專利名稱：具有頻率分集的id標簽的制作方法
背景技術：
RFID標簽在資源(asset)跟蹤和監(jiān)視中得到大量應用。在裝配線上，通過確保正確地識別零件并將其使用到裝配產品中，使得使用這樣的標簽能夠幫助裝配?？梢詾槊恳粋€零件提供一個標簽來唯一地標識該零件。當在裝配線上將零件或讀取器靠近地放置時，在相鄰讀取器/標簽之間的讀取器/標簽碰撞可導致錯誤的識別，或是在正確識別零件過程中的混淆。這可以在許多不同的情況下發(fā)生，例如當裝配線中的相鄰階段(stage)之間的間隔與一個讀取器和標簽之間的間隔可比時。
用于最小化這樣的混淆的現(xiàn)有嘗試包括減小發(fā)射功率電平。由于減小了信噪比(SNR)，所以這樣做可增加鏈路的誤碼率(BER)。試圖實現(xiàn)同步的方案會大大增加系統(tǒng)的成本和復雜度。

發(fā)明內容
系統(tǒng)使用資源上的RFID標簽來跟蹤資源。多個RFID讀取器使用不同的頻率來讀取RFID標簽。RFID標簽改變響應頻率，作為下一個被調度用于跟蹤相應資源的RFID讀取器的函數(shù)。


圖1為根據(jù)一個示例實施例的RFID標簽和讀取器的方框圖。
圖2為根據(jù)一個示例實施例應用RFID標簽和讀取器的裝配線的方框圖。
圖3為根據(jù)一個示例實施例的RFID標簽的方框圖。
圖4為根據(jù)一個示例實施例的元件RFID標簽的狀態(tài)圖。
圖5為根據(jù)一個示例實施例的組裝件RFID標簽的狀態(tài)圖。
圖6為根據(jù)一個示例實施例的讀取器的狀態(tài)圖。
圖7為根據(jù)一個示例實施例執(zhí)行算法的計算機系統(tǒng)的方框圖。
具體實施例方式
在以下的描述中，參考伴隨的附圖，該附圖形成具體描述的一個部分，并且其中通過例示可以被實現(xiàn)的特定實施例的方式來顯示。這些實施例被充分詳細地描述以使本領域技術人員能夠實現(xiàn)該發(fā)明，并且要理解的是，其他的實施例也可以被利用，并且在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以作出在結構上、邏輯上和電路上的改變。因此以下描述不要被以限制的意義來理解，且本發(fā)明的范圍由附加的權利要求來限定。
在此所描述的功能或算法在一個實施例中由軟件或軟件與人工實現(xiàn)的程序的組合來實現(xiàn)。軟件包含存儲在諸如存儲器或其他類型的存儲裝置的計算機可讀介質上的計算機可執(zhí)行指令。術語“計算機可讀介質”也用于代表其上傳送軟件的載波。進一步地，這樣的功能與模塊相應，該模塊可以是軟件、硬件、固件或者它們的任何組合。多個功能將根據(jù)要求在一個或多個模塊中被執(zhí)行，并且所描述的實施例僅僅是舉例。軟件在數(shù)字信號處理器、ASIC、微處理器，或其他類型的在計算機系統(tǒng)上操作的處理器上執(zhí)行，該計算機系統(tǒng)例如是個人計算機、服務器或其他計算機系統(tǒng)。
如圖1所示，基本RFID系統(tǒng)110包括兩個部分讀取器112，以及發(fā)射應答器(通常稱為RFID標簽)114。讀取器112和RFID標簽114包括各自的天線電路116，118。在一個實施例中，RFID標簽114為一個有源RFID標簽。其包含電源和用于產生其自身射頻能量的發(fā)射機。
在操作中，讀取器112通過其天線電路116從RFID標簽接收傳輸。響應于成功地接收該傳輸，讀取器112發(fā)回一個確認到RFID標簽114。在一個實施例中，讀取器以不同的頻率從RFID標簽接收數(shù)據(jù)，從而引起頻率分集。
典型的RFID系統(tǒng)110常常包含許多RFID標簽114以及一個或多個讀取器112。RFID標簽被分成三個主要的種類。這些種類為射束功率(beampowered)無源標簽，電池功率半無源標簽，以及有源標簽。每一種都以不同的方式運行。
由于射束功率RFID標簽從定向到它的詢問信號獲得其操作所需的能量，因此其經常被稱為無源裝置。該標簽調整其能量場并改變標簽自身的反射特性，造成詢問應答機處被看到的反射率中的一個改變。電池功率半無源RFID標簽以類似的方式操作，調制其RF截面(cross-section)以反射一個δ(delta)到詢問應答機來逐步形成通信連接。在此，對于可選擇的電路，電池是標簽的操作能量的源。無源的以及半無源的裝置，或非有源裝置，反射來自詢問信號的能量。相反地，在有源RFID標簽中，使用發(fā)射機通過電池供電而產生其自身的射頻能量。
