專利名稱：一種用于電子物品識(shí)別的標(biāo)簽、一種將身份代碼編碼為這種標(biāo)簽的方法以及用于其識(shí)別 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電子物品識(shí)別的標(biāo)簽，包含至少兩個(gè)表示標(biāo)簽身份，或標(biāo)簽連接的物品身份的磁元件，其中磁元件可以電磁檢測(cè)。本發(fā)明還涉及將身份碼編碼成這種標(biāo)簽的方法，以及用于其識(shí)別的設(shè)備。
對(duì)于某些應(yīng)用檢測(cè)到對(duì)象或物品的存在就足夠了。例如一個(gè)簡(jiǎn)單的電子物品監(jiān)視系統(tǒng)，一旦被保護(hù)的物品被帶進(jìn)檢測(cè)區(qū)，該監(jiān)視系統(tǒng)就提供警報(bào)信號(hào)。這種簡(jiǎn)單應(yīng)用采用具有磁性的薄金屬條或線形式的帶有單一傳感器元件的標(biāo)簽?？梢酝ㄟ^弧形磁生成器/檢測(cè)器使該傳感器元件暴露在一個(gè)交變磁場(chǎng)中，影響該傳感器元件的物理特性來磁檢測(cè)上述傳感器元件。通常利用這樣的事實(shí)，即一個(gè)交變磁場(chǎng)引起傳感器元件的偶極子的磁力周期性地改變，也稱為巴克豪森跳躍。這種標(biāo)簽在US-A-5 496 611、EP-A-0 710 923以及EP-A-0 716 393中已公開。
在WO97/29463和WO97/29464中描述了一種不同的單元件標(biāo)簽技術(shù)，其中每個(gè)標(biāo)簽包括一個(gè)不定型或毫微結(jié)晶金屬合金的線形元件。不定型或毫微結(jié)晶金屬合金的一個(gè)重要特性是可由一個(gè)交變磁調(diào)制場(chǎng)控制其滲透性。通過通常所說的巨大磁阻抗的物理作用，當(dāng)標(biāo)簽被電磁詢問信號(hào)激勵(lì)，來自標(biāo)簽的電磁應(yīng)答信號(hào)的幅度被磁調(diào)制場(chǎng)調(diào)制。應(yīng)答信號(hào)幅度中的調(diào)制被檢測(cè)并用于確定標(biāo)簽是否在檢測(cè)區(qū)域出現(xiàn)。WO98/36393中顯示了一個(gè)類似的應(yīng)用，其中非常薄的不定型或毫微結(jié)晶金屬線用于傳感器元件。這些線(也稱為微細(xì)線)的直徑小于30μm，最好是5-15μm。
上述電子物品監(jiān)視應(yīng)用都沒有提供每個(gè)標(biāo)簽的遠(yuǎn)程檢測(cè)識(shí)別。但是，對(duì)于高級(jí)應(yīng)用，為標(biāo)簽連接的每個(gè)對(duì)象提供這種身份信息，代表如物品號(hào)、序列號(hào)、材料代碼等很必要。在不同的技術(shù)領(lǐng)域，通過條形碼(如EAN)，也就是黑白線印刷圖案，由光閱讀器掃描來提供這種身份信息。光條形碼標(biāo)簽的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供廣闊的代碼范圍—如一個(gè)EAN條形碼可表示12位物品數(shù)，因此理論上提供1012個(gè)不同條形碼值的代碼范圍。但是，光物品識(shí)別系統(tǒng)有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，就是其操作距離受很大限制；為了成功地閱讀條形碼，條形碼標(biāo)簽必須與光閱讀器很接近地通過。而且，因?yàn)闂l形碼由光裝置讀取，所以標(biāo)簽必須貼在所述物品的可視表面部分。
WO88/01427中公開了一種具有更長(zhǎng)操作范圍的非光系統(tǒng)，其中標(biāo)簽或標(biāo)志由許多不定型鐵磁體材料制成的磁條或磁帶形式的傳感器元件提供，這些傳感器元件按預(yù)定的角度關(guān)系或預(yù)定的間距排列。這種標(biāo)簽的身份由預(yù)定關(guān)系以及各個(gè)傳感器元件各自的類型表示。傳感器元件由磁能激起機(jī)械共振。由共振的傳感器元件生成的磁信號(hào)可以磁檢測(cè)或感應(yīng)檢測(cè)。與光條形碼系統(tǒng)相比，WO88/01427提供了相當(dāng)受限的代碼范圍。
