TWI541727B - Application of Radio Frequency Identification Technology in superscript Operation - Google Patents

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TWI541727B TW099145441A TW99145441A TWI541727B TW I541727 B TWI541727 B TW I541727B TW 099145441 A TW099145441 A TW 099145441A TW 99145441 A TW99145441 A TW 99145441A TW I541727 B TWI541727 B TW I541727B
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Description

射頻辨識技術應用於上標作業的設備與方法
本發明係利用射頻辨識技術於上標作業的設備與方法,尤指一種提供RFID標籤功能驗證與資料庫連結作業、RFID標籤在物件上的最佳貼覆位置偵測、RFID標籤貼覆完成的功能再確認等作業一完整的RFID標籤上標解決方案。
射頻辨識系統(Radio Frequency IDentification,RFID)主要包括RFID標籤(Tag)、RFID讀取器和應用系統組成。其中,RFID所使用的操作頻率包括低頻(Low Frequency,通常用134 KHz)、高頻(High Frequency,通常用13.56 MHz)、超高頻(Ultra-High Frequency,通常為860~960 MHz)、和微波(Microwave,通常為2.4 GHz)等。被動式(Passive)RFID標籤不含電池,其內部類比電路將來自於讀取器的電磁波轉換為電能使用。RFID標籤內有記憶體可儲存資料,依設計與製程可分為唯讀、單寫多讀、或可重複讀寫等款式。因為RFID辨識系統是利用電磁波傳遞能量和訊號,RFID標籤易受貼覆物件的材料特性、週圍的磁條或金屬材料的影響;貼覆物件的材料會影響RFID標籤天線的頻率響應,而週圍的磁條或金屬材料會因面積或體積的大小、距離遠近產生干涉現象(Interference Phenomenon)而影響讀取效果。因為在RFID辨識系統所用的頻率範圍內之電磁波是不可見的,因此其受週圍磁條或金屬材料影響所產生的建設性或破壞性干涉(Constructive or Destructive Interference)無法預知;過去在使用射頻辨識系統應用時,如何貼被動式(Passive)RFID標籤就必須花很多時間和重覆進行上標貼覆前置作業。通常都先在待貼覆物件上試貼不同位置,再用讀取器檢查讀取率;要找出貼覆的相對合適位置相當耗時,且往往不易找到適當位置。
以往熟知的方法是利用讀取RFID標籤訊號的強弱(如接收訊號強度顯示,RSSI,Received Signal Strength Indication)判斷RFID標籤的品質,當發現訊號弱,效果不佳時,則判定RFID標籤品質不良。另一種用法是測試RFID標籤已貼在物件上的讀取效果,當偵測到訊號微弱,或讀取率不佳時,只能判定目前所貼的位置或是擺放的方式不恰當。而RFID標籤並不耐多次貼與撕的動作,而重複黏貼易使膠層黏性不足,重複撕下易使RFID標籤損毀,無形中造成人力、時間與資源的浪費。
為解決上述問題,本發明係提供RFID標籤功能驗證與資料庫連結作業、RFID標籤在物件上的最佳貼覆位置偵測、RFID標籤貼覆完成的功能再確認等作業一完整的RFID標籤上標解決方案。
上標作業中,須將物件資訊與RFID標籤進行連結,物件資訊可使用數位通訊介面與電腦主機資料庫連線作業,或是將相關資料以記憶卡(如SD、CF、XD記憶卡、USB隨身碟等)匯入資料庫。若物件原已貼有條碼,可使用內建條碼讀取器,或是外接條碼讀取器讀取條碼,從外部或內部資料庫選取其相關資料,依預定編碼原則利用內建RFID讀取器(具備讀取和寫入RFID標籤的功能)寫入RFID標籤的EPC記憶區或相關可寫入記憶區,並與資料庫連結處理;或是依標籤種類與應用需求只做RFID UID與資料庫連結處理。RFID標籤經前述作業,亦可先驗證該標籤基本功能是否可正常使用?