在一個實施例中，利用有源RFID標簽來跟蹤資源，諸如元件和組裝件?？赡鼙桓櫟馁Y源還包括在醫(yī)院中被監(jiān)視的患者，在航運環(huán)境中跟蹤的集裝箱，以及在不同場所中被跟蹤的其他資源。在當前的實施例中，術語“組裝件”被用于指所裝配產品的一個主要部分，例如引擎。當引擎或組裝件沿著圖2所示的裝配線200前進時，其他元件被添加到該引擎上。多個讀取器205，210和215，與裝配線200上的連續(xù)的階段相對應。每個讀取器分別以不同的頻率f1，f2和f3運行。這些讀取器可以通過一個網絡220耦合，其可以是有線或無線的，并且依次耦合到用于控制或跟蹤裝配線操作的控制器225上。
在第一站或階段的裝配線200上示出了引擎230。其具有一個裝配RFID標簽235。還示出了在第二和第三階段在240和250處的引擎，其具有相應的RFID標簽245和255。在各階段的各種各樣的引擎是同一個引擎或不同引擎的代表，它們每個都接收在不同階段裝配的元件。與第一階段關聯(lián)的裝配區(qū)260包括在第一階段被添加到引擎230上的不同的元件。連續(xù)的階段可以具有更多的裝配區(qū)。
各元件也配備有元件RFID標簽。在一個實施例中，對每一個用于元件和裝配部件的RFID標簽編程，以使其以一個頻率傳送，該頻率相應于其所在的站，或者在某些元件的情況下，該頻率相應于其將被添加到或被裝配在組裝件中的站。裝配RFID標簽隨著引擎沿裝配線前進并移動到不同的階段而改變頻率?？梢詫㈩l率預編程到RFID標簽中，并可以連續(xù)地增加頻率，或以別的方式進行。在一個實施例中，可以選擇對于連續(xù)階段的頻率以使階段間的干擾最小化。用于元件的RFID標簽可以在裝配時除去，并在那個時間傳送，或者如果需要可以在裝配之前傳送。在從一個元件除去后該標簽可以被重新使用，并且標簽中關于該元件的信息可以更新，或者如果需要可改變頻率。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例形成的一個RFID標簽300的圖。RFID標簽300包括一個收發(fā)器，以及與解調器310相耦合的天線305，該解調器從天線305接收傳送的射頻信號，并提取其中所包含的數(shù)據(jù)。解調器310與處理器315相耦合，該處理器分析從射頻信號中提取的數(shù)據(jù)。在一個實施例中，處理器315被耦合到存儲器320，其例如是非易失性可編程存儲器，并且處理器315基于從傳送的射頻信號中提取的數(shù)據(jù)來產生控制信號以將數(shù)據(jù)存儲到存儲器320中，該數(shù)據(jù)例如是來自讀取器的確認。處理器315與調制器325相耦合，并基于從接收到的射頻信號中提取的數(shù)據(jù)來產生控制信號以控制調制器325對于射頻信號的調制。調制器325與用于傳送數(shù)據(jù)的天線305相耦合。在一個實施例中，電源電路330包含用于向RFID電路供能的電池。
元件標簽可重復使用，并可以將其安裝于需要在引擎上裝配的關鍵元件上。如圖4的狀態(tài)圖所示的存儲器320的編程可以通過用戶接口來進行，其中提供了元件類型和ID對?；谠⒁谎b配的階段，在400其收發(fā)器調諧到相應的裝配階段的所要求的頻率。一旦進行了編程，元件標簽將使用該頻率進行通信。在405，一旦元件被裝配，標簽就被從元件除去。當從元件除去標簽時，其到達開啟狀態(tài)，調諧到讀取器的頻率并開始以適當?shù)念l率向該階段的讀取器傳送410。標簽不斷地發(fā)送其數(shù)據(jù)，直到其得到確認或達一預定的超時周期，無論哪個先發(fā)生。一旦發(fā)生了這種情況，標簽將再次轉到關斷狀態(tài)415。
引擎或裝配標簽遵循圖5示出的狀態(tài)圖。在一個實施例中，引擎標簽被安裝在引擎主體上，并且用第一階段的引擎ID和頻率來進行編程。在裝配線的第一階段，當操作者觸發(fā)引擎標簽時，在500其將向讀取器發(fā)送出引擎ID信息。在505，一旦其從讀取器獲得確認(ACK)，在510其改變到下一個的頻率，即階段2讀取器。在編程的同時可以將不同階段的頻率序列存儲在引擎標簽的非易失性存儲器中。一旦改變了頻率，在510其就轉到關斷狀態(tài)或睡眠模式。在500引擎標簽周期性地到達開啟狀態(tài)并尋找讀取器。該周期可以通過傳送帶的移動速度來確定。如果在期望的時間段內引擎標簽未從預期的讀取器獲得回復(可能該讀取器沒有正確地運行)，其就改變到下一個頻率—第三階段的頻率。標簽操作的當前頻率將被存儲到閃速存儲器中，因此如果標簽意外地得到重置，它也能夠恢復。在一個實施例中，在超時520之后、在515引擎標簽掃描所有的信道并且與最近的讀取器頻率同步。
