使用 RFID 标签的频率特性的对象识别 本申请涉及借助于射频识别 (RFID) 标签的对象识别。
RFID 标签典型地包括两个部分 ： 1) 用于存储信息、 处理信息和调制或解调射频 (RF) 信号 ( 以及可能其他专门的功能 ) 的集成电路 ； 以及 2) 用于接收和传输射频信号的 天线。另外， RFID 标签可以包括无源 RFID 标签、 有源 RFID 标签和半有源 RFID 标签。无源 RFID 标签由从 RFID 阅读器接收的入射射频信号供电， 并且， 不包括内部电源。相反， 有源 RFID 标签包括用于给集成电路供电并将射频信号传输至 RFID 阅读器的内部电源。半有源 RFID 标签具有内部电源， 以给集成电路供给电力， 但并非提供用于传播信号的电力， 反之亦 然。
对于 RFID 阅读器接收 RFID 标签的内容， RFID 阅读器必须被调谐至 RFID 标签传 输信息所使用的频率。通常， RFID 标签被设计为在四个预定义的频率范围之一通信 ： 低频 ( 大约 125KHz)、 高频 ( 大约 13.56MHz)、 超高频 (UHF)( 大约 850MHz 至 900MHz) 或微波 ( 大 约 2.45GHz)。非类似的频率具有关于无线电波的不同的特性 ； 因此， 不同的频率更适合于 关于 RFID 技术的不同的应用。例如， 在与设计为在超高频 (UHF) 下传输的 RFID 标签相比 时， 设计为在低频下传输的 RFID 标签要求更少的电力。另外， 在与在 UHF 下传输的信息相 比时， 在低频下传输的信息更能够穿透非金属物质。然而， 可以使用 UHF 在更大的距离传输 信息。
托盘可以包括一千个物品， 并且因而可以包括一千个 RFID 标签。如果 RFID 标签 是无源的， 则一千个 RFID 标签的每个标签都必须由 RFID 阅读器所传输的无线电波供电， 必 须接入每个集成电路， 并且， 必须从每个 RFID 标签传输信息。这要求相当大量的时间。
本申请的各方面设法解决这些问题及其他。
根据本发明的一个方面， 一种用于识别对象的方法包括检测 RFID 标签通信的频 率并且至少部分地基于所检测到的频率而识别对象。
根据另一方面， 一种识别对象的装置包括检测 RFID 标签通信的频率的频率检测 器和至少部分地基于所检测到的频率而识别对象的对象识别器。
根据另一方面， 一种计算机可读介质包括指令， 在被处理器执行时， 该指令执行下 列动作 ： 执行针对谱捷变 (agile) 无线电 RFID 标签的频率扫描 ； 至少部分地基于在频率扫 描期间所检测到的频率而准备所检测到的 RFID 标签的列表 ； 至少部分地基于所检测到的 频率而构建潜在的对象的列表 ； 以及至少部分地基于分配给谱捷变无线电 RFID 标签的背 景而构建所识别的对象的列表。
根据又一方面， 数据仓库包括与多个对象对应的频率模式， 其中， 通过将所观察的 频率模式与至少数据仓库中的频率模式的子集比较而识别对象。
在阅读并理解附图和说明书的基础上， 本领域技术人员将意识到本申请的进一步 的其他方面。
本申请通过示例而图解说明， 并且本申请不限于附图的图中， 在附图中， 相似的参 考指示类似的元件， 并且在附图中 ：
图 1 描述识别对象的装置 ；
图 2 描述识别对象的装置 ；
图 3 描述识别对象的装置 ；
图 4 描述识别对象的装置 ；
图 5 描述用于识别对象的方法 ；
图 6 描述用于识别对象的方法 ；
图 7 描述用于识别对象的方法。
