專利名稱：集中式基于光纖的rfid系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)，尤其涉及采用光纖 載RF傳輸?shù)募惺絉FID系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
I. 無(wú)線微微蜂窩系統(tǒng)
無(wú)線通信快速增長(zhǎng)，對(duì)高速移動(dòng)數(shù)據(jù)通信的需求也日益增加。作 為例子，所謂的"無(wú)線保真度"或"WiFi"系統(tǒng)和無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN) 均部署在許多不同類型的區(qū)域(咖啡店、機(jī)場(chǎng)、圖書館等)。無(wú)線通 信系統(tǒng)與稱為"客戶機(jī)"的無(wú)線設(shè)備通信，所述客戶機(jī)必須位于無(wú)線 范圍或"小區(qū)覆蓋區(qū)域"內(nèi)以與接入點(diǎn)設(shè)備通信。
部署無(wú)線通信系統(tǒng)的一種方法包括使用"微微蜂窩小區(qū)"，其是 具有幾米最多約20米半徑范圍的射頻(RF)覆蓋區(qū)域。由于微微蜂 窩小區(qū)覆蓋小的區(qū)域，通常每個(gè)微微蜂窩小區(qū)只有幾個(gè)用戶(客戶 機(jī))。當(dāng)由傳統(tǒng)基站產(chǎn)生的較大小區(qū)覆蓋時(shí)，微微蜂窩小區(qū)使能在小 的區(qū)域進(jìn)行選擇性無(wú)線覆蓋，要不然這些小的區(qū)域?qū)⒕哂休^差的信號(hào) 強(qiáng)度。
微微蜂窩小區(qū)由連接到前端控制器的無(wú)線接入點(diǎn)設(shè)備創(chuàng)建并以 所述無(wú)線接入點(diǎn)設(shè)備為中心。無(wú)線接入點(diǎn)設(shè)備包括連接到天線的RF 發(fā)射器/接收器，及包括數(shù)字信息處理電路。給定微微蜂窩小區(qū)的大 小由接入點(diǎn)設(shè)備傳輸?shù)腞F功率量、接收器靈敏度、天線增益及RF 環(huán)境確定，及由無(wú)線客戶設(shè)備的RF發(fā)射器/接收器靈敏度確定。
將多個(gè)接入點(diǎn)設(shè)備連接到前端控制器產(chǎn)生微微蜂窩小區(qū)陣列，其 覆蓋稱為"微微蜂窩覆蓋區(qū)"的區(qū)域。密集的微微蜂窩小區(qū)陣列在微 微蜂窩覆蓋區(qū)提供高數(shù)據(jù)吞吐量。
II. 射頻識(shí)別射頻識(shí)別(RFID)為利用RFID標(biāo)簽的遠(yuǎn)程識(shí)別技術(shù)，所述RFID 標(biāo)簽中保存有信息。所保存的信息可經(jīng)RFID標(biāo)簽和RFID標(biāo)簽閱讀 器之間的RF通信取回。典型的RFID系統(tǒng)使用一個(gè)或多個(gè)手持RFID 閱讀器，當(dāng)所述閱讀器被使得足夠靠近RFID標(biāo)簽時(shí)，其能讀由所述 標(biāo)簽發(fā)射的RFID標(biāo)簽信號(hào)。RFID系統(tǒng)在許多不同工業(yè)及圖書館和 醫(yī)院中用于庫(kù)存管理和產(chǎn)品跟蹤。
有三種主要類型的RFID標(biāo)簽。第一類型為無(wú)源RFID標(biāo)簽，其 具有沒有內(nèi)部電源的微型電路(通常為數(shù)字存儲(chǔ)芯片)。無(wú)源RFID 標(biāo)簽由從RFID標(biāo)簽閱讀器輸入的RF信號(hào)供電。RF信號(hào)為微型電路 提供足夠的功率以將RFID標(biāo)簽中保存的信息經(jīng)電磁RF標(biāo)簽信號(hào)傳 給RFID閱讀器。
第二類型的RFID標(biāo)簽為半無(wú)源式標(biāo)簽，并包括微型芯片+小電 源，使得RFID標(biāo)簽可產(chǎn)生較強(qiáng)的RF標(biāo)簽信號(hào)，從而導(dǎo)致更大的閱 讀范圍。第三類型的RFID標(biāo)簽為有源式標(biāo)簽，與半無(wú)源類型標(biāo)簽類 似，其具有其自己的電源。有源RFID標(biāo)簽產(chǎn)生輸出RF標(biāo)簽信號(hào)并 可響應(yīng)于來(lái)自RF標(biāo)簽閱讀器的RF信號(hào)詢問(wèn)，或者定期產(chǎn)生其自己 的輸出RF標(biāo)簽信號(hào)。
在一應(yīng)用中，實(shí)施覆蓋相當(dāng)大區(qū)域(如整個(gè)倉(cāng)庫(kù))及用高分辨率 跟蹤許多物品的RFID系統(tǒng)要求部署大量RFID標(biāo)簽閱讀器。此外， RFID標(biāo)簽閱讀器要求連接到可處理自RFID標(biāo)簽接收的數(shù)據(jù)的中心 計(jì)算機(jī)。
在尋求減少RFID標(biāo)簽閱讀器數(shù)量的另一傳統(tǒng)RFID應(yīng)用中，人 們現(xiàn)場(chǎng)物理上攜帶RFID標(biāo)簽閱讀器并詢問(wèn)每一 RFID標(biāo)簽，這通常 具有短的閱讀范圍，如1米或更少。該傳統(tǒng)的RFID方法還是裝備密 集和勞動(dòng)密集的方法，且實(shí)施和維護(hù)成本均較高昂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面為用于跟蹤一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)簽的基于光纖的 RFID系統(tǒng)，所述RFID標(biāo)簽上保存有信息。該系統(tǒng)包括由一個(gè)或多
6個(gè)微微蜂窩小區(qū)的陣列組成的微微蜂窩覆蓋區(qū)。所述微微蜂窩小區(qū)由 相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器形成。每一轉(zhuǎn)發(fā)器具有天線且適于將電RF
信號(hào)轉(zhuǎn)換為光RF信號(hào)，反之亦然。所述系統(tǒng)還包括一個(gè)或多個(gè)RFID 閱讀器。每一 RFID閱讀器經(jīng)相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)光纖RF通信鏈路光 連接到一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。每一轉(zhuǎn)發(fā)器光連接到所述一個(gè)或多個(gè) RFID閱讀器之一。每一轉(zhuǎn)發(fā)器適于接收相應(yīng)微微蜂窩小區(qū)內(nèi)的每一 RFID標(biāo)簽中保存的信息并將該信息在相應(yīng)的光纖RF通信鏈路上轉(zhuǎn) 發(fā)給相應(yīng)的RFID閱讀器。
本發(fā)明的另一方面為用于跟蹤一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)簽的基于光纖 的RFID系統(tǒng)，其中所述RFID標(biāo)簽發(fā)射電磁RFID標(biāo)簽信號(hào)。所述 系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)RFID閱讀器，及一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。每一轉(zhuǎn)發(fā) 器適于在相應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)器形成的微微蜂窩小區(qū)上將光RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁 RF信號(hào)，反之亦然。所述系統(tǒng)還包括一個(gè)或多個(gè)光纖RF通信鏈路， 該通信鏈路將一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器中的每一個(gè)光連接到所述一個(gè)或多 個(gè)RFID閱讀器。在一例子中，所述光纖RF通信鏈路中的每一個(gè)包 括下行鏈路光纖和上行鏈路光纖。