WO93/14478中描述了一個(gè)類似系統(tǒng)，其中由許多電諧振電路提供標(biāo)簽或標(biāo)志，每個(gè)電諧振電路與各自的磁傳感器元件感應(yīng)耦合。每個(gè)電諧振電路被激勵(lì)電振動(dòng)，由外部磁場(chǎng)通過磁元件的滲透性，其諧振頻率是可控的，其中同時(shí)檢測(cè)幾個(gè)識(shí)別標(biāo)志成為可能。
總而言之，對(duì)于對(duì)象的遠(yuǎn)程非光檢測(cè)的現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)簽，或者是只允許一個(gè)標(biāo)簽存在被檢測(cè)的單一元件類型，或者是允許每個(gè)標(biāo)簽身份被檢測(cè)的多元件類型。單一元件標(biāo)簽更容易設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，因此具有更低的單位成本。另一方面，多元件標(biāo)簽需要支持載體(尤其是對(duì)于機(jī)械共振傳感器元件)并且/或者電容性和電感性部件(對(duì)于電共振電路版本)。當(dāng)然，這意味著更高的單位成本。而且，上述多元件標(biāo)簽的代碼范圍(不同代碼值數(shù)量)與光條形碼標(biāo)簽相比明顯不如。除此之外，因?yàn)槎嘣?biāo)簽主要通過磁或感應(yīng)鏈路操作，所以檢測(cè)系統(tǒng)的操作距離非常有限(雖然比光條形碼系統(tǒng)要好)。
本發(fā)明的目的還在于將身份編碼成這種標(biāo)簽的方法，以及用于識(shí)別這種標(biāo)簽的裝置。
通過提供類似于上述WO97/29463、WO97/29464和WO98/36393(也就是，采用電磁激勵(lì)和檢測(cè)，以及對(duì)來自標(biāo)簽的應(yīng)答信號(hào)調(diào)制的磁場(chǎng))中的標(biāo)簽、方法和裝置實(shí)現(xiàn)了這一目的，其中每個(gè)標(biāo)簽帶有至少兩個(gè)不定型或毫微結(jié)晶金屬合金的薄磁性線形元件，用于表示該標(biāo)簽的身份。傳感器元件有不同的預(yù)定長(zhǎng)度和不同的預(yù)定直徑。在該標(biāo)簽中選擇多個(gè)單獨(dú)傳感器并按預(yù)定角度關(guān)系排列。該標(biāo)簽的身份由每個(gè)單獨(dú)傳感器元件的長(zhǎng)度和直徑，以及傳感器元件之間的角度形成的代碼表示。
本發(fā)明的其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)從下面的詳細(xì)公開內(nèi)容，從附圖以及所附專利權(quán)利要求中可以看出。
發(fā)明詳細(xì)公開內(nèi)容

圖1說明了用于檢測(cè)貼在對(duì)象20上的標(biāo)簽30，并且用于確定其身份的商品識(shí)別設(shè)備。發(fā)送機(jī)天線11和接收機(jī)天線12放置在檢測(cè)區(qū)域10中。發(fā)送機(jī)天線11可操作地連接到輸出級(jí)13，輸出級(jí)13進(jìn)而又連接到控制器14。輸出級(jí)包括各種商業(yè)可用驅(qū)動(dòng)和放大電路以及用于生成高頻fHF交變電流的裝置，當(dāng)向發(fā)送機(jī)天線11提供電流時(shí)，所述電流通過發(fā)送機(jī)天線11前后流動(dòng)，其中圍繞發(fā)送機(jī)天線生成高頻電磁場(chǎng)。如下面的詳細(xì)描述，這個(gè)電磁場(chǎng)用于在檢測(cè)區(qū)域10中激勵(lì)標(biāo)簽30，因此該標(biāo)簽在接收到來自發(fā)送機(jī)天線11的第一個(gè)電磁信號(hào)50時(shí)將發(fā)送第二個(gè)電磁信號(hào)60，信號(hào)60由接收機(jī)天線12接收并轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)70。
接收機(jī)天線12可操作地連接到輸入級(jí)15，輸入級(jí)15包括具有放大和信號(hào)處理功能的傳統(tǒng)裝置，如帶通濾波和放大電路。輸入級(jí)15還包括用于解調(diào)接收信號(hào)70并將其作為應(yīng)答信號(hào)80提供給控制器14的裝置。
