利用射频识别的免手持拣货系统和方法与流程

利用射频识别的免手持拣货系统和方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术主张2019年3月8日提交的第62/815,478号美国临时实用专利申请项下的优先权及权益，所述临时实用专利申请通过整体引用，纳入本发明。
技术领域
3.本发明一般涉及射频识别(“rfid”)标签，更具体地说，涉及使用射频识别标签进行免手持拣货系统管理。


背景技术：

4.射频识别(“rfid”)系统和近场通信(“nfc”)系统等射频系统允许合适的收发器查询和接收来自附近射频标签的消息。此类标签允许用户执行库存管理功能，而无需手动清点单个物品。
5.射频标签可以在各种频率范围内操作，例如(但不限于)高频(“hf”)范围和超高频(“uhf”)范围。射频识别标签通常包括耦合到至少一个合适天线的芯片，例如用于在所需范围内工作的射频识别系统天线。当被附近的电磁场激发出射频识别标签的谐振频率时，射频识别标签会获得功率。芯片也随之获得功率，一旦获得足够的功率(例如，10μw)，芯片就会激活并通过线圈天线传输编码返回信号或消息。


技术实现要素：

6.根据某些实施例，基于射频识别的存货系统包括：射频识别读取器，被配置为询问库存物品上的射频识别标签；以及射频识别屏障，被配置为基本上禁止询问与有效库存相关联的射频识别标签，直到从有效库存中拣选出的物品被移离射频识别屏障。当对射频识别询问的响应数量增加时，基于射频识别的存货系统确定被拣选的物品。
7.在某些其他实施方案中，一种方法包括：通过靠近库存的射频识别读取器询问与库存相关联的射频识别标签；以及禁止对有效库存物品的询问，直到在物品被拣选并从射频识别屏障附近移开。
8.根据另一实施例，一种从有效库存中自动拣选物品的方法包括：发送第一询问信号，通过射频识别屏障禁止发送第一询问信号给有效库存，基本上只从补充库存中接收多个第一响应，发送第二询问信号，接收多个第二响应，并且当多个第二响应的数量超过多个第一响应时，使用一个或多个第二响应确定物品是从有效库存中拣选出的；第一响应其中的某个响应的信号强度指标(rssi)并未显著低于其他响应的信号强度指标；并且收到已被拣选物品和非库存资产(例如，叉车)的响应。
附图说明
9.结合以下描述、随附权利要求书和附图，将更易理解本发明的各实施例。
10.图1示出射频识别收发器和射频识别标签的实施例。
11.图2示出基于射频识别的免手持拣货系统的实施例。
12.图3示出基于射频识别的拣货和资产跟踪系统的实施例。
13.图4示出基于射频识别存货跟踪系统的实施例。
具体实施方式
14.准确的库存管理和跟踪对于现代仓库的成功运营至关重要。例如，准确的库存管理和跟踪可确保采购足够的货物或用品，然后适当地使用或发送在这些货物或用品。然而，可以理解的是，传统库存管理和仓库中存货的跟踪本身就容易出错，效率低下，甚至会出现欺诈行为。
15.例如，很难准确地计算和跟踪单个物品或物品箱的移动，以确保从货架上拣选出所需的产品，然后将其运送到适当的位置。执行拣货任务的操作人员需要准确地执行拣货操作，不仅要在有大量潜在目标物品的仓库中找到正确的物品，而且要准确地计算从货架上拉出的特定客户订单的适当数量的物品。纸质表格、拣货单、人工清点甚至条形码扫描都有可能出现错误，因为其中每项都可能涉及一定程度的人为判断。
16.此外，使用手持设备(例如条形码扫描器)，操作人员需要用双手处理纸箱或操作单个物品，必然会影响操作人员的效率。另外，如果使用手持式射频识别扫描设备，操作人员需要花费时间来扫描特定的纸箱、物品或纸箱货盘，同样也会降低操作人员的效率。此外，许多手持式射频识别扫描设备在射频能量投射方面具有局限性，这可能要求操作人员必须在物品上操纵射频识别扫描设备，以便通过物品、纸箱和货盘的射频识别识别设备获得正确的读数。