在運(yùn)行中，所述一個(gè)或多個(gè)RFID 閱讀器通過(guò)在所述一個(gè)或多個(gè)光纖RF通信鏈路上將RF詢問(wèn)信號(hào)發(fā) 送給一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器而訪問(wèn)所述一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。這使得被訪問(wèn) 的轉(zhuǎn)發(fā)器在給定微微蜂窩小區(qū)內(nèi)電磁詢問(wèn)RFID標(biāo)簽，并在光通信鏈 路上將RFID標(biāo)簽發(fā)射的RFID標(biāo)簽信息轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的RFID閱讀器。 所述RFID標(biāo)簽信息可保存在RFID閱讀器中、保存在外部數(shù)據(jù)庫(kù)存 儲(chǔ)單元中、或傳給外面的網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明的另一方面為RFID方法，包括在由相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè) 轉(zhuǎn)發(fā)器形成的一個(gè)或多個(gè)微微蜂窩小區(qū)組成的微微蜂窩覆蓋區(qū)內(nèi)查 找其中保存有信息的一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)簽。所述方法還包括將來(lái) 自RFID閱讀器的詢問(wèn)信號(hào)在相應(yīng)光纖上發(fā)送給每一轉(zhuǎn)發(fā)器以得出來(lái) 自相應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)器微微蜂窩小區(qū)中的任何RFID標(biāo)簽的RFID標(biāo)簽信號(hào)。 所述方法還包括在相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)器中，檢測(cè)每一微微蜂窩小區(qū)內(nèi)由其
7中的RFID標(biāo)簽發(fā)射的電磁RFID標(biāo)簽信號(hào)，及將所接收的RFID標(biāo) 簽信號(hào)在光纖上傳給相應(yīng)的RFID標(biāo)簽閱讀器。
本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面的詳細(xì)描述中提出，且本領(lǐng) 域技術(shù)人員從該描述可明顯看出或通過(guò)按在此所述的(包括下面的詳 細(xì)描述、權(quán)利要求及附圖)實(shí)施本發(fā)明而意識(shí)到。
應(yīng)當(dāng)理解，前面的概括描述和下面的詳細(xì)描述均呈現(xiàn)本發(fā)明的實(shí) 施方式，且意于提供用于理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和特征的概覽或框架。包 括附圖以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，且其構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分。 附圖示出了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例，連同在此進(jìn)行的描述一起用于闡釋 本發(fā)明的原理和運(yùn)行。
因此，為易于說(shuō)明和圖示，多個(gè)基本電子電路元件和信號(hào)調(diào)節(jié)部 件如偏置T形器、RF濾波器、放大器、功率分配器等均未在圖中示 出。所述基本電子電路元件及部件應(yīng)用于本發(fā)明的系統(tǒng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù) 人員顯而易見。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的基于光纖的RFID系統(tǒng)的一般實(shí)施例的示意圖。
圖2為圖1的RFID系統(tǒng)的實(shí)施例的詳細(xì)示意圖。
圖3為圖2的RFID系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)器的另一實(shí)施例的特寫圖，其中
轉(zhuǎn)發(fā)器包括發(fā)射天線和接收天線。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的基于光纖的RFID系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，
其使用多個(gè)RFID閱讀器與光纜中間隔開排列的相應(yīng)多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)合。
圖5為圖4的RFID系統(tǒng)的光纜的一段的特寫示意縱向截面圖， 其示出了分開的下行鏈路和上行鏈路光纖、電源線及間隔開的轉(zhuǎn)發(fā) 器。
圖6為根據(jù)本發(fā)明的基于光纖的RFID系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖， 其使用光開關(guān)將單一RFID閱讀器光連接到光纜中的兩個(gè)或兩個(gè)以上轉(zhuǎn)發(fā)器。
圖7為圖6的RFID系統(tǒng)的特寫圖，其示出了采用可調(diào)反射鏡的
光開關(guān)的實(shí)施例的細(xì)節(jié)，并示出了在光開關(guān)的兩個(gè)i/o端口處的多個(gè)
下行鏈路和上行鏈路光纖。
圖8為根據(jù)本發(fā)明的基于光纖的RFID系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖， 其使用具有多個(gè)"轉(zhuǎn)換器對(duì)"的單一RFID閱讀器，每一轉(zhuǎn)換器對(duì)由 E/0轉(zhuǎn)換器和0/E轉(zhuǎn)換器組成，每一轉(zhuǎn)換器對(duì)光連接到光纜中排列的 轉(zhuǎn)發(fā)器。
圖9為根據(jù)本發(fā)明的基于光纖的RFID系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖， 其采用多個(gè)圖4的RFID系統(tǒng)以通過(guò)使用多根光纜創(chuàng)建擴(kuò)大的微微蜂 窩覆蓋區(qū)。
圖10為圖9的RFID系統(tǒng)的"自頂向下視圖"，其示出了擴(kuò)大的 微微蜂窩覆蓋區(qū)。
圖11為圖9的RFID系統(tǒng)的示意"側(cè)視圖"，其示出了與單根光 纜相關(guān)聯(lián)的微微蜂窩覆蓋區(qū)。
圖12為圖9的RFID系統(tǒng)的光纜的一段的特寫圖，其示出了單 一轉(zhuǎn)發(fā)器及相應(yīng)的微微蜂窩小區(qū)，還示出了所述微微蜂窩小區(qū)內(nèi) RFID標(biāo)簽的的電磁詢問(wèn)及來(lái)自RFID標(biāo)簽的電磁RFID標(biāo)簽信號(hào)響 應(yīng)。
具體實(shí)施例方式
下面詳細(xì)參考本發(fā)明目前的優(yōu)選實(shí)施方式，其例子在附圖中圖 示。只要可能，相同或類似附圖標(biāo)記在所有附圖中均用于指相同或相 似部分。
I.基本的基于光纖的RFID系統(tǒng)
圖1為根據(jù)本發(fā)明的基于光纖的RFID系統(tǒng)10的通用實(shí)施例的 示意圖。系統(tǒng)IO包括RFID閱讀器單元("RFID閱讀器")20、包括 天線34的轉(zhuǎn)發(fā)器單元("轉(zhuǎn)發(fā)器")30和使RFID閱讀器光連接到所 述轉(zhuǎn)發(fā)器的光纖RF通信鏈路36。如下面詳述的，RFID系統(tǒng)10具有實(shí)質(zhì)上以天線34為中心的微微蜂窩小區(qū)40。為圖示目的，下面的論