关于图 1， 图解说明了识别对象 108 的装置 100。装置 100 包括与对象 108 对应的 多个 RFID 标签 102、 104 和 106。对象 108 例如是诸如包括多个不同类型的药品和 / 或医 疗装备的医疗供应车的有形的对象或者针对患者的治疗计划的无形的对象。因此， RFID 标 签 102、 104 和 106 嵌入对象 108 中、 附接至对象 108 和 / 或嵌入或附接至共同地定义无形 的对象的对象。RFID 标签 102、 104 和 106 是无源 RFID 标签、 有源 RFID 标签、 半有源 RFID 标签或以上的组合。此外， RFID 标签不限于典型地分配给 RFID 标签的四个频率， 而作为替 代， 能够在频谱的各种部分上通信。例如， 谱捷变无线电 (SARA) 技术开启了空间和时间的 频谱使用， 以允许设备在迄今为止制约于某些类型的通信的频率上传输。 因此， 如以上所提 到的， RFID 标签 102、 104 和 106 被设计为在频率的较宽的范围内 ( 例如， 根据 SARA 协议 ) 通信。
RFID 阅读器 110 任选地包括发射器 ( 未示出 )， 该发射器发射在 RFID 标签 102、 104 和 106 是无源 RFID 标签的情况下给 RFID 标签 102、 104 和 106 提供电力的无线电波。 RFID 阅读器 110 还接收从 RFID 标签 102、 104 和 106 发射的信号， 其中， 信号包括识别 RFID 标签 102、 104 和 106 的信息和 / 或存储在存储器中的其他内容。装置 100 另外包括频率检 测器 112， 该频率检测器 112 检测 RFID 标签 102、 104 和 106 传输信息所使用的频率。例如， 频率检测器 112 能够执行频率扫描并检测 RFID 标签 102、 104 和 106 传输信息所使用的频 率， 其中， 频率扫描能够监测在一范围内连续的频率或监测离散的频率。装置 100 还任选地 包括位置检测器 114， 该位置检测器 114 分析 RFID 标签 102、 104 和 106 所使用的频率， 并 且基于所检测到的频率和 RFID 标签 102、 104 和 106 所发射的信号的强度而检测 RFID 标签 102、 104 和 106 相对于 RFID 阅读器 110 以及相对于彼此的位置。
频率模式发生器 116 接收由频率检测器 112 检测的频率信息并且基于所接收 的信息而创建频率模式。由频率模式发生器 116 创建的频率模式具有一般形式 {Af1 ； Bf2 ； ...Xfn}， 其中， A、 B 和 X 是指示以频率 f 传输信息的 RFID 标签的数量的整数， n 是所 检测到的频率的数量。例如， 频率模式包括 RFID 标签 102、 104 和 106 所使用的频率和使用 每个频率的 RFID 标签的数量。以下出于图解说明的目的而提供示例的频率模式。
1f1 ； 2f2 ； 1f3 ； 2f4 ； 1f5
上面的频率模式指示发现一个 RFID 标签在第一频率下传输， 发现两个 RFID 标签 在第二频率下传输， 发现一个 RFID 标签在第三频率下传输， 发现两个 RFID 标签在第四频率 下传输， 发现一个 RFID 标签在第五频率下传输。虽然显示为仅仅包括 RFID 标签的所检测 到的频率和数量， 但要理解， 频率模式发生器 116 能够生成包括一个或多个 RFID 标签的检 测到的频率以及内容和 / 或唯一的身份的模式。
该装置还任选地包括确定与装置 100 对应的背景 (context) 的背景分析器 118。 所确定的背景指示例如对象 108 是与保健有关的对象 ( 例如， 保健对象 )、 工业环境中的对象 ( 例如， 工业对象 )、 零售环境中的对象 ( 例如， 零售对象 ) 等。对象识别器 120 接收由频 率模式发生器 116 创建的频率模式并将该频率模式与频率模式仓库 122 中的已知的频率模 式比较， 该频率模式仓库 122 是计算机可读介质。在将所接收的频率模式与频率模式仓库 122 中的频率模式比较时， 对象识别器 120 还任选地使用由背景分析器 118 提供的背景信 息。基于所接收的频率模式和频率模式仓库 122 中的频率模式的比较， 对象识别器 120 输 出识别对象 108 的识别 124。识别 124 输出至显示屏或打印机和 / 或存储在计算机可读介 质等中。
