在当今高尖端、复杂和智能的自动化系统中，工业控制器具有可通过使用 RFID(射频标识)来简化的强大工具和特征。当在销售中心或工厂中实现RFID 解决方案时，习惯于使用三种不同的平台：RFID读取器/天线、在标准PC(个 人计算机)上运行的RFID“中间件”、和PLC(可编程逻辑控制器)。每个 平台需要其自身的配置和管理，从而导致实现和支持的成本升高(例如，由于 三个平台的布线和人工、不同环境和操作员训练)。此外，对于工业环境，读 取器和PC可能无法被加固。
常规方法是经由例如RS-232串行通信、以太网或诸如DeviceNet(设 备网)、ControlNet(控制网)等的现场总线中任一种，将RFID读取器连 接到PLC。使用这些技术通常涉及使用需要软件控制、必要电源和附加硬 件维护的接口卡和/或逻辑。此外，由于涉及其它通信链路，因此除因这些 链路或网络依赖性而实现的较慢通信速度之外，还可能丢失分组。RFID读 取器与PLC之间的接口必须是快速且可靠的。该速度决定了读取RFID标 签的速率，而此该接口的可靠性决定了RFID信息的可用性。通过使用较短 的通信路径并且这些路径可以是专用的，实现较高带宽的通信是有可能的。 因此，本领域中对自动化领域中经改进的RFID系统的需求尚未得到满足。
发明概述
以下给出本发明的简化概述以提供对本发明的某些方面的基本理解。该概 述并非本发明的详尽综述。它并非旨在标识本发明的关键性/决定性要素或刻划 本发明的范围。它唯一目的是以简要形式给出本发明的某些概念作为对稍后给 出的更详细描述的前序。
在本发明的一方面中，所公开的体系结构是可使用射频标识(RFID)作 为用于捕捉、存储和发送信息和控制参数的无线装置的体系结构。捕捉到的全 部信息可经由对系统进行扫描的RFID读取器设备及其从模块、机架(rack)、 电源、处理器等读取标签的组件而变得可用。这些信息可包括例如配置数据、 系列/版本信息和诊断数据。一旦被扫描和记录，整个系统配置和状态可被传送 到远程支持站以供复制，以便于执行诸如诊断、保证和故障检修的评估。
另外，使用RFID来存储内部信息、数据和代码可改进维护、在替换模块 时减少错误和停工时间、以及可用作主要的对策变换器/区分器，因为可通过“更 智能”的PLC(可编程逻辑控制器)组件来使许多手动交互自动化，这些组件 在无需附加外部接线、HMI(人机界面)等的情况下彼此进行通信。
相应地，在本文所述公开和要求权利的本发明的一个方面中，包括将RFID 读取器(或读取器模块)在控制器(例如，PLC)中实现。此模块包含RL(射 频)接口、逻辑和充当RFID读取器的处理器，但是与驻留在控制器外部或作 为网络上的节点不同，该读取器驻留在控制器内部并与PLC(例如，控制器底 板(backplane))的内部通信框架接口。使用控制器的内部通信框架有助于控 制器与读取器之间更快速、更稳定的通信，并且减少或消除通常可能在有负载 的基于分组的网络上发生的分组丢失。这种基于分组的通信可包括CIP(通用 工业协议)，该协议是允许与控制器或中间件软件模块直接通信的开放协议。
当内在化到控制器中时，RFID读取器模块可经由RF同轴电缆连接到 RFID读取器天线。该天线可以是传统RFID读取器天线。本发明可以适应所 有类型的RFID读取器，从低频到高频、UHF(超高频)，例如从标准RFID 标签到2.4GHz标签，并且存在至少使用LogixTM、SLC(小型逻辑控制器) 和其它PLC体系结构的应用。
在本发明的另一方面中，RFID读取器被安装到控制器的内部并从PLC 的内部直接与基于分组的网络进行接口以便与该PLC紧密集成。例如，与 网络的RFID读取器接口可包括对CIP的支持。RFID标签数据可被打包到 应用级协议(例如，CIP)并经由网络传送到控制器。另外，控制器现在可 充当网络上的“主”节点并以如同与连接到该控制器的其它输入和输出 (I/O)设备交互的方式与RFID读取器(节点)交互。
在本发明的又一方面中，不仅RFID被集成到控制器中，而且中间件 软件也可直接集成到PLC以与网络直接接口或经由PLC与网络间接接口。 这向用户提供了单个硬件和软件环境(以及成本最低的解决方案)。此解 决方案被设计成在工业环境中可靠地运行，并在也可用于发送诊断数据以及标 签数据的情况下应用。例如，由于存在一个或多个带标签的传感器，该诊断数 据可由该标签来收集。
在本发明的又一方面中，多个RFID读取器可与控制器(例如，PLC)集 成。目前，跨多个RFID读取器进行过滤十分困难，并且需要相当大的工作量。 本发明的控制器实现可使用来自各个读取器的信号强度来确定哪个读取器可 能“拥有”标签。另外，在许多系统中，RFID与条形码协作使用。由于条形 码读取器可与控制器集成在一起，因此该控制器现在可对条形码读取和 RFID标签读取进行协调。
在另一方面中，读/写标签技术被结合到所有主要的PLC组件中，并用于 PLC系统组件之间以及该PLC与其它设备、位置和介质之间的无线通信。用 以存储和交换信息的RFID使用包括以下用途：电子键控，使得机架中的RFID 与模块上的RFID之间的一致性可被检验；安全信息基于物理设备级别(例如， 处理器可处于与I/O不同的级别)并存储其中；模块诊断和保证信息可从模块 读取而无需在当前要求程序逻辑监视诊断位；系列和修正级别代码，可被读取 和验证；基于机架的标签可存储I/O配置，使得替换模块很容易被插入或更迅 速地通电；以及，智能模块将获知其是有效替换，并可自动地读取其配置和设 置。
为了实现前述及相关目标，本文结合以下描述和附图描述了本发明的 某些说明性方面。然而，这些方面仅表示其中可采用本发明的原理的各种 方式中的少数几个，并且本发明旨在包括所有这些方面及其等效方案。当 结合附图考虑的以下详细描述时，本发明的其它优点和新颖性特征可变得 显而易见。
附图简述