17.虽然射频识别设备可在一定程度上对仓库进行库存管理，但是由于射频识别标签物品的数量庞大，即使最好的系统也无法完全覆盖仓库中的每件物品。此外，单个标签物品的数量庞大可能导致无法准确说明大型仓库内单个物品的具体位置。
18.通过允许准确的免手持拣货流程，本文提供的系统和方法可应对所述挑战。所述系统可以让每位工人或拣货员专注于他们的主要职责，即从货架上拣货，然后将拣出的物品移至仓库中的适当区域以装运给客户，同时可提供准确的会计和质量控制流程。一般来说，本公开内容详细介绍了射频识别读取器基础设施的使用，所述基础设施可以通过区分库存(例如，但不限于有效库存和补充库存)来跟踪活跃货物。
19.通过示例并参考图1至图4，对本文公开的系统和方法进行了详细描述。应了解，可以适当对所公开和描述的示例、安排、配置、部件、元件、装置、设备方法、系统等进行修改，并且可能需要针对特定应用进行修改。在本公开内容中，对具体技术、安排等的任何标识可以与所呈现的具体示例相关，也可以只是对所述具体技术、安排等的一般描述，除非另有明确指定，否则特定细节或示例的标识并不是且不得解释为强制性或限制性的标识。
20.本文公开的系统和方法描述了使用射频识别标签来执行库存功能的新模式。虽然本文描述的系统和方法特别适用于包括射频识别通信能力的标签，但是所公开的结构和方法也可以适用于其他类型的无线标签。例如，本文所述的系统和方法可以适用于使用高频(“hf”)无线电波(名义频率为8.2mhz)的电子商品防窃(“eas”)系统，或也可适当地适用于无线协议，如蓝牙、nfc和wifi或ieee802.11无线传输协议。
21.参照图1，呈现了简化的射频识别系统100的实施例，以便于对背景技术的理解。射
频识别系统100包括射频识别读取器102，例如射频收发器，其被配置为询问一个或多个射频识别标签104、108。射频识别读取器102能够发射无线电信号，并且可以从接收到所发射的无线电信号的附近射频识别标签(例如，104，108)接收返回信息。接收无线电信号的每个射频识别标签104、108可以通过将编码信号发回射频识别读取器102来做出响应。编码信号可以单独识别附有射频识别标签104、108的特定箱子106或物品110、112、114，或者编码信号可以根据特定射频识别标签104、108的编码方式识别箱子106或物品110、112、114。例如，射频识别标签108可以附在一个包含多个单个物品110、112、114的箱子106上。如果该等单个物品在分发前被分开，则箱子106中的单个物品110、112、114也可以选择包括单独的射频识别标签104。可以理解的是，箱子中一般可以包含任意数量的物品，其中每件物品都可以附带一个射频识别标签。
22.将射频识别标签108粘贴在装有单个物品110、112、114的箱子106上可以以多种方式促进库存管理操作。例如，将射频识别标签108粘贴在箱子106上有助于确保射频识别读取器能够询问射频识别标签108。由于箱子106本身的距离较近或信号被屏蔽，箱子106中的单个物品110、112、114可能无法接收射频识别读取器发出的足够信号，以对询问作出响应。另外，箱子上的射频识别标签108的响应可以与单个物品110、112、114的响应相关联，以核实库存数量。
23.接下来参照图2，公开了基于射频识别的免手持拣货系统200的实施例。在基于射频识别的免手持拣货系统200中，射频识别读取器202被放置在货架206之间的过道上，射频识别屏障204被放置在货架206上。补充库存208被放置在货架206的某个部分。射频识别读取器202发射的射频识别信号能够询问补充库存208。拣选库存或有效库存210被放置在货架206上，以便射频识别屏障204屏蔽射频识别读取器202发出的射频识别信号。