因此， 主要基于 RFID 标签 102、 104 和 106 所使用的频率而并非仅仅基于 RFID 标 签 102、 104 和 106 的内容而识别对象 108。因此， 在与用于经由 RFID 技术来识别对象的常 规的方式相比时， 可以使用更少的电力在更短的时间识别对象 108， 因为无需从每个 RFID 标签阅读唯一的身份和内容以识别对象。
RFID 阅读器 110、 频率模式发生器 116、 背景分析器 118、 对象识别器 120、 频率模式 仓库 122 可以被包括在诸如手持式装置的单个设备中。在另一示例中， 至少一些前面提到 的模块和频率模式仓库 122 可以被包括在分立的设备中 ； 例如， 频率模式仓库 122 可以位于 可经由互联网或局域网而访问的服务器上。 现在参考图 2， 图解说明了识别对象的示例的装置 200。在该示例中， 要识别的对 象是抽象的 - 针对患者 202 的治疗计划， 诸如患者需要什么药品、 患者应当指向的位置 ( 例 如， 手术室、 急诊室…… ) 等等。多个设备附接至患者 202 或嵌入患者 202 中， 并且， 每个设 备具有对应的 RFID 标签。在该示例中， 第一 RFID 标签 204 与麦克风对应， 第二 RFID 标签 206 与氧传感器对应， 第三 RFID 标签 208 与血压传感器对应， 第四 RFID 标签 210 与加速度 计对应， 第五 RFID 标签 212 与温度传感器对应， 并且， 第六传感器 214 与心电图对应。RFID 标签 204-214 的子集被设计为在通常不被 RFID 标签使用的频率下传输信息 - 因此， RFID 标 签传输信息的频率指示 RFID 标签的身份， 并且因而指示与 RFID 标签对应的实体。例如， 可 以根据 SARA 协议来设计 RFID 标签的子集。
RFID 阅读器 110 输出在 RFID 标签 204-214 是无源 RFID 标签的情况下用于给 RFID 标签 204-214 供电的无线电波。RFID 阅读器 110 还任选地接收一个或多个 RFID 标签 204-214 的内容。频率检测器 112 执行对患者 202 的频率扫描， 并检测 RFID 标签 204-214 所使用的频率。频率模式发生器 116 基于频率检测器 112 检测到的频率而生成频率模式。 对象识别器 120 接收由频率模式发生器 116 确定的频率模式， 并且还从背景分析器 118 接 收目前的背景 ( 例如， 保健治疗计划 )。对象识别器 120 访问频率模式仓库 122， 并且将频 率模式仓库 122 中的与所确定的背景相对应的频率模式与频率模式发生器 116 所生成的频 率模式比较。对象识别器 120 基于比较而识别对象 ( 例如， 针对患者 202 的治疗计划 ) 并 输出识别 124。
现在参考图 3， 图解说明了用于识别对象的示例的装置 300。在该图所描述的示例 中， 对象又是无形的 - 保健装备相对于患者 302 的配置。第一件装备 304 和第二件装备 306 分别监测患者 302 的参数。在示例中， 第一件装备 304 是处理患者 302 的心率的处理设备， 第二件装备 306 是处理患者 302 的血压的处理设备。第三件装备 308 是显示分别由第一 件装备 304 和第二件装备 306 输出的经处理的信息的显示监视器。第一、 第二和第三 RFID 标签 310、 312 和 314 分别与第一、 第二和第三件装备 304、 306 和 308 相对应。第四和第五
RFID 标签 316 和 318 与耦接至患者 302 的用于检测患者的心率和血压的传感器相对应， 并 且分别与装备 304 和 306 对应。如以上所注意到的， RFID 标签 310-318 所使用的频率并不 限制于 RFID 标签的常规的频率， 因而频率指示对象的身份。