因此發(fā)送機(jī)天線11以及接收機(jī)天線12有按已知方式在高頻電信號(hào)和電磁信號(hào)之間轉(zhuǎn)換的目的。優(yōu)選地，這些天線是帶有旋轉(zhuǎn)極化的螺旋形天線(用于在所有方向上最優(yōu)覆蓋)，或者可替代地其他傳統(tǒng)的底端饋電或中間饋電半波鞭形天線，但是其他已知的天線類型也同樣可以。
檢測(cè)區(qū)域10又由裝置16額外提供，如線圈，用于生成電磁調(diào)制場(chǎng)Hmod。裝置16通過驅(qū)動(dòng)級(jí)17連接到控制器14。驅(qū)動(dòng)級(jí)17包括用于生成調(diào)制電流的裝置，調(diào)制電流提供給裝置16，其中在檢測(cè)區(qū)域10的基本部分生成磁調(diào)制場(chǎng)Hmod。磁調(diào)制場(chǎng)Hmod可能的頻率是500-800Hz，并且電磁激勵(lì)和響應(yīng)信號(hào)的頻率在GHz頻段，如1.3GHz或2.45GHz。但是這些范圍之外的頻率也有可能。
如上所述，圖1中以方框形狀包形式圖解說明的對(duì)象20，按照本發(fā)明提供有標(biāo)簽30，包括至少兩個(gè)磁傳感器元件31-36(圖2)，按相互關(guān)系排列并表示標(biāo)簽30或該標(biāo)簽連接的對(duì)象20的身份。傳感器元件是電磁可檢測(cè)的并且包括磁材料，其滲透性由磁場(chǎng)控制并且按照通常所說的巨大磁阻抗作用，其高頻阻抗依賴于所述滲透性。這一作用引起標(biāo)簽30發(fā)送并由接收機(jī)天線12作為信號(hào)70接收的第二個(gè)電磁信號(hào)60的幅度的調(diào)制。其幅度由磁調(diào)制場(chǎng)Hmod調(diào)制。
WO97/29463、WO97/29464和WO98/36393中完全公開了與上述裝置類似的一個(gè)系統(tǒng)，所有這些都完全合并在這里供參考。
圖2說明了標(biāo)簽30的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案。標(biāo)簽30包括標(biāo)簽底座38，如紙或塑料薄片，其上通過如粘接安裝了六個(gè)傳感器元件31-36。替代地，六個(gè)元件31-36可以直接集成到對(duì)象20的材料中，下面將詳細(xì)描述。
傳感器元件31-36的材料與上述WO98/36393中描述的基本相同。換句話說，在圖2的實(shí)施方案中，傳感器元件31-36由富含鈷的不定型金屬合金制成，如(Fe0.06Co0.94)72.5Si12.5B15。傳感器元件以長(zhǎng)度分別在40到100mm之間，直徑分別在10到100μm之間的非常細(xì)的金屬絲形成。本發(fā)明的一個(gè)重要特點(diǎn)是單獨(dú)元件31-36具有不同的和預(yù)定的長(zhǎng)度L1-L6，以及不同的和預(yù)定的直徑φ1-φ6，下面將對(duì)其詳細(xì)描述。
任選地，上述金屬絲可以有很薄的玻璃或另一種絕緣材料的外套，其厚度最好小于金屬絲芯線的厚度(直徑)。這種金屬絲通常指微細(xì)線并且通過快速拖拉融化的金屬合金和外圍融化的玻璃管制成。
替代地，傳感器元件31-36的材料可以是毫微結(jié)晶體而不是不定型的。而且，可以不用玻璃套，元件(線)的厚度(橫向直徑)可以比優(yōu)選實(shí)施方案中的大。橫向直徑在100和200μm之間證明是有效的，特別是大約在125μm，如WO97/29463和WO97/29464所示。但是，這些線不稱作微細(xì)線，而且用不同于上述方法制造，這在磁傳感器元件技術(shù)領(lǐng)域本身是眾所周知的?？偟膩碚f，本發(fā)明的標(biāo)簽包括由附加獨(dú)立的標(biāo)簽權(quán)利要求定義的各種類型的磁傳感器元件。
按照?qǐng)D2的實(shí)施方案，六個(gè)傳感器元件31-36以彼此一定的角度α1-α6排列。如前所述，傳感器元件31-36可安裝在載體38上，如作為粘貼標(biāo)簽，或者替代地直接連接到相關(guān)對(duì)象20上，如通過粘貼。還可以將傳感器元件縫或者編織到如衣服或其他物品上。在這種情況下，傳感器的身份可代表物品號(hào)碼、類或類型。還可以將傳感器元件集成到包裝材料，如硬紙板、紙或塑料膜、或回收物(如塑料容器、玻璃瓶、硬紙板包裝箱等)中。在這些情況下，傳感器身份表示如每種回收物的材料類型。
