背景物體傳感器的制造方法
【專利摘要】一種RFID讀取器，包括收發(fā)器，其配置為接收至少一個表面反射出的第一無線電頻率信號以提供基準信號的信息，接收所述至少一個表面和物體反射出的第二無線電頻率信號以提供進一步信號信息。比較器配置為比較所述基準信號信息和所述進一步信號信息以提供信號比較。處理器，配置為根據(jù)所述信號比較檢測所述物體的存在。根據(jù)所述信號比較確定所述物體是否在運動。根據(jù)所述第二無線電頻率信號的連續(xù)波動確定所述物體是否在運動。根據(jù)所述第二無線電頻率信號的連續(xù)波動的結(jié)束確定所述物體是否不再運動。
【專利說明】背景物體傳感器
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本申請要求美國非臨時專利申請第13/162，746號的優(yōu)先權(quán)，其申請日為2011年6月17日，其全部內(nèi)容通過引用并入本文，如同其全部內(nèi)容已被闡述。
【背景技術(shù)】發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明一般涉及射頻識別(RFID)通信系統(tǒng)領(lǐng)域，并且更具體地，涉及用于RFID通信系統(tǒng)中檢測對象的系統(tǒng)和方法。
[0004]相關(guān)技術(shù)的說明
[0005]例如，在零售場所，期望知道物體或人員是否通過RFID收發(fā)器進行監(jiān)測的門戶或接近門戶。例如，期望知道物體或人是否存在于零售機構(gòu)的入口或出口處的區(qū)域中，物體或人是否處于用于庫存的前存儲(frontstore)和后存儲(backstore)之間的任何一個開口或多個開口。另外，期望知道物體或人是否存在于任何裝載碼頭，或其他類型的用于使庫存流入或流出零售場所的門戶(portals)區(qū)域。此外，理想的是知道物體或人是否在朝向或離開任何前述區(qū)域運動，即使物體或人當時并不在該區(qū)域。
[0006]在現(xiàn)有技術(shù)中，已知使用紅外線源和探測器來監(jiān)測上述的區(qū)域。以這種方式使用的紅外探測器可以探測物體或人朝向或離開門戶運動。紅外檢測器可以提供運動被檢測時的檢測信號。此外，已知使用從紅外檢測器的檢測信號來激活雷達傳送，以允許進一步地監(jiān)測該區(qū)域。然后，雷達傳送的多普勒頻移可以提供關(guān)于被監(jiān)視門戶附近運動的進一步信息。此外，通常情況下，使用總所周知的擋光板設(shè)備來監(jiān)控門戶的附近。當物體或人通過門戶阻斷了光束，該擋光板可以提供檢測信號。
[0007]然而，用于檢測RFID收發(fā)器周圍的運動的已知方法要求在所述RFID收發(fā)器的射頻收發(fā)器上增加專用和特別的設(shè)備。即使增加一個簡單的檢測設(shè)備，如紅外檢測器或擋光板，也會增加RFID收發(fā)器的尺寸和成本。對檢測區(qū)域如門戶周圍的區(qū)域的額外空間的要求會造成問題，尤其是在零售空間有限且非常昂貴的零售業(yè)應用中。
[0008]例如，在頒發(fā)給StiIp的美國專利第702，3341B2號教導了一種在安全網(wǎng)絡中使用多普勒儀檢測運動的RFID讀取器。該RFID讀取器發(fā)送和接收無線電頻率信號，并測量相對于發(fā)送脈沖的反射脈沖。許多與Stilp專利教導的類似的多普勒系統(tǒng)可以很容易地檢測到以正常速度行走的人。Stilp專利所公開的系統(tǒng)也可能會改變其多普勒傳送的功率。通過改變發(fā)送功率，RFID讀取器的檢測范圍可以變化。Stilp專利中多普勒運動檢測是與搜索使用常規(guī)標簽訊問技術(shù)的應答器同時進行的。
[0009]Rofougaran的美國公開專利申請第2008/0318684號教導了位于視頻游戲系統(tǒng)中的射頻位置。Rofougaran專利的教導包括用幾種不同頻帶的無線電頻率信號掃描區(qū)域，并基于對掃描信號的反射、吸收和折射信號、入射和反向散射角度來確定該環(huán)境的物理布局。根據(jù)接收到的信號來確定到播放器的距離，以及到房間內(nèi)其他物體，如:天花板、地板、墻壁等的距離，并存儲以供在游戲過程中使用。此后，游戲過程中玩家的運動監(jiān)測取決于玩家要穿戴游戲裝備。
[0010]Tran的美國公開專利申請第US2008/0001735號在普遍的意義上教導了當一個人穿過一扇門時用不同設(shè)備組合來檢測。Tran的專利教導了采用對人反射無線電頻率信號的雷達多普勒頻移。Tran還教導了使用超聲波設(shè)備和光電傳感器。使用不同設(shè)備的檢測結(jié)果可以合并在一起來分辨范圍。
[0011]頒發(fā)給Lizzi的美國專利第5，030, 941號也教導了許多不同的輔助探測器用于探測在RFID門戶附近或者通過RFID門戶的運動。Lizzi教導了采用光電傳感器、身熱傳感器和平臺開關(guān)(floor swi tches)。
