具有用于能量收集和通信的多用途收发器的自分离防盗装置的制作方法

具有用于能量收集和通信的多用途收发器的自分离防盗装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年2月7日提交的标题为“具有用于能量收集和通信的多功能收发器的自分离防盗装置(self-detaching anti-theft device with a multipurpose transceiver for energy harvesting and communication)”的美国非临时专利申请第16/784,659号和2019年9月19日提交的标题为“使用直接和收集的共振能量的自分离防盗装置(self-detaching anti-theft device using direct and harvested resonant energy)”的美国临时专利申请第62/902,700号的优先权，所述专利申请的内容通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本文件总体上涉及防盗装置。更具体地，本文件涉及安全标签和为自分离防盗装置提供用于能量收集和通信的多用途收发器的方法。


背景技术：

4.零售环境中典型的电子物品监视(“eas”)系统可以包含监控系统和至少一个安全标签或标记，所述至少一个安全标签或标记附接到物品，以防止未经授权的移除。监控系统建立监视区，其中可以检测到安全标签和/或标记的存在。监视区通常建立在控制区的接入点处(例如，邻近于零售商店入口和/或出口)。如果具有有效安全标签和/或标记的物品进入监视区，那么可以触发警报以指示其从控制区的可能的未授权取走。相比之下，如果物品被授权从控制区取走，那么可以从其拆卸其安全标签和/或标记。因此，可将物品携带穿过监视区而不被监控系统检测到和/或不触发警报。
5.射频识别(“rfid”)系统也可在零售环境中用于库存管理和相关的安全应用。在rfid系统中，读取器将射频(“rf”)载波信号传输到rfid装置。rfid装置用rfid装置存储的信息编码的数据信号响应载波信号。在零售应用中，无源rfid标签越来越多地与eas标签组合使用。
6.如本领域中已知的，用于安全和/或库存系统的安全标签可以以任何数量的配置来构建。安全标签的期望配置通常由要保护的物品的性质决定。例如，eas和/或rfid标签可以被封装在刚性的标签壳体中，壳体可以被固定到被监控的物体(例如，零售店中的一件衣服)。刚性壳体通常包括可移除的销，可移除的销穿过织物插入，并且由设置在刚性壳体内的机构固定在相对侧上的适当位置。除非使用专用的移除装置，否则在不破坏壳体的情况下，不能从衣服移除壳体。
7.典型的零售交易发生在由商店销售助理管理的固定销售点(“pos”)站。商店销售助理通过接收商品的付款来协助顾客进行结账过程。如果物品与eas/rfid元件相关联，商店销售助理使用专用移除装置来从所购买的物品移除安全标签。
8.替代地，可以使用移动pos单元来执行零售交易。使用移动pos单元分离安全标签的选项包括：除了移动pos单元之外，使用移动分离器单元；使用位于零售店内的固定分离
器单元，这降低了移动pos单元的移动性；或使用位于零售店出口处的固定分离器单元，这给顾客增加了pos后任务的负担。这些选项都不能满足零售业中的大规模移动pos适配。


技术实现要素：

9.本文件涉及操作安全标签。所述方法包含：由安全标签以通信频率执行通信操作；激活安全标签的外部装置的传输电路；以能量收集频率从传输电路发射能量；和/或使用安全标签的接收电路来收集从传输电路发射的能量。通信频率可在能量收集频率的频带之外(或在包括能量收集频率的能量收集频带之外)，和/或能量收集频率可以低于或等于通信频率。
10.在一些场景中，所述方法还包含：由安全标签的接收电路接收无线信号；响应于无线信号，由安全标签的控制器执行操作以选择性地闭合开关；以及当开关闭合时，通过允许能量从接收电路流向安全标签的机械部件来释放机械部件。当开关闭合时或当另一个事件发生时(例如，给定时间段到期或外部传输装置的无线信号传输终止)，安全标签中止能量收集。在一些场景中，即使在开关闭合后，能量收集也会继续。控制器也可以执行重新断开开关的操作。当开关被重新断开时，可以再次由安全标签执行能量的收集。
11.在这些或其他场景中，外部装置的传输电路包含：电容器；电感器，连接到电容器的第一端子；以及电压源，耦合到电容器的第二端子并且被调谐到电容器和电感器的频率。通过经由传输电路的电感器和接收电路的电感器之间的谐振电感耦合在接收电路中感应电压来收集能量。安全标签的机械部件直接连接在开关和接收电路的接收电容器之间。