通過元件的長(zhǎng)度、直徑和傳感器元件31-36之間的角度偏差提供標(biāo)簽30(或，更準(zhǔn)確地說，其相關(guān)對(duì)象20)的身份。這些參數(shù)合在一起形成標(biāo)簽的身份代碼，這在下面將詳細(xì)介紹。
從整體觀點(diǎn)看，基本發(fā)明思想是通過使用不定型微細(xì)線形式的預(yù)定數(shù)量的磁傳感器元件來創(chuàng)建物品識(shí)別標(biāo)簽。通過使用下面三種微細(xì)線特性作為代碼參數(shù)形成標(biāo)簽的身份代碼●長(zhǎng)度
●直徑●角度根據(jù)本發(fā)明，磁傳感器元件以L不同的長(zhǎng)度和D不同的直徑提供。而且，在標(biāo)簽30上提供了不同的角度位置。所有單獨(dú)的元件長(zhǎng)度、元件直徑和角度位置都已預(yù)定并很好的規(guī)定了。
由L個(gè)不同元件長(zhǎng)度和D個(gè)不同元件直徑，可以形成從0到(LxD-1)的(LxD)個(gè)唯一元件類型。換句話說，每個(gè)元件類型被給出從0到(LxD-1)一個(gè)相應(yīng)值。對(duì)每個(gè)角度位置，標(biāo)簽上選擇并安排了一種特定元件類型(在所述LxD個(gè)類型中)的元件。這些做好后，就提供了身份代碼，此身份代碼看起來包括數(shù)字系統(tǒng)中在相應(yīng)位置上的多個(gè)字。這種數(shù)字系統(tǒng)的基礎(chǔ)既不是十進(jìn)制，也不是二進(jìn)制，而是LxD。代碼中的不同位置由標(biāo)簽上的不同角度位置表示。因此，每個(gè)角度位置表示代碼中的相應(yīng)數(shù)字位置，并且相應(yīng)元件類型表示相應(yīng)代碼位置的值。
通過下面圖2所示的實(shí)際例子可以更好地理解上面這一點(diǎn)。圖2說明了標(biāo)簽30，其可以存儲(chǔ)具有傳統(tǒng)EAN條形碼一樣代碼范圍的身份代碼。這種EAN條形碼包括12個(gè)字，每個(gè)包括0到9之間的一個(gè)值。這樣提供了代碼范圍為1012個(gè)不同的代碼。
通過設(shè)置L＝10，D＝10，A＝6，從圖2的標(biāo)簽30中可獲得(LxD)A＝1006＝1012個(gè)不同的代碼值。因此，標(biāo)簽30的身份代碼與EAN條形碼兼容。如圖2所示，每個(gè)磁傳感器元件31-36從0到99由LxD＝100個(gè)不同類型中選擇。而且，六個(gè)元件31-36排列為六個(gè)不同的角度位置α1-α6。對(duì)于圖2的身份代碼，使用下面的角度位置序列α130°α230°α330°α4-30°α5-40°α6-20°EAN代碼068320160108由圖2中的標(biāo)簽30表示。EAN代碼和標(biāo)簽30的身份代碼之間的關(guān)系如下

對(duì)于元件31-36不同的EAN代碼由不同的元件類型(值位于0到99之間)表示。但是，可以看到，角度位置α1-α6不改變，而是對(duì)于上述特定角度序列保持相同。代替的，在表示另一種身份代碼，而不是相同代碼類型的另一個(gè)代碼值的情況下，對(duì)于角度α1-α6可選擇不同的角度序列。
圖3-5說明了圖1的物品識(shí)別裝置為檢測(cè)和讀取圖2所示標(biāo)簽30的身份代碼的操作方式。首先，由線圈16生成的磁調(diào)制場(chǎng)Hmod按照下面的函數(shù)進(jìn)行變化Hmod＝[H0+Hacsin(ωmt)]cos(αH)，其中H0是磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的時(shí)間不變(DC)部分的幅度，Hac是磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的時(shí)間變化(AC)部分的幅度，ωm是磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的角度頻率，并且αH是磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的磁場(chǎng)矢量的方向。