述假定天線34非?？拷M成轉(zhuǎn)發(fā)器30的其它元件，使得微微蜂窩小 區(qū)40的位置對(duì)應(yīng)于整個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的位置。然而，在實(shí)踐中，本領(lǐng)域技 術(shù)人員將理解，天線34可足夠遠(yuǎn)離其它轉(zhuǎn)發(fā)器元件，使得微微蜂窩 小區(qū)40的位置相對(duì)于天線本身進(jìn)行最佳描述。
圖2為圖1的RFID系統(tǒng)10的實(shí)施例的詳細(xì)示意圖。在實(shí)施例 中，RFID閱讀器20包括電連接到電光(E/O)轉(zhuǎn)換器60的RF信號(hào) 調(diào)制器46，所述電光轉(zhuǎn)換器適于接收電信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。 在實(shí)施例中，E/0轉(zhuǎn)換器60包括適于對(duì)該光纖載RF應(yīng)用傳送足夠的 動(dòng)態(tài)范圍的激光器，及可選地包括電連接到所述激光器的激光器驅(qū)動(dòng) 器/放大器。用于E/0轉(zhuǎn)換器60的適當(dāng)激光器的例子包括激光二極管、 分布式反饋(DFB)激光器、Fabry-Perot (FP)激光器、及垂直腔面 發(fā)射激光器(VCSEL)。
RFID閱讀器20還包括電連接到光電(O/E)轉(zhuǎn)換器62的RF信 號(hào)解調(diào)器48，所述0/E轉(zhuǎn)換器62適于接收光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信 號(hào)。在實(shí)施例中，0/E轉(zhuǎn)換器為光檢測(cè)器或電連接到線性放大器的光 檢測(cè)器。E/0轉(zhuǎn)換器60和0/E轉(zhuǎn)換器62構(gòu)成"轉(zhuǎn)換器對(duì)"66。
RFID閱讀器20還包括電連接到RF信號(hào)調(diào)制器46和RF信號(hào)解 調(diào)器48的控制單元("控制器")70。在實(shí)施例中，控制器70包括數(shù) 字信號(hào)處理單元("數(shù)字信號(hào)處理器")72、用于處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行邏輯 及計(jì)算運(yùn)算的中央處理單元(CPU) 74、及用于保存數(shù)據(jù)如按如下所 述獲得的RFID標(biāo)簽信息的存儲(chǔ)器單元76。在實(shí)施例中，數(shù)據(jù)保存在 連接到RFID閱讀器20具體連接到其中的控制器70的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 單元82中。在實(shí)施例中，控制器70經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路86連接到外面的網(wǎng) 絡(luò)84。
繼續(xù)參考圖2，轉(zhuǎn)發(fā)器30包括經(jīng)RF信號(hào)導(dǎo)控元件106如循環(huán)器 或RF開關(guān)電連接到天線34的轉(zhuǎn)換器對(duì)66。信號(hào)導(dǎo)控元件106用于 導(dǎo)控下行鏈路RF詢問(wèn)信號(hào)和上行鏈路RF標(biāo)簽信號(hào)，如下所述。
圖3為轉(zhuǎn)發(fā)器30的另一實(shí)施例的特寫圖，其包括兩個(gè)天線34:電連接到0/E轉(zhuǎn)換器62的發(fā)射天線34T和電連接到E/0轉(zhuǎn)換器60 的接收天線34R。雙天線實(shí)施方式避免了對(duì)RF信號(hào)導(dǎo)控元件106的 需要。
本發(fā)明的轉(zhuǎn)發(fā)器30與同無(wú)線通信系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的典型接入點(diǎn)設(shè)備 不同，因?yàn)檗D(zhuǎn)發(fā)器的優(yōu)選實(shí)施例只有幾個(gè)信號(hào)調(diào)節(jié)元件及沒有數(shù)字信 息處理能力。而是，數(shù)字信息處理能力位于遠(yuǎn)處的RFID閱讀器20 中，在特定例子中，位于控制器70中。這使轉(zhuǎn)發(fā)器30非常緊湊且實(shí) 質(zhì)上免維護(hù)。再者，當(dāng)執(zhí)行系統(tǒng)升級(jí)時(shí)不必改變轉(zhuǎn)發(fā)器。此外，轉(zhuǎn)發(fā) 器30耗用非常小的功率，及不需要局部電源，如下所述。
再次參考圖2，光纖RF通信鏈路36的實(shí)施例包括具有輸入端 138和輸出端140的下行鏈路光纖136D及具有輸入端142和輸出端 144的上行鏈路光纖136U。下行鏈路和上行鏈路光纖136D和136U 將RFID閱讀器20處的轉(zhuǎn)換器對(duì)66光連接到轉(zhuǎn)發(fā)器30處的轉(zhuǎn)換器 對(duì)。具體地，下行鏈路光纖輸入端138光連接到閱讀器20的E/O轉(zhuǎn) 換器60，而輸出端140光連接到轉(zhuǎn)發(fā)器30處的0/E轉(zhuǎn)換器62。類似 地，上行鏈路光纖輸入端142光連接到轉(zhuǎn)發(fā)器30的E/0轉(zhuǎn)換器60， 而輸出端144光連接到RFID閱讀器20處的0/E轉(zhuǎn)換器62。
RFID系統(tǒng)10還包括產(chǎn)生電功率信號(hào)162的電源160。電源160 電連接到RFID閱讀器20以對(duì)其中的耗電元件供電。在實(shí)施例中， 電源線168穿過(guò)RFID閱讀器20并到達(dá)轉(zhuǎn)發(fā)器30以對(duì)E/0轉(zhuǎn)換器60、 0/E轉(zhuǎn)換器62、可選的RF信號(hào)導(dǎo)控元件106、及位于其中的其它耗 電元件(未示出)供電。在實(shí)施例中，電源線168包括兩根導(dǎo)線170 和172，其攜載單一電壓并電連接到轉(zhuǎn)發(fā)器30處的DC/DC功率變換 器180。 DC/DC功率變換器180電連接到E/0轉(zhuǎn)換器60和0/E轉(zhuǎn)換 器62，并將電功率信號(hào)162的電壓改變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)器30中的耗電元件所 需要的功率電壓和電平。在實(shí)施例中，電源線168包括在標(biāo)準(zhǔn)電信應(yīng) 用中使用的標(biāo)準(zhǔn)電功率攜載電導(dǎo)線如18-26 AWG (美國(guó)線規(guī))。在另 一實(shí)施例中，電源線168 (虛線)直接從電源160連到轉(zhuǎn)發(fā)器30而 不是從或通過(guò)RFID閱讀器20。在另一實(shí)施例中，電源線168包括攜載多個(gè)電壓的兩根以上的導(dǎo)線。
圖1和圖2中還示出了位于微微蜂窩小區(qū)40內(nèi)的RFID標(biāo)簽200。 RFID標(biāo)簽200包括電連接到天線210 (圖2)的微型芯片204。 RFID 標(biāo)簽200可以是如上所述的任何標(biāo)準(zhǔn)類型的RFID標(biāo)簽。RFID標(biāo)簽 200被示為附著在物品220上。
運(yùn)行方法
參考圖1和圖2的基于光纖的RFID系統(tǒng)10，在運(yùn)行中，控制器 70中的數(shù)字信號(hào)處理器72產(chǎn)生下行鏈路數(shù)字RF信號(hào)Sl。該信號(hào)由 RF信號(hào)調(diào)制器46接收并調(diào)制到由載波產(chǎn)生單元(未示出)產(chǎn)生的 RF載波上。這產(chǎn)生設(shè)計(jì)來(lái)激活或引起來(lái)自RFID標(biāo)簽200的響應(yīng)的 電RF詢問(wèn)信號(hào)SI。