RFID 阅读器 110 输出无线电波， 其在 RFID 标签 310-318 是无源 RFID 标签的情况 下用于给 RFID 标签 310-318 供电。RFID 阅读器 110 还任选地接收一个或多个 RFID 标签 310-318 的内容。频率检测器 112 执行对患者的频扫并检测 RFID 标签 310-318 所使用的频 率， 并且， 频率模式发生器 116 基于频率检测器 112 检测到的频率而生成频率模式。对象识 别器 120 接收由频率模式发生器 116 确定的频率模式并且还从背景分析器 118 接收目前的 背景 ( 例如， 保健配置 )。背景可以由装置 300 的操作者设置或者自动地基于装置 300 的位 置、 一天之内的时间、 一周的第几天或其他合适的信息而设置。对象识别器 120 访问频率模 式仓库 122， 并将频率模式仓库 122 中的与所确定的背景对应的频率模式与频率模式发生 器 116 所生成的频率模式比较。对象识别器 120 基于该比较而识别对象 ( 例如， 保健装备 相对于患者 202 的配置 ) 并输出识别 124。
现在转向图 4， 描述了一种用于识别对象的示例的装置 400。在图 4 中所示的示例 中， 要识别的对象是医疗车 402 上的物质的组成。例如， 医疗车 402 可以包括几百个药品容 器， 并且可以期望快速地确定医疗车 402 是否包括任何受控物质。使用本文所描述的各方 面， 医疗车 402 上的 RFID 标签所使用的频率可以被确定并且用于确定物质的组成。 在该示例中， 医疗车 402 包括三个不同的物品 404、 406 和 408。 例如， 物品 404-408 是包括医疗物质的容器。 每个物品 404、 406 和 408 都具有对应的 RFID 标签 410、 412 和 414， 其中， RFID 标签 410-414 在不同的频率 ( 例如， 通常不被 RFID 标签使用的频率 ) 下传输。
RFID 阅读器 110 输出在 RFID 标签 410-414 是无源 RFID 标签的情况下用于给 RFID 标签 410-414 供电的无线电波。频率检测器 112 执行对医疗车 402 的频率扫描并且检测 RFID 标签 410-414 所使用的频率。频率模式发生器 116 基于频率检测器 112 检测到的频 率而生成频率模式。对象识别器 120 接收由频率模式发生器 116 确定的频率模式， 并且还 从背景分析器 118 接收目前的背景 ( 例如， 医疗车组成 )。对象识别器 120 访问频率模式 仓库 122， 并且将频率模式仓库 122 中的与所确定的背景相对应的频率模式与频率模式发 生器 116 所生成的频率模式比较。对象识别器 120 基于该比较而识别对象 ( 例如， 医疗车 402 的组成 ) 并输出识别 124。类似的比较可以用于追踪库存。
虽然迄今为止描述了仅仅基于 RFID 标签所使用的频率 ( 例如， 频率模式 ) 而识别 对象， 但要理解的是， 其他信息还可以与频率信息一起用于识别对象。 例如， 位置检测器 114 所确定的位置信息可以与频率信息一起用于识别对象 ( 例如， 物品相对于彼此的位置可以 指示对象身份 )。另外， 一个或多个 RFID 标签的身份和 / 或一个或多个 RFID 标签的内容可 以用于识别对象。例如， RFID 标签可以表示为一个元组
， 其中， f 是 RFID 标签用于传输信息的频率， id 是 RFID 标签的识别， 并且， content 是 RFID 标签的存储器中 所保存的内容。通过使用元组的这三个分量可以表达更复杂的模式。在示例中， 频率模式 发生器 116 所生成的频率模式可能并不唯一地识别对象。因此， 可以阅读一个或多个 RFID 标签的内容以唯一地识别对象。
此外， 虽然在图 2、 3 和 4 的示例中， 背景被描述为与保健领域有关， 但要理解到， 本 文所描述的方面可以用于其它背景中。 例如， 通过使用频率模式可识别零售环境、 工业环境
