专利名称：电子eas标签检测和方法
技术领域：
本发明涉及电子商品防盗("EAS")系统，且更具体地涉及用于 EAS系统的标签去激活器。
背景技术：
EAS系统被设计为防止从受控区域未经授权移出物品。在典型 EAS系统中，设计为与位于受控区域的出口的电磁场相互作用的标签 连到受保护的商品。如果标签被带到电磁场或"询问区"，就检测到标 签的出现，并采取适当的动作。对于例如零售店的受控区域，对于检 测到EAS标签所采取的适当动作可以是产生警报。 一些类型的EAS 标签仍然连在受保护的商品上，但是在经授权从受控区域移出之前被 去激活设备去激活，去激活设备改变了标签的特性，使得在询问区不 再可检测到该标签。
大多数的EAS标签去激活设备固定在特定的位置，例如靠近零 售环境的销售点("POS")站。如果购买了一商品，且因为某种原因， 所连接的EAS标签没有在靠近POS站的去激活器处去激活，则EAS 标签将在商店出口引发警报。那么为了去激活EAS标签，该商品就必 须带回到靠近POS站的去激活器，这样就引起混乱并使消费者尴尬。 EAS标签的手持式去激活器，有时被称为"罩式去激活器(boot deactivator)"是已知的手持式条形码扫描仪的一部分，但是仅由交替 极性的被动式去磁磁体组成。这些设备不向用户提供是否出现作用标 签或去激活尝试是否成功的反馈。全功能接近手持式去激活器在去激 活方面优异，但其代价是，增加的重量、制造和购买价格以及复杂性。
具有軍式去激活器的典型手持式条形码扫描仪是被动式设备，且 必须接触或非常靠近来去激活EAS标签。因为在源头加标签的使用扩大，即，在源头，比如在商品的制造商处应用EAS安全标签，EAS 标签将位于物品或它的包装上的某处。因为当标签被藏在物品或它的 包装上的某处时，用户不能看到标签，所以用户不能确定与商品相关 联的所有EAS标签是否已经去激活。因此，当前，罩式去激活器的另 一限制是，用户未收到来自罩式去激活器的关于EAS标签是否已经去 激活或其是否保持作用的反馈。很多时候，用户将用手持式去激活器 "刷"几次产品或它的包装，希望去激活所有关联的EAS标签。往常， 用户将被迫举起笨重的或大尺寸的盒子，并使用功率大的桌面去激活 器来去激活。这在销售点耗费时间和额外的努力。因此，需要一种改 进的EAS去激活设备，例如有用户可观察的反馈的罩式去激活器，以 指示EAS标签何时被去激活了 。
发明内容
本发明有利地提供了用于电子商品防盗("EAS，，)标签检测、去 激活和EAS标签激活状态指示的电路、装置和方法。 依照一方面，本发明提供用于电子商品防盗("EAS")设备的电子电 路。电子电路包括在受电磁场作用时感应电流的线圏。该线圏还用来 发射电磁标签信号。调谐电容器与线圈电气连通。调谐电容器和线圈 建立谐振以发射电磁标签信号。储能电容器与线圏电连通。储能电容 器接收来自线圏的感应电流，用于后来将能量供应到电子电路。 依照另一方面，本发明提供用于检测并去激活EAS标签的装置。该装 置包括可固定到条形码扫描仪和射频识别("RFID")扫描仪/阅读器 中的至少一个的壳体。电子电路位于壳体内。至少一个用户可观察的 指示器受该电子电路控制。用户可观察的指示器固定到壳体并提供标 签去激活状态。示例性的指示器能够是能看见的，例如LED,和/或 能听见的，例如压电器件或扬声器。
依照又一方面，本发明提供用于产生电子商品防盗("EAS")标签的 去激活状态的方法，其中对电子电路的储能器件进行感应充电。当使 用储能器件里储存的能量运行电子电路时，建立与至少一个EAS标签的通讯。当与该EAS标签通讯时，禁止对该储能器件进行感应充电。 附图简述
当接合附图考虑并参考以下详细描述，本发明的更完整的理解以及 其伴随的优势和特征将更容易理解，其中