图1示出了根据本发明的RFID系统。
图2示出了根据本发明的提供RFID读/写(R/W)的方法。
图3示出了根据本发明的在控制器内部的RFID读/写组件的框图。
图4示出了根据本发明的采用内部RFID读/写组件的控制器的物理表示。
图5示出了根据本发明的采用可移动RFID读/写组件的控制器的物理表 示。
图6示出了根据本发明的触发事件任务的方法。
图7示出了根据本发明的包括传感器相关数据的示例性RFID标签信息消 息。
图8示出了根据本发明的用多个读取器进行信号强度处理的系统。
图9示出了根据本发明的其中控制器与基于网络的远程读取器通信的系 统。
图10示出了根据本发明的条形码RFID读取器系统。
图11示出了根据本发明的用于对控制器组件加标签的RFID读/写技术的 使用。
图12示出了根据本发明的对板条箱和模块加标签的RFID读/写技术的使 用。
图13示出了根据本发明的在RFID标签中使用电子键控来验证适当的组 件分配的方法。
图14示出了根据本发明的RFID标签中采用安全信息以启用组件操作的 方法。
图15示出了根据本发明的处理RFID标签中的保证(warranty)和诊断信 息的方法。
图16示出了根据本发明的在RFID标签中使用系列和修改级别代码信息 的方法。
图17示出了根据本发明的在RFID标签中使用模块I/O配置信息的方法。
图18示出了采用有助于使根据本发明的一个或多个特征自动化的人工智 能的RFID系统。
图19示出了可用于执行所公开的体系结构的计算机的框图。
图20示出了根据本发明的示例性计算环境的示意性框图。
本发明的详细描述
现在参照附图描述本发明，其中类似附图标记通篇用于指代类似要素。 在以下描述中，出于说明的目的，阐述许多特定细节以提供对本发明的透 彻理解。然而，显然可在没有这些特定细节的情况下实践本发明。在其它 实例中，以框图形式示出了众所周知的结构和设备以帮助描述本发明。
如本申请中所用的，术语“组件”和“系统”旨在指计算机相关实体，无 论是硬件、软硬件的组合、软件还是执行中的软件。例如，组件可以是但不限 于：在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行代码、执行中的线程、程 序和/或计算机。作为示例，在服务器上运行的应用程序和服务器都可以是组件。 一个或多个组件可驻留在进程和/或执行中的线程内，并且组件可位于一台计算 机上和/或分布在两台或更多计算机之间。
如本文所用术语“推断”或“推论”通常是指依据一组经由事件和/或数 据捕捉到的观测来对系统、环境和/或用户进行推理或者推断它们的状态的过 程。推论可用于标识特定上下文或动作，或者可生成例如状态上的概率分布。 推论可以是概率性的，即基于数据和事件因素对感兴趣状态上概率分布的计 算。推论也可指用于依据一组事件和/或数据构成高级事件的技术。这些推论导 致从一组观测事件和/或所存储的事件数据构成新的事件或动作，无论这些事件 在紧密时间接近度上是否相关，以及无论这些事件和数据是来自一个还是几个 事件和数据源。
首先参看附图，图1示出了根据本发明的RFID(射频标识)系统100。 该系统100可包括可在许多不同位置上使用的RFID读取器组件。应当理解， 系统100可严格采用一RFID读取器；但是在需要的场合，读取器/写入器的组 合功能可提供更稳健的实现。因此，在此可以理解，本发明可以应用于RFID 读取器/写入器以及RFID读取器。在一个实现中，可在控制器104(例如，可 编程逻辑控制器PLC)使用第一RFID读取器组件102，该控制器经由内部控 制器通信框架(CCF)108间接连接到基于分组的通信网络106。该控制器104 通常可被用在制造、分发、销售或任何类似环境中，其中产品(或对象) 用RFID标签加标签并被逻辑地管理。RFID读取器组件102经由控制器104 的内部网络连接与网络106接口。
在这种高度自动化的环境中，PLC(或其它类型的工业控制器)通常 被用于板条箱和/或机箱(未示出)中，这些板条箱和机箱采用具有用于诸 如离散I/O、电源、通信等应用的附加模块并处于工业环境中选定位置处的 机架安装配置。板条箱可与网络106接口，该板条箱的模块与连接到该网 络以便彼此以及与外部组件(例如，网络、数据库、其它机架安装系统、……) 互相通信。PLC通常提供板条箱的“大脑(brain)”，但是情况并非总是 如此，因为板条箱的每个模块可采用其自身的处理器和用于执行的应用程 序。除此之外或作为替代，板条箱的每个模块可被配置成网络106上可单 独寻址的节点。该网络106适于容纳诸如以太网、CIP、DeviceNet(设备 网)、ControlNet(控制网)和其它基于分组的体系结构之类的协议。
在另一实现中，第二RFID组件110可用在第二控制器112外部，作 为独立模块，在一个实例中该组件直接与网络106接口，而在另一实例中 该组件与CCF 114接口，只用于内部通信。这样，许多这种RFID读取器 组件可与控制器组合使用。这里，第二控制器112还可与网络106直接通 信。使用基于分组的网络可以有助于使用定义了每个分组的目的地和源的 分组报头信息来独立地对每一个模块进行寻址。
应当理解，可使用前述配置的任意组合。例如，在一个应用中，在控 制器中包括RFID读取器组件从而在板条箱中为其它模块预留空间可能是 有益的。在另一应用中，在更加苛刻的环境中，控制器/RFID组件的组合可 与作为单独备用模块的另一RFID读取器组件一起使用，其中如果一个 RFID读取器组件发生故障，则另一个在线上并准备好被启用。在又一应用 中，两个(或多个)RFID读取器组件都是可操作的，并且读取随后进行 比较以确保适当读取的相同数据。这些仅是可在根据本发明的控制器/板条 箱(或网络)配置中使用的读取器组件(102和110)组合的几个示例。