[0012]然而，使用Lizzi專利教導的輔助傳感器，以及如上所述的其它系統(tǒng)，都需要一個專門的、特定的設(shè)備被加入到RFID收發(fā)器中，以檢測在監(jiān)控門戶的RFID收發(fā)器附近的物體和人的運動。這增加了 RFID收發(fā)器的尺寸和成本。
[0013]本文引用的所有參考文獻都通過引用以其整體并入本文。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]RFID讀取器包括收發(fā)器，其被配置為接收從至少一個表面反射出的第一無線電頻率信號以提供基準信號信息，和從所述至少一個表面和一個物體反射出的第二無線電頻率信號，以提供進一步信號信息。比較器被配置來比較所述基準信號信息和所述進一步信號信息，以提供信號比較。處理器被配置成根據(jù)所述信號比較來檢測所述物體的存在。對該物體是否在運動是根據(jù)所述第二無線電頻率信號的連續(xù)波動來確定。對該物體是否不在運動是根據(jù)與所述第二無線電頻率信號的所述連續(xù)波動的結(jié)束來確定。
[0015]所述第一和第二無線電頻率信號中的至少一個是模擬電子產(chǎn)品代碼信號。該比較器被配置來比較接收到的信號強度。所述第一無線電頻率信號的接收信號強度包括多個由RFID接收器接收到的分量信號的信號強度的第一總和。所述第二無線電頻率信號的接收信號強度包括信號強度的第二總和，其等于信號強度的第一總和加上對應于從所述物體反射出的無線電頻率信號的至少一個附加信號強度。
[0016]比較器被配置為根據(jù)多個時間樣本比較所述第一和第二無線電頻率信號中的至少一個的接收信號強度。該比較器被配置為比較信號相位信息。根據(jù)多個時間樣本，確定所述第一和第二無線電頻率信號中的至少一個的信號相位。
[0017]標簽盤存(tag inventory)是由RFID讀取器進行。所述第一無線電頻率信號包括具有約30dBm(毫瓦分貝)功率級的信號，第二無線電頻率信號包括小于約_5dBm功率級的信號。所述信號比較與所述多個標簽盤存交錯進行。
[0018]在本發(fā)明的另一個實施例中，用于檢測物體的至少一個表面在RFID通信系統(tǒng)中的一個被監(jiān)視區(qū)域中存在的方法包括:接收從所述至少一個表面反射出的第一無線電頻率信號，以提供基準信號的信息。該方法還包括接收從所述至少一個表面和所述物體反射出的第二無線電頻率信號，以提供進一步信號信息。所述基準信號信息和所述進一步信號信息被比較，以提供信號比較?？梢愿鶕?jù)所述信號比較來檢測物體的存在。
[0019]根據(jù)所述信號比較來確定該物體是否在運動。根據(jù)第二無線電頻率信號的連續(xù)波動來確定該物體是否在運動。根據(jù)所述第二無線電頻率信號的連續(xù)波動的結(jié)束來確定該物體是否不再運動。
[0020]所述第一和第二無線電頻率信號中的至少一個是模擬電子產(chǎn)品代碼信號。該比較是比較接收到的信號強度。所述第一無線電頻率信號的無線電信號強度是通過RFID接收器接收到的多個分量信號的信號強度的第一總和。所述第二無線電頻率信號的無線電信號強度是信號強度的第二總和，等于所述信號強度的第一總和加上對應于從所述物體反射出的信號的至少一個附加信號強度。所述第一和第二無線電頻率信號中的至少一個的接收信號強度根據(jù)多個時間樣本被確定。該比較是比較信號的相位信息。所述第一和第二無線電頻率信號中的至少一個的信號相位是根據(jù)多個時間樣本來確定的。
[0021]標簽盤存被執(zhí)行。第一無線電頻率"[目號可以是具有約30dBm的功率級的信號,所述第二無線電頻率信號可以是具有約_5dBm的功率級的信號。該檢測是與多個標簽盤存交錯進行。
[0022]該RFID通信系統(tǒng)包括標記標簽，所述基準信號的信息是按照該標記標簽來確定，以提供標記基準信息。物體的存在是根據(jù)該標記基準信息來確定。到物體的距離是根據(jù)信號比較來確定。確定接收信號強度閾值并根據(jù)該接受信號強度閾值來確定到該物體的距離。
[0023]在本發(fā)明的射頻背景物體感測系統(tǒng)和方法中，模擬電子產(chǎn)品代碼(EPC)信號可以由RFID收發(fā)器傳送，以協(xié)助檢測物體或人目前在RFID收發(fā)器區(qū)域的存在。任何無線電頻率信號可以通過射頻收發(fā)器傳送并從所述物體反射出，以檢測物體的存在。然而，電子產(chǎn)品代碼信號是優(yōu)選的，因為RFID收發(fā)器適于檢測所述信號，并可以因此很容易地檢測從物體和人反射出的模擬電子產(chǎn)品代碼信號。
[0024]當已知在RFID收發(fā)器區(qū)域沒有要被監(jiān)測的物體和人時，該射頻背景物體感測系統(tǒng)可以收集和存儲關(guān)于所傳送的模擬電子產(chǎn)品代碼信號的射頻反射的信息。在這種情況下，模擬電子產(chǎn)品代碼信號的反射取決于收發(fā)器的周圍環(huán)境的配置，諸如墻壁、天花板、地板、任何貨架或支撐梁等，這些信息可以作為背景信號信息或基準信號信息存儲，以便后面的比較。