附图说明
12.将参考以下附图描述本解决方案，在全部附图中，相同的附图标记表示相同的项目。
13.图1是说明性系统的图示。
14.图2是图1绘示的安全标签的说明性架构的框图。
15.图3是说明性安全标签的正面透视图。
16.图4是图3中示出的安全标签的后透视图。
17.图5是图3至图4中示出的安全标签的俯视图。
18.图6是图3至图5中示出的安全标签的右侧视图。
19.图7是图3至图6中示出的安全标签的左侧视图。
20.图8是图3至图7中示出的安全标签的仰视图。
21.图9至图11提供有助于理解设置在图3至图8绘示的安全标签内的各种机械部件的操作的图示。
22.图12是有助于理解安全标签的棘爪如何被释放的图示。
23.图13是棘爪和小齿轮的俯视图。
24.图14是另一个说明性安全标签的透视图。
25.图15是用于操作安全标签的说明性方法的流程图。
26.图16是用于操作安全标签的说明性方法的流程图。
27.图17是用于操作安全标签的说明性方法的流程图。
28.图18提供安全标签的另一个说明性架构的图示。
29.图19提供可以与图18的安全标签一起使用以选择性地从其释放销的说明性焊盘的图示。
30.图20提供用于图19的焊盘的说明性传输电路的图示。
具体实施方式
31.容易理解的是，如本文通常描述的和在附图中所示实施例的部件可以以多种不同的配置来布置和设计。因此，如附图中所示，以下对各种实施例的更详细描述不意图限制本公开的范围，而仅表示各种实施例。尽管在附图中呈现了实施例的各个方面，但是除非特别指出，附图不一定是按比例绘制的。
32.在不脱离其精神或本质特性的情况下，本发明可以以其它具体形式实施。所描述的实施例在所有方面都应被视为仅是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求书而非由前述描述指示。落入权利要求的等效含义和范围内的所有变化都应包括在其范围内。
33.在整个说明书中对特征、优点或类似语言的引用并且不意味着本发明可以实现的全部特征和优点应在本发明的任何单个实施例中。相反，涉及特征和优点的语言被理解为意指结合实施例描述的特定特征、优点或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中，对特征和优点的讨论以及类似的语言可以但不一定指同一实施例。
34.此外，本发明的所描述的特征、优点和特征可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。鉴于本文的描述，相关领域的技术人员将认识到，本发明可在没有特定实施例的一个或多个具体特征或优点的情况下实践。在其他情况下，在某些实施例中可以认识到可能不存在于本发明的全部实施例中的另外的特征和优点。
35.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的引用意味着结合所示实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中，短语“在一个实施例中”、“在实施例中”以及类似的语言可以但不一定都指同一实施例。
36.如在本文件中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数引用，除非上下文另有明确指示。除非另有限定，否则本文所用全部技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。如本文所用，术语“包含”意指“包括，但不限于”。
37.本公开广泛地涉及以声磁(“am”)和/或rfid技术为特征的防盗装置、配备有视觉和听觉警报的高级安全标签、以及结合到商店入口/出口处的am/rfid基座中的听觉/视觉警报。在当前普遍采用的零售实践中，防盗装置(其配备有rfid元件、am元件或结合到硬标签中的两种类型的元件)要求顾客将他们的商品带到pos，此时收银员(a)完成交易，并且(b)从售出的商品停用和/或移除防盗装置。顾客可能要排很长时间的队才能等到下一个收银员。此解决方案会导致顾客不满意，从而导致退货业务的损失。此外，有时收银员忘记移除/停用防盗装置。此失误导致商店出口处的错误警报、顾客尴尬和时间浪费。
38.因此，本公开更具体地涉及用于安全标签的自分离解决方案。自分离解决方案允许顾客选择期望的物品(例如，一件衣服)，使用mpos装置(例如，运行购买交易软件应用的智能电话和/或平板电脑)扫描期望的物品，并且使用在mpos装置上运行的购买交易软件应
