现在将描述本发明的优选实施例以及应用。可以实现其他实施例并 且可以对所公开的实施例做出变化而不背离本发明的宗旨或范围。尽管 这里所公开的优选实施例已经被具体地描述为应用到RFID网络、设备、 方法和系统、以及其它信令网络、设备、方法和系统(例如，DC脉冲通 信、以及基于电压电平的通信(晶体管-晶体管逻辑(TTL)等等))的 领域，但是显然本发明可以在具有同样或相似问题的任何技术中实施。
图1示出了陈列品固定物的前视图，其中三个底板1、2和3与附 连的搁板4和5相结合。在这里的例子中，根据本发明的优选实施例， 天线将被描述为可以放置在例如近似水平的平面上，如在位置6和7 上。这个陈列品固定物对于监控RFID标签物品或者其它加记号的或者 加标签的物品比如光盘媒体8(显示在搁板上)的清单是有用的。如这 里所使用的，术语“RFID标签物品”指的是以能够被检测的任何方式加 了记号或者标签的物品，该任何方式包括但不限于RFID、DC脉冲通信、 以及基于电压电平的通信(TTL等等)。如这里所使用的，术语“RFID 系统”、“RFID天线系统”、“RFID读取器”、“读取器天线”、或者 “RFID馈送系统”指的是能够传送与加了记号或者标签的物品的检测相 关的信号的任何系统或者设备，包括但不限于RFID、DC脉冲通信、以 及基于电压电平的通信系统。应当理解，任何RFID标签物品可以代替 光盘媒体8来使用。优选地，光盘媒体8拥有可以由RFID系统检测的 附连的RFID标签9。图1的陈列品固定物是优选实施例的典型实现，但 是应当理解其他固定物或者非固定物可以实现本发明，并且应当理解这 里所描述的天线可以用于除了典型的水平方向之外的方向。
根据本发明的典型实施例，图2示出了多RFID天线系统。该典型 天线系统包括读取器天线10，具有关联天线板20、货架控制器30、搁 板控制器40a、40b、40c、以及RFID读取器50。天线板20对于某些天 线设计来说可能不需要。如果需要，那么天线板20可以包括调谐部件 (例如，调谐电路)和其他部件(例如，货架控制器30、搁板控制器 40a、40b、40c)，并且可以包括执行这里所描述的操作所需的逻辑和 交换控制。在一个实施例中，天线板可以包括读取器天线10。
如图2所示的RFID馈送系统结合了RFID读取器50和馈送线45(例 如，同轴电缆)，该馈送线指向结构70(例如，商店陈列品固定物或者 “货架”)。当使用附加货架时，附加货架(例如货架71)可以如下所 述地加入该电路中。
电缆45中的RF信号可以由货架控制器30路由，这样它被发送到 货架70上的搁板，或者绕过货架70并且继续到附加货架比如货架71。 在一个优选实施例中，术语“RF信号”指的是所使用的射频信号，例如 用来询问一个RFID读取器天线或者一组天线。然而，应当理解，术语 “RF信号”还指的是能够使用于其他典型设备、系统和方法的任何其他 信号，其中包括但不限于DC脉冲通信、或者基于电压电平的通信(TTL 等等)。
在这个实施例中，术语“搁板”指的是由单个搁板控制器40a、40b、 40c服务的一个搁板或者一组搁板，并且术语“货架”指的是包括一个 或多个搁板的结构。然而，术语“搁板”和“货架”并不意味着限制可 以用于实现本发明的实施例的任何结构的物理属性，而是仅为了方便解 释这个实施例而使用。用于存储、收容或者以别的方式支持物体的任何 已知结构都可以用于实现本发明的各种实施例。例如，RF交换机31要 么可以使RF信号绕过货架70，并且经过线路(connection)80a继续 到货架71(或者经过线路80b)，RF交换机31要么可以使RF信号馈送 到货架70中。应当理解，术语“RF交换机”指的是能够传送信号的任 何交换机，该信号包括但不限于RF、DC脉冲通信、或者基于电压电平 通信(TTL等等)信号。此外，一个或多个附加的RF交换机32可以将 RF信号路由到特定搁板，例如经过线路61a、61b、或者61c到货架70 上的搁板21a、21b、或者21c。在优选实施例中，搁板控制器(例如， 控制器40a)可以将RF信号交换到天线板20上的一个或多个，然后到 天线10。应当理解，虽然图2示出了货架70上的三个搁板以及每个搁 板八个天线，但是根据本发明的优选实施例可以使用任意适当数量的搁 板和每个搁板上的天线数量。此外，RF交换机32还可以将RF信号交换 到一个单独的天线。例如，RF交换机32可以将RF信号传送到天线11 (经过线路61d和天线板12)。
在一个实施例中，RF交换机31的使用可以引起“插入损耗”。即， 当信号流经交换机时，一些RF功率可能丢失。因此，到达货架71以及 连续附加货架的RF功率电平可能小于到达货架70的RF功率。应当理 解，术语“RF功率”指的是能够用于这里所描述的设备、系统和方法的 任何功率源，包括但不限于RF、DC脉冲通信、或者基于电压电平的通 信(TTL等等)的功率。然而，在一个实施例中，在每个天线10上的RF 功率可以近似相等。例如，可以要求设置在给定天线10上的RF功率电 平足够高以读取被附连到停靠给定天线10的物品上的所有RFID标签， 但不能高到能够读取附连到停靠相邻天线上的物品上的RFID标签。根 据本发明的优选实施例，可以使用RF衰减器，来调整和/或均衡每个天 线10上的功率电平。例如，RF衰减器(未示出)可以被放置在搁板控 制器(例如，控制器40a)和每个天线10之间并且可以用于调节每个货 架上的RF功率。应当理解，术语“RF衰减器”指的是能够调整和/或均 衡每个天线上的功率电平的任何衰减器，包括但不限于RF、DC脉冲通 信、或者基于电压电平的通信(TTL等等)的功率。例如，可以选择RF 衰减器来相对较多地衰减货架70上的RF功率并且相对较少地衰减货架 71和连续附加货架上的RF功率。在一个实施例中，RF衰减器可以被放 置在该电路中的其他位置上(例如，在线路61a、61b、61c上或者在交 换机31和32之间)以达到同样的结果，这对本领域的技术人员来说是 显而易见的。在另外的实施例中，可变衰减器可以被放置在读取器50 和交换机30之间，这样每个天线10的功率可以被数字化控制。在另一 个实施例中，读取器50可以具有可变RF功率输出。将RF功率检测电 路放置在搁板控制器上(例如，RF功率检测电路41位于控制器40a上) 允许控制被传递给天线10的RF功率。
根据本发明的优选实施例，在例如图2中所示的一个物理结构(如 货架70和货架71)内或上可以包含可选地具有关联天线板20的多个天 线10、搁板控制器40a、40b、40c、货架控制器30、以及关联布线。
图3示出了具有由主控制器100控制的读取器50的典型实施例， 其中主控制器100沿着控制电缆105发送命令或控制信号来在任何时间 上选择哪个天线是有效的。在一个优选实施例中，控制信号是数字信 号。在一个优选实施例中，术语“数字信号”指的是可以通过任何适当 载体(例如，CAN总线、RS-232、RS-485串行协议、以太网协议、令牌 环联网协议、等等)传送的任何二进制信号编码数据。在货架(70、71 等等)之间，命令或控制信号(例如，数字信号)可以在控制电缆81a 和81b上传送。在搁板内，命令或者控制信号可以由一条或多条电缆35 来传送。主控制器100可以是处理设备(例如，微处理器、离散逻辑电 路、特定用途集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路、数字信号处理器 (DSP)、等等)。此外，搁板还可以被配置有搁板控制器40a、40b、 40c以及具有电路34的货架控制器30，用于与主控制器100进行通信 例如来选择天线10。搁板控制器40a、40b、40c与货架控制器30还可 以是微处理器(或者其他处理设备)，具有足够的输入/输出控制线来 控制被连接到它们的关联天线的RF交换机。
在一个优选实施例中，通过例如经过数字数据通信电缆105发送包 含与天线10关联的唯一地址的命令(例如通过数字信号)，主控制器 100可以有选择地操作任何一个交换机。这些地址可以通过使用可寻址 交换机(例如与Dallas Semiconductor DS2405＂1-Wire＂可寻址交 换机相同或功能性相当的交换机)进行传送。每个这样可寻址的交换机 例如提供可以用于交换单个天线的单个输出。优选地，通过使用一个或 多个货架控制器30和/或搁板控制器40a、40b、40c，主控制器100可 以有选择地操作任何或所有交换机。例如，这些控制器可以是一个处理 设备，其可以提供多个输出用于交换不止一个天线(例如，搁板控制器 40a、40b、40c附近的所有天线10)。主控制器100还可以是任何处理 设备。主控制器100和货架控制器30之间的通信例如可以通过使用符 合公知通信协议(例如，CAN总线、RS-232、RS-485串行协议、以太网 协议、令牌环联网协议、等等)的通信信号来实现。同样地，货架控制 器30和搁板控制器40a、40b、40c之间的通信可以由相同的或者不同 的通信协议来实现。