本发明可支持所有类型的RFID读取器和读取器/写入器，从低频到高 频、UHF(超高频)，例如从标准RFID标签到2.4GHz标签。这可应用于 LogixTM系统、SLC(小型逻辑控制器)和PLC体系结构。
以下是可通过在PLC中采用RFID读取器所获得的至少某些益处。使 用PLC内部通信框架进行更可靠的通信，由此消除了对网络的需要。通过 采用CCF进行通信，通信中丢失的分组可被减少，甚至消除，并且实现更 快速的通信，使得来自RFID读取器的数据可容易地与其它传感器信息组合 以验证标签读取操作的准确度。此外，使用CCF通信比网络通信更易于配 置、调试和故障检修。另外，由于RFID读取器(或读/写)可以是PLC的 一部分，因此其配置可存储在PLC中，从而使替换和初始配置更容易。本 发明还通过消除对读取器与PLC之间的网络接口的需要而减小功耗和带宽 消耗。
不再需要将RFID读取器配置成独立设备。此外，这降低了将RFID读 取器与PLC接口的复杂性。本发明通过消除网络传输延迟而提高了读取 RFID标签的速率。RFID标签可由读取器读取，并且标签数据在没有明显 延迟的情况下被直接转移到PLC的存储器。使用LogixTM中的事件任务机 制，任务可被配置成在新标签到达时运行。
本发明通过消除对外部读取器的需要而减小了系统的总体大小和重 量。读取器模块可被容纳在PLC的底板中并使用PLC电源，和/或容纳在 底板中并使用板条箱电源。这消除了对外部箱、电源和网络接口的需要。
图2示出了根据本发明的提供RFID读取器的方法。虽然为了简要说 明，这里所示的一个或多个方法是例如以流程图形式示出的，并且被描述 为一系列动作，但是应当明白和理解，本发明并不受限于动作次序，因为某 些动作可根据发明以与本文所示和所述的次序不同的次序进行和/或与其它动 作并发进行。例如，本领域技术人员应当明白和理解，方法可另外表示为诸如 状态图中的一系列相关状态或事件。此外，并非所有所示的动作都是实现根据 本发明的方法所必需的。
在200处，接收RFID读取器技术以进行配置。在202处，该RFID读取 器技术可被打包到模块中，该模块位于PLC内部并直接与PLC通信框架接口。 作为替代，或者与之组合，可以将RFID读取器组件打包成PLC外部的独立模 块，但与板条箱相兼容，从而可以通过类似于PLC模块的方式将其纳入到板 条箱中。作为替代，或者与之组合，RFID读取器组件可被打包成集成到CCF 中的独立模块。在204处，RFID标签被读取。
在206处，RFID读取器读取RFID标签数据，该数据是经由许多不同方 式的任一种传递的。随后在208处，RFID信号和/或数据可被传送。在RFID 读取器组件被集成到CCF中的情况下，RFID标签书数据通过CCF传送到控 制器存储器。在RFID读取器组件作为板条箱的独立模块的情况下，RFID标 签数据可通过板条箱网络介质传送出RFID读取器模块之外到PLC，在此它可 被处理和存储。
RFID读取器组件的模块化还提供其它益处。例如，在210处，通过将更 新下载到控制器并且经由CCF到集成到该CFF中的RFID读取器模块，更容 易实现固件更新。
参照图3，它示出了根据本发明的在控制器302(例如，PLC)内部的RFID 读取器组件300的框图。控制器302经由CCF/网络接口304与基于分组的网 络进行接口。类似地，内部控制器硬件和/或软件组件306也可连接到该CCF/ 网络接口304。
RFID读取器组件300可包括以下：处理器308，它处理其所有板上操作； 存储器310，用于存储RFID标签数据和/或高速缓存由组件300使用的RFID 应用；应用组件312，存储与对RFID标签读取和/或写入RFID信号和数据有 关的一个或多个应用、模块间通信应用和有助于与外部RFID子系统通信的应 用；固件组件314，存储启动信息和可被更新的指令以及应用；以及RF通信 组件316，它有助于RF通信，从而可以读取和/或写入RFID标签。与该RF 通信组件316相关联的是天线318，该天线可在RFID读取器组件300内部和/ 或在其外部并经由同轴电缆320连接。
RFID读取器组件300插入或硬连接到控制器302的CCF/网络接口304以 便与该控制器302紧密集成。例如，RFID读取器组件300与可包括对CIP公 开协议支持的CCF/网络接口304进行接口，以允许与控制器302和/或中间件 322直接通信。该中间件模块322是有助于由控制器320在板上处理标签信号 和数据的软件组件，而不是按照常规地在独立PC上进行远程处理。RFID标签 数据由RFID读取器组件300打包到应用级协议(例如，CIP)中，并通过CCF/ 网络接口304传送到控制器302。另外，控制器302现在可用作CCF和/或网 络中的“主”，并且以如同与其它输入和输出设备交互一样的方式来与RFIDF 读取器组件300交互。
控制器302与RFID读取器(或读/写)组件之间更紧密的集成在试运行启 用RFID的系统期间减少了编程和配置时间。另外，控制器302可提供对RFID 数据和属性的“安全”存储，作为将数据移至网站的中间步骤。这种系统可称 为启用RFID的控制器。
在本发明的一个方面中，中间件模块322可与CCF/网络接口304紧密地 集成。这向用户提供了单个硬件和软件环境(以及最低成本的解决方案)。此 解决方案被设计成在工业环境中可靠地运行，并也可以在同样使用RFID标签 发送诊断数据连同标签数据的情况下应用。由于存在具有一个或多个传感器的 标签，该诊断数据可由该标签来收集。在此，中间件模块322被示为在RFID 读取器组件300的外部，并与CCF/网络接口304直接通信；然而，应当理解， 中间件322可被集成到RFID组件300中或控制器硬件/软件组件306中。