用(例如，使用或其他基于云的在线服务)对期望的物品进行安全支付。一旦零售商店系统认证了购买交易，无线命令信号就从零售商店系统发送到安全标签。响应于无线命令信号，发生以下事件中的一个或两个：机械部件(例如，螺线管和/或齿轮马达)被致动，使得顾客可以从所购买的物品移除安全标签。例如，机械部件的致动导致系留销被释放，由此安全标签可以从物品移除。
39.本解决方案采用一种新颖的解决方案来导致安全标签的机械部件的致动。机械部件需要电涌来驱动。安全标签的电子控制部段需要收集能量作为偏置电源。基本元件包括柜台表面的谐振rf发射器和安全标签内的谐振接收线圈。接收线圈中感应的能量被用于收集足够的能量来为安全标签的电子设备供电，以及提供机械部件所需的电涌两者。
40.用于分离安全标签的说明性系统
41.现在参考图1，提供说明性系统100的图示。系统100包含包括eas系统130的零售商店设施(“rsf”)150。eas系统130包含监控系统134和至少一个安全标签132。尽管图1中未示出，但是安全标签132附接在物品102上，从而保护物品102不被未经授权地从rsf 150移除。监视系统134建立监视区(未示出)，在所述监视区内可以检测到安全标签132的存在。监视区建立在rsf 150的接入点(未示出)。如果安全标签132被携带到监视区，则触发警报以指示物品102可能被未授权地从rsf 150移除。
42.在商店营业时间，顾客140可能期望购买物品102。顾客140可在不使用传统的固定pos站(例如，收银台)的情况下购买物品102。相反，可以使用移动通信装置(“mcd”)104来实现购买交易。mcd 104(例如，移动电话或平板电脑)可在购买交易时由顾客140或商店店员142拥有。值得注意的是，mcd 104具有安装在其上的零售交易应用，所述零售交易应用被配置为便于物品102的购买以及安全标签132到/从物品102的附接/分离。零售交易应用可以是预安装的应用、另外的应用或插件应用。
43.为了发起购买交易，零售交易应用经由用户-软件交互来启动。零售交易应用便于物品102、安全标签132、顾客140、商店店员142和/或零售交易系统(“rts”)118之间的数据交换。例如，在开始零售交易应用之后，用户140、142被提示开始购买物品102的零售交易过程。零售交易过程可以简单地通过执行用户软件交互(诸如按下mcd 104的小键盘上的键或触摸mcd 104的触摸屏显示器上的按钮)来开始。
44.随后，用户140、142可以手动输入零售交易应用物品信息。替代地或另外地，用户140、142将mcd 104放置在物品102附近。作为此放置的结果，mcd 104从物品102获得物品信息。物品信息包括对购买物品102有用的任何信息，诸如物品标识符和物品购买价格。在一些场景中，物品信息甚至可以包括附接到其的安全标签132的标识符。物品信息可以经由短程通信(“src”)从物品102传递到mcd 104，诸如条形码通信122或近场通信(“nfc”)120。在条形码场景中，物品102具有附接到其暴露表面的条形码128。在nfc场景中，物品102可以包含启用nfc的装置126。
45.此后，用户140、142将支付信息输入到mcd 104的零售交易应用中。在获得支付信息后，mcd 104自动执行用于与rts 118建立零售交易会话的操作。零售交易会话可能涉及：经由rf通信124和公共网络106(例如，因特网)将物品信息和支付信息从mcd 104传递到rts 118由rts 118完成购买交易；以及从rts 118向mcd 104传递指示物品102已被成功或不成功购买的响应消息。购买交易可以涉及使用授权支付系统，诸如银行自动结算中心(“ach”)
支付系统、信用卡/借记卡授权系统或第三方系统(例如，或)。
46.rts 118可以使用物品信息和支付信息来完成购买交易。在这点上，此类信息可由rts 118的计算装置108接收，并且由此转发到专用网络100(例如，内联网)的子系统。例如，物品信息和购买信息也可以被转发给购买子系统112并且由其处理，以完成购买交易。当购买交易完成时，生成消息并且将其发送到mcd 104，指示物品102是已成功购买还是未成功购买。