术语“智能台”通常指的是设备，比如搁板，其可以包括控制器、 交换机和/或调谐电路、和/或天线。不止一个智能台可以连接到一起并 且被连接到RFID读取器或者与RFID读取器相结合。主控制器可以用于 运行RFID读取器和智能台。主控制器本身可以由存在于计算机上的应 用软件来控制。在一个实施例中，“智能台”是“智能搁板”。
在一个优选实施例中，智能搁板系统通过电子网络120来控制，如 图3所示。该网络可以包括例如互联网、以太网、本地网、控制器局域 网(CAN)、串行、局域网(LAN)、广域网(WAN)。控制智能搁板系 统的控制系统将通过以太网、RS-232、或者其它信令协议发送命令数据 给主控制器100。这些命令包括但不限于用于操作RFID读取器单元50 和与货架控制器30及搁板控制器40a、40b、40关联的交换机的指令。 主控制器100被编程来解释通过该单元传送的命令。如果命令用于读取 器单元50，则主控制器100将那个命令传送给读取器单元50。其它命 令可以用于选择天线10，并且如果需要的话将由主控制器100处理这些 命令来确定什么数据应当经过数字数据通信电缆105传送给货架控制器 30以及例如传送到搁板控制器40a、40b、40。
同样，搁板控制器40a、40b、40c和货架控制器30可以传送数据 信号给主控制器100，读取器单元50也可以如此。在一个优选实施例 中，主控制器100经过电子网络120传送结果数据回到控制系统。如图 3所示的存货控制处理单元130是这样的控制系统的一个例子。如这里 关于智能搁板系统所进一步讨论的，电子网络和控制系统可互换使用来 描述智能搁板系统可以由控制系统控制，该控制系统经过电子网络120 连接到智能搁板系统。
图3的主控制器100可以确定来自电子网络120的命令是否应当通 过数字信号被发送到读取器50，或者应当经过通信电缆105被发送。主 控制器100可以将它从通信电缆105和从读取器50接收的数据传递回 给电子网络120。在一个优选实施例中，电子网络发布命令来读取一个 或多个天线。在这个实施例中，主控制器100可以发送数字信号来(a) 为那个天线设置适当的一个或多个交换机，(b)激活读取器，(c)接 收从读取器返回的数据，(d)去激活读取器，并且(e)将数据发送回 到电子网络120。(在2003年1月9日提交的)美国专利申请No. 10/338,892，中可以找到由控制器处理来自主机的命令信号的进一步细 节，这里将其全文引入作为参考。
在优选实施例中，主控制器100可以被放置在电子网络120和读取 器之间，例如图3所示的。在这个实施例中，各种读取器类型(例如， 读取器50)可以根据需要使用。例如，从电子网络120到控制器100的 命令可以使用普通控制数据(例如，不是读取器所特定的)来传送，因 此允许各种类型读取器的扩展使用。在这个优选实施例中，电子网络120 可以发送“读取天线”命令给控制器100。控制器100进而又可以将这 个命令翻译成为每个读取器单元50所要求的适当命令语句。同样，控 制器100还可以接收来自读取器单元50的响应语句(其可能根据读取 器单元的类型而有所不同)，并且将其解析成为一般响应返回到电子网 络120。命令和响应语句对于每种类型的读取器单元50是不同，但是主 控制器100使得这些对于电子网络120透明。
在图3中，延伸到搁板70之外的控制电缆81a的一部分与延伸到 搁板70之外的RF电缆80a的一部分被示出在搁板的外部。然而，如本 领域的技术人员所能认识到的，电缆的这些延伸部分还可以包含在搁板 或者另一结构内。附加的延伸控制电缆部分81b和附加的延伸RF电缆 部分80b可以用于连接到更多的搁板或者更多组搁板。同样，附加搁板 (未示出)可以添加到搁板组，例如到货架70或71，这对于本领域的 技术人员来说显而易见的。
由读取器单元50从每个智能搁板收集的物品信息数据可以被传送 到存货控制处理单元130。存货控制处理单元130通常被配置来接收来 自智能搁板的物品信息。存货控制处理单元130通常通过电子网络120 被连接到智能搁板并且也与适当的数据存储器140有关，其中数据存储 器140存储存货相关数据，该存货相关数据包括参考表以及程序代码和 与存货控制或者仓库贮存有关的配置信息。存货控制处理单元130还被 编程和配置来执行存货控制功能，这对于本领域的技术人员来说是公知 的。例如，由存货控制(或仓库贮存)单元执行的一些功能包括：存储 和跟踪现有的存货物品的数量、各种物品的日常运作或者销售、跟踪各 种物品的位置或者场所等等。
在操作中，存货控制系统将从智能搁板确定物品信息，其中智能搁 板通过电子网络120连接到存货控制处理单元130。在一个优选实施例 中，一个或多个智能搁板由存货控制处理单元130所控制。存货控制处 理单元130可以确定何时读取器单元50在主控制器100的控制下并且 轮询天线10来获得物品存货信息。在一个可替换实施例中，一个(或 多个)控制器100可以被编程来周期地轮询所连接的多天线用于物品信 息并且然后使用倒“推”(reverse push)模式的数据传输来传送所确 定的物品信息给存货控制处理单元130。在一个进一步的实施例中，由 主控制器100发出的物品信息的轮询和数据传输可以例如是事件驱动 的，例如由智能搁板上的存货物品的周期补给所触发的。在每种情况 下，主控制器100将有选择地激励连接到读取器50上的多天线来确定 来自与所存货的物品关联的RFID标签的物品信息。
一旦从智能搁板的读取器单元50接收到物品信息，存货控制处理 单元130例如使用在存货控制处理单元130和在相关数据存储器140中 的已编程的逻辑、代码和数据来处理所接收的物品信息。已处理的物品 信息然后通常被存储在数据存储器140中，用于将来用于本发明的存货 控制系统和方法。
图4示出了典型实施例，示出了连接到几个货架控制器30、30b、 30c、30d、30e和30f的部分系统。与如图3所示的货架70、71关联的 系统的其他部分为了简单起见在图4中没有重复(或者如果重复，则不 描述其中与图3所示的结构和功能方面基本相同的部分)。图4示出了 RFID读取器50可以如何沿着线路45发送RF信号到货架控制器30以及 RF信号可以如何沿着线路80a、80b、80c、80d、80e和80f被指向附加 货架控制器。同样地，主控制器100可以沿着电缆105发送命令或者控 制信号到货架控制器30，并且从那里通过线路81a、81b、81c、81d、 81e和81f到附加货架控制器。在优选实施例中，命令或者控制信号(例 如数字信号)可以选择通信路由用于发送RF信号(例如，从RFID读取 器50经过交换机31和32到连接61c)。
图5示出了一个典型实施例，其示出了连接到几个货架控制器 30a、30b、30c、30d、30e和30f的部分系统。与图3或者图4所示的 货架关联的系统的其他部分为了简单起见在图5中没有重复(或者如果 重复，则不描述其中与图3或图4所示的结构和功能方面相同的部分)。 图5示出了第二RFID读取器51如何沿着线路46发送RF信号到货架控 制器30d以及RF信号如何沿着线路80d、80e和80f被指向附加货架控 制器。同样地，另一主控制器101可以沿着电缆106发送命令或者控制 信号到货架控制器30d，并且从那里通过线路81d、81e和81f到达附加 货架控制器。在另一优选实施例中，使用不止一个控制器100、101或 者RFID 50、51可以提高可靠性和速度。
互联网结构就是在两个计算机之间传输的数字数据通常沿着一条 路径被路由的技术例子，其中这条路径可能经过几个插入其间的计算机 (也称作路由器)。此外，该路径可能有时或者甚至在单个传输期间发 生变化。已经开发了路由方法来用于控制数据路径，这样在多个计算机 之间可以进行有序且同时的传送。一些可以使用的路由方法包括距离向 量类型，比如RIP(路由信息协议)和(Cisco的)IGRP(内部网关路 由协议)，以及链路状态方法，比如OSPF(开放最短路径优先)和(Cisco 的)EIGRP(增强内部网关路由协议)。这些路由方法是公知的技术并 且仅用作例子，但是路由器的概念并不由用于选择数据路径的路由方法 所限定。
虽然数字数据路由器的概念是众所周知的，但是本发明的一个优选 实施例涉及路由RF和数字信号的组合路由器。在一个实施例中，该路 由器可以从RFID读取器50、51沿着一或多条路径将RF信号传送给一 个特定天线或者一组天线。这样的RF路由器可以用于例如提供RF信号 路径的冗余或者备份能力。在另一个优选实施例中，该路由器能够在主 控制器100、101和天线10之间传送命令或者控制信号(例如，数字数 据)。在又一个实施例中，交换系统被提供用于选择RF信号(例如， 在RFID读取器和天线(e)之间的)和数据信号的通信路由(例如，预 定数据路径并且通过预定节点或者路由器)。在这个实施例中，RF信号 和数据信号可以沿着在与数字信号的路径基本相同的通信路由之后的 RF路径传送。在一个优选实施例中，RF信号和数字信号的通信路由是 不同的。为了确定哪个路径可用于RF信号，在一个实施例中，组合路 由器可以通过可用RF路径传送RF或者非RF“相邻查询”信号。通过使 用相邻查询信号，每个组合路由器可以确定其他哪些组合路由器或者其 他哪些设备被连接到组合路由器，并且系统可以然后确定所有可用RF 路径。