電RF詢問(wèn)信號(hào)SI由E/O轉(zhuǎn)換器60接收，其將該電信號(hào)轉(zhuǎn)換為 對(duì)應(yīng)的光信號(hào)SI'，該信號(hào)進(jìn)而接入輸入端138處的下行鏈路光纖 136D。在此應(yīng)注意，在實(shí)施例中，調(diào)整光RF詢問(wèn)信號(hào)SI，以具有給 定的調(diào)制指數(shù)。此外，在實(shí)施例中，控制E/O轉(zhuǎn)換器60的調(diào)制功率 (例如通過(guò)一個(gè)或多個(gè)增益控制放大器，未示出)以改變天線34的 發(fā)射功率，發(fā)射功率是指示相關(guān)微微蜂窩小區(qū)40的大小的主要參數(shù)。 在實(shí)施例中，改變提供給天線34的功率量以確定相關(guān)聯(lián)微微蜂窩小 區(qū)40的大小，在實(shí)施例中，其為從約1米到約20米的范圍中的任何 地方。
光RF詢問(wèn)信號(hào)SI'在下行鏈路光纖136上傳到輸出端140，在那 里其由轉(zhuǎn)發(fā)器30中的O/E轉(zhuǎn)換器62接收。0/E轉(zhuǎn)換器62將光RF 詢問(wèn)信號(hào)SI'轉(zhuǎn)換回電RF詢問(wèn)信號(hào)SI，該電RF詢問(wèn)信號(hào)繼而傳給信 號(hào)導(dǎo)控元件106。之后，信號(hào)導(dǎo)控元件106將電RF詢問(wèn)信號(hào)SI導(dǎo)引 到天線34。電RF詢問(wèn)信號(hào)SI被饋給天線34，使得其輻射對(duì)應(yīng)的電 磁RF詢問(wèn)信號(hào)Sr。由于RFID標(biāo)簽200在微微蜂窩小區(qū)40內(nèi)，電 磁RF詢問(wèn)信號(hào)SI"由RFID標(biāo)簽的天線210接收。天線210將電磁 RF詢問(wèn)信號(hào)SI"轉(zhuǎn)換為電RF詢問(wèn)信號(hào)SI (未在RFID標(biāo)簽200中示 出)，所述電RF詢問(wèn)信號(hào)由微型芯片204接收。在實(shí)施例中，微型
12芯片204由那樣產(chǎn)生的電RF詢問(wèn)信號(hào)"喚醒"從而響應(yīng)于其產(chǎn)生電 RF標(biāo)簽信號(hào)ST (未在RFID標(biāo)簽中示出)，該標(biāo)簽信號(hào)由天線210 轉(zhuǎn)換為電磁RF標(biāo)簽信號(hào)ST"。在實(shí)施例中，電RF標(biāo)簽信號(hào)ST包括 關(guān)于RFID標(biāo)簽200附加在其上的物品220的信息，如所述物品的標(biāo) 識(shí)、當(dāng)前位置、最后位置、顯示的日期、實(shí)際使用期等。在實(shí)施例中， 關(guān)于物品220的信息寫到RFID標(biāo)簽200，如下所述。
在實(shí)施例中，天線34范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)簽200的部 分或所有均需要詢問(wèn)信號(hào)激活。例如，在無(wú)源RFID標(biāo)簽200中，在 RFID標(biāo)簽內(nèi)形成的電RFID詢問(wèn)信號(hào)SI中的功率以足夠的功率激勵(lì) 微型芯片204以傳輸該微型芯片的RFID標(biāo)簽存儲(chǔ)器部分(未示出) 中保存的信息。
由于RFID標(biāo)簽200位于微微蜂窩小區(qū)40內(nèi)，電磁RF標(biāo)簽信號(hào) ST"由轉(zhuǎn)發(fā)器天線34檢測(cè)到，天線34將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為電RF標(biāo)簽信 號(hào)ST。電RF標(biāo)簽信號(hào)ST由信號(hào)導(dǎo)控元件106導(dǎo)引到E/0轉(zhuǎn)換器60， 轉(zhuǎn)換器60將該電信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的光RF標(biāo)簽信號(hào)ST'，之后，該信 號(hào)被連接到上行鏈路光纖136U的輸入端142。光RF標(biāo)簽信號(hào)ST， 在上行鏈路光纖136U上傳到輸出端144，在那里其由RFID閱讀器 20處的0/E轉(zhuǎn)換器62接收。0/E轉(zhuǎn)換器62將光RF標(biāo)簽信號(hào)ST'轉(zhuǎn) 換回電RF標(biāo)簽信號(hào)ST，之后電RF標(biāo)簽信號(hào)由RF信號(hào)解調(diào)器48 解調(diào)以形成上行鏈路數(shù)字信號(hào)S2。接著，該信號(hào)由控制器70中的數(shù) 字信號(hào)處理器72處理?？刂破?0因而從電RF標(biāo)簽信號(hào)ST提取RFID 標(biāo)簽信息并將該信息保存在內(nèi)存單元76中和/或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元82 中。在實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽信息經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路86傳給外面的網(wǎng)絡(luò)84。
II.具有多個(gè)RFID閱讀器的集中式RFID系統(tǒng)
圖4為根據(jù)本發(fā)明的基于光纖的RFID系統(tǒng)300的實(shí)施例的示意 圖。RFID系統(tǒng)300具有包括多個(gè)RFID閱讀器20 (為圖示目的示出 了 6個(gè))的中心控制站310。每一 RFID閱讀器20電連接到控制器 320，控制器320控制RFID閱讀器的運(yùn)行及RFID系統(tǒng)300的整體運(yùn) 行。在實(shí)施例中，單一電源160電連接到中心控制站310，具體連接
13。
在實(shí)施例中，RFID系統(tǒng)300 (如經(jīng)控制器320)連接到數(shù)據(jù)庫(kù)存 儲(chǔ)單元82以保存由RFID閱讀器20傳輸?shù)男畔?。同樣，在?shí)施例中， 控制器320經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路86連接到外面的網(wǎng)絡(luò)84。
每一 RFID閱讀器20經(jīng)其光纖RF通信鏈路36光連接到其相應(yīng) 的轉(zhuǎn)發(fā)器30。在實(shí)施例中，轉(zhuǎn)發(fā)器30在包括每一光纖RF通信鏈路 36的下行鏈路光纖136D和上行鏈路光纖136U的光纜340中間隔開 排列。在實(shí)施例中，光纜340包括保護(hù)性外套344。
圖5為圖4的光纜340的一段的特寫縱向截面圖，其示出了分開 的下行鏈路和上行鏈路光纖136D和136U及電源線168和轉(zhuǎn)發(fā)器30。
運(yùn)行方法