圖1的設(shè)備執(zhí)行的總過程如下。給予磁調(diào)制場(chǎng)一個(gè)變化的方向，也就是其場(chǎng)矢量從0°到360°旋轉(zhuǎn)(αH)。這一角度掃描的目的是依次檢測(cè)磁傳感器元件存在的各個(gè)角度。應(yīng)該注意的是標(biāo)簽30在檢測(cè)區(qū)10中可以有一個(gè)任意的并且典型地未知的方向。因此，磁傳感器元件31-36的絕對(duì)角度位置相對(duì)于磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的方向αH在最初是未知的，但是必須根據(jù)在圖4中更詳細(xì)描述的算法確定。
參見圖3，為讀取標(biāo)簽30的身份代碼執(zhí)行下面的步驟。首先，在步驟100，確定第一微細(xì)線(磁傳感器元件)的角度αi。在接著的步驟200，確定該元件的長(zhǎng)度Li，在步驟300確定其直徑φ1。在步驟300結(jié)束時(shí)，對(duì)于元件i所有三個(gè)相關(guān)參數(shù)αi、Li、φ1(角度、長(zhǎng)度和直徑)都確定了。在步驟400這些值由控制器14保存。在步驟500，確定磁調(diào)制域Hmod的方向αH是否小于360°。如果答案是肯定的，則在步驟600中增加角度αH，并且控制返回步驟100的開始處，其中在步驟100確定第二個(gè)元件i+1的角度αi+1，在步驟200確定其長(zhǎng)度Li+1并且在步驟300確定直徑φi+1。
在這種方式下，對(duì)于所有六個(gè)元件31-36重復(fù)步驟100、200、300、400、500和600，直到磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的旋轉(zhuǎn)角度αH達(dá)到360°。在步驟700，對(duì)于所有磁傳感器元件31-36，參數(shù)αi、Li、φi，其中i＝1...6，已經(jīng)確定。在最后步驟800中，確定的參數(shù)通過控制器14轉(zhuǎn)換成標(biāo)簽30的最終身份代碼。為此目的，控制器14合并每個(gè)單獨(dú)元件的長(zhǎng)度和直徑并且通過查詢?nèi)绱鎯?chǔ)器中存放的查找表中定義的數(shù)據(jù)確定相應(yīng)元件類型(從0到99)。因此，因?yàn)楹芎玫囟x了角度α1-α6的角度序列，所以控制器14能夠?qū)€(gè)別元件類型映射為正確的角度位置α1-α6。最后，確定的元件類型插入到身份代碼中各自的位置(由角度位置決定)，并且由此確定的最終的身份代碼作為輸出從控制器提供給外部設(shè)備，如計(jì)算機(jī)、現(xiàn)金出納機(jī)等。
在圖4中，更詳細(xì)地說明了角度確定步驟100?；旧希?998年6月18日提交的名為“A sensor，a method and a system forremote detection of objects(用于對(duì)象遠(yuǎn)程檢測(cè)的傳感器、方法和系統(tǒng))”的瑞典專利申請(qǐng)9802221-3中公開了角度確定步驟100的詳細(xì)內(nèi)容。上述專利申請(qǐng)全部合并在這里供參考?？偠灾?，角度確定步驟100基于當(dāng)磁傳感器元件瞬間暴露在零值的時(shí)間不變(DC)部分時(shí)在應(yīng)答信號(hào)80中出現(xiàn)的特殊頻移。典型地，當(dāng)?shù)厍虼艌?chǎng)均衡Hmod的時(shí)間不變部分的瞬間方向時(shí)發(fā)生這種情況。此時(shí)，應(yīng)答信號(hào)80的頻率偏移到兩倍值。因此，如圖4所示，時(shí)間不變部分H0按增量αH旋轉(zhuǎn)(參見步驟110)。在步驟120，由控制器14監(jiān)視應(yīng)答信號(hào)80的頻率。在步驟130，確定在應(yīng)答信號(hào)80中是否檢測(cè)到偏移到兩倍頻率的上述特有頻移。如果答案是肯定的，則發(fā)現(xiàn)元件i的角度位置αi并且由αH的瞬間值給出。否則，控制返回步驟110的開始處，并且時(shí)間不變部分H0進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)在參見圖4的下面部分，更詳細(xì)說明了長(zhǎng)度確定步驟200。