图6示出了用于根据本发明的优选实施例用于RF信号以及命令或 者控制信号的典型组合路由器600。这样的路由器的附加描述可以在美 国专利申请No.60/657,709中找到，其在这里被全文引入作为参考。 优选地，组合路由器600可以包括一个或多个逻辑单元605，其与数据 路由器610和RF路由器650合作。应当理解，这样的典型组合路由器 可以包括任何适当数量的逻辑单元605、数据路由器610和RF路由器 650。在典型实施例中，数据路由器610和RF路由器650例如在组合路 由器600中相互靠近。为了简单起见，在下面的讨论中，一个或多个数 据路由器比如610可以被指定为“D”，并且一个或多个RF路由器比如 650可以被指定为“R”。此外，为了简单起见，具有组合路由器的逻辑 单元605可以从一些附图中省去。数据路由器610可以根据所建立的路 由方法比如RIP、OSPF、或者任何其它路由方法来操作。在这个例子中， 数据路由器610具有多个端口，每个端口可以具有双向能力。为了解释 说明的目的，尽管可以使用或多或少的输入，但两个这样的端口已经被 标注为输入611和612。尽管可以使用或多或少的输出，但其他端口已 经被标注为输出621、622、623和624。RF路由器650可以操作这样使 得RF信号跟着与数据信号基本相同的路由器，或者RF路由器650可以 沿着相似于或者甚至不同于数据信号的路由发送RF信号。在这个例子 中，RF路由器650具有两个输入631和632并且四个输出641、642、 643、和644，尽管可以使用或多或少的输入和输出。应当理解，术语“输 入”和“输出”这里为了方便来使用，并且RF和数据通信可以在任一 方向上发生。例如，数据信号和RF信号可以分别从控制器和RF天线经 过组合路由器的“输出”被传送并且将“输入”输到它们的目的地(例 如，分别是主控制器100、101和RFID读取器50、51)。此外，可以在 网络的某些部分中连接到“输入”端口的设备(例如，读取器)可以附 连到“输出”端口，而不限制系统中的设备的功能或者能力或者系统的 配置。同样地，在网络的某些部分中连接到“输出”端口的其他设备(例 如，天线)可以附连到“输入”端口，而不限制系统中的设备的功能或 者能力或者系统的配置。
数据路由器610可以是“路由器”，比如用于互联网或者其他数字 网络上的路由器，或者它可以是完成路由数字数据任务的任何设备。众 所周知数字数据可以被划分成“分组”用于在网络上传送。在经过数据 路由器610时，当数据交换完成时，数据可以临时被放置在本地存储器 中。“交换”可以进行这样使得通过“输入”接收的数据接着被路由 到一个或者多个“输出”或者退出第二“输入”。然而，这里为了解释 的目的，假设数据在一个输入中接收并且被路由到一个输出。
在一个优选实施例中，尽管可以提供多个交换设备来交换各个信 号，RF路由器650被配置使得一个输入被路由到一个且仅一个输出。图 7A示出了其中在输入线路631上输入的RF信号经过RF交换机6510路 由到输出线路643的例子。此外，在输入线路632上输入的RF信号经 过RF交换机6520路由到输出线路641。在图7B中，通过使用叉号(“X”) 6530来表示RF路径而不示出RF交换机6510和6520的细节来简化图 表。RF交换机6510、6520、6530可以包括能够交换RF信号的任何数量 和类型的设备，例如PIN二极管或者其他RF交换设备。
图8示出了根据本发明的优选实施例的用于路由数据和RF信号的 典型系统。电子网络120可以和连接到主控制器100的线路121一起使 用，并且RFID读取器50可以被连接到主控制器100。可以使用一个或 多个附加主控制器，比如主控制器101(该主控制器101经过线路122 连接到电子网络120并且连接了RFID读取器51)。如这里所描述的， 读取器50、51可以由主控制器100、101所控制。一个或多个组合路由 器600、601、602等等，可以被提供来路由数据和RF信号。例如，主 控制器100可以通过连接105连接到组合路由器600的数据(“D”) 部分上的数据输入，并且还可以连接到另一组合路由器601的数据 (“D”)部分上的数据输入。此外，例如，RFID读取器50可以通过线 路45连接到组合路由器600的RF(“R”)部分上的RF输入，并且还 可以连接到另一组合路由器601的RF(“R”)部分上的RF输入。每个 组合路由器600、601、602等等，可以包括任何适当数量的逻辑单元 605、数据路由器610和RF路由器650。
同样地，附加的主控制器101可以通过线路106连接到组合路由器 600的数据(“D”)路由器上的数据输入，并且还可以连接到另一个组 合路由器601的数据(“D”)路由器上的数据输入。此外，例如，RFID 读取器51可以通过线路46连接到组合路由器600的RF(“R”)路由 器上的RF输入，并且还可以通过线路46连接到另一个组合路由器601 的RF(“R”)路由器上的RF输入。数据输入105和106被理解为连接 到组合路由器上的不同输入，RF输入45和46也是如此。
可以提供附加组合路由器，比如组合路由器602。此外，该组合路 由器可以被连接到其它组合路由器(比如被连接到组合路由器602的输 入的组合路由器600的输出)。此外，组合路由器还可以连接到其它设 备，比如天线系统651、652、653、654、以及655。此外，如这里所讲 授的，连接到该组合路由器的其他设备可以连接到附加设备。
图8进一步示出了几个优选实施例，具有可选连接选项。例如，组 合路由器600可以被配置有所连接的交换路径“a”以及断开连接的交 换路径“c”，并且组合路由器601被配置有所连接的交换路径“b”以 及断开连接的交换路径“d”。在这个例子中，来自主控制器100的数 据信号和来自RFID读取器50的RF信号经过组合路由器601中的所连 接的交换路径“b”路由到天线系统655，而来自主控制器101的数据信 号和来自RFID读取器51的RF信号经过组合路由器600中的所连接的 交换路径“a”路由到天线系统651。
在另一个例子(未示出)中，组合路由器600可以被配置有所连接 的交换路径“c”和所断开连接的交换路径“a”，并且组合路由器601 可以被配置有所连接的交换路径“d”和所断开连接的交换路径“b”。 此外，例如，组合路由器602可以被配置有所连接的交换路径“e”和 “f”以及所断开连接的交换路径“g”。在这个例子中，来自主控制器 100的数据信号和来自RFID读取器50的RF信号经过交换路径“c”和 “f”路由到天线系统654，而来自主控制器101的数据信号和来自RFID 读取器51的RF信号经过交换路径“d”和“e”路由到天线系统653。
并非所有可用(或者可能数量的)交换路径都在图8中示出。如先 前在图7A中作为例子所示出的，到组合路由器600、601、602的两个 数据信号输入的每一个可以沿着四个典型经过路径中的任何一个或者 根本不沿着任何路径被发送。可以使用任意数量的路径和/或端口。同 样，到组合路由器600、601、602的两个RF信号输入的每一个可以沿 着四个经过路径中的任何一个或者根本不沿着任何路径被发送。优选 地，数据信号和其关联RF信号(例如沿着连接105的数据信号和沿着 连接45的RF信号)将沿着经过同一组合路由器的路径。因此，有可能 使用图8中所示出的系统来使主控制器100和其关联RFID读取器50与 任何一个天线系统(例如，651、652、653、654、655)进行通信。同 样，主控制器101和其关联RFID读取器51可以与任何一个天线系统进 行通信。
在由图8的系统所表示的典型实施例所示出的操作中，电子网络 120可以提供命令来读取天线系统654。该系统可以然后确定一种方法 来读取想要的天线系统654。路由方法比如RIP方法和0SPF方法(或者 其他方法)可以被使用来确定电子网络120和天线系统654之间的数字 数据的路径。作为例子，每个组合路由器600、601、602中的逻辑单元 605(图6)可以与其它组合路由器600、601、602以及与主控制器100、 101和电子网络120进行通信以建立适当的数据路径。诸如组合路由器 600、601、602的操作准备就绪之类的参数可以在该系统确定适当的数 据路径时被考虑。当适当的数据路径经过一个或多个组合路由器600、 601、602已经被建立时，RF路径可以沿着经过同一组合路由器600、 601、602的路径来建立，或者诸如RF交换部件的操作准备就绪之类的 附加参数可以被考虑来确定所提议的路由是否适合于RF路径。根据优 选实施例，主控制器100、101可以被配置来使用已知路由方法比如OSPF 或者RIP建立数据路径。在优选实施例中，电子网络120还可以拥有一 些智能，例如，发送控制消息给主控制器100、101来帮助建立路径。