24.示例射频识别读取器202可以包括本领域中已知的各种读取器。可以理解的是，射频识别读取器202可以是固定读取器系统、临时安装的读取器系统或移动读取器系统。合适的射频识别屏障204示例可包括射频反射材料、固体金属片或金属箔等面板覆盖物，或本领域技术人员理解的射频吸收材料。另外，或者，合适的射频识别屏障204可以在屏障或有效库存210中主动地屏蔽射频信号。
25.射频识别屏障204可以屏蔽来自射频识别读取器202的射频识别信号。因此，固定式架空射频识别读取器202能够询问补充库存208，但无法询问有效库存210。在某些实施例中，射频识别读取器202可以使用本文后面描述的软件方法来区分补充库存208和有效库存210。此类实施例有益于促进系统的使用，其中射频识别读取器202能无意中读取有效库存210中的某些标签。
26.在目前设想的一实施例中，为了提高操作人员或最终用户的生产力、效率和准确性，可以理解为免手持拣货系统200可以包括视觉参考，例如触摸屏显示器或其他类似显示器设备。这将有利于对操作人员正在进行的工作任务的完成情况进行指导和通知。显示器可以是连接到用户前臂/手腕上的小型无线设备，也可以简单地作为某一资产的固定单元，为拣选顺序、拣选位置和拣选累计提供视觉参考。这种视觉参考为操作人员提供了关于订单要求完整性的反馈，并将与仓库管理系统联动，以处理在进行的制表和拣选任务的方向。如果试图将装有货物的货盘移动并通过本文所述的门口阻塞点，则所述联动装置还可用作警报以警告操作人员和主管人员注意不正确或未完成的工作任务。此外，还可以考虑在另
一实施例中，在射频识别读取器202中纳入一种视觉参考。
27.在操作中，固定式架空射频识别读取器202能够以基本或半连续的操作中运行。因此，固定式架空射频识别读取器202可以连续询问补充存货208。基于射频识别的免手持拣货系统200可以将来自补充库存208的响应制成表格。
28.当从有效库存210中拣选出一件物品并将其移动到过道上，放置在货盘212(如图所示)、手推车或其他可移动平台等时，来自固定式架空射频识别读取器202的射频识别信号可以询问之前拣选出的物品214，射频识别屏障204之前屏蔽对所述物品的询问。通过对来自补充库存208的列表响应和已被拣选物品214的额外接收响应进行比较，基于射频识别的免手持拣货系统200可以确定已从有效库存210中移除已被拣选物品214。
29.例如，当工人或拣货员将存货从补充库存208移动至有效库存210时，基于射频识别的免手持拣货系统200可以检测到与之前的列表响应相比，来自补充库存208的列表响应有所减少。通过将来自补充库存208的列表响应减少量添加到列表有效库存210中，基于射频识别的免手持拣货系统200可以将有效库存210中的物品数量制成表格。当检测到已被拣选物品214时，基于射频识别的免手持拣货系统200可将从有效库存210的列表数量中减去这些物品的数量。
30.此外，基于射频识别的免手持拣货系统200还可以确定从补充库存208补充有效库存210的时间，并且可以在有效库存210耗尽之前派遣适当的员工。由于工人活动频繁，从补充库存208补充有效库存210的工作通常由叉车工作人员按指定的时间间隔进行，以最大化提高工作效率，并确保工人免受可能从搁架或货架上掉落的物品的伤害。通过密切跟踪库存，基于射频识别的免手持拣货系统200可以确定执行此类补货任务的最佳时间。
31.基于射频识别的免手持拣货系统200能够改善工人的拣选体验。例如，采用该系统时，工人不需要使用对物品进行单独条码扫描的条码扫描器，如手持扫描设备。如本文所用，这是一种“免手持”操作。相反，在拣选过程中，利用固定式架空射频识别读取器202的功率和灵活性来监测已被拣选物品214并制成表格，因为从有效库存210中拣选出此类物品，并放置在手推车、手提袋、箱子或货盘212上。