图1是依照本发明的原理构建、用于扫描物品的条形码和去激活 EAS标签的EAS系统的图2是用于与图1的EAS系统一起使用，并依照本发明的原理构建 的罩式去激活器的透^L图3 ;l依照本发明的原理构建的罩式去激活器的示例性电子电路的 示意图4是示出用于图3所示依照本发明的原理的电子电路的示例性逻 辑过程的流程图；以及
图5是依照本发明的原理的示例性标签检测和去激活过程的流程图。
发明详述
现在参考绘图，其中同样的参考指示符指的是同样的元件，在图1 中显示了依照本发明的原理构建并一般指定为"100"的示例性系统的图。 电子商品防盗("EAS")系统100包括一监控系统，其在受控区域(未 显示)的出入口处生成一系统检测区，也被称为"询问区"。进入询问区 时，作用EAS标签在该区产生干扰，而该干扰被EAS系统100的接收 器检测。EAS系统，例如EAS系统IOO，范围从非常低的磁场频率通过 射频范围。这些不同的频率在建立影响运行的特征时起作用。EAS系统 100包括手持式条形码扫描仪102和罩式去激活器104。在这个实施方式 中，罩式去激活器104连接在示出为枪式扫描仪的条形码扫描仪102的 末梢部分106的附近。当然，罩式去激活器104的布置不限于枪式条形 码扫描仪102的末梢106，而是也能安装在各种位置，比如沿枪式条形码 扫描仪102的手持式部分的末端安装。此外，軍式去激活器104不限于枪式扫描仪，而是能够连接到其他 手持式去激活器和设备，例如标签开锁器或RFID扫描仪(也被称为RFID 阅读器)。EAS系统100进一步包括一个或更多个位于物品110或它的 包装上某处的安全标记或EAS标签108。 EAS标签108可以是不一定位 于物品110的外表面上的源标签。EAS系统100能进一步包括用于再充 电条形码扫描仪102和/或罩式去激活器104的电源的充电垫(未显示)。 例如，充电垫能够与桌面价格扫描仪位于POS付款台。
在操作中，当扫描仪102扫描物品110来结账时，罩式去激活器104 能够同步去激活EAS标签108。例如，当扫描仪102的末梢106被按压 在标记108上或非常接近标记108时，軍式去激活器104能够去激活EAS 标签108。因为罩式去激活器104连在便携手持式扫描仪102上，对大体 积或笨重货物上的标记或EAS标签的去激活就变得更容易。例如，在货 物太重或体积太大的情形，例如大型宽屏电视机位于大盒子里和/或几个 饮用水的盒子位于购物手推车上，以致店员就不能将其放在桌子去激活 器上。在这个例子中，带有罩式去激活器104的手持式扫描仪102对位 于盒子内部或这些盒子的表面上的标签108提供去激活的便利，而不需 要店员抬起盒子并将它们放在桌面去激活器上来去激活标签108。
图2详细示出图1的手持式罩式去激活器104。在这个实施方式中， 罩式去激活器104包括限定开口 204和电子隔室206的外壳202。罩式去 激活器104的外壳202能够由任何合适的材料制成，包括塑料或金属。 壳体202的电子隔室206提供放置电子电路300 (图3)的区域，该电子 电路用于EAS标签检测、EAS标签去激活和EAS标签去激活状态产生。 电子隔室206能够是与壳体202 —体的部分、壳体202里的凹进区域， 或为设置成与壳体202匹配的单独的保护性结构。电子电路300能够并 入电子隔室206，如图2所示，或电子电路300能够是独立的器件并与电 子隔室206分离。开口 204为扫描仪102(图l)提供畅通无阻的扫描窗 口。因此，当扫描仪102产生扫描光束，比如用于扫描物品110的条形 码的激光光束时，光束不被罩式去激活器104阻挡或变暗。
罩式去激活器104进一步包括一个或更多个去激活状态指示器208 、210。在这个实施方式中，指示器208是视觉指示器，例如发光二极管 ("LED")，且/或指示器210是声频指示器，例如产生声音信号、音调 或响声的扬声器。例如，当检测到作用EAS标签108时，罩式去激活器 104上的绿色LED208警告用户，而扬声器210可产生音调，比如"哔哔 声"，以指示已尝试去激活标签108。若这个音调以后没有声音或没有 LED变亮，则意味着EAS标签108被成功去激活。预期的，状态指示器 208和210能够是任何类型的指示方法，包括振动器、LED、扬声器等 等。去激活状态指示器能够是用户可观察的指示器，能够并入或固定到 壳体202，在壳体202的凹进区域或在排列为与壳体202匹配的单独的保 护性结构中。