如果没有确定任何数据路径，则可以确定可选路径。例如，作为选 择，RF操作准备就绪参数可以被当作初始路径选择算法或者由主控制器 100、101使用的其他方法中的因数。
应当看到，附加设备可以附连到如图8所示的典型系统中。例如， 诸如货架控制器630(如前所述的)之类的设备可以被连接到组合路由 器602的输出之一。当提供了适当的路径(未示出但是标示为“g”) 时，数字数据可以被提供给货架控制器630，并且可以沿着连接681继 续到其他设备。同样，RF信号可以被连接到货架控制器630，并且可以 沿着线路680继续到其他设备。其他设备可以包括其他货架控制器或者 其他组合控制器。
在优选实施例中，一个或多个系统部件(例如，组合路由器600、 601、602)可以包括用来确定系统中的各个位置上的一个或多个设备(例 如，读取器)上的操作(例如，RF功率、有效状态、故障状态、等等) 的电路。例如，根据本发明的优选实施例，这样设备(例如，读取器) 的RF功率，可以被调整或者衰减使得在该部件(例如，组合路由器600、 601、602、一个或多个特定天线10、等等)上获得想要的功率电平。在 一个优选实施例中，系统部件(例如，组合路由器600、601、602)还 可以包括当特定天线被选择时用来度量电压驻波比(VSWR)的电路，以 便获得关于天线或者路由器和天线之间的RF线路的信息。理想地，VSWR 是1.0，但是如果天线被断开连接或者没有最佳调谐，它可以大于1.0。 根据优选实施例，该系统可以使用由该部件度量的VSWR信息来提供关 于次最佳操作的警告，或者例如经过可变调谐部件比如可变电抗器(压 控电容)引起天线调谐被调整。
图9示出了根据优选实施例使用组合路由器600、601、602来操作 系统的典型方法的流程图。仅为了示例目的，所描述的路径从电子网络 120经过RF读取器50和/或主控制器100到达天线系统653。在步骤900 中，组合路由器600、601、602可以执行自检并且确定它们的状态。这 样的自检可以包括完整性检查(例如，确定数据路由器610上的哪些输 入和输出端口是起作用的的或者被连接到其他设备或者与之进行通 信，这在本领域是公知的)。如前所述的组合路由器600、601、602可 以包含逻辑单元605，其可以是微型计算机设备，其被编程来按照规程 执行完整性检查并且传送它们的状态给其他设备。
除了完整性检查之外，根据本发明的实施例，组合路由器600、601、 602还可以检查RF路由器650的完整性。这样的完整性检查例如可以确 定是否RF交换机(例如，RF交换机6510、6520、6530)经过测试或者 从新近记录的数据可以适当起作用。这些检查还可以包括确定被连接到 输出端口的设备类型(例如，天线10、路由器602、RF交换机6510、 6520等等)。该诊断还可以确定被连接到该设备的天线10是否在可操 作参数内。
在步骤905中，组合路由器600可以将它的状态传送给系统的其他 部件(例如，组合路由器601、602、电子网络120、等等)。组合路由 器600、601、602和/或电子网络120然后可以存储状态信息用于确定 数据和RF信号的可用路由。
在步骤910中，根据例如表格、有序列表、优先排队、进度表、用 户输入、其他因素或者一些或全部因素的组合来确定将要读取的下一个 天线10。
在步骤915中，读取器50和/或主控制器100与想要的天线系统653 进行通信的可用路由由多种因素(例如，所存储的状态信息、新近的历 史，比如与想要的天线10进行通信的早期尝试的结果、等等)来确定。
在步骤920中，如果可应用，数据路由可以从可用数据路由中选择。 (如果不可应用，则流程前进到步骤940)这样的选择可以基于如下标 准，比如路由方法，例如，RIP或者OSPF，或者基于适合于确定数据路 由的其他标准。
在步骤925中，数据连接可以在主控制器100和想要的天线10之 间建立。例如，数据连接可以通过引起适当的数据交换(未示出)设置 在一个或多个组合路由器600、601、602中建立。
在步骤930中，可以在主控制器100和想要的天线10之间验证数 据连接已经被建立。例如，这个验证可以例如由主控制器100和天线系 统653之间的“握手”通信来做出。
在步骤935中，可以确定数据连接的可接受性。如果数据连接不可 接受，则流程返回到步骤920来选择可替换数据路由。如果数据连接可 接受，则流程接下来转移到步骤940。
在步骤940中，可用RF路由可以被选择。优选地，这个路由将经 过与数据连接相同的组合路由器600、601、602。因此，数据路由方法 (在步骤900中由RF完整性检查所增加的)也可以用于选择RF路由。
在步骤945中，适当的RF交换机6510、6520、6530可以被设置在 一个或多个组合路由器600、601、602中，以便提供RFID读取器50和 天线系统653之间的RF连接。
在步骤950中，可以在RFID读取器50和想要的天线10之间验证 RF连接已经被建立。这个验证可以是例如来自一个(或多个)组合路由 器600、601、602的一个确认(该确认是适当的一个(或多个)RF交换 机6510、6520、6530已经被设置)，或者另一个例子，可能经过VSWR 检查来确保RF连接在允许限度内操作。
在步骤955中，确定RF连接的可接受性。如果RF连接不可接受， 则流程返回到步骤940来选择可替换RF路由。可替换地，流程可以返 回到步骤920来选择不同的数据路由。如果该RF连接可接受，则流程 转移到步骤960。
在步骤960中，如果RFID读取器50在以前的操作期间已经被关闭 或者备用，则RFID读取器50被打开。使RFID读取器50关闭或者备用 可以节省功率，减少额外的RF发射，并且防止在状态变化期间对RF交 换机6510、6520、6530的破坏。
在步骤965中，RFID标签(例如，RFID标签9)(例如，由所连接 的天线系统653)读取。
在步骤970中，从RFID标签9获得的任何数据可以被存储。
在步骤975中，RFID读取器50可以被关闭(或者放置为备用)。
在步骤980中，确定用于状态更新的时间。如果到了状态更新时间， 则流程可以返回到步骤900并且从那里继续。可替换地，组合路由器 600、601、602可以独立地继续或者周期检查每个步骤900-905的状态。 如果不需要状态检查，或者在状态检查被执行之后，在步骤910中通过 确定下一个将要读取哪个天线10来继续该流程。
根据本发明的优选实施例，智能网络可以被实施来促进信号的传 输。在一个基于RFID的系统中，例如，其中在该系统中RFID信号要被 传送，这样的智能网络可以用于管理到RFID使能设备或者来自RFID使 能设备的RFID信号的传送。优选地，智能网络使用用于管理网络的一 个或多个管理器单元。管理器单元可以结合一个或多个用于执行这里所 描述的操作的微处理器或者其他处理设备。具体地，管理器单元在网络 上控制信号的网络处理，并且调整使设备包括在网络上/使设备不包括 在网络上。
根据优选实施例，智能网络还包括一个或多个网络设备，其使用通 过网络传送的信号或者促进这样信号的传送。该网络设备可以包括一个 或多个组合路由器和/或组合交换机，如上所述，其具有处理和促进RF 数据和数字数据信号的传送的能力。如同管理器单元，网络设备可以结 合一个或多个微处理器或者其他处理设备来执行这里所描述的操作。网 络设备还可以包括用于读取RFID使能设备的RFID读取器，以及用于读 取和写入RFID使能设备的RFID读取器/写入器便笺簿。
根据优选实施例，当网络设备在操作期间被包括或者不被包括时， 智能网络操作以自动地并且动态地重新配置它的网络拓扑。优选地，当 任何网络设备试图被加到智能网络时，它在网络中的存在由管理器单元 所检测。在优选实施例中，例如，新网络设备当其在智能网络上被激活 时，该新网络设备可以(直接地或者经过其他网络设备)发布通知给管 理器单元。管理器单元一接收到该通知就重新配置它的网络拓扑图。
根据优选实施例，新网络设备也可以由它的相邻网络设备来检测。 相邻的网络设备可以检测由新网络设备发送的通知并且警告管理器单 元关于新网络设备的位置。根据本发明的优选实施例，相邻的网络设备 优选地通过在RF信号传送的同一线路上检测和交换信息来互相检测。 这个警告引起管理器单元被警告关于新网络设备、RF拓扑和网络的其他 方面，并且允许管理器单元重新配置它的网络拓扑图。
通过继续保持和重新配置网络拓扑，管理器单元能够更有效地建立 和控制经过从一个网络设备到另一个网络设备的网络传送的RF和数字 数据信号的路径。