32.接下来参照图3，示出基于射频识别的拣货和资产跟踪系统300的另一实施例。如图3所示，固定式架空射频识别读取器202被放置在货架206之间的过道上，射频识别屏障204被放置在货架206上。由于补充库存208被放置在货架206的某个部分，射频识别读取器202发射的射频识别信号能够询问补充库存208，但是射频识别屏障屏蔽了来自有效库存210的信号。
33.在基于射频识别的拣货和资产跟踪系统300中，每项资产302都配置有一个射频识别资产标签304。射频识别资产标签304可以被封装在一个塑料外壳内，以提供仓库环境所需的一定程度的耐久性和使用寿命，从而在资产302的使用寿命内保持相关功能。示例资产302可以包括如图所示的叉车或任何其他材料装卸设备，例如货盘212、货盘搬运车、手推车或本领域技术人员所理解的其他可移动设备。
34.如上文对图2所述，固定式架空射频识别读取器202可以连续半连续地询问补充存货208。基于射频识别的拣货和资产跟踪系统300可以将这些读数纳入一个合适的表格或数据库中，以便能够确定在拣货事件中读数增加的时间点。当资产302移动到固定式架空射频识别读取器202附近时，基于射频识别的拣货和资产跟踪系统300可以检测到资产302的射
频识别资产标签304作为触发事件。一旦发生触发事件，基于射频识别的拣货和资产跟踪系统300可以检测到已被拣选物品214的额外射频识别响应。例如，当从有效库存210中移走已被拣选物品214并将其放置在货盘212上时，固定式架空射频识别读取器202可以通过对存放在桌子上的补充库存208的先前响应的数量进行比较，而检测到已被拣选物品214响应增加的数量。基于射频识别的拣货和资产跟踪系统300可以将此类新读数记录为来自有效库存210的拣货，并可以将来自已被拣选物品214的此类新响应与资产302相关联。
35.可以理解的是，虽然射频识别屏障204可以基本或完全阻止所有射频识别能量到达有效库存210，但是来自固定式架空射频识别读取器202或另一个射频识别读取器的一些射频识别能量可能会有效库存210的某部分，导致获得意外读数。有利之处是，通过等待触发事件，例如当资产302移动到固定式架空射频识别读取器202的范围内时，基于射频识别的拣货和资产跟踪系统300可以抑制对有效库存210的意外读取。
36.此外，基于射频识别的拣货和资产跟踪系统300还可以通过软件和其他技术抑制对有效库存210的意外读取。例如，当固定式架空射频识别读取器202收到来自射频识别标签的响应时，固定式架空射频识别读取器202可以确定所述响应的信号强度指标或收到的信号强度指标值。基于射频识别的拣货和资产跟踪系统300可以抑制信号强度指标值很低的读数，表明其来自有效库存210，而不是补充库存208的读数。此外，基于射频识别的拣货和资产跟踪系统300可以检测和跟踪信号强度指标值很低并且本质上是虚假的读取，此类读数整体表明其来自有效库存210。
37.接下来参照图4，示出基于射频识别的库存跟踪系统400的实施例。基于射频识别的库存跟踪系统400包括在仓库中或其他环境中或周围设置的多个射频识别读取器。在某些实施例中，可以部署射频识别读取器以覆盖整个设施。例如，可将射频识别读取器分布在阻塞点，例如建筑物相邻部分之间的门道。在特定实施例中，射频识别读取器402可以放置在通往运输区的入口附近，而其他射频识别读取器404a、404b、404c、404d、404e、404f(统称为“射频识别读取器404”)可沿着货架406之间的过道放置。沿着货架406之间的过道放置的射频识别读取器404可以跟踪从库存408中拣选物品，如上文对图2和图3描述所示。射频识别读取器402也可用于进一步提高基于射频识别的库存跟踪系统400的准确性，以确定物品是否已从补充库存208移至有效库存210。