47.如果物品102已经被成功购买，那么rts 118或mcd 104可以自动开始安全标签分离过程。替代地，用户140、142可以通过使用mcd 104执行用户软件交互来开始安全标签分离过程。在全部三种场景中，物品信息可以可选地被转发到锁定释放子系统114并且由锁定释放子系统处理，以检索用于从物品102上分离安全标签132的分离密钥或分离代码。然后，分离密钥或代码从rts 118发送到mcd 104，使得mcd 104可以执行标签分离操作。标签分离操作通常被配置为使得安全标签132致动分离机构(图1中未示出)。在这点上，mcd生成分离命令，并且向安全标签132发送包括分离命令的无线分离信号。安全标签132认证分离命令，并且向mcd提供分离命令已被认证的通知。此时，焊盘或其他装置被启用或以其他方式被激活，使得信号从那里被传输。此信号导致安全标签的分离机构的激活。例如，信号使得分离机构释放销，使得安全标签可以从物品102移除。一旦安全标签132已经从物品102移除，顾客140可以携带物品102通过监视区，而不会触发警报。
48.现在参考图2，提供安全标签132的说明性架构的图示。安全标签132可以包括比图2中示出的更多或更少的部件。然而，绘示的部件足以公开实现本解决方案的说明性实施例。安全标签132的一些或全部部件可以用硬件、软件和/或硬件和软件的组合来实现。硬件包括但不限于一个或多个电子电路。
49.图2的硬件架构表示代表性的安全标签132，被配置为便于防止物品(例如，图1的物品102)从rsf(例如，图1的rsf 150)的未授权移除。在这点上，安全标签132可以具有附接到其的条形码138，用于允许经由条形码技术与外部装置(例如，图1的mcd 104)交换数据。
50.安全标签132还包含天线202和启用rf的装置136，用于允许经由rf技术与外部装置交换数据。天线202被配置为从外部装置接收rf信号，并且传输由启用rf的装置136生成的rf信号。启用rf的装置136包含rf收发器204。rf收发器在本领域中是众所周知的，因此本文将不进行描述。
51.启用rf的装置136还包含rx电路224。在一些场景中，对于rf通信，rf收发器204的通信频率在3khz和300ghz范围之间。本解决方案在这方面不受限制。
52.从焊盘(例如，图18的焊盘1800)或其他装置传输的信号在rx电路224的接收线圈l_rx中感应出电压。当开关228断开时，此电压对rx电路224的能量收集电容器c_eh充电。能量收集电容器c_eh存储的能量用于给控制器206供电。当开关闭合时或当另一个事件发生时(例如，给定时间段到期或外部传输装置的无线信号传输的终止)，安全标签可以中止能量收集。在一些场景中，即使在开关闭合后，能量收集也会继续。值得注意的是，通信频率可能在能量收集频带外或之外。在一些场景中，能量收集频带低于、等于或高于通信频率。例如，能量收集频带包括但不限于3khz至300khz。本解决方案在这方面不受限制。
53.控制器206处理接收到的rf信号以提取其中的信息。此信息可以包括但不限于对
某些信息(例如，唯一标识符210)的请求，和/或包括指定用于从物品上分离安全标签132的分离密钥或代码的信息的消息。
54.如果提取的信息包括对特定信息的请求，则控制器206可以执行操作以从存储器208中检索唯一标识符210和/或物品信息214。物品信息214可以包括物品的唯一标识符和/或物品的购买价格。然后，经由rf收发器204辅助的rf通信，将检索到的信息从安全标签132发送到发出请求的外部装置(例如，图1的mcd 104)。
55.如果提取的信息包括用于致动机电锁定机构216的分离机构250的指令，则控制器206可以执行操作以选择性地闭合开关228(其通常是断开的)。开关228可以包括但不限于晶体管。当开关228闭合时，能量被允许从rx电路224流向机电锁定机构216的分离机构250。在这点上，rx电路224的接收线圈l_rx与接收电容器c_rx(调谐到与tx电路222相同的频率)谐振，以向机电锁定机构216提供能量。此时，发生分离机构250的致动。当分离机构250被致动时，安全标签132可以输出听觉或视觉指示。
56.替代地或另外地，控制器206可以：从接收到的消息解析信息；从存储器208中检索分离密钥/代码212；并且将解析的信息与分离密钥/代码进行比较，以确定它们之间是否存在匹配。如果匹配存在，则控制器206闭合开关228，用于致动分离机构250。当分离机构250被致动时，安全标签132可以输出听觉或视觉指示。如果不存在匹配，则控制器206可以生成响应消息指示在提取的信息中指定的分离键/代码与存储在存储器208中的分离键/代码212不匹配。然后，可以经由无线短程通信或经由接口260的有线通信，将响应消息从安全标签132发送到发出请求的外部装置(例如，图1的mcd 104)。消息也可以经由接口260传递到另一个外部装置或网络节点。
57.值得注意的是，当安全标签132和传输装置(例如，图1的mcd 104和/或图18的焊盘1800)之间的距离太近时，分离机构250可能被损坏。在如此接近的情况下，比所需更多的能量被递送到机电锁定机构216。控制器206设有能量积分器230，以确保当安全标签132相对靠近传输装置时，不会发生对机电锁定机构216的此类损坏。