參考圖4和圖5，在RFID系統(tǒng)300的運(yùn)行中，控制器320經(jīng)適 當(dāng)數(shù)量的激活信號(hào)SA激活一個(gè)、部分或所有RFID閱讀器20。在實(shí) 施例中，部分或所有RFID閱讀器20順序激活，而在另一實(shí)施例中， 部分或所有RFID閱讀器同時(shí)激活。改變激活哪些RFID閱讀器20可 改變微微蜂窩覆蓋區(qū)44的范圍和/或形狀。每一激活的RFID閱讀器 20產(chǎn)生電RF詢問(wèn)信號(hào)Sl并經(jīng)相應(yīng)的光纖RF通信鏈路36將該信號(hào) 傳給其相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)器，如上結(jié)合RFID系統(tǒng)10所述。之后，被訪問(wèn) 的轉(zhuǎn)發(fā)器30在其相關(guān)聯(lián)的微微蜂窩小區(qū)40內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的電磁RF詢 問(wèn)信號(hào)SI"。位于微微蜂窩小區(qū)40之一中(即微微蜂窩覆蓋區(qū)44內(nèi)) 的RFID標(biāo)簽200將響應(yīng)于該微微蜂窩小區(qū)的電磁詢問(wèn)信號(hào)SI"并產(chǎn) 生電磁RF標(biāo)簽信號(hào)ST"。電RF標(biāo)簽信號(hào)ST在相應(yīng)的上行鏈路光纖 136U上傳給相應(yīng)的RF閱讀器20，如上所述。相應(yīng)的RFID閱讀器 20處理所述(電)RF標(biāo)簽信號(hào)ST并將其(或其已處理版本)發(fā)送 給控制器320。之后，控制器320還處理信號(hào)并保存信息，或?qū)FID 信息保存在外部數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)單元82中。或者，控制器320還可經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)鏈路86將RF標(biāo)簽信號(hào)ST或其中包含的信息傳給外面的網(wǎng)絡(luò)84。
應(yīng)注意，在實(shí)施例中，來(lái)自中心控制站310處的電源160的單一 電源線168組合在光纜340內(nèi)并適于向每一轉(zhuǎn)發(fā)器30供電，如圖5
14中所示。每一轉(zhuǎn)發(fā)器30如經(jīng)DC/DC變換器180 (圖2)使所需功率量流出。在實(shí)施例中由于轉(zhuǎn)發(fā)器具有相當(dāng)?shù)偷墓δ苄怨?，因而只需要相?dāng)?shù)偷碾姽β仕?如約1瓦特)，從而使高規(guī)線(如20AWG或更高)可用于電源線168。在光纜340中使用許多(如12個(gè)以上)轉(zhuǎn)發(fā)器30的實(shí)施例中，或者如果轉(zhuǎn)發(fā)器30的功耗由于其特定設(shè)計(jì)而明顯大于1瓦特時(shí)，在電源線168中采用低規(guī)線或多根導(dǎo)線。沿光纜340內(nèi)的電源線168的不可避免的壓降通常要求在每一轉(zhuǎn)發(fā)器30處進(jìn)行大范圍(約30伏特)的電壓調(diào)節(jié)。在實(shí)施例中，每一轉(zhuǎn)發(fā)器30處的DC/DC功率變換器180實(shí)現(xiàn)該電壓調(diào)節(jié)功能。如果預(yù)期壓降已知，則在實(shí)施例中，控制器320完成所述電壓調(diào)節(jié)。在備選實(shí)施例中，在每一轉(zhuǎn)發(fā)器30處使用遠(yuǎn)程電壓檢測(cè)，但該方法并不是優(yōu)選方法，因?yàn)槠湓黾恿讼到y(tǒng)的復(fù)雜性。
III.具有單一 RFID閱讀器的集中式RFID系統(tǒng)
通常，本發(fā)明的無(wú)線RFID過(guò)程相比于其它基于無(wú)線通信的應(yīng)用相對(duì)慢。RFID過(guò)程通常在每一 RFID標(biāo)簽200和RFID閱讀器單元20之間交換相對(duì)少比特的信息(如約100比特到約一千字節(jié))。此外，在大多數(shù)情況下，RPID通信的時(shí)間并不關(guān)鍵。在這些情況下， 一次使用單一 RFID閱讀器20與每一微微蜂窩小區(qū)40通信。在本發(fā)明的典型RFID應(yīng)用中，每秒一次到每分鐘一次地訪問(wèn)轉(zhuǎn)發(fā)器30，盡管根據(jù)特定RFID應(yīng)用也可采用其它輪詢速度。在實(shí)施例中，對(duì)于特定RFID應(yīng)用，轉(zhuǎn)發(fā)器30的順序激活以比通過(guò)微微蜂窩小區(qū)40跟蹤RFID標(biāo)簽的移動(dòng)所需要的采樣率快得多的速度進(jìn)行。這樣快的采樣提供與同時(shí)訪問(wèn)轉(zhuǎn)發(fā)器完全一樣的RFID數(shù)據(jù)跟蹤。
III(a).具有光開關(guān)的集中式RFID
圖6為根據(jù)本發(fā)明的基于光纖的RFID系統(tǒng)400的實(shí)施例的示意圖，其使用單一 RFID閱讀器20及光纜340中的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器30。 RFID系統(tǒng)400包括具有輸入/輸出(I/O)端口 412和414的光開關(guān)410。光開關(guān)410光連接到I/O端口 412處的下行鏈路和上行鏈路光纖136D和136U，并光連接到I/O端口 414處的光纜340。在實(shí)施
15例中，光纜340包括與I/O端口 414兼容的光纜連接器420。連接器 420的例子為MT("機(jī)械傳遞")連接器，如可從北卡羅來(lái)納州Hickory 的Corning Cable Systems, Inc.獲得的UNICAM MTP連接器。在實(shí)施 例中，連接器420適于容納電源線168，該電源線通過(guò)光開關(guān)410并 向光開關(guān)中的耗電元件供電。
光開關(guān)410可以是能夠?qū)⒁还饫w光連接到光纖陣列或光纖束中 的多根其它光纖中的任一光纖的多種類型的光開關(guān)中的任意一種。光 開關(guān)410光連接I/O端口 412處的下行鏈路和上行鏈路光纖136D和 136U以選擇下行鏈路和上行鏈路光纖中的光纖連接到I/O端口 414。
圖7為光開關(guān)410的例子的特寫圖，其示出了在兩個(gè)I/O端口412 和414處的多根下行鏈路和上行鏈路光纖136D和136U。光開關(guān)410 包括可調(diào)反射鏡裝置440，如可旋轉(zhuǎn)凹面鏡或數(shù)字反射鏡裝置 (DMD)?？烧{(diào)反射鏡裝置440連接到反射鏡控制器444，該反射鏡 控制器經(jīng)控制器鏈路450連接到RFID閱讀器控制器70。電源線168 電連接到反射鏡控制器444并向反射鏡控制器供電，及在可調(diào)反射鏡 耗電情況下向可調(diào)反射鏡裝置供電。在實(shí)施例中，控制器鏈路450、 光纖RF通信鏈路36和電源線168均包括在單一線纜460中或構(gòu)成 單一線纜460。
運(yùn)行方法
可調(diào)反射鏡裝置440安排成從I/O端口 412處的下行鏈路光纖 136D接收光RF詢問(wèn)信號(hào)SI，(在圖7中示意性地示為光線)并將該 光信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給I/O端口 414處的所選下行鏈路光線136D。同樣，可 調(diào)反射鏡裝置440還從I/O端口 414處的相應(yīng)上行鏈路光線136U接 收光RF標(biāo)簽信號(hào)ST'并將該信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給I/O端口 412處的所選上行 鏈路光線136U。
在系統(tǒng)400的實(shí)施例中，RFID閱讀器20中的控制器70被調(diào)整 (如通過(guò)編程)以經(jīng)控制器鏈路450上發(fā)送給反射鏡控制器444的控 制信號(hào)SCI調(diào)節(jié)可調(diào)反射鏡440從而將I/O端口 412處的下行鏈路和 上行鏈路光纖136D和136U光連接到I/O端口 414處的所選上行鏈路/下行鏈路光纖。
m(b).具有電RF開關(guān)的集中式RFID系統(tǒng)
圖8為根據(jù)本發(fā)明的基于光纖的RFID系統(tǒng)500的實(shí)施例的示意 圖，其使用單一RFID閱讀器20和光纜340中的多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器30。在 RFID系統(tǒng)500中，RFID閱讀器20包括多個(gè)轉(zhuǎn)換器對(duì)66，光纜340 中的每一轉(zhuǎn)發(fā)器30均對(duì)應(yīng)一轉(zhuǎn)換器對(duì)。每一轉(zhuǎn)換器對(duì)66通常連接到 相應(yīng)的光纖RF通信鏈路36，下行鏈路光纖136D光連接到E/0轉(zhuǎn)換 器60，上行鏈路光纖136U光連接到0/E轉(zhuǎn)換器62。 RFID系統(tǒng)500 包括具有輸出端口 530和輸入端口 532的RF開關(guān)520。 E/0轉(zhuǎn)換器 60電連接到輸出端口 530， 0/E轉(zhuǎn)換器62電連接到輸入端口 532。 RF信號(hào)調(diào)制器46電連接到RF開關(guān)520的輸入端口 532， RF信號(hào)解 調(diào)器48電連接到RF開關(guān)的輸出端口 530。控制器70電連接到RF 開關(guān)520的控制器端口 534。