[0025]模擬電子產(chǎn)品代碼信號也可以在本發(fā)明的系統(tǒng)和方法監(jiān)視收發(fā)器區(qū)域的物體或人的存在或者運動時通過RFID收發(fā)器傳送。模擬電子產(chǎn)品代碼信號從進入被監(jiān)測區(qū)域的任何物體或人反射出，從而提供進一步的信號信息。關(guān)于從所述物體反射出的所發(fā)送的電子產(chǎn)品代碼信號的該進一步信號信息可以在本發(fā)明的系統(tǒng)監(jiān)視RFID收發(fā)器的區(qū)域時被收集。
[0026]該進一步信號信息與在已知沒有物體或人被監(jiān)測出存在于該收發(fā)器的區(qū)域時所收集和存儲的基準信號信息進行比較。基準信號信息和監(jiān)測物體存在時讀出的信號信息之間的波動可以指示物體的存在。因此，基于所存儲的基準信號信息與通過系統(tǒng)檢測邏輯獲得的進一步信號信息的比較，確定是否有物體已經(jīng)出現(xiàn)在收發(fā)器的附近。如果根據(jù)該比較檢測出物體的存在，收發(fā)器會產(chǎn)生檢測信號。進而，進一步信號信息與基準信號信息的比較可用于確定物體是否在運動。
[0027]附圖的簡要說明
[0028]本發(fā)明將結(jié)合下面的附圖進行說明，其中相同的標號表示相同的元件，其中:
[0029]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的背景物體感測系統(tǒng)和方法的實施例的示意圖。[0030]圖2示出圖1的背景物體感測系統(tǒng)的一個替代性實施例的示意圖。
[0031]圖3示出圖1的系統(tǒng)和方法中的接收信號強度圖表。
[0032]圖4示出圖1的系統(tǒng)和方法中接收相位變換信息的圖表。
【具體實施方式】
[0033]現(xiàn)在參考圖1，示出了水平方向觀察門戶時本發(fā)明的背景物體感測系統(tǒng)10的一個實施例的示意圖。背景物體感測系統(tǒng)10包括安裝在基座12上的RFID接收器16和安裝在基座14上的RFID發(fā)射器18。RFID發(fā)射器18和RFID接收器16可以是任何已知的RFID收發(fā)系統(tǒng)的部件。因此，雖然出于說明性的目的，用安裝在基座上的發(fā)射器和接收器來介紹本發(fā)明，但應理解，本發(fā)明可以使用高架的收發(fā)器裝置或任何其他類型的收發(fā)器裝置來實施。當RFID發(fā)射器18發(fā)射無線電頻率信號，該無線電頻率信號由RFID接收器16接收。例如，從RFID發(fā)射器18發(fā)射的無線電頻率信號24可以按照視線的直線路徑發(fā)送到RFID接收器
16。無線電頻率信號24向RFID接收器傳送時的復數(shù)衰減是a 2。
[0034]背景物體感測系統(tǒng)10可設(shè)在期望監(jiān)視RFID標簽所在處的任何地區(qū)或區(qū)域。此外，它可以位于所期望的監(jiān)測物體或人的存在任何區(qū)域或地區(qū)，同時或可替代地采用RFID標簽監(jiān)測。例如，它可以被放置在零售場所的一個或多個出口的區(qū)域，在零售機構(gòu)的庫存存儲區(qū)的前存儲和后存儲之間的一個或多個開口區(qū)域。它也可以設(shè)在任何裝卸碼頭，或任何其他類型的為使存貨進出的門戶區(qū)域。
[0035]本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解通過RFID發(fā)射器18發(fā)射的無線電頻率信號可以從任何物體的表面反射出，這些物體如:該背景物體感測系統(tǒng)10的被監(jiān)測區(qū)域的地板、墻壁、天花板等。此外，RFID接收器16可以從RFID發(fā)射器18接收到所有的反射信號。因此，當RFID發(fā)射器10發(fā)射信號時，RFID接收器16可以接收多分量信號y (t)，其中y (t)的每個分量對應于將所發(fā)送的信號反彈的表面中的一個。由RFID接收器16接收到的多分量信號y(t)可以表示為方程1:
【權(quán)利要求】