58.能量积分器230被配置为监控相关的电参数(例如，电容器c_rx的输出端的电流和/或电压)，并且实时计算机电锁定机构216消耗的能量的量。根据下面的数学方程(1)和(2)计算能量耗散的量。
59.ed＝i x v xδt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
60.其中ed表示能量耗散的量，i表示电流，v表示电压，并且δt表示积分间隔。在多个时间1、...、n确定ed，其中n是整数。e
d1
、e
d2
、...、e
dn
存储在存储器208中。每次计算新的能量耗散值时，也根据下面的数学方程(2)计算累积的耗散能量e
d-a
。
61.e
d-a
＝e
d1
e
d2
... e
dn
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
62.然后将e
d-a
的值与阈值thr进行比较。如果e
d-a
大于thr，则积分器230导致从接收电路224到机电锁定机构216的能量供应中断。阈值thr表示分离机构250的安全操作上限。通过使得控制器206选择性地断开开关228来中断能量供应。当能量供应中断时，ed和e
d-a
值可以被删除或重置为零。
63.当满足某些标准时，控制器206选择性地断开开关228。例如，当控制器206检测到分离机构的运动，和/或能量积分器230如上所述确定e
d-a
大于thr时，开关228在预定时间段(从开关最后闭合的时间开始)到期时断开。
64.存储器208可以是易失性存储器和/或非易失性存储器。例如，存储器208可以包括但不限于随机存取存储器(“ram”)、动态随机存取存储器(“dram”)、静态随机存取存储器(“sram”)、只读存储器(“rom”)和快闪存储器。存储器208还可以包含不安全存储器和/或安全存储器。本文使用的短语“不安全存储器”是指被配置为以纯文本形式存储数据的存储器。本文使用的短语“安全存储器”是指被配置为以加密形式存储数据的存储器和/或具有或被置于安全或防篡改外壳中的存储器。
65.机电锁定机构216可操作来致动分离机构250。分离机构250可以包括锁定件，所述锁定件被配置为在锁定状态和解锁状态之间移动。此类锁定件可以包括但不限于销。机电锁定机构216被示为耦合在开关228和rx电路224之间。部件204、224、206可根据从外部装置(例如，图1的mcd 104)接收到的信息使得分离机构250的锁定件在状态之间转变。
66.部件204-208、260在本文中可以统称为启用rf的装置136。启用rf的装置136可以被结合到也容纳机电锁定机构216的装置中，或可以是与机电锁定机构216直接或间接通信的独立装置。
67.说明性安全标签架构
68.现在将参考图3至图12详细描述安全标签300的说明性架构。3-12.图1的安全标签132可以与安全标签300相同或类似。因此，安全标签300的以下讨论足以理解安全标签132的各种特征。
69.如图如图3至图8中所示，安全标签300包含由模制塑料外壳302形成的硬eas标签。eas和/或rfid元件(图3至图12中未示出)可以容纳在外壳302内。壳体302由第一壳体部分304和第二壳体部分306限定，第一壳体部分和第二壳体部分牢固地彼此联接(例如，经由粘合剂、超声波焊接和/或诸如螺钉的机械联接器400)。
70.外壳302具有插入空间402，所述插入空间尺寸和形状适于接收物品(例如，图1的物品102)的至少一部分，使得安全标签300可以牢固地附接或联接到其。通过将销308从图9中示出的未接合状态转变到图3至图9和图11中示出的接合状态，安全标签300被牢固地联接到物品。通过将销308移出外壳302的第一部段310，穿过插入空间402，并且进入外壳302的第二部段312，来实现转变。提供旋钮314以允许用户控制所述转变。旋钮可以设置在外壳302的侧表面上，如图3至图11中所示，或替代地设置在外壳的另一个表面上(例如，顶表面)，如图12中所示。机械机构(现在在图3至图8中示出)将销308保持在其接合状态。
71.现在参考图9至图11，将描述安全标签300的内部部件。如上所述，eas/rfid元件、启用rf的装置(例如，图1至图2的启用rf的装置136)和/或机电锁定机构(例如，图2的机电锁定机构216)设置在安全标签300内。eas/rfid元件和启用rf的装置没有在图9至图11中绘示，仅是为了简化其图示。