图4示出了根据本发明的采用内部RFID读取器组件402的控制器400的 物理表示。控制器400包括有助于互连到板条箱(未示出)的CCF/网络接口 404。RFID读取器组件402也可使用该CCF/网络接口来连接到板条箱、控制 器404和/或连接到该板条箱的其它外部板条箱模块。作为替代，或者与之组合， RFID读取器组件402可连接到控制器400的主板406，以使得RFID读取器组 件402与控制器400之间的连通是直接通过主板而不通过CCF/网络接口404 的。在此情形中，RFID读取器组件402可被设置为ASIC(专用集成电路)， 该ASIC被制成主板逻辑和电路的一部分。RFID读取器组件402还包括用于 与RFID标签进行RF通信的天线408。在一更稳健的实现中，作为使用CCF/ 网络接口404来接入网络的替代或作为其补充，RFID读取器组件402可使用 天线408与外部系统进行无线通信。
图5示出了根据本发明的采用可移动RFID读取器组件502的控制器500 的物理表示。控制器500包括可包含能够接收各个板的多个连接器504的CCF/ 网络接口502。例如，在此特定实现中，RFID读取器组件被部署在可通过控制 器500前面板510中的插槽508移除的可移动板506上。板506可包括用于其 插入和移除的手柄512，并且天线(未示出)可通过该手柄512穿入，以提供 对RFID标签514的未受阻挡的电子通信接入。控制器500还可采用前面板指 示器516，该指示器向用户提供对控制器特定状态的指示(例如，电源、网络 连接、RFID读/写组件状态、……)。
图6示出了根据本发明的触发事件任务的方法。在600处，由安装在控制 器外部的RFID读取器组件检测和读取一个或多个RFID标签。在602处，RFID 数据和/或信号由内部RFID读取器组件来传送。在604处，经由CCF/网络接 口将标签数据直接传送到控制器存储器。在606处，控制器处理标签数据。在 608处，对标签数据的处理触发在控制器和/或RFID读取器组件中的一个或多 个事件任务。
图7示出了根据本发明的包括传感器相关数据的示例性RFID标签信息消 息700。在一个实现中，RFID标签可与一个或多个传感器702(标示为传感器 1...、传感器N)相关联，使得传感器数据可被作为传送到RFID读取器组件的 RFID标签信息消息700的一部分。传感器702可包括与温度、湿度、大气压 等有关的环境传感器，它们在相关联的对象、封装、货盘被准备、装运同时允 许对相应参数进行监视。也可按需使用其它常规传感器(例如，加速计、应变 计、测力计、……)。
在其支持下，消息700可支持：标签ID数据704，唯一地标识该标签； 标签数据706，它包括与它所附加或关联的对象有关的信息；传感器数据708， 它与关联于标签的一个或多个传感器有关；以及传感器诊断数据710，它与一 个或多个传感器702有关。应当理解，根据具体应用的需要，可通过消息700 来传送其它信息。
图8示出了根据本发明的用多个读取器进行信号强度处理的系统800。在 本发明的另一方面中，多个读取器可与控制器集成。现今跨多个RFID读取器 进行过滤十分困难，并且需要相当大的工作量。本发明的控制器实现可使用来 自个别读取器的信号强度来确定哪个读取器可“拥有”标签。
因此，在一个实现中，可以提供板条箱基于分组的网络介质802，该介质 有助于在包括第一内部读取器806(标示为读取器1)和第二内部读取器808 (标示为读取器2)的至少一个控制器804与外部RFID读取器810(标示为 读取器3)之间进行通信。这里，控制器804包括第一读取器810和第二读取 器812，其一或两者可用于读取附加到对应对象816(标示为对象1、对象2 和对象3)的RFID标签814(标示为RFID标签1、RFID标签2和RFID标签 3)。控制器804和外部读取器810各自包括作为到板条箱网络介质802的接 口之一的CCF/网络接口(标示为CCF/NET I/F)。
控制器804还可包括在818处所表示的硬件/软件组件，该组件提供全 部所需的基于控制器的硬件/软件功能。组件818还可包括有助于若干个本 地读取器(806、808、810和812)之间的信号强度处理的信号强度处理组 件820。这还可包括可以是远程板条箱(未示出)中的“从”模块但由控制 器804(“主”)管理的远程读取器(未示出)。在主/从关系中，从设备 被视为I/O设备并以与其它I/O模块相同的方式来与控制器804交互。由于 RFID数据现在被存储在控制器804中，因此该控制器804可提供对数据和 相关联属性的安全存储，作为用以向网站(例如，基于因特网的网站)传 送该数据和/或属性的中间步骤。
如上文所述，按照惯例，当使用被动式应答器时，读取器广播激励给 定邻区中的所有标签的能量，由此收回并非需要的数据。可在一较短时段 内进行许多次(例如，上百次或上千次)读取操作。如果货盘进入范围， 并且该货盘包括标签、该货盘上的对象各自包括标签、以及这些对象还包 括其中各自包含标签的物品，则读取的信息量可能很大。在这种情形中， 读取器可被编程为仅在一较短时段内(例如，几毫秒)内执行读取，然后 关闭。之后，可激活中间件软件来处理所读取的标签信息。注意：中间件 软件无需驻留在控制器中，而是可驻留在网络上的任何位置，或者可能在 与控制器804同一板条箱中的独立模块中。类似地，通过主动应答器，在 正进行广播的读取器通知进行发送时，标签自动发送标签数据。
或者，在有源标签包括时钟逻辑的情况下，该标签可被编程为以预定 时间(例如，每小时)传送数据。这里，内部读取器(806和808)发信号 通知第一标签822、第二标签824和第三标签826发送其各自的标签数据。 然而，在可能存在上百、甚至上千个对象和相关联的标签设备、并且对象/ 标签可以在高速率下移动(例如，在装配线上)的情况中，数据处理要求 会对控制系统施加相当大的负担。因此，通常对于任何给定读取器和控制 器，仅读取落在其范围内的标签是有益的。信号强度处理组件820通过监 视和计算可由控制器804处理、并在随后用于对读取器和标签进行过滤的 信号强度值来方便这种操作。