在物件上準備要貼RFID標籤時,將物件與RFID標籤放置於射頻辨識上標作業設備箱體上可彈性調整尺寸的RFID標籤讀取窗區域,先運用RFID讀取器偵測訊號強弱與讀取率。RFID標籤在貼覆前可以水平適度移動,系統會自動將所偵測的訊號強弱與讀取率訊息顯示在設備上的顯示器(如液晶顯示器、陰極射線管等),或是外接的顯示器。同時依據事先設定的合格與不合格等級規格將利用不同顏色的燈號顯示,並可配合音頻裝置適當提示,以加速RFID標籤適當位置的判定。
當RFID標籤貼覆於物件完成後,用射頻辨識上標作業設備再次偵測RFID標籤訊號與讀取率,以確認上標作業正確完成。由於每一個別物件在生產或加工過程中都會有些許差異;尤其是書籍中若原先已有隨意貼覆的磁條時,其間隔頁數、高度、長度或厚度等差異性更大;藉由本發明的設備和方法,可以確保每一個別物件都能得到最佳貼覆位置,充分發揮RFID在應用上的效能。而相關RFID標籤訊號與讀取率資料可存檔或匯入測試資料庫,進行後續最佳化分析與控制。
為進一步對本創作有更深入的說明,乃藉由以下圖示、圖號說明及發明詳細說明,冀能對 貴審查委員於審查工作有所助益。
茲配合下列之圖式說明本創作之詳細結構,及其連結關係,以利於 貴審委做一瞭解。
如圖一射頻辨識上標作業設備示意圖,射頻辨識上標作業設備箱體11採用金屬箱體做為雜訊的屏蔽,避免偵測環境受外界影響;箱體的金屬板114內側可以貼上吸波材115,減少電磁波在密閉箱體內的干涉現象,提升偵測的有效性;箱體上至少有一RFID標籤讀取窗(Reading Window)18可以讓射頻辨識讀取器(RFID Reader)12的電磁波傳遞能量和訊號與RFID標籤21進行測試,而射頻辨識讀取器12可為一讀取器天線電性連接內建射頻辨識讀取器或是以RF同軸電纜線外接射頻辨識讀取器;利用顯示器14顯示相關訊息,利用不同顏色的燈號15或可發出不同聲響的音頻裝置17提示目前偵測與操作的狀態,且該音頻裝置17可為一擴音器或蜂鳴器;提供至少一控制按鍵16做相關控制(如讀碼、寫碼、偵測等)操作;可以利用數位通訊介面71(如:乙太(Ethernet)電腦網路、RS-232界面、RS-485界面、RS-422界面、USB界面等)與主機電腦或伺服器等連線作業;也可以採用記憶卡介面61(如SD記憶卡、XD記憶卡、CF記憶卡、USB隨身碟),將相關資料由系統端用記憶卡複製,再匯入本設備使用;當待貼RFID標籤的物件已有條碼,且須利用原條碼與RFID標籤進行資料寫入/連結作業,由條碼讀取器81讀取原有條碼,進行相關作業,該條碼讀取器81為一內建條碼讀取器或是一外接條碼讀取器;為方便提升作業速率,利用可調式物件定位擋板19,可預先取一相同或同款的物件31進行測試,找出物件31放RFID標籤時偵測效果良好的適當位置,將可調式物件31定位擋板固定,可使後續在放置待貼標物件31時能迅速就位。
依不同的應用,RFID標籤21、211在使用時可以貼覆在物件內,如應用在書籍類物件31、311,其書本內頁往往已有磁條或金屬材料41、411(如:磁條、訂書針、金屬層印刷等);或是RFID標籤212與磁條或金屬材料421分別在待貼標物件312的兩側;或是RFID標籤213與磁條或金屬材料422分別在待貼標物件313的同一側,且相對距離近,都會影響RFID標籤的讀取特性。參考圖一射頻辨識上標作業設備示意圖和圖二A、B、C之RFID標籤與磁條或金屬材料相關位置示意圖。利用書本內頁適當的隔離,並平移RFID標籤213與磁條或金屬材料422相對位置,用本發明設備和方法可以迅速找到最佳的貼覆位置。其他情形也是一樣,平移RFID標籤213,用本發明設備和方法可以迅速找到最佳的貼覆位置。
在各作業階段,包括RFID標籤的資料存取測試,RFID標籤與物件相對位置偵測作業,以及貼標完成測試作業等所得到的測試數據,儲存在測試數據資料庫或檔案中,系統可加以計算與分析,找出更佳的測試規格,做為後續測試的規格,讓系統準確性與效益越來越好,成本越來越低。
參考圖三A、B之RFID標籤結構示意圖所示,為方便平移與貼覆RFID標籤214,離型紙223和224比RFID標籤長,可依實際應用需要採用適當長度,以方便操作;其剖面結構圖包括上離型紙225、上膠層231、RFID標籤215、下膠層232和下離型紙226;若實際貼覆面只有單一面,則依其需求移除上離型紙225和上膠層231,或移除下膠層232和下離型紙226。