運(yùn)行方法
在RFID系統(tǒng)500的運(yùn)行中，電RF詢問(wèn)信號(hào)SI在RFID閱讀器 20處產(chǎn)生，如上所述，并被導(dǎo)引到RF開關(guān)520。 RF開關(guān)520接收 電RF詢問(wèn)信號(hào)SI并將其導(dǎo)引到由RF開關(guān)的設(shè)置確定的轉(zhuǎn)換器對(duì)66 之一，RF開關(guān)由控制器70經(jīng)控制器端口 534處提供給RF開關(guān)的控 制信號(hào)SC2進(jìn)行控制。因此，RF開關(guān)520使光纜340中的每一轉(zhuǎn)發(fā) 器30均能以與圖2的RFID系統(tǒng)10類似的方式使用單一 RF閱讀器 20逐一單獨(dú)進(jìn)行訪問(wèn)。
在實(shí)施例中，RF開關(guān)520適于從每一輸入的信號(hào)SI形成多個(gè)電 RF詢問(wèn)信號(hào)SI，并將每一信號(hào)SI發(fā)送給多個(gè)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換器對(duì)66。 這使RF閱讀器20能同時(shí)訪問(wèn)部分或所有轉(zhuǎn)發(fā)器30。在該實(shí)施例中， RF開關(guān)520優(yōu)選包括放大器(未示出)以提升分開的詢問(wèn)信號(hào)的信 號(hào)強(qiáng)度。同樣，RF開關(guān)520適于在輸入端口 532處接收來(lái)自微微蜂 窩覆蓋區(qū)400內(nèi)的多個(gè)RFID標(biāo)簽200的RFID標(biāo)簽信號(hào)ST，并將這 些標(biāo)簽信號(hào)導(dǎo)引到控制器70電連接的輸出端口 530。之后，RFID標(biāo) 簽信號(hào)ST按如上所述由RFID閱讀器20處理。
17IV.具有多個(gè)RFID閱讀器和多根光纜的RFID系統(tǒng) 在其中轉(zhuǎn)發(fā)器30與單一 RFID閱讀器20之間的RFID通信太慢 或不適當(dāng)?shù)膶?shí)施例中，本發(fā)明包括具有兩個(gè)或兩個(gè)以上RFID閱讀器 的基于光纖的RFID系統(tǒng)實(shí)施例。例如，當(dāng)需要對(duì)給定微微蜂窩覆蓋 區(qū)44中的大量(如數(shù)千個(gè)或幾萬(wàn)個(gè))RFID標(biāo)簽200進(jìn)行盤存時(shí)，可 使用多個(gè)RFID閱讀器20。
圖9為根據(jù)本發(fā)明的基于光纖的RFID系統(tǒng)600的實(shí)施例的示意 圖。RFID系統(tǒng)600包括多根光纜340，每一光纜連接到相應(yīng)的中心 控制站310，與圖3的RFID系統(tǒng)300 —樣。在該實(shí)施例中，中心控 制站310簡(jiǎn)單地稱為"控制站"。控制站310構(gòu)成更大的主控制站610。 主控制站610包括連接到每一控制站310 (圖4)的每一控制器320 的中心控制器650。中心控制器650適于控制和協(xié)調(diào)控制站310的運(yùn) 行。
電源160電連接到主控制站610并向其供電?？蛇x地，外部數(shù)據(jù) 庫(kù)存儲(chǔ)單元82和外面的網(wǎng)絡(luò)84經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路86連接到主控制站610。 在實(shí)施例中，每一光纜340具有連接器420，主控制站610具有與連 接器420連接的相應(yīng)連接器640。
運(yùn)行方法
繼續(xù)參考圖9和圖4，在RFID系統(tǒng)600的運(yùn)行中，中心控制器 650將控制信號(hào)SC3發(fā)送給一個(gè)、部分或所有控制站310。控制信號(hào) SC3使相應(yīng)控制站310中的控制器訪問(wèn)相應(yīng)光纜340中的相應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)器 30。之后，如上所述，每一控制站310用于從相應(yīng)微微蜂窩小區(qū)40 內(nèi)的RFID標(biāo)簽200收集信息。來(lái)自每一控制站310的RFID標(biāo)簽信 息經(jīng)來(lái)自每一控制站中的每一控制器320的控制站信號(hào)SS提供給中 心控制器650。中心控制器650或內(nèi)部保存控制站信號(hào)SS包含的信 息，或?qū)⒃撔畔⒈４嬖谕獠繑?shù)據(jù)存儲(chǔ)單元82中，或經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鏈路86將 該信息傳給網(wǎng)絡(luò)84。
圖10為圖9的RFID系統(tǒng)600的示意性"自上向下視圖"，其示 出了通過(guò)使用多根光纜340提供的擴(kuò)大的微微蜂窩覆蓋區(qū)44。圖11
18為圖10的微微蜂窩覆蓋區(qū)44的示意性"側(cè)視圖"。圖12為單一轉(zhuǎn)發(fā)
器30及相應(yīng)的微微蜂窩小區(qū)40的特寫圖，其示出了微微蜂窩小區(qū)內(nèi) 的RFID標(biāo)簽200的詢問(wèn)及從RFID標(biāo)簽引出的響應(yīng)，如上所述。應(yīng) 注意，如果多個(gè)RFID標(biāo)簽200位于給定微微蜂窩小區(qū)40中，在實(shí) 施例中，相應(yīng)的RFID閱讀器20—次讀一個(gè)RFID標(biāo)簽。例如，這包 括將電磁RFID詢問(wèn)信號(hào)SI"發(fā)送給所有RFID標(biāo)簽200，標(biāo)簽號(hào)以某 一位開始。如果一個(gè)以上RFID標(biāo)簽200響應(yīng)，則RFID閱讀器20使 用RFID標(biāo)簽號(hào)中的下一位在多個(gè)RFID標(biāo)簽之間進(jìn)行區(qū)分直到只有 一個(gè)RFID標(biāo)簽響應(yīng)為止。微微蜂窩小區(qū)內(nèi)的其它RFID標(biāo)簽200基 于它們的特定RFID標(biāo)簽號(hào)在不同時(shí)間進(jìn)行閱讀。
V.優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用
集中升級(jí)和更新
本發(fā)明的集中式基于光纖的RFID系統(tǒng)非常靈活且相較于傳統(tǒng) RFID系統(tǒng)具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，進(jìn)行RFID系統(tǒng)升級(jí)(如新硬件) 非常簡(jiǎn)單，因?yàn)樗鼈兛稍谥行奈恢眠M(jìn)行。在本發(fā)明的一實(shí)施例中， RFID閱讀器用于RFID標(biāo)簽寫入以將信息添加在RFID標(biāo)簽200中或 更新其中的信息。例如，這可通過(guò)發(fā)送更新信號(hào)SU而不是詢問(wèn)信號(hào) SI實(shí)現(xiàn)。響應(yīng)于來(lái)自控制器70中的數(shù)字信號(hào)處理器72的信號(hào)S3, RF信號(hào)調(diào)制器46產(chǎn)生更新信號(hào)SU (圖2)，該更新信號(hào)以與傳送詢 問(wèn)信號(hào)SI相同的方式傳給一個(gè)、部分或所有RFID標(biāo)簽200。這樣的 RFID標(biāo)簽寫入使能改變物品分配如分配給不同的工作小組、項(xiàng)目， 或改變物品狀態(tài)(如從"在售"改變?yōu)?已售完"、價(jià)格改變等)。