参考图3,图3是示出能与罩式去激活器104 (图2) —起使用的 EAS系统的示例性电子电路300的示意图。电子电路300能位于电子隔 室206 (图2 )里并并入罩式去激活器104，执行EAS标签去激活和EAS 标签去激活状态指示。电子电路300和电子隔室206的尺寸充分小，使 得电子电路300易于并入罩式去激活器104。
示例性电子电路300包括耦合到充电/收发线圈304的磁体302。当 磁体302和充电/收发器线圏304放在充电垫或桌面去激活器的电磁场里 时，充电/M器线圏304里感应出交流电("AC")。感应交流电流3皮二 极管306整流，例如被可控硅整流器("SCR") 二极管整流，其自动对 交流电流换向，以产生单向电流，也就是直流电("DC")，用于为储能 超级电容器308和/或可选的小电池310充电。在这个实施方式中，SCR 二极管306能够是4层固态器件，用从交流线电压产生可变直流电压， 并用于功率转换、相位控制、电池充电和反相电路。此外，SCR二极管 306用来保持电子电路300的恒定输出电流或电压。在这个实施方式中， 储能电容器308例如超级电容器，和/或可选的电池310彼此并联连接， 且其中的任一个能够选择性地作为电子电路300的电源。如之前提到的， 电池310是可选地，因为电子电路300的一种实施方式使用感应充电的 方法来为它的电源充电。
电子电路300使用电容器308和/或电池310作为总线电压源V，比如5V，通过分压器312分压和调节总线电压源V。分压器312包括与电阻器316串联的齐纳二极管314，并运行为提供处理器电压，比如齐纳二极管314上的3.3V。 一般地，齐纳二极管314不仅允许电流在正向流动，这类似常规二极管，而且当电压大于也被称为"齐纳电压，，的额定击穿电压时，也允许电流在反方向流动。齐纳二极管314具有极大地降低了的击穿电压并调节电子电路300上的电压。可选的线性调节器318能用来调节和/或降低或下拉齐纳二极管供应电压上的总线电压到适合驱动数字信号处理器("DSP，，) 320的电压范围，比如1.8V到3.3V。
提供DSP320用于控制和处理到电子电路300和来自电子电路300的信号。在一种实施方式中，DSP320周期性地从低功率模式"醒来"，并经由发射器驱动器322和谐振电容器324传输一电流通过充电/收发器线圈304 (来自谐振电路的电容器324和线圈304)，产生发射到标签108的脉沖询问信号。在这个实施方式中，发射的脉沖能够是处在58kHz的声磁频率，脉冲宽度小于1.5ms，以36/30Hz (分别用于60/50Hz本地交流线频率)的重复率发出，这样被选择来最小化与现有60/50HzEAS系统的千扰。如之前简要提到的，当声磁系统发射以脉沖样式的58kHz的磁频率信号时，发射的信号激励检测区里的声磁标签。在发射信号脉冲完成时，标签108通it^出独特的频率信号来响应。标签信号能够处于与发射的信号相同的频率，比如58kHz。在脉沖之间的时期段，当发射器驱动器322是关闭时，接收器326能接收或检测标签108发射的响应信号。接收器326放大并滤波标签108的响应信号。接收器326进一步将标签108的响应信号传递到DSP320的数-模(A/D )转换器。