如在與當(dāng)前申請(qǐng)同時(shí)提出的并完全合并在這里供參考的名為“A method，a system and a sensor for remote detection of objects，anda method for determining a length of a magnetic element(用于對(duì)象遠(yuǎn)程檢測(cè)的方法、系統(tǒng)和傳感器，以及用于確定磁元件長(zhǎng)度的方法)”的瑞典專利申請(qǐng)中完全描述的，不定型或毫微結(jié)晶金屬合金的薄磁線形狀的元件，如微細(xì)線的長(zhǎng)度，可由下列步驟確定。磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的幅度以很好定義的方式變化，并且對(duì)于來自標(biāo)簽30的應(yīng)答信號(hào)80檢測(cè)到幅度的相應(yīng)變化。每個(gè)磁傳感器元件31-36的長(zhǎng)度則通過該元件的稱為去磁因數(shù)的磁特性確定。去磁因數(shù)表示與外部磁場(chǎng)相比磁元件的內(nèi)部磁性，并且尤其依賴于該元件的長(zhǎng)度和橫截面面積，如下所述。
假設(shè)磁傳感器元件是長(zhǎng)度為c，直徑為a的線，該元件的縱向去磁因數(shù)Nc表示為Nc=4πr2-1[rr2-1ln[r+r2-1]-1],]]>其中r＝c/a。橫向去磁因數(shù)可通過下面的表達(dá)式獲得Nc+2Na＝4π。
如前所述，上述磁元件的阻抗依賴于元件的滲透性，并且當(dāng)滲透性通過磁調(diào)制場(chǎng)變化時(shí)，阻抗也相應(yīng)地變化，并且最終電磁應(yīng)答信號(hào)的幅度由磁調(diào)制場(chǎng)調(diào)制。
幅度調(diào)制的能量不僅依賴于磁調(diào)制場(chǎng)的幅度，還依賴于電磁激勵(lì)信號(hào)的高頻(HF)能量和該元件的長(zhǎng)度。長(zhǎng)度對(duì)幅度調(diào)制能量有影響的原因是幅度調(diào)制是因?yàn)闈B透性，而滲透性進(jìn)而又依賴于去磁因數(shù)，去磁因數(shù)最終依賴于元件長(zhǎng)度，如上述公式所示。
結(jié)果，通過增加磁調(diào)制場(chǎng)的幅度，應(yīng)答信號(hào)的幅度調(diào)制能量將按照基本線性系數(shù)增加，該線性系數(shù)依賴于元件的長(zhǎng)度。更明確的是，較長(zhǎng)的磁傳感器元件，如圖2所示元件32，比較短的元件33顯示了對(duì)磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的幅度變化的更大的依賴性。
返回參見圖4的長(zhǎng)度確定步驟200，單個(gè)磁傳感器元件31-36的長(zhǎng)度Li如下確定。在第一步210中，磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的時(shí)間變化部分的幅度Hac從第一個(gè)值變化到第二個(gè)值，也就是通過將幅度值增加ΔHac。在步驟220，為磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的第一和第二個(gè)幅度確定已解調(diào)應(yīng)答信號(hào)80的幅度A，也就是響應(yīng)磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的幅度變化ΔHac確定應(yīng)答信號(hào)的幅度變化ΔA。然后在步驟230中，按Ki＝ΔA/ΔHac計(jì)算線性關(guān)系Ki。因?yàn)樵诰€性關(guān)系Ki和磁元件的長(zhǎng)度Li之間有一個(gè)預(yù)定的關(guān)系，所以可以通過確定的關(guān)系Ki＝ΔA/ΔHac計(jì)算上述長(zhǎng)度。優(yōu)選地，控制器14帶有用于存儲(chǔ)用來從線性關(guān)系Ki中確定長(zhǎng)度Li的對(duì)照數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。