分辨率和RFID標(biāo)簽跟蹤
在實(shí)施例中，本發(fā)明的基于光纖的RFID系統(tǒng)輪詢微微蜂窩覆蓋 區(qū)44內(nèi)的RFID標(biāo)簽200。所獲得的信息可保存在外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 82中、保存在本地控制器中(如圖2的RFID系統(tǒng)10的控制器70的 內(nèi)存單元76中)、或傳到外部網(wǎng)絡(luò)84上。由于微微蜂窩小區(qū)40相當(dāng) 小，RFID系統(tǒng)以非常高的空間分辨率如幾米知道微微蜂窩覆蓋區(qū)44 內(nèi)的所有RFID標(biāo)簽200的位置，并可在RFID標(biāo)簽在微微蜂窩小區(qū)之間移動(dòng)時(shí)跟蹤它們的移動(dòng)。
本發(fā)明的基于光纖的RFID系統(tǒng)能夠跟蹤非常大量的RFID標(biāo)簽 200，尤其在多個(gè)控制器(即控制器70、 320、 650)具有現(xiàn)代計(jì)算機(jī) 處理能力的情況下更是如此。在實(shí)施例中，本發(fā)明包括基于計(jì)算機(jī)的 物品220的位置和/或移動(dòng)跟蹤。在本發(fā)明的RFID系統(tǒng)的應(yīng)用例子中， 光纖340相對(duì)于倉(cāng)庫(kù)中的貨架布置以產(chǎn)生微微蜂窩覆蓋區(qū)從而跟蹤 和盤存具有RFID標(biāo)簽并置于貨架上的物品。在這點(diǎn)上，本發(fā)明的 RFID系統(tǒng)尤其可應(yīng)用于多個(gè)不同工業(yè)、服務(wù)和產(chǎn)品的遠(yuǎn)程倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存 管理。
將新的RFID標(biāo)簽引入微微蜂窩覆蓋區(qū)
在本發(fā)明的基于光纖的RFID系統(tǒng)的某些應(yīng)用中， 一個(gè)或多個(gè) RFID閱讀器將發(fā)現(xiàn)在詢問(wèn)信號(hào)SI之間進(jìn)入微微蜂窩覆蓋區(qū)44的新 RFID標(biāo)簽200。在實(shí)施例中，如果RFID標(biāo)簽200損壞，RFID系統(tǒng) 適于(如通過(guò)編程)產(chǎn)生報(bào)警，并基于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元82或控制器的 內(nèi)存單元如控制器70 (圖2)中的內(nèi)存單元76中保存的數(shù)據(jù)提供物 品的最后位置(或完整跟蹤記錄)。
重疊微微蜂窩小區(qū)
在實(shí)踐中，微微蜂窩小區(qū)40通常沒有清晰邊界(如圖10中所示)， 而是與相鄰的微微蜂窩小區(qū)(如圖4中所示)重疊。因此，可能發(fā)生 一個(gè)以上微微蜂窩小區(qū)40覆蓋和閱讀同一 RFID標(biāo)簽200的情況。 在這種情況下，RFID系統(tǒng)可準(zhǔn)確地識(shí)別相應(yīng)物品220的位置。如果 兩個(gè)或兩個(gè)以上微微蜂窩小區(qū)40閱讀RF標(biāo)簽200，則RFID標(biāo)簽必 定位于微微蜂窩小區(qū)之間的交叉點(diǎn)。在實(shí)施例中，RFID系統(tǒng)適于(如 通過(guò)編程)考慮微微蜂窩小區(qū)重疊并確定RFID標(biāo)簽的位置。
很顯然，在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員 可進(jìn)行多種修改和變化。因此，如果對(duì)本發(fā)明的修改和變化在所附權(quán) 利要求及其等效方案的范圍內(nèi)，則本發(fā)明覆蓋這些修改和變化。
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權(quán)利要求
1、用于跟蹤一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)簽的基于光纖的射頻識(shí)別RFID系統(tǒng)，其中所述RFID標(biāo)簽上保存有信息，該系統(tǒng)包括由相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器形成的一個(gè)或多個(gè)微微蜂窩小區(qū)的陣列組成的微微蜂窩覆蓋區(qū)，每一轉(zhuǎn)發(fā)器具有天線且適于將電射頻RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為光RF信號(hào)，反之亦然；一個(gè)或多個(gè)RFID閱讀器，每一RFID閱讀器經(jīng)相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)光纖RF通信鏈路光連接到一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器；其中每一轉(zhuǎn)發(fā)器光連接到所述一個(gè)或多個(gè)RFID閱讀器之一并適于接收相應(yīng)微微蜂窩小區(qū)內(nèi)的每一RFID標(biāo)簽中保存的信息及將該信息在相應(yīng)的光纖RF通信鏈路上轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的RFID閱讀器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中每一光纖RF通信鏈路包括下 行鏈路光纖和上行鏈路光纖。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器排列在由上 行鏈路光纖和下行鏈路光纖形成的光纜中。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器排列在多根 光纜中，每一光纜光連接到至少一RFID閱讀器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中所述光纜包括多個(gè)間隔開的轉(zhuǎn)發(fā)器°
6、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，包括位于中心控制站處的多個(gè)RFID 閱讀器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括 光開關(guān)；單一 RFID閱讀器，其中該單一 RFID閱讀器經(jīng)第一光纖RF通信鏈路光連接到所述光開關(guān)；經(jīng)多個(gè)第二光纖RF通信鏈路光連接到光開關(guān)的多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器；及 其中所述光開關(guān)適于在所述第一光纖RP通信鏈路和每一所述第二光纖RF通信鏈路之間切換光連接從而使RFID閱讀器能每次與一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器通信。
8、根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，具有單一 RFID閱讀器及經(jīng)相應(yīng)的多個(gè)通信鏈路光連接到所述單一 RFID閱讀器的多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，其中所 述單一RFID閱讀器包括多個(gè)轉(zhuǎn)換器對(duì)，每一轉(zhuǎn)換器對(duì)包括電光E/0轉(zhuǎn)換器和光電O/E 轉(zhuǎn)換器，每一轉(zhuǎn)換器對(duì)經(jīng)光纖RF通信鏈路之一光連接到所述轉(zhuǎn)發(fā)器 之一；及RF開關(guān)，該RF開關(guān)在不同的轉(zhuǎn)換器對(duì)之間導(dǎo)引電RF信號(hào)以每 次與一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器通信。