72.如图9中所示，安全标签300的机电锁定机构900包含销308、线性致动器902、906、弹簧904、片簧908、棘爪922和电磁螺线管910。机电锁定机构900不限于这些部件。例如，电磁螺线管910可以用齿轮马达代替。电磁螺线管和齿轮马达在本领域是众所周知的，因此本文将不再描述。只要其整体尺寸符合安全标签300的尺寸要求，任何已知的或将要已知的电磁螺线管和/或齿轮马达可在不受限制的情况下在本文使用。
73.线性致动器包含一对齿轮902和906，齿轮902和906将圆形齿轮906的旋转运动转换成线性齿轮902的线性运动。圆形齿轮906在本文被称为小齿轮，而线性齿轮902在本文被
称为齿条。旋钮314便于用户控制小齿轮906的旋转运动。因此，小齿轮902联接到旋钮314，使其随旋钮旋转。例如，当旋钮314被用户在箭头912中示出的方向上旋转时，小齿轮902在所述方向上旋转。
74.小齿轮902具有多个齿914，所述多个齿与齿条902的多个齿916接合。齿914、916的接合允许经由旋钮314施加到小齿轮906的旋转运动导致齿条902移动，从而将小齿轮906的旋转运动转化为齿条902的线性运动。
75.齿条902牢固地联接到销308。因此，齿条902在方向918上的线性运动导致销308在相同方向上的线性运动。同样，齿条902在方向920上的线性运动导致销308在相同方向上的线性运动。当齿条902沿着方向920移动时，销308从图9中示出的未接合位置转变到图10中示出的中间位置。
76.在中间位置，销308的端部1002延伸到插入空间402中。此外，齿条902在弹簧904上施加推力，这导致其压缩。实际上，销/齿轮装置是弹簧加载的，并且当销208处于其中间位置时(以及当处于完全接合位置时)，希望返回到未接合位置。
77.销308经由棘爪922保持在其中间位置。在这点上，棘爪922接合小齿轮902，并且经由枢转构件924枢转地联接到外壳。图13中提供有助于理解这些部件902、922之间的机械关系的个图示。如图13中所示，棘爪包含突起1306，突起滑动接合小齿轮902的齿914。突起1306的倒角表面1304和齿914的倒角表面1302便于滑动接合。当小齿轮902沿着方向912旋转时，倒角表面1304沿着小齿轮902的外表面滑动，外表面至少部分地由齿914的倒角表面1302限定。实际上，棘爪的突起1306行进进出存在于小齿轮902的相邻齿914之间的空间1308。片簧908便于突起行进回到空间1308中。
78.当突起1306位于空间1308中时，销308被保持在给定位置，因为棘爪922防止小齿轮在与方向912相反的方向上旋转。棘爪922的直表面1310至少部分地便于防止小齿轮沿着与方向912相反的方向旋转，棘爪的直表面以不允许突起1306由于小齿轮沿着与方向912相反的方向移动而进出空间1308的方式接合齿914。
79.现在参考图11，提供处于完全接合位置的销308的图示。如图11中所示，销308的端部1002延伸到外壳302的第二部段312中形成的孔1102中。同样，弹簧904处于其完全压缩状态。实际上，销/齿轮装置是弹簧加载的，并且想要返回到未接合位置。因此，当棘爪922被释放时，销缩回到外壳302的第一部段310中，这导致弹簧从其压缩状态自动转变到其自然未压缩状态。在此转变期间，齿条902能够在方向918上自由移动。
80.现在参考图12，提供有助于理解棘爪922如何被释放的图示。如上所述，安全标签300的分离操作经由其从外部装置(例如，图1的mcd 104和/或rts 118)接收无线分离信号而启动。在所述接收时，安全标签300认证分离命令并且执行操作(例如，闭合图2的开关228)以激活分离机构，即电磁螺线管910。电磁螺线管910通过向其供电(例如，从图2的rx电路224)而被激活。电磁螺线管910驱动柱1202，使其沿着方向1204移动，使得在棘爪1204上施加推力。推力的大小足以克服由片簧908施加到棘爪922的推力。由柱1202施加的推力导致棘爪922从图9至图11中示出的接合状态转变到图12中示出的未接合状态。实际上，小齿轮906能够在方向1206上自由移动。因此，由于弹簧904的减压，销308能够从其接合状态缩回。一旦销308已经完全缩回，安全标签300可以从其所附接的物品(例如，图1的物品102)移除。在此场景中，顾客(例如，图1的顾客140)可以携带物品通过监视区，而不会触发警报。
81.现在将参考图18详细描述安全标签1800的另一个说明性结构。图1的安全标签132可以与安全标签1800相同或类似。因此，安全标签1800的以下讨论足以理解安全标签132的各种特征。
