信号，以识别、定位或跟踪第一rfid标签附连到的第一感兴趣物体。在一些场景中，执行可选步骤912，其中rfid标签阅读器输出指示第一rfid标签已被成功读取的指示符。

值得注意的是，可穿戴物体包括腕带和/或手套。如果可穿戴物体包括腕带，那么第一天线包括部署在腕带上的近场天线。如果可穿戴物体包括腕带和手套，那么第一天线包括部署在手套上的、通信耦合到腕带的远场天线。远场天线由反射层支持。如果可穿戴物体包括手套，那么第一天线包括部署在手套上的近场天线，以便在戴上时邻近人的手背。

在完成步骤910或912后，方法900继续步骤914-918。这些步骤涉及：从rfid标签阅读器的第二天线发送第二询问信号；接收由第二rfid标签响应于第二询问信号生成并发送的第二响应信号；以及处理响应信号，以识别、定位或跟踪第二感兴趣物体。在这种情况下，第二天线包括部署在手套上的远场天线，以便在戴上时邻近人的手掌。远场天线由反射层支持。接下来，可以执行可选步骤920，其中rfid标签阅读器输出指示第二rfid标签已被成功读取的指示符。随后，方法900结束或执行其它处理(例如，返回到前一步骤)。

本文所公开的且要求权利的所有装置、方法和算法可以根据本公开制造和执行，而无需过多的实验。虽然本发明已经关于优选的实施例进行了描述，但对本领域普通技术人员而言明显的是，在不背离本发明的概念、精神和范围的情况下，可以对装置、方法以及方法的步骤顺序进行改动。更具体地，明显地，某些构件可以被添加到、结合到或替代于本文所描述的构件，但将会获得相同的或相似的结果。所有对本领域接通技术人员而言明显的相似的替代和修改被认为在所限定的本发明的精神、范围和概念中。

以上所公开的特征和功能以及替代形式可以被结合到其它许多不同的系统或应用中。本领域技术人员可以进行各种目前无法预料的或意料之外的替代、修改、变更或改进，其中每个还意在被所公开的实施例所涵盖。