DSP320数字滤波从标签108接收的响应信号并分析该响应信号的频谱，从而获得标签108的概况。DSP320也核对来自标签108的响应信号，确保其具有正确的标签特征，比如，有用于与发射器同步的相应的规定特性的合适频率、处于合适的振幅水平并处在正确的重复率。当对相继的测量出现了这些标准时，则#^"可能检测到了标签108。这个独特的标签特征使得本发明的、声磁技术驱动的电子电路300能够提供广阔的监视覆盖、高的标签检测率以及对错误警报相对免疫。当检测到标签108时，DSP320将触发指示器，通过点亮LED328或发送脉冲到例如压电-复合换能器或扬声器的声换能器330来警报用户。LED328或扬声器330能直4妄连接到DSP320。
在发射^t莫式期间，SCR306防止传输的电流流入超级电容器308里。在当电子电路300未接收来自标签的响应的这些时间段中，电子电路300准备为它的电源充电。因为充电/收发器线圈304和调谐电容器(或谐振电路部件)324用于电磁信号发射和感应充电，电子电路300能够通过在大约58kHz运行的桌面去激活器，或在58kHz上下的一些kHz的频率运行的充电垫来充电。 一般地，这个频率范围不干扰EAS系统频率，但是仍然适合为电容器308充电。
在运行中，电子电路300将临时启动，寻找EAS标签，并为用户提供状态信号。使用由标准声磁桌面去激活器和/或充电垫所产生的能量，电子电路300能够自供电，并因此不要电池或更换电池，这允许电子电路300成为完全环境密封的单元。声磁系统通常发射脉冲样式的58kHz的磁频率信号。发射信号激励检测区里的声磁EAS标签。当发射信号脉冲终止时，EAS标签响应，发出单个非常独特的频率信号。EAS标签信号的频率通常与发射器信号的频率相同，但是可根据设计需求而不同。对电池的充电是通过与声磁桌面去激活器和/或充电垫的感应耦合来实现的。
在运行中，当罩式去激活器104接收到来自EAS标签108的响应时，位于电子隔室206里的电子电路300检测EAS标签108是否被去激活，并使用任何类型的指示方法展现对EAS标签108的去激活状态指示器。例如，軍式去激活器104也能包括并入罩式去激活器104里、用于指示EAS标签108的去激活状态的至少一个指示器。虽然图2显示电子隔室206嵌入罩式去激活器104的底部，但这是用于举例说明的目的，因为，电子隔室206能够用以任何构型并入罩式去激活器104,而不背离本发明的范围和精神。
通过使用桌面去激活器或充电垫的场能量来感应充电超级电容器308以为电子电路300充电和/或驱动电子电路300的方法也能扩展到其他销售点("POS")装备，例如硬标签开锁器、EAS双重检察器、条形码扫描仪等等。已知的58kHz发射充电器垫的例子是不断发射可用来为电子电路300充电的检测信号的桌面去激活器。在一种实施方式中，可以增加小电池到罩式去激活器104，以增大检测范围并改进设备性能的一致性。在另一实施方式中，为电子电路300充电的方法使用罩式去激活器104的磁体302和充电/M器线圏304的相对运动来产生再充电。例如，耦合到罩式去激活器104的》兹体302能够安装成，当用户摇晃罩式去激活器104时，该磁体在相对于充电/收发器线圏304的相对小的区域移动。当这个摇晃发生时，通过感应耦合充电/收发器线圈304和声磁磁体302而产生电荷,由此感应充电超级电容器308。此外，低能储量，也就是电容器308或可选电池310上的低电荷能够被电子电路300检测到，从而触发低电池状态指示器，例如LED的不同模式的闪烁或不同于标签去激活指示器的声音警报。