82.安全标签1800包含可移除的销1802，其可以经由固定机构(在图18中不可见)固定到标签主体。固定机构在本领域中是众所周知的。这里可以使用任何已知的或将要已知的固定机构。例如，三球离合器机构或夹具可以用作固定机构。
83.安全标签1800还包含内部启用rf的装置(图18中未示出)和可选的内部eas部件(图18中未示出)。启用rf的装置可以与图1至图2的启用rf的装置136相同或类似。启用rf的装置被设计成导致固定机构的致动，用于从其释放销1802。eas部件在本领域中是众所周知的，因此将不在本文中描述。
84.图19提供示例焊盘1900的图示，所述焊盘可以与安全标签132、300、1700一起使用，用于选择性地从安全标签释放销(例如，图3的销308或图17的销1702)，如本文所描述。焊盘1900包括内部电路，所述内部电路被配置为以给定频率(例如，90khz)生成和传输信号。信号可以包括但不限于rf信号。用于生成和传输信号的电路在本领域中是众所周知的，因此本文不再描述。这里可以使用任何已知或将要已知的信号生成/传输电路。在一些场景中，内部电路与图2的rf收发器204的传输电路相同或类似。此给定频率可以与安全标签1700的rx电路(例如，图2的rx电路224)被调谐到的频率相同。由焊盘1900传输的信号使得电力被供应给安全标签的固定机构，由此释放销。
85.在一些场景中，如图20中所示，焊盘1900的内部传输电路包含：电容器c_tx；电感器l_tx，连接到电容器c_tx的第一端子；以及电压源v_tx，耦合到电容器c_tx的第二端子并且被调谐到电容器c_tx和电感器l_tx的频率。经由焊盘的传输电路的电感器l_tx和接收电路的电感器(例如，图2的电感器l_rx)之间的谐振电感耦合，在安全标签的接收电路(例如，图2的rx电路224)中感应出电压。当开关(例如，图2的开关228)闭合时，接收电路中的电感器与接收电容器(例如，图2的电容器c_rx)谐振。接收电容器被调谐到与焊盘的传输电路被调谐到的频率相同的频率。安全标签的机械部件(例如，图2的机电锁定机构216)直接连接在接收电路的开关和电容器之间。
86.操作安全标签的说明性方法
87.现在参考图15，提供用于操作安全标签的说明性方法1500的流程图。方法1500从1502开始，并且继续到1504，其中安全标签(例如，图1的安全标签132或图3的安全标签300)被附接到物品(例如，图1的物品102)。此附接包括旋转安全标签的旋钮(例如，图3的旋钮314)，以使得销(例如，图3的销308)转变到接合位置(如图11中示出的)。上面参考图9至图11描述了销转变到其接合位置的方式。除了基于旋钮的技术之外，或作为基于旋钮的技术的替代，可以使用其他技术和机构来将安全标签附接到物品。
88.此后的某个时间，在1506做出决定，以确定购买交易是否已经成功执行。如果购买交易不成功[1506：否]，则方法1500返回到1504。相比之下，如果购买交易成功[1506：是]，则执行1508，其中由mcd(例如，图1的mcd 104)、rts(例如，图1的rts 118)或响应于与mcd或rts的用户软件交互，自动开始安全标签分离过程。安全标签分离过程包括在1510至1516中执行的操作。1510至1516涉及：生成(例如，由图1的mcd 104)并且向安全标签发送信号，所述信号包括用于致动安全标签的分离机构的分离命令；在安全标签处无线接收信号；以及
在安全标签处认证分离命令。
[0089]
如果分离命令未被认证[1516：否]，则可选地执行1518的操作，使得向mcd、rts和/或用户通知分离命令未被安全标签认证。随后，方法1500返回到1510。
[0090]
如果分离命令被认证[1516：是]，则焊盘(例如，图19的焊盘1900)或其他外部装置被激活，使得生成信号并且从其传输。响应于所述信号，安全标签的分离机构(例如，图9的电磁螺线管910)被激活，如1520中示出的。此类激活可以简单地通过闭合安全标签内部的开关(例如，图2的开关228)来实现。作为闭合开关的结果，允许能量从安全标签的接收电路(例如，图2的rx电路224)流向分离机构，使得释放棘爪(例如，图9的棘爪922)。棘爪的释放可以以上面参考图12描述的方式实现。随后，执行1522，其中方法1500结束或执行其他处理。
[0091]
现在参考图16，提供用于操作安全标签(例如，图1至图2的安全标签132和/或图3至图14的300)的说明性方法1600的流程图。方法1600从1602开始，并且继续到1604，在1604中，激活焊盘(例如，图18的焊盘1800)或其他外部装置(例如，图1的mcd 104)，使得从其传输无线信号。使用接收电路(例如，图2的接收电路224)在安全标签处接收无线信号。此无线信号导致在安全标签的接收电路中感应出电压，如1608中示出的。