在此示例中，一旦控制器804从三个标签(822、824和826)的每一 个接收到返回标签信号，就可计算信号强度值。通过了解外部读取器810 和/或内部读取器(806和808)的位置，控制器804可在随后将标签(822、 824和826)“指派”给相应读取器(806、808和810)以供处理，从而将 通常需要在所有三个标签(822、824和826)上执行的处理要求的一部分 卸载到其它读取器。
或者，每个系统可包括信号强度处理(SSP)能力。例如，控制器804 可包括SSP 820，而外部读取器810也可包括SSP 828。因此，每个系统执 行其自身的信号强度值计算，并将该值传送到处理器804以最终确定指派 哪个读取器(806、808和810)处理哪个标签(822、824和826)。在此 示例中，指派第一内部读取器806来处理第一标签822的标签数据，而指 派外部读取器810来处理第二标签824和第三标签826的标签数据。
图9示出了根据本发明的系统900，其中控制器902与基于网络的远 程读取器904通信。控制器902包括用于读取RFID标签908的内部读取器 906。控制器902还可包括信号强度处理组件910，该组件处理返回的标签 信号以确定标签908的信号强度值。控制器902包括有助于经由网络接口 916与网络914进行接口的CCF 912。与网络914接口可借助于有线和/或 无线技术。设置在网络914上的是也可以读取RFID标签908的远程读取器 904。该远程读取器904还可包括SSP组件918，该组件有助于信号强度值 计算，以使得与读取标签908相关联的值可被传送到远程站点以供(例如， 控制器902)处理。在此情形中，控制器902接收并处理远程值以及由内部 读取器906接收到的本地值。该控制器可随后确定应当指派哪个读取器来 处理标签908的标签数据。
在许多常规系统中，RFID技术与条形码协作使用。由于条形码读取器 已与控制器集成在一起，因此该控制器现在可协调条形码的数据和相应 RFID标签的数据。相应地，图10示出了根据本发明的条形码-RFID读取 器系统1000。该系统1000包括包含条形码扫描仪1004和RFID读取器1006 的控制器1002。当封装1008通过处理范围时，内部条形码扫描仪1004扫 描附加到封装1008的条形码标签1010，而内部RFID读取器1006读取所 附加的RFID标签1012。该条形码数据和RFID数据随后被传递给控制器硬 件和软件组件1016的RFID/条形码数据处理组件1014，该处理组件处理并 比较标签数据的一部分或全部来作为例如验证封装和标签数据的手段。尽 管RFID读取器1006和条形码扫描仪1004两者被示为在控制器1002内， 但是按照给定应用所需，其一或两者可以是在与控制器1002相同或不同板 条箱中的独立模块。条形码读取器1004和RFID读取器1006被示为经由 CCF接口与硬件/软件组件1016接口，并且还可与控制器网络接口1018接 口以对设置在网络上(诸如可设置在以太网、DeviceNet网络、ControlNet 网络和其它基于分组的网络)的服务进行网络访问。
图11示出了根据本发明的用于对控制器组件加标签的RFID读/写技术的 使用。RFID读/写标签技术被结合到所有主要控制器(例如，PLC)组件中并 用于控制器系统组件之间以及控制器与其它设备、位置和介质之间的无线通 信。使用RFID来存储和交换信息包括以下使用：电子键控(electronic keying)， 现在可针对一致性来处理机架中以及模块上的RFID；安全信息可基于或存储 在物理设备级别，而处理可处于与I/O不同的级别；模块诊断和保证信息可从 加标签的模块读取而无需当前要求例如程序逻辑监视诊断位；可以更容易地读 取和验证系列和版本级别代码；基于板条箱的标签可存储例如I/O配置，使得 能够容易地插入替换模块并更迅速地通电；以及，智能模块将自动地得知它是 有效替换并可自动地读取其配置和设置信息。
再次参看图11，控制器模块1100(类似于图4的控制器400)在其选定 的组件上设有RFID标签。例如，控制器1100包括：具有相关联的主板RFID 读取/写入标签1104的主板1102；具有所附加的RFID读取/写入标签1108的 内部RFID读取器1106；以及附加到控制器1100的控制器RFID读取/写入标 签1110。标签(1104、1108和1110)的每一个存储与其对应组件(1102、1106 和1100)有关的数据。
注意：如果在处于控制器自身内部并且其中集成有读取器的组件上使用无 源RFID标签，则该读取器将连续读取内部无源标签，由此引发非必要标签处 理。通过采用有源标签，当事件和/或属性变化时或者当预计读取器应当已接收 到数据或信息时，可从该有源标签发起与读取器的通信。
图12示出了根据本发明的对板条箱组件和模块加标签的RFID读/写技术 的使用。板条箱1200被示为具有板条箱前面板1202以及带有可与控制器模块 1208、第一模块1210和第二模块1212电子/电器互连的网络介质1206(例如， 有线、光纤、……)的后面板1202。控制器1208包括也可被加标签的内部组 件。例如，控制器1208包括可滑动地拆卸的卡1214，该卡上附加有存储与该 卡1214有关的信息的卡标签1216。另外，该卡1214包括卡模块1218，该卡 模块上附加有存储与该卡模块1218有关的数据的卡模块标签1220。该控制器 1208还可具有标识例如控制器后面板1224及其相关组件、连接器等的内部 RFID标签1222。该控制器1208还可包括指示器模块1226，该指示器模块具 有存储有关数据的指示器模块RFID标签1228。附加到控制器1208的前面板 1230的是控制器RFID标签1232，该标签可包括其相关组件(例如，卡1214、 卡模块1218、后面板1224、前面板1230、控制器设置数据、配置数据、保证 数据、诊断数据、……)的一部分或全部的组件数据。