图4是示出用于检测并去激活EAS标签以及用于产生标签去激活状态指示的电子电路300的示例性操作400的流程图。在步骤S402，通过感应充电产生感应交流电流。在步骤S404，感应交流电流被二极管306整流。接下来在步骤S406,整流的交流电流能够为储能超级电容器308充电。在步骤S408形成总线电压。在步骤S410，线性调节器312供应电压以驱动DSP320。可选的线性调节器312使供应电压下降且防止传输的电流回流到超级电容器308里。在步骤S412， DSP320周期性地从低功率模式"醒来"，处理发射给EAS标签的信号和从EAS标签接收的信号。在步骤S414， DSP320经由发射器驱动器322 (步骤S414)和包括谐振电容器324的谐振电路(步骤S416 )发送电流通it^射/接收线圈，产生发射给EAS标签108的询问信号。在步骤S418，如果目标标签108不响应电子电路300的询问信号或如果电子电路没有检测到EAS标签108，则过程可返回到步骤S402。否则，如果有来自EAS标签108的响应，在S420，接收器电珞接收响应信号并将响应信号传递到DSP320，用于处理该响应和包括在该响应里的任何关联数据。在将标签响应信号传递到DSP320用于处理之前，接收器电路328放大并滤波标签响应信号(步骤S420)。再次，DSP320处理标签响应信号，以确定标签响应信号是否有效以及是否准备好去激活，如果是，就将去激活信号发射到标签108 (步骤S422 )。当标签响应信号有效时，电路300产生使用任何指示器类型的标签状态指示，例如，视觉指示，比如绿色LED，或声音音调，例如以上讨论的"哔哔声"(步骤S424)。这里，经由线圏304发射到标签108的标签询问信号和标签去激活信号共同被称为电磁标签信号。
图5是示出用于去激活EAS标签108的示例性方法的流程图500。在步骤S502，发生预先确定的事件时，启动用于EAS标签去激活和EAS标签检测状态指示的电子电路300。 一旦完成电子电路300的启动，电子电路300通过产生询问信号(步骤S504 )来寻找EAS标签108。接收正确发射的询问频率时，标签108进行谐振并能够被检测。声磁标签的典型的询问频率大约是58kHz，这里将用作例子。在步骤S506，电子电路300接收到来自EAS标签108的带有关联的标签数据的谐振响应。在步骤S508，电子电路300处理带有关联的标签数据的响应信号，通过针对各种属性检查关联的标签数据，来确定响应信号是否是有效的EAS标签信号。例如，响应信号必须具有合适的频i脊内容，并必须如期望的被在连续的窗口中接收到。如果DSP320确定响应信号是有效的EAS标签信号，那么DSP320可开始去激活，或指示检测到EAS标签，这依赖于具体的操作模式。在步骤S508，当检测到EAS标签时，罩式去激活器104的电子电路300通过启动EAS标签状态指示器来指示EAS标签108的被检测到这一状态，例如通过点亮LED328或使扬声器330产生声音音调(步骤S510)来进行指示。在当电子电路300未在将信号发射到标签108或从标签108接收信号的时期期间，可以经由储能超级电容器308或可选地经由电池310，为电子电路300充电或再充电(步骤S512)。值得注意的，虽然充电/再充电在步骤S512显示，但是应理解，充电能发生在标签检测循环的任何空闲点。
本发明有利地提供并界定了用于在电子商品防盗系统里检测连到物品上的标签、去激活被检测到的标签和产生标签状态指示的便携电路、装置和方法。
本发明的实施方式能够采取完全硬件的实施方式、完全软件的实施方式或包括硬件和软件要素的实施方式的形式。本领域技术人员将理解，本发明不限于以上这里具体显示和描述的。此外，应注意，除非以上做出了相反的声明，否则，所有的附图不是按比例绘制的。根据以上教授的，多种更改和变化是可能的而不背离本发明的范围和精神，本发明的范围和精神仅由以下权利要求限制。
权利要求
1.一种用于电子商品防盗(EAS)设备的电子电路，所述电子电路包括线圈，所述线圈在受电磁场作用时感应一电流，以及所述线圈还发射电磁标签信号；调谐电容器，其与所述线圈电连通，所述调谐电容器和所述线圈建立谐振以发射所述电磁标签信号；以及储能电容器，其与所述线圈电连通，所述储能电容器接收来自所述线圈的感应电流。
2. 如权利要求l所述的电子电路，进一步包括与所述线圏和所 述储能电容器电连通的第一二极管，所述第一二极管对来自所述线圏 的感应电流进行整流。