1.一種RFID讀取器，包括: 收發(fā)器，配置為接收至少一個表面反射出的第一無線電頻率信號，以提供基準信號信息； 所述收發(fā)器進一步配置為以接收所述至少一個表面和物體反射出的第二無線電頻率信號，以提供進一步信號信息； 比較器，配置為比較所述基準信號信息和所述進一步信號信息，以提供信號比較；以及 處理器，配置為根據(jù)所述信號比較檢測所述物體的存在。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID讀取器，其中所述處理器被進一步配置為根據(jù)所述信號比較確定所述物體是否在運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的RFID讀取器，其中所述處理器被進一步配置為根據(jù)所述第二無線電頻率信號的連續(xù)波動確定所述物體是否在運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的RFID讀取器，其中所述處理器被進一步配置為根據(jù)所述第二無線電頻率信號的連續(xù)波動的結(jié)束確定所述物體是否不再運動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID讀取器，其中所述第一無線電頻率信號和所述第二無線電頻率信號中的至少一個是模擬電子產(chǎn)品代碼信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID讀取器，其中所述比較器被進一步配置為比較接收信號強度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的RFID讀取器，其中所述第一無線電頻率信號的接收信號強度包括由所述RFID接收器接收到的多個分量信號的信號強度的第一總和。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的RFID讀寫器，其中所述第二無線電頻率信號的接收信號強度包括信號強度的第二總和，其等于所述信號強度的第一總和加上對應于從所述物體反射出的無線電頻率信號的至少一個附加信號強度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的RFID讀取器，其中所述比較器被進一步配置為根據(jù)多個時間樣本比較所述第一無線電頻率信號和所述第二無線電頻率信號中的至少一個的接收信號強度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID讀取器，其中所述比較器被進一步配置為比較信號相位信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的RFID讀取器，其中所述處理器還被配置成根據(jù)多個時間樣本，確定所述第一無線電頻率信號和所述第二無線電頻率信號中的至少一個的信號相位。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID讀寫器，還包括:通過所述RFID讀取器執(zhí)行的標簽盤存。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的RFID讀取器，其中所述第一無線電頻率信號包括約30dBm功率級的信號，所述第二無線電頻率信號包括低于約為_5dBm功率級的信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的RFID讀取器，還包括:所述信號的比較和多個標簽盤存的交錯。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID讀取器，還包括:標記標簽，其中根據(jù)所述標記標簽確定所述基準信號信息，以提供標記基準信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的RFID讀取器，其中所述處理器還被配置成根據(jù)所述標記基準信息確定所述物體的存在。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID讀取器，其中所述處理器還被配置為根據(jù)所述信號比較確定到所述物體的距離。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的RFID讀取器，其中所述處理器被進一步配置為確定接收信號閾值，并根據(jù)所述接收信號閾值確定到所述物體的距離。
19.一種用于在RFID通訊系統(tǒng)中檢測具有至少一個表面在被監(jiān)視區(qū)域中的物體的方法，包括: 接收從所述至少一個表面反射出的第一無線電頻率信號，以提供基準信號信息； 接收從所述至少一個表面反射出的第二無線電頻率信號，以提供進一步信號信息； 比較所述基準信號信息和所述進一步信號信息，以提供信號比較，以及 根據(jù)所述信號比較，檢測所述物體的存在。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括:根據(jù)所述信號比較確定所述物體是否在運動。`
【文檔編號】H04Q5/22GK103609137SQ201280029897
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月17日
【發(fā)明者】阿爾喬姆·特卡琴科, 彼佳·瓦赫拉魯庫聶特 申請人:關(guān)卡系統(tǒng)股份有限公司