讀取器可以通過如圖2所示的一個多點(multi-drop)網絡與控制器相連接。在具有至少一個關鍵元件要跟蹤的裝配中的每一個階段都將具有一個該階段的標簽。每一個讀取器知道在相應的階段需要為該類型的引擎裝配什么元件。該信息可以通過串行端口或其他網絡連接從控制器獲得。因此，在階段“n”的讀取器將具有一個包含所有引擎類型和所有需要在該階段裝配的元件的表格。
一個存儲在讀取器的示例表格結構如下Struct EngineDetails{int Engine ID；int Number of Components；int[20]Component IDs；}為了顯示的目的，可以有其他的表格來將引擎ID和元件ID映射到它們的等價特征表示。如圖6的狀態(tài)圖中的狀態(tài)600所示，可以將每個讀取器編程為以一個預定義的固定頻率進行通信。以這樣的方式選擇該頻率，使得鄰近讀取器間的頻率間距為最大。這將確保在鄰近階段中發(fā)生的通信對于給定的讀取器將具有最小的影響。在一個實施例中對讀取器進行編程以使其具有大約10米的范圍，但是該范圍可以有較大的變化。對兩個彼此距離足夠遠以避免干擾的讀取器可以使用相同的頻率。如果對于適當?shù)难b配所需要的站數(shù)量沒有足夠數(shù)量的可用頻率，則可以重復該序列頻率。
在605當從元件RFID標簽接收了一個分組時，在610讀取器使用以上所描述的表格結構中的一個來驗證該元件對于當前裝配的引擎是否是正確的那個。然后可以從一個引擎RFID標簽接收分組615，在該點在620讀取器識別該引擎并且顯示將被安裝到引擎上的元件列表。
圖7示出了在RFID標簽中執(zhí)行實現(xiàn)上述算法的程序的計算機系統(tǒng)的方框圖，該計算機系統(tǒng)例如是控制器或處理器和存儲器的組合。以計算機710形式的通用計算裝置可以包含處理單元702、存儲器704、可拆卸存儲器712，以及非可拆卸存儲器714。存儲器704可包含易失性存儲器706和非易失性存儲器708。計算機710可能包含—或可訪問一個計算環(huán)境、其包含一各種計算機可讀介質，例如易失性存儲器706和非易失性存儲器708、可拆卸存儲器712以及非可拆卸存儲器714。計算機存儲器包括隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)及電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、閃速存儲器或其他存儲器技術、緊致盤只讀存儲器(CDROM)、數(shù)字多用途盤(DVD)或其他光盤存儲器、盒式磁帶、磁帶、磁盤存儲器或其他磁存儲裝置，或其他任何能夠存儲計算機可讀指令的介質。計算機710可包含或訪問一個計算環(huán)境，其包含輸入716、輸出718、以及通信連接720。該計算機可以使用一通信連接與一臺或多臺遠程計算機相連接以在聯(lián)網環(huán)境中運行。遠程計算機可包括個人計算機(PC)、服務器、路由器、網絡PC、對等裝置或其他普通的網絡節(jié)點，或類似物。該通信連接可包括局域網(LAN)、廣域網(WAN)或其他網絡。
通過計算機710的處理單元702可執(zhí)行存儲在計算機可讀介質上的計算機可讀指令。硬驅動器、CD-ROM，以及RAM是包含計算機可讀介質的產品的一些示例。例如，計算機程序725可以包含在一個CD-ROM上并從該CD-ROM加載到硬驅動器中，該計算機程序能夠提供通用技術來執(zhí)行對于數(shù)據(jù)訪問的訪問控制核驗，和/或用于按照本發(fā)明的教導在一個基于組裝件對象模型(COM)的系統(tǒng)中的服務器之一上執(zhí)行操作。該計算機可讀指令允許計算機系統(tǒng)700在一個具有多用戶和服務器的、基于COM的計算機網絡系統(tǒng)中提供通用的訪問控制。
摘要遵從37C.F.R.§1.72(b)而提供，以使讀者快速地確定所公開技術的特性和要點?？梢岳斫庹獙⒉挥糜诮忉尰蛳拗茩嗬蟮姆秶蚝x。
權利要求
1.一種使用資源上的RFID標簽來跟蹤資源的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括使用不同頻率讀取RFID標簽的多個RFID讀取器；以及多個資源，每個都耦合有一個RFID標簽，其中該RFID標簽改變響應頻率，作為下一個被調度用于跟蹤相應資源的RFID讀取器的函數(shù)。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中RFID讀取器與裝配線的階段相關聯(lián)，每個都以一個預定的不同頻率來操作。