3. 如权利要求2所述的电子电路，进一步包括与所述储能电容 器和所述第一二极管电连通的分压器，所述分压器提供处理器电压。
4. 如权利要求3所述的电子电路，进一步包括与所述分压器电 连通的线性电压调节器，所述线性调节器调节所述处理器电压。
5. 如权利要求2所述的电子电路，进一步包括由所述储能电容 器供电的处理器，所述处理器处理来自EAS标签的响应信号。
6. 如权利要求5所迷的电子电路，其中所述处理器确定EAS. 标签状态。
7. 如权利要求5所述的电子电路，其中所述处理器产生发射启 用控制信号，所述发射启用控制信号控制所述第一二极管的操作，以 当所述线圏发射所述电磁标签信号时，禁止由所述储能电容器接收所 述感应电流。
8. —种用于检测并去激活电子商品防盗("EAS")标签的装置， 所述装置包括壳体，其可固定到条形码扫描仪和RFID扫描仪中的至少一个； 电子电路，其位于所迷壳体里；以及至少一个用户可观察的指示器，其受所述电子电路控制，所迷至 少一个用户可观察的指示器被固定到所述壳体并提供标签去激活状 态。
9. 如权利要求8所述的装置，其中，所述电子电路包括 线圏，所述线圏在受电磁场作用时感应一电流，以及所述线圏还发射电磁标签信号；调谐电容器，其与所述线圏电连通，所述调谐电容器和所述线圏 建立谐振以发射所述电磁标签信号；以及储能电容器，其与所述线圏电连通，所述储能电容器接收来自所 述线圈的感应电流。
10. 如权利要求9所述的装置，其中所述电子电路进一步包括与 所述线圏和所述储能电容器电连通的笫一二极管，所述第一二极管对 来自所述线圈的感应电流进行整流。
11. 如权利要求10所述的装置，其中所述电子电路进一步包括 与所述储能电容器和所述第一二极管电连通的分压器，所述分压器提 供处理器电压。
12. 如权利要求11所述的装置，其中所述电子电路进一步包括 与所述分压器电连通的线性电压调节器，所述线性调节器调节所述处 理器电压。
13. 如权利要求8所述的装置，其中所述电子电路包括处理器， 所述处理器处理从EAS标签接收的响应信号并基于所述响应控制所 述至少一个用户可观察的指示器。
14. 如权利要求13所述的装置，其中所述处理器确定EAS标签 去激活状态。
15. 如权利要求8所述的装置，其中所述至少一个用户可观察的 指示器是提供标签状态的视觉指示的发光二极管(LED)。
16. —种用于产生电子商品防盗("EAS")标签的标签检测状态 的方法，所述方法包括对一电子电路的储能器件进行感应充电；当使用储存在所述储能器件里的能量运行所述电子电路时，与至少一个EAS标签通讯；以及当与所述至少一个EAS标签通讯时，禁止对所述储能器件进行 感应充电。
17. 如权利要求16所述的方法，其中与所述至少一个EAS标签 通讯的所述步骤包括发射标签询问信号。
18. 如权利要求17所述的方法，进一步包括基于对所述标签 询问信号的响应来确定标签状态。
19. 如权利要求18所述的方法，进一步包括基于所确定的标 签状态来产生用户可观察的EAS标签检测指示。
20. 如权利要求16所述的方法，其中禁止对所述储能器件进行 感应充电的所述步骤包括禁用一整流二极管。
全文摘要
一种用于检测并去激活电子商品防盗(“EAS”)标签的电子电路、装置和方法，其中，一线圈在受电磁场作用时感应一电流，并还用来发射电磁标签信号。调谐电容器与该线圈电连通。调谐电容器和线圈建立谐振以发射电磁标签信号。储能电容器与线圈电连通。储能电容器接收来自线圈的感应电流。电子电路、装置和方法也能包括用于对来自线圈的感应电流进行整流的第一二极管和用于确定EAS标签状态的处理器。
文档编号G08B13/24GK101681544SQ200880017545
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月20日 优先权日2007年5月30日
发明者S·V·莱昂内 申请人:传感电子公司