根据本发明的一个优选实施例，系统提供关于一个或多个网络设备 (例如，读取器、天线、等等)或者它们的端口的信息，来确定它们的 状态(例如，故障)、特性(例如，功率电平)、等等。该信息可以由 网络设备本身、相邻网络设备、或者位于网络各处的其他设备(例如， 传感器)来提供。基于这样的信息，一个或多个部件(例如，管理器单 元)可以被指定来控制设备的操作(或者到这样设备的信息的路由)来 促进网络的最终操作。
例子
图10-25的下列描述示例了应用到RFID使能系统的本发明的优选 实施例的典型实现。
智能网络TM
根据本发明的优选实施例的智能网能可以使用已知的网络来实 现，在这个例子中，是“智能网络TM”，该网络是提供RF信号路由和交 换的智能设备的灵活且可升级的网络。这里所使用的名称仅用于示例的 目的。智能网络TM的一个典型使用是用于建立RFID系统。一个或多个 RFID读取器可以被连接到RF通信网络，该RF通信网络包括由RF通信 装置(例如同轴电缆)连接到一起的智能设备。RFID信号因此可以从 RFID读取器经过智能网络TM传送到一个或多个天线。智能设备(或者“智 能设备TM”)本身，除了帮助传递RF信号之外，也通过用于控制和监控 智能设备TM的数字数据网络连接到一起。
智能网络包括智能路由器TM、智能交换机TM、以及智能便笺簿 (IntelliPads)TM。这些设备将首先被描述，之后描述控制智能设备的 智能管理器TM软件。
优选地，智能网络TM设备具有用于促进它们在网络环境中的管理和 使用的一些能力。它们可以使用DHCP客户机实现，即，动态主机配置 协议，用于自动配置使用TCP/IP通信的计算机的互联网协议。它们可 以使用SNMP(简单网络管理协议)，SNMP已经成为用于互联网工作管 理的实际标准。智能网络设备可以使用DHCP标签，利用DHCP传送特定 操作指令的标准方法。它们还可以支持优选地经过RF连接的UART(通 用异步接收机-发射机)通信，以从相邻设备发现MAC(媒体访问控制) 地址，唯一识别网络的每个节点的标准化硬件地址，其通常被特定地分 配给设备的NIC(网络设备，比如网络接口卡)。
当智能设备被上电时，它的操作系统引导网络设备，获取DHCP IP 地址，并且由DHCP自动配置它的内部子网和由智能管理器TM提供的自动 子网业务。该设备通过发送SNMP冷引导(cold boot)通知给智能管理 器TM来自动登记自己，因此智能管理器TM可以识别和查询设备，从其获 得关于网络拓扑的信息，该信息可以显示在屏幕上用于用户观看，并且 可以用于建立读取器和天线之间的RF路径。
对于网络操作，智能设备，特别是智能路由器TM，可以支持子网掩 码和诸如RIP(路由信息协议)、OSPF(开放最短路径优先)、IGRP(内 部网关路由协议)、EIGRP(增强内部网关路由协议)、或者任何其它 路由协议之类的路由协议。
引导与自动发现智能设备TM
图10示出了一组智能设备在其被插上电源、被连接到网络、以及 被接通之后，如何使用标准协议服务器比如DHCP服务器1000通信进行 引导。每个智能设备从DHCP服务器1000获取网络网际协议地址。智能 设备包括第一层上的智能路由器TM1(1001)，其被连接到在第二层上的 附加智能路由器TM2和3(1002和1003)。此外，智能路由器TM2被连接 到一系列的三个智能交换机TM(1011，1012，1013)。在这个初始IP地址 获取期间，智能管理器TM1020还没有关于智能设备的任何信息，因此它 的网络图1025是空的。作为一个例子，LAN子网可以被分配给智能路由 器TMLAN端口。
图11示出了智能设备中的每一个试图如何经过它们的每一个RF连 接(RF输入端口和RF输出端口)进行通信。如果任何其他智能设备TM 被连接到这些端口，那么每个智能设备TM发送它的MAC地址给附近的智 能设备TM，允许它们发现在RF网络上它们连接到什么智能设备TM。例如， 智能路由器TM1和2(1001和1002)交换它们的MAC地址，经过RF端口 互连的所有其他设备也是如此。
图12示出了智能设备TM中的每一个如何发送‘冷引导’SNMP消息 给数据网络来向智能管理器TM1020宣布它们的存在，并且来宣布它们准 备好被查询。
智能管理器TM从冷引导消息拾取MAC地址，并且在对象管理器内部 创建对象来代表该设备。智能管理器TM存储一个设备列表，它从该设备 列表中接收所述宣布。设备1025的智能管理器TM列表现在包含列表对象 1001a、1002a、1003a(代表智能路由器TM)和列表对象1011a、1012a 和1013a(代表智能交换机TM)。
图13示出了智能管理器TM如何将查询发送给每个设备来获得网络 拓扑(相邻设备)信息。每个设备进而又以关于什么样的MAC地址被连 接到它的RF端口的信息来响应。智能管理器TM使用它从智能设备TM查询 接收的信息来建立网络拓扑的表示1025。因此，表示1025与智能网络TM 的RF拓扑等同。该表示然后由智能管理器TM使用以用于RF网络路由规 划。
智能路由器TM
图14是典型智能路由器TM1050的简化框图。智能路由器TM是组合 数字数据路由器和RF信号路由器，或者如这里前面所述的组合路由器。 智能路由器TM包括微控制器1055，并且可以从外部由诸如工作站或者服 务器之类的计算机来控制，该计算机通过数字数据网络与智能路由器TM 通信，其中所述数字数据网络包括有线或者无线装置，比如标准LAN、 MAN、或者WAM。通信可以在互联网上进行。智能路由器TM可以进而传送 数字数据到附加智能路由器TM或者智能交换机TM，或者这些附加设备可 以通过数字数据网络单独地进行通信。在所示的这个例子中，智能路由 器TM具有数字通信能力1060，其具有一个输入D0和四个输出D1-D4。“输 入”和“输出”为了方便起见用于描述智能路由器TM；通常D0-D4可以 都是双向的。应当理解，根据本发明的优选实施例，可以使用任何适当 数量的端口。
智能路由器TM能够使用标准DHCP协议自动建立并且使用专用算法 用于地址分配。它可以将数字数据作为网络数据分组进行路由。它使用 SNMP作为它的主命令和控制语言。它支持到智能交换机TM以及到附加智 能路由器TM或者其他设备的网络通信。它能够接收来自智能管理器TM的 数据分组并且在RFID读取器本身不支持网络通信的情况下，以TCP/IP 或者其他串行数据格式路由它们到RFID读取器。智能路由器TM具有交换 机，该交换机可以被手动激活来发送信号给智能管理器TM，识别特定智 能路由器TM，这样它可以在配置表格或图标上被加亮以帮助域建立或者 故障检修。智能路由器TM监控自己及其RF信号或者连接，并且转发状态 和诊断信息给智能管理器TM。
智能路由器TM的能力之一是它支持创建和破坏经过智能路由器TM的 RF路径，该RF路径通常用于智能路由器TM和智能交换机TM的网络内。 例如，智能路由器TM1050具有一个RF输入端口R0和四个RF输出端口 R1-R4。术语“输入”和“输出”为了方便起见用于描述智能路由器TM。 在优选实施例中，R0-R4可以都是双向的。RF交换电路如图所示由典型 框图1065提供，其意味着符号性表示并且不限于交换电路设计。交换 电路1065在微控制器1050的控制下，其中微控制器1050通常遵循来 自智能管理器TM的命令。
智能路由器TM支持通过端口R0-R4的RF路径上的相邻-到-相邻 (neighbor-to-neighbor)识别。智能路由器TM与它的相邻通过RF路径 交换MAC地址(或者其他形式的唯一标识)信息，并且然后将这个信息 发送给可以构建RF网络图的智能管理器TM。
每个智能路由器TM输出可以被连接到另一个智能路由器TM或者智能 交换机TM，或者可以直接连接到RFID天线。智能路由器TM可以具有电路 1070，用于度量RF端口的调谐特性，以判定输出端口是否应当被使用 (即，如果没有什么被连接或者如果调谐特性在规定参数之外则它不将 被使用)。
电路1070还可以测量施加到RF天线端口的RF功率，使得诊断能 够由智能设备TM或者由智能管理器TM软件自动执行。这还可以使得智能 管理器TM例如通过发送命令给RFID读取器能够调整RF功率到适当的电 平。智能路由器TM可以具有附加电路(未示出)，用于度量这样的变量， 如温度、电压、电流、等等，并且具有报告这样的度量给智能管理器TM 的能力。
当由智能管理器TM软件指示智能路由器TM来这么做时，智能路由器 TM还可以经过RF输出端口传递DC功率(例如，300毫安，+12V(未示出))。 这个电流，例如，可以用于驱动连接到天线的电路。
对于典型智能路由器TM1050，数字通信块1060可以具有一个(典型 地)或多个WAN(广域网，比如互联网)端口、几个(通常为四个)LAN (局域网)端口(用于连接到其他智能路由器TM或者智能交换机TM)、 一个或多个RF输入端口R0(通常为两个)、几个(通常为四个)RF输 出端口R1-R4、以及(未示出)RS232、PS/2、并行、USB、或其他IO端 口、以及用于输入和输出功率的端口(输出功率由智能管理器TM一经请 求进行控制)。