类似地，第一机架模块1210包括可存储与之有关的硬件和/或软件信息的 一部分或全部的第一模块RFID标签1234，而第二机架模块1212包括与之有 关的硬件和/或软件信息的可存储一部分或全部的第二模块RFID标签1236。
板条箱前面板1202具有附加其上的板条箱RFID标签1238，该标签可包 含与该板条箱1200(例如，底板1206)以及其模块和/或模块子组件(例如， 控制器1208、第一模块1210、第二模块1212、卡模块1218、……)的任一个 或全部有关的数据。如果卡1214是RFID读/写组件，则它可从所有板条箱、 模块和组件标签读取数据，并向这些标签写入数据。
图13示出了根据本发明的在RFID标签中使用电子键控来验证适当的组 件分配的方法。在1300处，按需将RFID标签施加到每个组件和/或模块。在 这为软件组件或模块的情况下，可以将RFID标签施加到任何方便的位置。在 1302处，将组件和/或模块数据上传到每个相对应的标签。在1304处，根据分 配数据向机架分配组件和/或模块。在1306处，将组件和/模块安装到机架中。 在1308处，一旦被安装，则每个标签被读取以确保已安装的组件和/或模块是 期望安装的那些。在1310处，任何不符合分配数据的组件和/或模块被拒绝。 即，传送警报或通知。另外，可阻止这些组件和/或模块的运行。
图14示出了根据本发明的RFID标签中用以启用组件操作的安全信息的 方法。在1400处，将RFID标签施加到组件和/或模块。在1402，将组件和/ 或模块安全信息上传到RFID标签。在1404，响应于对操作组件和/或模块的 请求，访问安全数据。在1406，在启用操作之前验证安全数据。在1408，该 系统可周期地重新验证安全信息作为继续操作的条件。
图15示出了根据本发明的处理RFID标签中的保证和诊断信息的方法。 在1500处，将RFID标签施加到组件和/模块。在1502处，将保证和/或诊断 信息上传到RFID标签。在1504处，周期地运行新的诊断并将新的诊断数据上 传到RFID标签。在1506处，按需使用RFID读取器来读取保证和/或诊断数 据。
图16示出了根据本发明的在RFID标签中使用系列和版本级别代码信息 的方法。在1600处，将RFID标签施加到组件和/或模块。在1602处，将系列 和/或版本级别代码数据上传到对应的组件和/或模块的RFID标签。在1604处， 使用RFID读取器来读取组件的系列和/或版本级别代码。
图17示出了根据本发明的在RFID标签中使用模块I/O配置信息的方法。 在1700处，将RFID标签施加到I/O模块。在1702处，配置I/O模块并将I/O 配置数据上传到对应的RFID标签。在1704处，按需更新I/O配置数据，并存 储在该RFID标签中。在1706处，用新的I/O模块替代该I/O模块。在1708 处，读取旧的I/O模块的配置信息。在1710处，使用旧的I/O模块配置信息来 处理和配置新的I/O模块。在1712处，操作新的I/O模块。
图18示出了采用有助于使根据本发明的一个或多个特征自动化的人工智 能(AI)的RFID系统1800。在此实现中，该系统1800包括主宿AI组件1804 的控制器1802。该AI组件1804可监视控制器1802的信号和数据、内部RFID 读/写组件1806的RFID读/写处理、以及通常还监视通过CCF 108承载的任何 信息。因此，在CCF 108上、甚至网络106上传送的信息也可被监视。
本发明(例如，结合选择)可采用各种基于AI的方案来实现本发明的 各个方面。例如，由于确定何时上传诊断数据和何时读取RFID数据的过程 可经由自动分类器系统和过程来推动。此外，在RFID数据库在控制器的远 程位置上分布的情况中，分类器可用于确定选择哪个数据库位置来上传 RFID数据或从其检索数据。
分类器是将输入属性向量x＝(x1，x2，x3，x4，xn)映射到该输入属于一 个类的置信度，即f(x)＝confidence(class)(f(x)＝置信度(类))。这种分类 可使用基于概率和/或统计的分析(例如分解成分析效用和成本)来预测或推断 用户期望自动执行的动作。
支持矢量机(SVM)是可使用的分类器的一个示例。SVM通过在可能输 入的空间中寻找超曲面来操作，该超曲面试图将触发标准与非触发事件分隔 开。直观地，这能对接近、但与训练数据不同的测试数据进行正确分类。其它 导向和非导向模型分类方法包括提供不同的可用独立模式的例如朴素贝叶斯 (Bayes)、贝叶斯(Bayesian)网络、决策树、神经网络、模糊逻辑模 型和概率分类模型。如本文所用的分类还包括用于开发优先级模型的统计回 归。
根据本说明书很容易理解，本发明可使用经显式训练(例如经由一般训练 数据)以及隐式训练(例如经由观察用户行为、接收外来信息)的分类器。例 如，在分类器构造器和特征选择模块内经由学习或训练阶段来配置SVM。因 而，可使用分类器来自动学习和执行大量功能，包括但不限于：例如根据预定 标准来确定何时发起新的诊断测试以及加速将新的诊断上传到模块的RFID标 签。