[0092]
在1614中，控制器(例如，图2的控制器206)执行操作以选择性地闭合安全标签内部的开关(例如，图2的开关228)。所述开关可以基于含有在由安全标签的rf收发器(例如，图2的rf收发器204)接收到的信号中的信息而选择性地闭合。此信息可以包括但不限于分离命令。当开关闭合时，能量被允许从安全标签的接收电路流向安全标签的机械部件(例如，图2的机电锁定机构216)，如1618中示出的。此能量流导致机械部件的致动。
[0093]
在一些场景中，控制器可以可选地执行操作，以检测机械部件的运动和/或检测预定时间段何时到期。预定的时间段可以从开关闭合时开始。此信息可由控制器获得，用于确定如上所描述的何时断开开关。
[0094]
在完成1618后，方法1600继续操作1622-1626，以防止当安全标签距外部装置(例如，图1的mcd 104)一定距离时损坏机械部件。在1622中，安全标签的控制器监控机械部件的能量耗散水平。在1624中，控制器确定能量耗散的累积量是否超过阈值。如果能量耗散的累积量超过阈值[1624：是]，则控制器执行操作以断开开关，如1626中示出的。随后，执行1628，其中方法1600结束或执行其他操作。
[0095]
相比之下，如果能量耗散的累积量没有超过阈值[1624：否]，则方法1600返回到1622，或可选地基于一些标准闭合开关，如1625示出的。例如，当检测到机械部件的运动或预定的时间段到期时开关可以闭合。如果在1625中开关闭合，则方法1600可以结束或执行其他操作。
[0096]
在一些场景中，机械部件的释放是在无需任何人工辅助或安全标签外部的装置的机械辅助的情况下通过将销(例如，图3的销308)从接合位置转移到未接合位置来实现的。当销处于接合位置时，销的一端位于外壳的第一部分中形成的孔内，所述孔与外壳的第二部分间隔开间隙，并且当销处于未接合位置时，销完全缩回到外壳的第二部分中。
[0097]
在那些或其他场景中，例如，焊盘的传输电路包含：电容器(例如，图20的电容器c_tx)；电感器(例如，图20的电感器l_tx)，连接到电容器的第一端子；以及电压源(例如，图20的电压源v_tx)，耦合到电容器的第二端子并且调谐到电容器和电感器的频率。经由传输电
路的电感器和接收电路的电感器(例如，图2的电感器l_rx)之间的谐振电感耦合，在接收电路中感应出电压。当开关闭合时，接收电路中的电感器与第二电容器谐振。第二电容器被调谐到与传输电路被调谐到的频率相同的频率。安全标签的机械部件直接连接在开关和接收电路的第二电容器之间。
[0098]
现在参考图17，提供用于操作安全标签(例如，图1至图2的安全标签132和/或图3至图14的300)的说明性方法1700的流程图。方法1700从1702开始，并且继续到1704，其中安全标签以通信频率(例如，子ghz频率)执行通信操作。接下来在1706中，外部装置(例如，图19的焊盘1900)的传输电路(例如，图20的传输电路2000)被激活。如1708示出的，能量以能量收集频率(例如，3khz至300khz)从激活的传输电路发射。通信频率可在能量收集频率的频带之外，或在包括能量收集频率的能量收集频带之外。在1710中使用接收电路来收集从激活的传输电路发射的能量。
[0099]
在1712中，安全标签的内部开关(例如，图2的开关228)被选择性地闭合。当开关闭合时，安全标签的能量收集被中止，如1714中示出的。在1716中，通过闭合开关，使得机械部件(例如，图2的分离机构250)被释放。通过允许能量从接收电路流向机械部件来实现机械部件的释放。
[0100]
在1718中，开关被选择性地重新断开。如1720中示出的，接收电路然后可选地再次用于收集能量。随后，执行1722，其中方法1700结束或执行其他处理。
[0101]
鉴于本公开内容，在不进行过度实验的情况下，可以制造和执行本文公开和要求保护的全部设备、方法和算法。尽管已经根据优选实施例描述了本发明，但是对于本领域的普通技术人员来说，显然可在不脱离本发明的概念、精神和范围的情况下对设备、方法和方法的步骤顺序进行改变。更具体地，很明显，某些部件可以被添加到本文所描述的部件中，或与本文所描述的部件组合，或代替本文所描述的部件，同时将获得相同或类似的结果。对本领域普通技术人员来说显而易见的全部这些类似的替代和修改被认为是在所限定的本发明的精神、范围和概念内。
[0102]
上面公开的特征和功能以及替代方案可以组合到许多其他不同的系统或应用中。本领域技术人员可以做出各种目前未预见或未预料到的替代、修改、变化或改善，其中的每一个也意图被所公开的实施例所涵盖。