例如，RFID读取器(未示出)可以被连接到智能路由器TM输入端口， 比如R0，并且天线(未示出)可以被连接到它的输出端口之一，比如R2。 然而，在RFID读取器和RF输入端口R0之间，或者在RF输出端口R2 和天线之间，可能有附加智能路由器TM和/或智能交换机TM。当给定读取 器被连接到给定天线时，智能管理器TM路由管理器将指令传送给每个路 由器并且通过SNMP在网络上交换以创建用于RF从读取器跟随到天线的 路径。作为智能网络TM上的节点，每个路由器接收它自己的各自的内部 交换命令用于它自己的RF交换电路1065来正确地在RF路径上设置节 点。一些智能路由器TM的多个RF输入和输出端口R0-R4可以当作输入或 者输出。
路由器可以将关于智能路由器TM的总体状态的SNMP消息发送给智 能管理器TM。这些消息可以例如包括以下类型。
交换机通知，当按钮被按下时，该通知发送消息给智能管理器TM， 其然后可以使GUI网络图上的这个设备加亮以在安装或者诊断期间使 用。
重要的电压通知，如果智能路由器TM电源超出最小或者最大限度， 则该通知被发送。智能管理器TM能够设置这些限度，并且能够提供任何 设备的超出限度的图形显示。
外部电源错误通知，如果路由器的外部电源具有问题(太多电流、 太少电流、等等)则该通知被发送。智能路由器TM也供电给所连接的设 备，比如读取器。它还可以监控到其它设备的电源连接用于电压、电流、 以及其他条件，并且如果在电源连接或者供应中检测到故障，则可以发 送错误通知给智能管理器TM。
温度警告，如果已经达到最大允许温度。
RF输出故障通知，当存在RF信号问题时。
输出端口断开连接通知，当输出端口状态从已连接变化到断开连接 时。
VSWR限度通知，当RF端口已经超出高或低VSWR限度时。
相邻设备输出端口变化通知，当相邻RF输出端口已经改变时。智 能管理器TM显示相邻MAC地址是否变化或者相邻设备是否断开连接。
相邻设备输入端口变化通知，当相邻RF输入端口已经改变时。智 能管理器TM显示相邻MAC地址是否变化或者相邻设备是否断开连接。
智能路由器TM具有查询立即连接到它的其他RF网络设备的能力。 它通过优选地通过RF电缆传送它自己的MAC地址和/或相邻设备的MAC 地址来这么做。
当设备被连接或者移除时，它发送警告给智能管理器TM这样使得网 络拓扑图可以自动更新。
智能交换机TM
图15是典型智能交换机TM1100的简化框图。智能交换机TM的设计、 能力和操作在多数方面类似于智能路由器TM的设计、能力和操作。智能 交换机TM包括微控制器1105，并且结合数字数据能力1110、以及RF数 据交换能力1115。它可以包括RF度量能力1120。通常，RF交换可以以 串级链的方式将RF信号旁路到附加智能交换机TM，例如连接RF输入端 口RO到RF旁路端口Rx，或者可以连接RF功率到被连接到智能交换机TM 的几个RF天线之一，例如连接RF输入端口R0到RF输出端口R5。它的 RF端口通常是一个输入端口R0、一个旁路端口Rx、以及十六个输出或 者“天线”端口，在这个例子中为了简单起见被示出为端口R1-R8。本 发明并不意味着限制到十六个端口，而是可以具有或多或少适当数量的 端口。例如，可以使用三十二个端口。然而，旁路端口Rx可以改为通 向另一个智能路由器TM，并且一个或多个输出端口R1-R8可以被连接到 另一个智能路由器TM或者智能交换机TM。
智能便笺簿TM
图16示出了典型智能便笺簿TM1150的简化框图。智能便笺簿TM可 以被当作在以前的美国临时专利申请No.60/466,760中描述的不引人 注意的(low profile)便笺簿的替换版本，该申请在这里被全文引入 作为参考。智能便笺簿TM可以共享智能路由器TM和智能交换机TM的许多 配置能力，包括微控制器1155、数字通信能力1160、以及RF度量电路 1170。智能便笺簿TM还包含一个或多个由环路天线1180表示的天线，例 如高频天线，以及由接线天线1190表示的超高频天线。因此，智能便 笺簿TM可以用于读取和写入RFID标签。如图16所示的智能便笺簿TM包 括HF输入端口(RH)和UHF输入端口(RU)，其可连接到外部读取器 (未示出)。智能便笺簿TM还可以度量功率/电流电平等等，其它设备 也可以。
智能便笺簿TM可以被连接到智能网络TM(或者智能管理器TM或其他 控制器)用于控制、连接到RF读取器、以及连接到条形码扫描仪枪。 用户可以读取和/或写入去往且来自RFID标签的EPC和条形码信息，该 RFID标签被放置在智能便笺簿TM上或者通过扫描仪枪被扫描。
智能便笺簿TM可以被设计来处理“传递”工作，比如经过便笺簿表 面传送RFID标签来执行各种存货管理功能。当用户放置物品在它上面 时，智能便笺簿TM优选地一经请求就被读取。因此，读取器可以专用于 智能便笺簿TM，或者由几个智能便笺簿TM所共享，或者智能便笺簿TM可 以结合中断驱动事件来引起“一经请求读取”。智能便笺簿TM处理包括 事件通知，只要用户触发被附连到智能便笺簿TM上的条形码扫描仪就出 现所述事件通知，以及响应该事件通知的一经请求读取。
传感器
如上所述的智能设备可以具有传感器(1070，1120，1170)用于确定 RF功率并且允许远程控制RF功率、度量RF发射功率和/或RF反射功 率，用于确定系统连通性、性能、以及调谐度量，用于远程调谐部件或 者做出决定是应当使用电路还是应当使用天线。集中RF信号功率管理 是智能网络TM的一部分，允许天线在距读取器不同的距离处还具有相等 或者另外最优化的功率。
智能设备TM还可以具有温度度量传感器，例如来监控智能设备TM的 适当操作。电压和电流度量传感器同样可以被提供来监控各种电路的适 当操作。超出限度的度量可以被报告给智能管理器TM。
智能管理器TM软件
智能网络TM由称作智能管理器TM的软件部件来控制。这个软件运行 在计算机上，比如在工作站或者服务器或者两者上。当新设备被使用在 网络上时，智能管理器TM调整自动发现和通知，并且为了易于使用提供 基于GUI的RFID设备的配置。智能管理器TM能够设置和更新搁板上的物 品的定制安排。智能管理器TM还提供经过智能网络TM的RFID能力所确定 的存货的度量和报告。
智能管理器TM映射网络硬件到站点布置从而易于识别设备。智能管 理器TM还处理自动RF路由管理和交换，允许共享许多天线上的读取器， 并且一旦RF读取器故障或者出现其他系统问题，提供容错读取。一接 收到故障切换(fail-over)识别，智能管理器TM可以自动地将来自有 问题或者故障设备或系统的请求重新指向其他可用设备或者系统。它结 合了“即插即放”功能来自动通知和识别网络上的新设备。如果RF读 取器支持功率调整，则智能管理器TM可以控制读取器输出功率来提供最 佳RF功率电平给任何天线，而不管与读取器的物理距离如何。
图17描绘了经过三个站点的智能管理器TM的简化典型应用。“企 业”或者中央化智能管理器TM1200被示出在较高层上，具有数据库1205 用于存货数据和网络配置信息。在较高层上还示出了“物品认证(item authority)”软件1210，其管理唯一EPC号码的分配和登记，例如， 如先前在美国临时专利申请No.60/466,760中所描述的，其在这里被全 文引入作为参考。在较高层上还示出了“物品跟踪”软件1220，用于“跟 踪与追踪”功能，例如，如先前在美国临时专利申请No.60/545,100中 所描述的，其在这里被全文引入作为参考。在较低层上分别示出了本地 或者站点版本的智能管理器TM1241、1242和1243，连同数据库1246、 1247和1248，以及分别示出了它们的网络设备集1251、1252和1253。
例如，在图17中还示出了该体系中的相对较高层上的智能业务 TM1230，是一组网络业务，其提供由智能管理器TM在企业或者站点层上 或者两者上使用的各种功能。一些智能业务TM还可以对第三方用户开 放。智能业务TM1230通常可用于互联网，例如经过SNMP和TCP/IP层 1235。
图18示出了硬件和软件部件的典型“堆栈”，因为在智能网络TM 中它们彼此相关。
智能业务TM1230是网络业务和其他软件，其提供用户接口、报告特 征、以及用于第三方软件访问过滤的项目层数据的能力。智能业务TM还 保持配置数据库，用于内部智能管理器TM部件(比如对象管理器1320 和路由管理器1330)的特定功能。
数据管理器1300包含从RFID标签读取的当前和历史数据的数据 库，以及用于报告的一些配置信息。
网络设备管理器1310包含三个功能部分。配置管理器1340为网络 中的每个物理读取器创建读取器/写入器事件(程序对象)，这样使得 读取器可以然后经过该事件被控制，告诉读取器何时打开以及何时关 闭，同时事件从读取器接收RFID数据并且将它传送给数据管理器 1300。
路由管理器1330确定存在于读取器和天线之间的RF路由，并且选 择从RF读取器到它服务的每个天线的路由。在每次使用之后，路由管 理器还释放交换路径，并且同步多读取器的活动用于最有效操作。