或其他合适的环境中的对象 ( 有形的或无形的 )。因而， 例如， 本文所描述的方面可以结合 以下方面使用 ： 工业、 零售、 保健等环境中的库存跟踪、 工业、 零售、 保健等环境中的质量控 制等。在其他示例中， 本文所描述的方面可以用于验证 / 建议保健设施中的治疗、 将数据中 继至医院信息系统 (HIS)、 放射学信息系统 (RIS) 或其他合适的保健系统。更进一步， 本文 所描述的方面可以结合以下方面采用 ： 识别对象和基于目前的背景而确定对象是否具有相 对于期望访问的区域的安全检查、 识别针对诸如药物制造的批次应用和其他应用的处方中 的物品。
因此， 用于识别有形的或无形的对象的背景可以是管理的， 从而管理者定义企业。 例如， 企业可以是包括医院、 诊所、 一组制造设施等的保健机构。背景还可以由诸如食品及 药物管理局的监管机构定义， 并且用于识别要规管的对象。 在又一示例中， 背景可以用于安 全环境中。例如， 背景可以由与安全状态有关的位置、 时间或条件定义。例如， 在不同的威 胁警戒级别 ( 例如， 诸如蓝色、 橙色、 红色的彩色编码的反恐警戒级别 ； 防御条件 (DEFCON) 级别 1 至 5 等 ) 时， 可以将不同的背景应用于不同的地理区域， 这取决于目前现有的警戒级 别。还可以由天气条件定义背景， 从而至少部分地基于诸如温度、 适度、 空气中所检测到的 颗粒 ( 雨、 雪、 沙等 ) 的目前的天气条件而识别有形的或无形的对象。更进一步， 这些及其 他背景可以取决于空间 ( 地理坐标 )、 空间、 时间、 用户身份、 安全条件、 用户活动及更多。 因 此， 可以辨别， 本文的方面可以在多种多样的工业和背景中使用， 并且不限于在保健的领域 中使用。 现在参考图 5， 图解说明了用于识别对象的方法 500。在 502， 进行针对 SARA RFID 标签的扫描。SARA RFID 标签被设计为根据 SARA 协议而运行， 并且因此可以在通常不被 RFID 标签使用的频率传输。在 504， 准备所检测到的标签的列表， 其中， 基于所检测到的 SARA RFID 标签的频率而准备列表。示例的列表是 (1f1、 1f2、 1f3、 1f4、 1f5、 1f6)。
在 506， 构建潜在的对象的列表， 其中， 潜在的对象具有相对于 SARARFID 标签的频 率的相似度的阈值量。 潜在的对象的示例的列表如下 ： “对象 1” ＝ (1f1、 1f2、 1f3、 1f4、 1f5、 1f6)， “对象 2” ＝ (1f4、 1f5、 1f6)， “对象 3” ＝ (1f1、 1f3、 1f5)。
在 508， 基于背景而构建所识别的对象的列表。 继续上面的示例， 背景可以指示 “对 象 1” 是所识别的对象。
现在参考图 6， 图解说明了用于识别对象的方法 600。在 602， 检测 RFID 标签通信 的频率。如上面所描述的， 频率可以指示 RFID 标签的身份。在 604， 至少部分地基于所检测 到的频率而识别对象。
转向图 7， 图解说明了用于识别对象的方法 700。 在 702， 在与对象对应的多个 RFID 标签执行频扫。在 704， 检测多个 RFID 标签通信的多个频率， 并且， 在 706， 准备频率模式。
在 708， 将该频率模式与已知的频率模式比较。在 710， 基于该比较而识别对象。
如可以辨别的， 通过执行计算机可读介质中的指令可以实现上面所描述的由一个 或多个模块进行的功能。 例如， 处理器可以访问计算机可读介质， 并且执行计算机可读介质 中的指令， 以检测 RFID 标签所使用的频率、 生成频率模式并将该频率模式与已知的频率模 式比较。
当然， 在阅读并理解前面的说明书的基础上， 可以对其它方面进行修改和变更。 其 意在将本发明解释为包括所有这样的修改和变更， 只要它们落在所附权利要求书及其等同
物的范围内。