AI组件1804还可用于确定在哪些条件下应当相对于另一个将一个 RFID读取器(或读/写)禁用或断电。在另一个示例中，AI组件1804可用 于检测与第二RFID读取器(未示出)有关的RFID标签，并在随后基于信 息发信号通知该第二RFID读取器开启，只要正在靠近具有与此RFID读取 器相关联的标签的货盘或产品。该提示信息可由其它传感器系统或数据表 单读取系统(例如，条形码扫描系统、其它RFID读取系统等)来提供。例 如，可向多输入控制器提供有助于对数据进行过滤的信息或由该控制器感 测该信息。通过使用多输入控制器，由于指示货盘何时通过特定区域的出 现传感器(例如，使用条形码标贴、RFID标签、……)，可以获知货盘何 时进入该区域。因此，不仅可使用信号强度数据，而且也可使用控制器所 具备的关于可用于过滤的环境的附加感测数据。更具体地，当使用条形码 标签和RFID标签时，控制器在前一固定位置读取条形码标贴。由于它是固 定位置，因此控制器“知晓”货盘的新近位置。因此，控制器可向读取器 提示货盘将很快到达此位置。结果，控制器可提示RFID读取器苏醒并在预 定时间或间隔进入睡眠。如果不具备这种能力，则读取器将持续开启，并 且在其RF观测场(field-of-view)内读取任何东西。
在每个RFID读/写组件包括AI组件的情况下，这可包括“自学”，藉 此各组件彼此通信并学习与RFID读/写组件、控制器、底板活动、RFID标 签活动等有关的模式和/或特性。在该自学过程中无需涉及该控制器。
在另一个示例中，AI组件可用于处理信号强度，并由此确定要向哪个 读/写组件分配给落在通信范围内的标签和/或标签集。
现在参看图19，它示出了可用于执行所公开的体系结构的计算机的框 图。为了提供本发明的各个方面的附加上下文，图19和以下讨论旨在提供 其中可实现本发明的各个方面的合适计算环境1900的简要的一般描述。虽 然以上在可在一个或多个计算机上运行的计算机可执行指令的通用上下文 中描述了本发明，但是本领域技术人员应当认识到，本发明也可结合其它 程序组合和/或作为硬件和软件的组合来实现。
通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、 数据结构等。此外，本领域技术人员应当理解，本发明的方法也可使用其它计 算机系统配置来实践，包括：单处理器或多处理器计算机系统、小型计算机、 大型计算机、以及个人计算机、手持型计算设备、基于微处理器或可编程消费 电子产品等，它们的每一个都可有效地耦合到一个或多个相关联的设备。
也可在其中由经由通信网络链接的远程处理设备执行特定任务的分布式 计算环境中实践本发明的所示方面。在分布式计算环境中，程序模块可位于本 地或远程存储器存储设备中。
计算机一般包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是可由计算机 访问的任何可用介质，包括易失性和非易失性介质、可移动和不可移动介质。 作为示例而非限制，计算机可读介质可包括计算机存储介质和通信介质。计算 机存储介质包括以任何方法和技术实现用来存储诸如计算机可读指令、数据结 构、程序模块或其它数据的信息的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。 计算机存储介质包括但不限于：RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器 技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光盘存储、磁带盒、磁带、磁 盘存储器或其它磁存储设备、或者可被用来存储所需信息并可由计算机访问的 任何其它介质。
通信介质通常在诸如载波或其它传送机制的已调制数据信号中具体化计 算机可读指令、数据结构、程序模块或者其它数据，并且包括任何信息传输介 质。术语“已调制数据信号”是指以在信号中编码信息的方式设置或改变其特 征中的一个或多个的信号。作为示例而非限制，通信介质包括诸如有线网络或 直接连接的有线介质、以及诸如声波、RF、红外线以及其它无线介质。以上介 质的任何组合应当也可包括在计算机可读介质的范围内。
参看图19，用于实现各个方面的示例性环境1900包括计算机1902，该计 算机1902包括：处理单元1904、系统存储器1906、以及系统总线1908。系统 总线1908将包括但不限于系统存储器1906的系统组件耦合到处理单元1904。 处理单元1904可以是各种商用处理器中的任一种。双微处理器和其它多处理 器体系结构也可用作处理单元1904。
系统总线1908可以是可使用各种商用总线体系结构中的任一种进一步互 连到存储器总线(使用或不使用存储器控制器)、外围总线以及局域总线的若 干类型总线结构中的任一种。系统存储器1906包括只读存储器(ROM)1910 和随机存取存储器(RAM)1912。基本输入/输出系统(BIOS)被存储在诸如 ROM、EPROM、EEPROM的非易失性存储器1910中，该BIOS包含有助于 诸如在启动期间在计算机1902内的元件之间传递信息的基本例程。RAM 1912 还可包括诸如静态RAM的高速RAM用于高速缓存数据。
计算机1902还包括：内部硬盘驱动器(HDD)1914(例如EIDE、SATA)， 该内部硬盘驱动器1914还可被配置成在合适的机箱(未示出)中外部使用； 软磁盘驱动器(FDD)1916(例如，可读或写移动磁盘1918)；以及光盘驱动 器1920(例如，读取CD-ROM盘1922或者读或写诸如DVD的其它高容量光 学介质)。硬盘驱动器1914、磁盘驱动器1916和光盘驱动器1920可分别通过 硬盘驱动器接口1924、磁盘驱动器接口1926和光学驱动器接口1928连接到系 统总线1908。用于外部驱动器实现的接口1924包括通用串行总线(USB)和 IEEE 1394接口技术的至少一个或两者。其它外部驱动器连接技术落在本发明 的构想之内。
驱动器以及与它们相关联的计算机可读介质提供了对数据、数据结构、计 算机可执行指令等的非易失性存储。对于计算机1902，驱动器和介质容纳对合 适数字格式的任何数据的存储。尽管以上对计算机可读介质的描述涉及HDD、 可移动磁盘以及诸如CD或DVD的可移动光学可读介质，但是本领域技术人 员应当理解，诸如zip驱动器、磁带盒、闪存卡、盒式磁带等的可通过计算机 读取的其它类型的介质也可用在示例性操作环境中，另外，任何这样的介质可 包含用于执行本发明的方法的计算机可执行指令。