对象管理器1320负责发现新网络设备1390，并且保持所有设备的 状态和配置信息，包括互连信息。它提供由路由管理器使用的典型软件 “网络图”，以确定RF路由。
读取器事件管理器1350和写入器事件管理器1360发送请求给路由 管理器1330，请求从读取器到特定天线的RF路径，通过从一个天线到 另一个天线的联网连接允许读取器使用多个天线。
使用简单的网络管理协议、控制和监控联网设备的工业标准方法， SNMP接口1370发送命令给所有网络设备。使用TCP/IP(1380)的通信 可以用于一些情况中，例如在读取器事件和读取器之间。网络设备1390 包括RF读取器，以及智能路由器TM、智能交换机TM、智能便笺簿TM、以 及具有天线配置的搁板组装部件，该天线配置适合于实际的固定物(搁 板、存储架、箱子等等)。
图19示出了适合读取标签的网络设备管理器1310的特定交互作用 的框图。NDM处理到智能网络TM设备的通信，智能网络TM设备包括智能 路由器TM、智能交换机TM、以及智能便笺簿TM。当智能管理器TM启动时， NDM将请求来自智能业务TM1230的已经被存储的关于先前发现的设备的 任何信息。然而，NDM经过智能网络TM还提供有效设备发现。在启动时， 路由器和交换机如上所示地被检测，如箭头(1)和(2)所描绘的。每 个设备确定它的相邻设备，并且传递这一信息给NDM(箭头3)。在操 作期间，NDM继续监控设备来知道被添加到智能网络TM的任何新设备， 或者监控断开连接的任何设备。除了保持设备发现信息之外，NDM还提 供命令给智能网络TM设备使RFID数据由系统来读取。
路由管理器1330用作业务量控制器，管理读取器和天线之间的可 用路由。它“智能地”确定和映射从读取器到任何想要的天线路由RF 的最有效方法，其中所述天线可以连接到该读取器。在天线的读取过程 完成之后，路由管理器释放该路径来使得其它路径可用于下一个将要读 取的天线。路由管理器同步多个读取器这样使得它们可以以最有效的方 式同时读取。
对象管理器1320控制网络上的新设备的发现，并且对于每个设备， 保持当前状态的记录和所有必要的设备信息。当智能网络TM上电时，并 且在它的操作期间，对象管理器监视自动发现过程。单个设备有方法地 相互通信来确定它们的相邻设备，并且然后传送这个信息给对象管理 器，导致自动设备发现和网络映射的一个过程。该系统确切知道设备如 何经过RF网络彼此连接。
随后，对象管理器1320保持智能网络TM上的每个物理设备的表示， 连同设备之间的相互连接的表格或图。路由管理器1330查阅这个表格 或图来确定连接读取器到天线的RF路由。这个图还用于在系统配置期 间提供智能网络TM的图形表示。
如箭头4所示，配置管理器1340指示读取器事件管理器1350为网 络中的每个物理读取器创建读取器事件1355(读取器的软件表示)，并 且发送建立信息给读取器事件。随后，读取器事件控制读取器，告诉读 取器何时打开和何时关闭。打开/关闭顺序与几个其它因素同步-首先智 能路由器TM和智能交换机TM必须创建到想要的天线的RF路径。然后读取 器可以被打开并且被指示来读取看得见的所有标签。在智能管理器TM确 定所有标签数据已经被收集之后，读取器关闭，并且经过智能路由器TM 和智能交换机TM的RF路径被“破坏”(交换路径被打开)。
读取器事件管理器1350首先发送配置数据给每个读取器事件 1355，(还是步骤4)指示要读取哪个天线以及何时读取它们。每个读 取器事件然后可以自发地操作，如箭头5所表示的。在步骤6中，读取 器事件请求路由管理器1330提供从读取器到特定天线的RF路径。因 此，每个事件可以使它的读取器注意力指向序列(区域组)中的多个天 线，同时路由管理器安排到想要天线的RF连接。路由管理器初始时创 建路由表格，然后根据需要更新这个表格，例如如果RF连接改变。路 由管理器可以与配置管理器1340合作(步骤7)用于这个和其它操作。 当一个读取器事件请求RF路径时，已经确定适当路径的路由管理器于 是在步骤8中告诉对象管理器1320需要什么路径。在步骤9中，对象 管理器经过SNMP层1370发送指令给网络设备1390，指示网络设备如何 建立RF路径。在步骤10中，读取器事件1355，通过TCP/IP 1380或者 其它协议控制它的读取器(未示出)，执行天线范围内的所有标签的RFID 读取操作。读取器事件接收回EPC数据，并且在步骤11中传送它到数 据管理器。它还可以指示读取器关闭或者进入备用。
图20示出了读取操作的流程图，该操作在步骤1400中开始于请求 读取区域(即，由特定的一个天线或多个天线所服务的空间)。这个区 域在步骤1405中被分配给特定读取器事件(或者它可以先前已经被分 配)。在步骤1410中，读取器事件向路由管理器请求到天线的路径。
在步骤1415中，路由管理器确定(或者已经确定)正在使用的读 取器和特定天线之间的适当RF路径。在步骤1420中，网络设备被指示 来建立RF路径。这些指令和随后的一些指令经过对象管理器1320和 SNMP层1370被传送给网络设备1390。
SNMP命令沿着RF路径被发送到每个智能设备TM，指示哪些端口被 连接来创建路径。一个(或多个)智能路由器TM和一个(或多个)智能 交换机TM创建到天线的所请求的路径。在步骤1425中，验证路径是否已 经被正确设置。在步骤1430中，通知读取器事件路径已准备好，这时 读取器被给定一个读取命令。在步骤1435中，使用通过所创建的RF路 径传送的RF信号，进行读取。被接收回到读取器的标签数据，被传送 到读取器事件并且从那里传送到数据管理器。
在步骤1440中，已经完成读取的读取器事件管理器，发送路径破 坏请求给路由管理器，路由管理器进而又发送SNMP断开连接命令给该 路径上的智能设备TM。智能路由器TM和智能交换机TM沿着该路径路由SNMP 命令。该路径被破坏，并且在步骤1450中，完成该读取并且智能设备TM 可用于另一个读取。
区域管理
图21示出了两个读取器事件的框图，每个读取器事件读取不同区 域的组。读取器事件1350在这个例子中已经创建两个读取器事件1351 和1352。读取器事件1351被分配读取区域组1353，该区域组1353包 括八个天线，而读取器事件1352被分配读取区域组1354，该区域组1354 也包括八个天线。读取器事件(每个读取器事件具有它自己的读取器) 可以独立地操作，而路由管理器提供RF路径并且防止路径竞争(例如， 信号竞争同一路径)。
图22示出了RF路径创建的框图。读取器事件管理器1350再次被 示出为具有两个读取器事件1351和1352。在这个例子中，读取器事件 1351请求到天线1015的RF路径。路由管理器1330一接收到请求就经 过SNMP层1370发送指令给已经确定在RF路径上的设备，即，智能路 由器TM1004和智能交换机TM1014。适当电路被设置在这些设备内来创建 一条RF路径，该RF路径从读取器50开始，经过智能路由器TM1004，经 过智能交换机TM1014，并且然后到达天线1015。
图23示出了RF路径破坏的框图。当读取器事件1351完成读取天 线1015时，它请求释放到天线1015的RF路径。路由管理器1330一接 收到请求就经过SNMP层1370发送指令给RF路径上的设备，即，智能 路由器TM1004和智能交换机TM1014。适当电路在这些设备内被释放来“破 坏”刚使用的RF路径。该设备然后准备用于另一个读取请求。
图形用户界面(GUI)允许用户通过“实际”设备的表示来观看智 能网络TM。例如，如图24所示，诸如XML文件之类的配置文件1500定 义了诸如零售商店，向下直到搁板和区域层之类的站点的物理布局。在 系统的配置期间，用户规定哪些设备，比如智能路由器TM(未示出)、 智能交换机TM(1014，1018，1019)、天线(1015，1016)等等与诸如商店 中的搁板之类的陈列品固定物相关联。智能管理器TM提供GUI表示1510 这样使得用户可以观看类似于它们的格式(陈列品固定物、搁板)的配 置和存货结果，而不是电子图。
在智能管理器TM中支持的故障报告捕获防止读取物品层标签的问 题。例如，智能管理器TM支持一组通知，该通知让它检测特定地影响标 签读取的问题。更重要地，因为天线对特定硬件的映射，智能管理器TM 能够施加商业上下文到所接收的错误中。例如，在其中EMS能够报告特 定设备的故障的情况下，智能管理器TM能够提供上下文层，显示哪些特 定物理搁板组装部件和当前在搁板上的物品(比如DVD)受到故障的影 响。
在安装期间，智能路由器TM和智能交换机TM的端口被映射到搁板组 装部件的实际端口和天线上。在安装中，搁板组装部件被映射到它们所 连接到的智能路由器TM和智能交换机TM。
当来自网络设备的消息到达时，系统能够在智能管理器TM用户界面 上以颜色编码网络设备故障的形式显示故障，也显示受到故障影响的搁 板。