3.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中當被RFID讀取器中的一個辨別出時，每個與資源相耦合的RFID標簽改變到下一個預定的不同頻率。
4.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其中RFID標簽響應于來自RFID讀取器的確認而改變頻率。
5.如權利要求4所述的系統(tǒng)，其中資源RFID標簽按預編程的順序來改變頻率。
6.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其中將該頻率的預編程的順序存儲在RFID標簽的一個非易失性存儲器中。
7.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其中在改變頻率后RFID標簽轉到關斷階段達一預定時間。
8.如權利要求7所述的系統(tǒng)，其中該預定的時間為裝配線速度的函數(shù)。
9.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其中如果在階段之間的預定時間內未獲得讀取器響應，RFID標簽就改變到下一頻率。
10.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中資源具有一個被編程階段特定的RFID標簽，其響應于與該資源將在裝配中使用的階段對應的頻率。
11.如權利用卡10所述的系統(tǒng)，其中階段特定的RFID標簽在其相應的裝配階段被除去。
12.一種使用資源上的RFID標簽來跟蹤資源的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括使用不同頻率讀取RFID標簽的多個RFID讀取器，其中每個RFID讀取器被定位在N個階段的一個不同階段上并響應于資源上的RFID標簽，該資源是在相應階段要被跟蹤的。
13.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其中相鄰讀取器的頻率具有頻率間隔以確保對給定讀取器的影響最小。
14.如權利要求12所述的系統(tǒng)，進一步包括一個控制器，以及一個將讀取器與控制器相耦合的網絡。
15.如權利要求14所述的系統(tǒng)，其中控制器向讀取器提供關于資源的信息，該資源包括在每個階段將要裝配的元件。
16.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其中讀取器包含一個識別資源的數(shù)據(jù)結構，該資源包含一組裝件，以及在該階段將添加到該組裝件上的元件。
17.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其中讀取器從資源接收分組，并以讀取器的頻率提供響應于該分組的確認。
18.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其中可為兩個彼此距離足夠遠以避免干擾的讀取器使用相同的頻率。
19.將在裝配線的不同階段被裝配的多個元件，每個元件都具有一個以相應于其將被裝配的階段的頻率運行的RFID標簽，該頻率是不同于在其他階段所使用的頻率的頻率。
20.如權利要求19所述的多個元件，其中每個RFID標簽包含一個處理器和一個存儲器，并且其中對該存儲器編程為具有相應于其將被裝配的狀態(tài)的頻率。
21.一種方法，包括使用在不同頻率處運行的多個讀取器來跟蹤不同裝配站處的元件的裝配進度；以及讀取器對具有標簽的元件進行響應，該標簽被預編程為具有相應于元件將被裝配的站的頻率，這樣的標簽向在這樣的站處的讀取器提供元件標識信息。
全文摘要
一種使用RFID標簽跟蹤資源的系統(tǒng)。多個RFID讀取器使用不同的頻率以讀取RFID標簽。多個資源每個都具有與其耦合的RFID標簽。RFID標簽改變響應頻率，作為下一個被調度用于跟蹤相應資源的RFID讀取器的函數(shù)。資源可以是裝配線中的元件、醫(yī)院里的病人、集裝箱、或者在不同場所的其他需要跟蹤的事物。
文檔編號G06K19/07GK1892681SQ20061010646
公開日2007年1月10日 申請日期2006年6月27日 優(yōu)先權日2005年6月27日
發(fā)明者A·V·馬哈塞南, B·C·潘迪特 申請人:霍尼韋爾國際公司