大量程序模块可被存储在驱动器和RAM 1912中，包括操作系统1930、 一个或多个应用程序1932、其它程序模块1934和程序数据1936。操作系统、 应用程序、模块和/或数据的全部或一部分还可被高速缓存在RAM 1912中。 应当理解，本发明可使用各种商用操作系统或操作系统的组合来实现。
用户可通过诸如键盘1938和定点设备(诸如鼠标1940)的一个或多个有 线/无线输入设备来向计算机1902输入命令和信息。其它输入设备(未示出) 可包括话筒、IR遥控、操纵杆、游戏垫、指示笔、触摸屏等。这些或其它输入 设备通常经由耦合于系统总线1908的输入设备接口1942连接到处理单元 1904，但也可通过诸如并行端口、IEEE 1394串行端口、游戏端口、USB端口、 IR接口等的其它接口连接。
监视器1944或其它类型的显示设备也可经由诸如视频适配器1946的接口 连接到系统总线1908。除监视器1944之外，计算机通常包括其它外围输出设 备(未示出)，诸如扬声器、打印机等。
计算机1902可在使用经由有线和/或无线通信到诸如远程计算机1948的 一个或多个远程计算机的逻辑连接的网络化环境中工作。远程计算机1948可 以是工作站、服务器计算机、路由器、个人计算机、便携式计算机、基于微处 理器的娱乐设备、对等设备或其它公共网络节点，并且通常包括以上就计算机 1902所描述的元件中的多个或全部，但是为了简便的目的，仅示出存储器存储 设备1950。所示的逻辑连接包括对局域网(LAN)1952和/或例如广域网(WAN) 1954的较大网络的有线/无线连接。这些LAN和WAN网络环境在办公室和公 司中是常见的，并且有助于诸如内联网的企业范围计算机网络，它们全都可连 接到例如因特网的全球通信网络。
当用在LAN网络环境中时，计算机1902经由有线和/或无线通信网络接 口或适配器1956连接到局域网1952。适配器1956可有助于到LAN 1952的有 线或无线通信，该适配器还包括其上设置的用于与无线适配器1956通信的无 线接入点。
当用在WAN网络环境中时，计算机1902可包括调制解调器1958，或连 接到WAN 1954上的通信服务器，或具有诸如经由因特网的用于在WAN 1954 上建立通信的其它装置。或为内置式或为外置式以及或为有线或为无线设备的 调制解调器1958可经由串行端口接口1942连接到系统总线1908。在网络化环 境中，关于计算机1902所述的程序模块或其一部分可被存储在远程存储器/存 储设备1950中。应当理解，所示网络连接仅是示例性的，并且也可使用在计 算机之间建立通信链路的其它装置。
计算机1902可用于与有效设置于无线通信中的任何无线设备或实体进行 通信，例如打印机、扫描仪、台式计算机和/或便携式计算机、便携式数据助理、 通信卫星、与无线可检测标签相关联的任何一种装置或位置(例如书报电话亭、 报摊、休息室)以及电话。这至少包括Wi-Fi和BluetoothTM(蓝牙)无线技术。 因而，通信可以是与常规网络一样的预定结构，或仅是至少两个设备之间的自 组织通信。
Wi-Fi或无线保真度允许在无线的情况下，从家中的长椅、旅馆房间中的 床或工作的会议室连接到因特网。Wi-Fi是类似于用在收集中的无线技术，该 技术使比如计算机的设备在户内或户外、在基站范围内的任何位置发送和接收 数据。Wi-Fi网络使用被称为IEEE 802.11(a、b、g等)的无线电技术提供安 全、可靠、快速的无线连接。Wi-Fi网络可用于将计算机彼此连接、连接到因 特网以及连接到有线网络(其使用IEEE 802.3或以太网)。Wi-Fi网络以11Mbps (802.11a)或54Mbps(802.11b)的数据率工作在未经许可的2.4和5GHz无 线电频带中，例如或者使用包含两个频带(双频)的产品来操作，从而该网络 可提供类似于用在许多办公室中的基本10BaseT有线以太网络的真实世界性 能。
现在参看图20，它示出了根据本发明的示例性计算环境2000的一个示意 性框图。系统2000包括一个或多个客户机2002。客户机2002可以是硬件和/ 或软件(例如，线程、进程、计算设备)。客户机2002可以通过例如使用本 发明来容纳cookie和/或相关联的上下文信息。
系统2000还包括一个或多个服务器2004。服务器2004还可以是硬件和/ 或软件(例如线程、进程、计算设备)。服务器2004可通过例如使用本发明 来容纳用于执行变换的线程。客户机2002与服务器2004之间的一种可能的通 信可以采用适于在两个或多个计算机进程之间传输的数据包形式。数据包可例 如包括cookie和/或相关联的上下文信息。系统2000包括可用来帮助客户机 2002与服务器2004之间通信的通信框架2006(例如诸如因特网的全球通信网 络)。
可经由有线(包括光纤)和/或无线技术来方便通信。客户机2002可有效 地连接到一个或多个客户机数据存储2008，这些数据存储可用于将信息存储到 客户机2002本地(例如，cookie和/或相关联的上下文信息)。类似地，服务 器2004可有效地连接到一个或多个服务器数据存储2010，这些数据存储可用 于将信息存储到服务器2004本地。
以上所描述的包括本发明的示例。当然，不可能为了描述本发明而描 述组件或方法的每一种可构想到的组合，但是本领域普通技术人员可认识 到，本发明的许多其它排列组合是可能的。因此，本发明旨在涵盖落在所 附权利要求的精神和范围内的所有这类变更、修改和变形。此外，就本详 细描述或权利要求中所使用的术语“包含”而言，此术语旨在以与术语“包 括”类似的方式表示包括性，正如“包括”在权利要求书中作为过渡词使 用时所解释的那样。