图25示出了网络设备1390上的任何故障如何经过SNMP层1370、 以及网络设备管理器1310、直至经过智能业务TM1230(包括网络业务 1231)被报告。故障通知到达智能管理器TMGUI 1235，其可以例如以“实 际(real-world)”方式1515向用户显示它们，准确显示哪个货架、 搁板或者区域有故障。
区域管理界面处理天线网络的配置来向用户提供控制单个区域操 作的方式的能力。物品层搁板组装部件的天线需要彼此靠近，以便能够 给出每个物品的准确位置判定。因为搁板设计和产品类型根据应用是不 同尺寸和形状的(DVD搁板是一种尺寸，音乐CD是另一种尺寸)，天线 的密度也可以改变。当天线彼此非常接近时，由于RF场的特性，当读 取周期进行时，对于多于一个的天线有可能上电且询问同一无源标签。 例如，如果三个天线被上电并且读取单个标签，则该系统将在三个不同 区域中显示同一物品。为了纠正这个不准确，智能管理器TM将非常复杂 的滤波算法应用到读取器事件层。在发送所得到的读取数据到网络设备 管理器之前，读取器事件将经常读取多个区域。
用户能够在确认在那个位置上的产品报告是正确的之前通过多次 采样读取数据来增加精确性。智能管理器TM用户界面提供采样和用户可 以调整的读取门限控制，允许控制采样过程。例如，每次读取采样设置 为5并且每次读取采样数(hit)被设置为4，则读取器事件将能够一个 接一个地读取该区域5次，捕获在该区域上报告的产品。物品层产品中 的任何一个(其至少被报告4次)被报告，其被呈现给数据管理器。
美国临时专利申请No.60/568,847中描述了相关区域，这里被全 文引入以供参考。相关区域描述了哪些天线相互接近并且可以能够读取 附近区域的标签。每个组装部件配置将包括一些明显内部相关的区域但 是可能不包括在单独搁板组装部件或者搁板上的较不明显相关的区 域。通过选择两个组装部件并且将它们相互关联，该用户能够选择区域 并且然后标记哪些区域被认为相关。
热点区域还可以被定义，其由比另一个区域更频繁读取的区域来表 示。在给定的读取器周期中，每个区域由具有相等优选级的缺省读取。 有可能在该应用中来规定每个周期不止一次读取一个区域。
存货报告-补充
因为商店中的顾客从搁板上取货物，所以商店职员使用补充报告来 识别哪些物品需要从后面房间收集。它还告知他们在商店前面的哪个地 方放置这些物品来使搁板满存货。由于采用了图形说明，容易看到商店 的什么部分受到影响。
根据优选实施例，除了RF功率之外(或者替代RF功率)，其他种 类的电子功率(例如，直流(DC))也可以由天线系统使用。例如，直 流(DC)可以由货架控制器30使用，以及由搁板控制器40a等等使用， 并且由天线板20使用。一个或多个专用线路可以提供这样的电子功率， 或者它可以结合到数字通信高速公路或者结合RF电缆。RF电缆可以使 用两条导线(例如，同轴电缆)来配置，其中中心导线和外覆导线都被 用于这个系统中。当RF电缆携带RF信号时，DC电压可以在同一RF电 缆上被叠加到RF信号上来提供DC功率给智能台。电压调整器可以随后 用于控制或降低额外电压到可用限度内。RF和数据通信还可以被结合到 单个电缆中，其携带RF和数字信号。这种组合可以通过转换数字数据 成为RF信号来完成，RF信号在不干扰RFID读取器的频率上。RF信号 然后可以由路由器接收并且转换回数字数据流。RF、数据和功率线还可 以被结合到单个通信信道中。
虽然已经描述和解释说明了本发明的优选实施例，但是显然可以对 本发明的实施例和实现做出不背离本发明的宗旨或范围的许多修改。根 据本发明的优选实施例，可以使用在读取器和天线中间的路由器或交换 功能的任意组合。任意数量的相同或不同天线系统或结构(例如，环状、 蜿蜒状、狭槽状等等、或这样结构的变型)的组合可以被实现在单独的 搁板、天线板、搁板背面、间隔物、或其他支持结构上。
尽管已经结合特定典型搁板结构加以描述实施例，但是应当容易明 白任何搁板结构、货架等等(或者任何结构)可以用于出售、交易、推 销、显示、呈现、提供、保留、保护、存储、或者另外支持物品或者产 品或者用于实现本发明的实施例。
尽管这里已经结合本发明的典型实施例公开了特定电路、部件或者 模块，但是应当易于明白任何其他结构或功能性相当电路、部件或者模 块可以被使用来实现本发明的各种实施例。
这里所描述的模块，特别是那些所示例的或者固有的或者从直接公 开内容所显然可见的，作为物理分离部件，可以被省略、组合或者进一 步分成多个不同部件，共享所公开的(或者从这里的讲授所明显看出 的)实施例的特定实现所要求的不同资源。这里描述的模块，在适当的 情况下(例如，读取器50、主控制器100、存货控制处理单元130、数 据存储器140、组合路由器600、601、602、逻辑单元605、数据路由器 610、RF路由器650、等等)可以是一个或多个硬件、软件或者位于一 个或多个本地和/或远程计算机或者其他处理系统中(或者分布在其 中)的混合部件。尽管这样的模块这里可以被显示或描述为物理分离部 件(例如，数据存储器140、存货处理单元130、主控制器100、读取器 50、货架控制器30、搁板控制器40a、40b、40c等等)，显然这些模块 可以被省略、组合或者被进一步分成多个不同部件，共享所公开的(或 者从这里的讲授所明显看出的)实施例的特定实现所要求的不同资源 (包括处理单元、存储器、时钟设备、软件程序、等等)。当然，即使 是单个通用计算机(或其他处理器控制设备比如特定用途集成电路 (ASIC))，其无论直接连接到天线10、天线板20、货架70、还是通 过网络120连接，都执行存储在一件产品(例如，记录介质比如CD-ROM、 DVD-ROM、存储盒式磁带等等)上的程序来产生这里提到的功能，该通 用计算机可以用于实现所示的实施例。
本领域的技术人员将意识到，存货控制处理单元130可以在连接到 电子网络120比如计算机网络的通用计算机系统上实现。计算机网络还 可以是公共网络，比如互联网或者城域网(MAN)、或者其它专用网络 比如公司局域网(LAN)或者广域网(WAN)、蓝牙、或者甚至是虚拟专 用网络。计算机系统包括被连接到系统存储器的中央处理单元(CPU)。 该系统存储器通常包含操作系统、BIOS驱动器、以及应用程序。而且， 计算机系统包含输入设备，比如鼠标和键盘，以及输出设备，比如打印 机和显示监视器。这里所描述的处理设备可以是用于处理信息的任何设 备(例如，微处理器、分离逻辑电路、特定用途集成电路(ASIC)、可 编程逻辑电路、数字信号处理器(DSP)、微芯片技术公司的PICmicro 微控制器、Intel微处理器、等等)。
计算机系统通常包括通信接口比如以太网卡，来与电子网络120进 行通信。其他计算机系统也可以连接到电子网络120。本领域的技术人 员将意识到上述系统描述了连接到电子网络的计算机系统的典型部 件。应当理解，许多其他类似的配置在本领域技术人员的能力内并且所 有这些配置可以使用本发明的方法和系统。此外，应当意识到这里所公 开的计算机和网络系统(以及它们部件中的任何一个)可以被编程和配 置为存货控制处理单元来执行存货控制相关功能，这对于本领域的技术 人员是熟知的。
此外，本领域的技术人员将意识到这里所描述的发明所实现的“计 算机”可以包括这样的部件，即其本身不是计算机，而且包括诸如互联 网设备和可编程逻辑控制器(PLC)之类的设备，其可以用于提供这里 所讨论的一个或多个功能。此外，虽然“电子”网络通常用于指连接本 发明的处理站点的通信网络，但是本领域的技术人员将意识到这样的网 络可以使用光或者其他相当技术来实现。同样，也应当理解本发明使用 了已知的安全性措施用于通过网络传送电子数据。因此，提供了加密、 认证、验证和其他安全性措施以用于通过公共和专用网络传输电子数 据，其中如果需要，使用对于本领域技术人员公知的技术。
而且，例如关于图9所示出的和所描述的操作流程和方法可以被修 改来包括附加步骤，来改变各个步骤的顺序以及组合(或者子分割)、 同时运行、省略、或者另外修改根据本发明所示和所描述的各个步骤。 可以使用许多可选方法来产生关于上面所示的优选实施例描述的结果 或者相等结果。
因此应当理解，本发明并不限于这里所公开的(或者从公开内容中 所明显看到的)特定实施例，而是仅由所附权利要求所限定。
对相关申请的交叉引用
本申请要求在2005年3月3日提交的美国临时专利申请No. 60/657,709和在2005年4月22日提交的美国临时专利申请No. 60/673,757的优先权，它们在这里被全文引入作为参考。
本申请还特意地全文引入以下美国专利申请作为参考：在2003年1 月9日提交的美国专利申请No.10/338,892；在2003年11月20日提 交的美国专利申请No.10/348,941；以及在2002年1月9日提交的美 国临时专利申请No.60/346,388；在2002年1月23日提交的美国专利 申请No.60/350,023；在2003年5月9日提交的美国专利申请No. 60/469,024；在2003年6月20日提交的美国专利申请No.60/479,846； 以及在2004年5月18日提交的美国专利申请No.60/571,877。