38.在某些实施例中，射频识别读取器402、404可以被配置为监测整个设施中射频识别标签物品的移动情况，例如，如上文所述已被拣选物品和相关资产的移动。基于射频识别的库存跟踪系统400可以监测已被拣选物品和相关资产在设施中的移动情况，并在射频识别读取器402、404附近通过。基于射频识别的库存跟踪系统400可以确定操作人员是否拣选了正确的物品，并确保已被拣选物品被转移到正确的位置，以便分配到各零售店或其他区域的配送中心。基于射频识别的库存跟踪系统400可以确定某特定货盘是否已装载了满足客户订单所需的所有物品。基于射频识别的库存跟踪系统400可以跟踪客户订单的进展情况，以便向客户和与设施相关的其他部门提供实时跟踪更新信息或预计交付时间。例如，当操作人员已被拣选出某客户订单的物品并放置在货盘上以供交付时，交付人员可以实时获得订单状态的更新信息。其有利之处是可以实现协同工作，管理工作流程。
39.通过跟踪资产和相关已被拣选物品在设施中的移动情况，基于射频识别的库存跟踪系统400还对工作流程模式进行分析。例如，基于射频识别的库存跟踪系统400可以监测
某个工人拣选出的具体物品，并将该等信息与拣选过程中使用的特定资产相关联。这使得基于射频识别的库存跟踪系统400能够围绕设施内的利用率和路线管理效率编制有价值的数据。在某些实施例中，基于射频识别的库存跟踪系统400可以提供图形表示，协助改进路线管理和提高效率。例如，基于射频识别的库存跟踪系统400可以确定操作人员是否总是在阻塞点上被延误，并重新为操作人员规划路线或改变从库存中拣选物品顺序。此外，基于射频识别的库存跟踪系统400还可以确定库存408在货架406上的最佳位置，以最大化工人的工作效率。
40.如上文对图2的描述所示，可能需要通过补充库存补给有效库存。这可能需要叉车工作人员在指定的时间间隔内封锁部分过道，以确保工人免受可能从搁架或货架上掉落的物品的伤害。基于射频识别的库存跟踪系统400可以评估运输流量，并监测实时拣货情况，以确定补货的最佳时间。基于射频识别的库存跟踪系统400可以为拣货员重新规划工作路线，以确保在库存补货操作的最佳工作流程。
41.可以理解的是，本文所述的系统和方法可以为仓库所有者和拣货员提供诸多好处。具体而言，拣货员能够专注于资产或库存货物的移动，而无需处理纸质表格、拣货单、手动清点或扫描条码或射频识别标签，因此可以大幅提高其工作效率。仓库所有者受益于准确的库存清点，提高货物运输的效率，以及更好地确定将货物配送给最终客户的方法。
42.本文公开的数值不得理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个这样的量纲都旨在表示所述值以及围绕所述值功能上等同的范围。应该理解的是，在整个说明书中给出的每个最大数值限度包括每个较低数值限度，视如此类较低数值限度在本文中明确写明一样。此外，在整个说明书中给出的每个最低数值限度都将包括每个较高数值限度，视如此类较高数值限度在本文中明确写明一样。此外，在整个说明书中给出的每个数值范围都包括在所述较宽数值范围内的每个较窄数值范围，视如较窄数值范围在本文中明确写明一样。
43.除非明确排除或换句话讲有所限制，否则本文所引用的每篇文献，包括任何交叉参考或相关的专利或专利申请均应特此以引用方式全文纳入本文。任何文献的引用不是对其作为本文所公开或受权利要求书保护的任何发明的现有技术，或者其自身或与任何其他参考文献的任何组合的认可，或多篇参考文献、教导、建议或公开任何此类发明的认可。此外，如果本文中的某一术语的任何含义或定义与通过引用而纳入本文的相同术语的任何含义或定义相冲突，则应以本文赋予所述术语的含义或定义为准。
44.虽然已通过实施例和示例对实施方式进行了描述，但是并非详尽无遗，或限制描述的形式。显然，根据所述教导，可以进行许多修改，已经讨论了其中的有些修改，而本领域的技术人员将理解其他修改。选择和描述实施例是为了说明各种实施例的情况。当然，其范围并不局限于本文所述的示例或实施例，而是本领域的普通技术人员可以在任何数量的应用和同等物品中采用的实施例。相反，本文所述的范围是由本文所附的发明要求保护范围的内容来确定的。