為符合各種不同尺寸的RFID標籤,如圖四A、B、C、D之蓋板RFID標籤讀取區結構示意圖,RFID標籤讀取窗181的尺寸需要比最長的和最寬的RFID標籤還大;但是不同款式的RFID標籤尺寸差異很大,為了方便調整RFID標籤讀取窗181的大小,並兼顧降低電磁波外洩的因素,在蓋板的下方利用兩片金屬滑片511和512做調整;機構上用U型金屬滑槽基座521和L型金屬滑槽基座522和523與蓋板接合;其右截面圖中,蓋板112與U型金屬滑槽基座524為固定接合,金屬滑片513則可以在U型金屬滑槽基座內滑動;其前截面圖中,蓋板113與L型金屬滑槽基座525和526為固定接合,金屬滑片514則可以在雙金屬滑槽基座內滑動;為使兩片金屬滑板515和516在相靠近時能達到密合的效果,其銜接面以上下交疊的方式,能避免有縫隙,讓電磁波不會從銜接面溢出。
綜上所述,本發明之設備與方法以及相關結構特徵及各實施例皆已詳細揭示,而可充分顯示出本發明案在目的及功效上均深賦實施之進步性,極具產業之利用價值,且為目前市面上前所未見之運用,依專利法之精神所述,本發明案完全符合發明專利之要件。
唯以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不能以之限定本發明所實施之範圍,即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾,皆應仍屬於本發明專利涵蓋之範圍內,謹請 貴審查委員明鑑,並祈惠准,是所至禱。
11...射頻辨識上標作業設備箱體
111...射頻辨識上標作業設備箱體蓋板
112...射頻辨識上標作業設備箱體蓋板右側邊截面
113...射頻辨識上標作業設備箱體蓋板前側邊截面
114...箱體的金屬板
115...吸波材
12...射頻辨識讀取器
14...顯示器
15...顯示燈號
16...控制按鍵
17...音頻裝置
18...RFID標籤讀取窗
19...可調式物件定位擋板
21...RFID標籤
211...RFID標籤
212...RFID標籤
213...RFID標籤
214...RFID標籤
215...RFID標籤
22...離型紙
223...離型紙
224...離型紙
225...上離型紙
226...下離型紙
231...上膠層
232...下膠層
31...物件
311...物件
312...物件
313...物件
41...磁條或金屬材料
411...磁條或金屬材料
421...磁條或金屬材料
422...磁條或金屬材料
511...金屬滑片
512...金屬滑片
513...金屬滑片截面
514...金屬滑片截面
515...金屬滑片重疊截面
516...金屬滑片重疊截面
521...金屬滑槽基座
522...金屬滑槽基座
523...金屬滑槽基座截面
524...金屬滑槽基座截面
525...金屬滑槽基座截面
526...金屬滑槽基座截面
61...記憶卡介面
71...數位通訊介面
81...條碼讀取器
圖一係為本發明射頻辨識上標作業設備示意圖;
圖二A、B、C係為本發明RFID標籤與磁條或金屬材料相關位置示意圖;
圖三A、B係為本發明RFID標籤結構示意圖;
圖四A、B、C、D係為本發明蓋板RFID標籤讀取區結構示意圖;
圖五係為本發明箱體金屬板與吸波材示意圖。
11...射頻辨識上標作業設備箱體
12...射頻辨識讀取器
14...顯示器
15...顯示燈號
17...音頻裝置
16...控制按鍵
18...RFID標籤讀取窗
21...RFID標籤
22...離型紙
31...物件
41...磁條/金屬材料
61...記憶卡介面
71...數位通訊介面
81...內建條碼讀取器/外接條碼讀取器介面

Claims (18)

  1. 一種射頻辨識技術應用於上標作業的方法,係包括有:使用一射頻辨識上標作業設備進行一RFID標籤的資料存取測試;將RFID標籤與一物件做資料連結;執行RFID標籤與物件的相對位置偵測作業,將物件放置於射頻辨識上標作業設備上,並將物件之預訂貼標區移至射頻辨識上標作業設備的RFID標籤讀取窗區域;將RFID標籤擺放在物件的預訂貼標區上,並移動RFID標籤相對位置,同時由射頻辨識上標作業設備偵測RFID標籤之接收訊號的強弱與讀取率;當該RFID標籤移動至一位置且接收訊號的強弱及讀取率達到一預定合格標準時,由該射頻辨識上標作業設備顯示或提示;將該RFID標籤停留於該位置,並在該位置進行一貼標作業;以及將RFID標籤貼覆於物件作業以及貼標完成測試作業。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之射頻辨識技術應用於上標作業的方法,其中該RFID標籤的資料存取測試,更係包括有利用射頻辨識上標作業設備讀取RFID標籤的記憶體資料,偵測其接收訊號的強弱與讀取率,以判斷該RFID標籤是否合格可進行後續作業。