現(xiàn)在參見圖5，其中更詳細(xì)說明了直徑確定步驟300。完全合并在這里供參考的1999年1月18日提交的瑞典專利申請(qǐng)9900119-0公開了一種檢測(cè)方法和設(shè)備，用于檢測(cè)細(xì)線形導(dǎo)體，如微細(xì)線的直徑。直徑檢測(cè)步驟300按照上述專利申請(qǐng)中提出的原理操作，并且基于對(duì)于高頻電信號(hào)導(dǎo)體中阻抗的變化。這一眾所周知的現(xiàn)象通常稱為集膚深度效應(yīng)，并可以總結(jié)如下。電流在導(dǎo)體中的滲透深度依賴于電信號(hào)的頻率、導(dǎo)體的電阻系數(shù)的頻率，及其磁滲透性的頻率。滲透深度或集膚深度δ可以按照下面的公式計(jì)算δ＝1/(πfμσ)1/2，其中f＝電流頻率，μ＝μ0σμr指導(dǎo)體的滲透性，以及σ指導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性。
考慮上述公式，很明顯，當(dāng)上述公式的分母增加時(shí)集膚深度δ將減小。相應(yīng)地，導(dǎo)體的阻抗值也將減小。當(dāng)集膚深度δ等于線形導(dǎo)體的半徑時(shí)，阻抗將達(dá)到最小值。經(jīng)過下面稱為“飽和點(diǎn)”的這一點(diǎn)，即使集膚深度進(jìn)一步增加，阻抗也將不再改變。
現(xiàn)在，返回參見圖5以及圖1所示的設(shè)備，因?yàn)榇艂鞲衅髟?1-36由不定型材料制成，所以其滲透性μ受磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的影響。因此，在步驟310，通過增加磁調(diào)制場(chǎng)Hmod的時(shí)間變化部分Hac的幅度，集膚深度δ以及相應(yīng)地，磁傳感器元件的阻抗，以及最終應(yīng)答信號(hào)80的幅度都相應(yīng)地發(fā)生變化。同時(shí)，在步驟320，在尋找對(duì)于增加的Hac幅度停止變化的飽和點(diǎn)時(shí)將監(jiān)視應(yīng)答信號(hào)80的幅度。當(dāng)?shù)竭_(dá)飽和點(diǎn)時(shí)，通過讀取Hac的瞬間值，下面稱為Hac_sat確定磁傳感器元件i的直徑φi。開始，對(duì)于具有眾所周知的直徑φref的參照線，在飽和點(diǎn)已經(jīng)確定了磁調(diào)制域的對(duì)應(yīng)值Hac_ref。現(xiàn)在，在步驟330，磁傳感器元件i的直徑φi如下確定φi＝φref(Hac_sat/Hac_ref)。
上面通過一些示例實(shí)施方案描述了本發(fā)明。但是，在所附的獨(dú)立專利權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的范圍內(nèi)可以有上述之外的其他實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.一種用于電子物品識(shí)別的標(biāo)簽(30)，包括至少兩個(gè)表示標(biāo)簽或標(biāo)簽所連接的物品(20)身份的磁元件(31-36)，所述磁元件是電磁可檢測(cè)的，其特征在于磁元件(31-36)以不定型或毫微結(jié)晶金屬合金制成的線構(gòu)成；磁元件(31-36)按彼此預(yù)定的角度(α1-α6)排列；磁元件(31-36)中至少有一個(gè)具有長(zhǎng)度(L1-L6)，該長(zhǎng)度與標(biāo)簽的至少另一個(gè)磁元件的長(zhǎng)度不同；磁元件(31-36)中至少有一個(gè)具有直徑(φ1-φ6)，該直徑與標(biāo)簽的至少另一個(gè)磁元件的直徑不同；其中磁元件的長(zhǎng)度和直徑，以及它們之間的角度，一起形成標(biāo)簽的身份。
2.按照權(quán)利要求1的標(biāo)簽，其中磁元件(31-36)的直徑(φ1-φ6)從10到100μm之間選擇。
3.按照權(quán)利要求1的標(biāo)簽，其中磁元件(31-36)的長(zhǎng)度(L1-L6)從40到100mm之間選擇。
4.按照權(quán)利要求1-3的任何一個(gè)的標(biāo)簽，其中為每個(gè)磁元件(31-36)提供絕緣材料外套，如玻璃。
5.按照權(quán)利要求1-4的任何一個(gè)的標(biāo)簽，其中每個(gè)磁元件(31-36)的不定型或毫微結(jié)晶金屬合金當(dāng)暴露到高頻電磁能量(50)和較低頻磁能量(Hmod)時(shí)展示了巨大磁阻效應(yīng)。