9、 用于跟蹤一個(gè)或多個(gè)射頻識(shí)別RFID標(biāo)簽的基于光纖的RFID 系統(tǒng)，其中所述RFID標(biāo)簽發(fā)射電磁RFID標(biāo)簽信號(hào)，所述系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)RFID閱讀器；一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，每一轉(zhuǎn)發(fā)器適于在相應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)器形成的微微蜂 窩小區(qū)上將光RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁RF信號(hào)，反之亦然；一個(gè)或多個(gè)光纖RF通信鏈路，該通信鏈路將一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器 中的每一個(gè)光連接到所述一個(gè)或多個(gè)RFID閱讀器；及其中所述一個(gè)或多個(gè)RFID閱讀器在所述一個(gè)或多個(gè)光纖RF通 信鏈路上將RF詢問(wèn)信號(hào)發(fā)送給一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器以使所述一個(gè)或多 個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器電磁詢問(wèn)給定微微蜂窩小區(qū)內(nèi)的RFID標(biāo)簽，并在光通信鏈 路上將RFID標(biāo)簽發(fā)射的RFID標(biāo)簽信息轉(zhuǎn)發(fā)回相應(yīng)的RFID閱讀器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，具有多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器和單一RFID閱讀 器，所述單一 RFID閱讀器包括電連接到多對(duì)電光E/O轉(zhuǎn)換器和光電 O/E轉(zhuǎn)換器中的每一對(duì)的RF開關(guān)，從而使所述單一 RFID閱讀器能 每次與一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器通信。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，具有單一 RFID閱讀器和多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā) 器，其中所述單一RFID閱讀器和所述多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器光連接到適于使所 述單一 RFID閱讀器每次與一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器光通信的光開關(guān)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器沿包括 一個(gè)或多個(gè)光纖RF通信鏈路的光纜排列。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)簽附著到相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)物品上。
14、 射頻識(shí)別RFID方法，包括在由相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器形成的一個(gè)或多個(gè)微微蜂窩小區(qū) 組成的微微蜂窩覆蓋區(qū)內(nèi)査找其中保存有信息的一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo) 簽；將來(lái)自RFID閱讀器的詢問(wèn)信號(hào)在相應(yīng)光纖上發(fā)送給每一轉(zhuǎn)發(fā)器 以從相應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)器微微蜂窩小區(qū)中的任何RFID標(biāo)簽引出RFID標(biāo)簽信 號(hào)；在相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)器中檢測(cè)每一微微蜂窩小區(qū)內(nèi)由其中的RFID標(biāo)簽 發(fā)射的電磁RFID標(biāo)簽信號(hào)；及將所接收的RFID標(biāo)簽信號(hào)在光纖上傳給相應(yīng)的RFID標(biāo)簽閱讀器。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，包括將一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器光連接 到同一RFID閱讀器。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，包括沿光纜間隔開排列多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，包括采用多根光纜創(chuàng)建微微蜂窩 覆蓋區(qū)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，包括在中心控制站采用多個(gè)RFID 閱讀器。
19、 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，包括使用光開關(guān)或RF開關(guān)在單 一RFID閱讀器和光連接到所述RFID閱讀器的多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器之間切換。
20、 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，包括從至少一 RFID閱讀器向一 個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)簽中的至少一個(gè)寫信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于光纖的射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)，其包括經(jīng)相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)光纖RF通信鏈路光連接到一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的一個(gè)或多個(gè)RFID閱讀器。每一轉(zhuǎn)發(fā)器適于從相關(guān)微微蜂窩小區(qū)內(nèi)的RFID標(biāo)簽接收電磁RF標(biāo)簽信號(hào)并在相應(yīng)的光纖RF通信鏈路上將光RF標(biāo)簽信號(hào)傳給相應(yīng)的RFID閱讀器。之后，RFID閱讀器將光RF標(biāo)簽信號(hào)轉(zhuǎn)換為電RFID標(biāo)簽信號(hào)，并從RFID標(biāo)簽信號(hào)提取RFID標(biāo)簽信息。轉(zhuǎn)發(fā)器可沿由構(gòu)成光纖RF通信鏈路的下行鏈路和上行鏈路光纖對(duì)組成的一根或多根光纜的長(zhǎng)度間隔開排列。
文檔編號(hào)H04B10/12GK101467367SQ200780022093
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者M·N·伊斯頓, M·索爾 申請(qǐng)人:康寧光纜系統(tǒng)有限公司