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之射頻辨識技術應用於上標作業的方法,其中該合格的RFID標籤與物件資料進行資料庫連結,或經預定編碼原則,將該編碼寫入RFID 標籤的記憶體內,並再次從RFID標籤的記憶體讀取該資料,以確認正確完成連結作業。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之射頻辨識技術應用於上標作業的方法,其中該已完成RFID標籤貼標作業的物件,再由射頻辨識上標作業設備偵測其RFID標籤接收訊號的強弱與讀取率,以確認達到預定合格標準,完成整個上標作業。
  5. 如申請專利範圍第1項所述射頻辨識技術應用於上標作業的方法,其中該RFID標籤的資料存取測試、RFID標籤與物件相對位置偵測作業、以及貼標完成測試作業中所得到的測試數據,儲存在一測試數據資料庫或檔案中,系統加以計算與分析,找出更佳的測試規格,做為後續測試的規格。
  6. 一種射頻辨識技術應用於上標作業的設備,係包括有:一金屬箱體,以避免外部電磁干擾,其上至少有一RFID標籤讀取窗,以傳遞電磁波供RFID標籤測試;一天線,架設於該金屬箱體內,用以偵測RFID標籤在上標作業的相關功能特性;至少一數位介面,架設於該金屬箱體,以傳輸資料或儲存資料;至少一按鍵或開關,架設於該金屬箱體表面,以執行相關作業控制;以及至少一顯示裝置或提示裝置,架設於該金屬箱體表面,以提供文字、圖案、顏色或聲響的提示功能;其中RFID標籤讀取窗供設置一物件,且物件之預訂貼標區對 應於RFID標籤讀取窗。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之射頻辨識技術應用於上標作業的設備,其中該天線以電性連接內建RFID讀取器,或以RF同軸電纜線外接RFID讀取器,以讀、寫與測試RFID標籤。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之射頻辨識技術應用於上標作業的設備,其中該數位介面可用一數位通訊介面以傳輸資料數據與控制指令,與外部電腦或電腦網路連結,進行系統控制、檔案存取、或資料庫連線作業。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之射頻辨識技術應用於上標作業的設備,其中該數位通訊介面係指乙太(Ethernet)電腦網路、RS-232界面、RS-485界面、RS-422界面及USB界面之其中一者。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之射頻辨識技術應用於上標作業的設備,其中該數位介面係為一記憶卡,用以進行資料匯入與匯出的離線作業。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之射頻辨識技術應用於上標作業的設備,其中該記憶卡係指SD記憶卡、CF記憶卡、XD記憶卡、USB隨身碟。
  12. 如申請專利範圍第6項所述之射頻辨識技術應用於上標作業的設備,其中該數位介面可連接一內建條碼讀取器或一外接條碼讀取器,以讀取相關條碼,進行編碼或資料連結作業。
  13. 如申請專利範圍第6項所述之射頻辨識技術應用於上標作業的設備,其中該顯示裝置可用一液晶顯示器、平 面顯示器及陰極射線管之其中一者,用以顯示操作指令、訊息、或圖形等資訊。
  14. 如申請專利範圍第6項所述之射頻辨識技術應用於上標作業的設備,其中顯示裝置可用不同顏色等燈號或以不同時間間隔的閃爍燈號,以提示合格或不合格之作業狀態。
  15. 如申請專利範圍第6項所述之射頻辨識技術應用於上標作業的設備,其中該提示裝置係為一音頻裝置,以提供不同的聲音頻率、不同時間間隔的聲響或不同旋律的音樂等,以提示相關作業狀態。
  16. 如申請專利範圍第6項所述之射頻辨識技術應用於上標作業的設備,其中該按鍵或開關用以提供開始、確認、結束或開關機控制。
  17. 如申請專利範圍第6項所述之射頻辨識技術應用於上標作業的設備,其中該RFID標籤讀取窗用至少兩片金屬滑板,其銜接面相互重疊,可彈性調整RFID標籤讀取窗的大小,以配合不同尺寸的RFID標籤上標作業。
  18. 如申請專利範圍第6項所述之射頻辨識技術應用於上標作業的設備,其中該金屬箱體的內壁更係可貼覆一吸波材,減少電磁波在金屬箱體內的反射,降低內部電磁波的干擾。
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