6.按照權(quán)利要求1-5的任何一個(gè)的標(biāo)簽，其中每個(gè)磁元件(31-36)的不定型或毫微結(jié)晶金屬合金中鈷占有主要比例。
7.按照權(quán)利要求1-6的任何一個(gè)的標(biāo)簽，其中每個(gè)磁元件(31-36)的不定型或毫微結(jié)晶金屬合金的組成是(Fe0.06Co0.94)72.5Si12.5B15。
8.一種將身份代碼編碼到具有多個(gè)磁元件(31-36)的電子物品識(shí)別標(biāo)簽(30)中的方法，所述身份代碼包括數(shù)字系統(tǒng)中各自位置上的多個(gè)字，每個(gè)字能夠存儲(chǔ)n個(gè)不同值中的一個(gè)，其特征在于如以下步驟為磁元件提供第一組長(zhǎng)度(L)；為磁元件提供第二組直徑(D)；通過將所述第一組長(zhǎng)度(L)中的一個(gè)唯一長(zhǎng)度、所述第二組直徑(D)中的一個(gè)唯一直徑與每個(gè)相應(yīng)元件類型相結(jié)合而形成第三組元件類型；將上述n個(gè)不同值的每個(gè)映射到一個(gè)相應(yīng)的元件類型；為磁元件提供第四組角度位置(A)；在上述第四組角度位置中的一個(gè)角度位置，在所述標(biāo)簽中為所述身份代碼的每個(gè)字放置對(duì)應(yīng)該字的值的類型的磁元件。
9.一種物品識(shí)別設(shè)備，其中為單個(gè)商品(20)提供了帶有包括多個(gè)按角度排列的磁元件(31-36)的標(biāo)簽(30)，上述設(shè)備包括用于發(fā)送檢測(cè)區(qū)域(10)中第一個(gè)電磁信號(hào)(50)的發(fā)送機(jī)裝置(11，13)；用于接收由上述標(biāo)簽對(duì)應(yīng)來自發(fā)送機(jī)裝置的第一個(gè)電磁信號(hào)生成的第二個(gè)電磁信號(hào)(60，70)的接收機(jī)裝置(12，15)；用于生成磁場(chǎng)(Hmod)以在上述標(biāo)簽生成期間調(diào)制第二個(gè)電磁信號(hào)的調(diào)制裝置(16)；用于通過對(duì)上述接收機(jī)裝置接收的第二個(gè)電磁信號(hào)(70)進(jìn)行解調(diào)生成應(yīng)答信號(hào)(80)的解調(diào)裝置(15)；以及操作地連接到解調(diào)裝置的控制器(14)；其特征在于上述調(diào)制裝置(16)用于生成具有旋轉(zhuǎn)方向的磁調(diào)制場(chǎng)(Hmod)，其中控制器(14)用于檢測(cè)對(duì)于應(yīng)答信號(hào)(80)何時(shí)發(fā)生頻移并且相應(yīng)地確定各磁元件(i)的角度位置(αi)；上述調(diào)制裝置(16)用于生成具有增加幅度(ΔHac)的磁調(diào)制場(chǎng)(Hmod)，其中控制器(14)用于檢測(cè)應(yīng)答信號(hào)(80)的幅度(ΔA)的相應(yīng)變化，并且相應(yīng)地確定所述各磁元件(i)的長(zhǎng)度(Li)；上述調(diào)制裝置(16)用于生成具有增加幅度(Hac)的磁調(diào)制場(chǎng)(Hmod)，其中控制器(14)用于連續(xù)監(jiān)視應(yīng)答信號(hào)(80)的幅度，以檢測(cè)到其飽和點(diǎn)并且相應(yīng)地確定所述各磁元件(i)的直徑；以及上述調(diào)制裝置(16)和控制器(14)用于對(duì)上述標(biāo)簽(30)的所有磁元件(31-36)重復(fù)這些步驟，其中控制器(14)用于從上述磁元件(31-36)的角度位置(αi)、長(zhǎng)度(Li)以及直徑(φi)確定標(biāo)簽(30)的身份。
全文摘要
一種用于電子物品識(shí)別的標(biāo)簽(30)具有至少兩個(gè)磁元件(31－36),這些磁元件表示該標(biāo)簽或該標(biāo)簽所連接的物品的身份。上述磁元件是電磁可檢測(cè)的并且由不定型或毫微結(jié)晶金屬合金制成的線形成。上述磁元件(31－36)以彼此預(yù)定角度(α
文檔編號(hào)G06K19/06GK1354868SQ0080870
公開日2002年6月19日 申請(qǐng)日期2000年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月9日
發(fā)明者C·泰倫 申請(qǐng)人:Rso股份有限公司