CN101529438B - Rfid标签 - Google Patents

Abstract

一种电子标签，用于对来自阅读器的TTO或TTF协议激励信号进行响应，但是当从阅读器接收RTF协议通信信号时中止传输。该标签通常包括协议检测器120，协议检测器120可操作用于检测RTF协议通信信号的接收，并且当电子标签从阅读器接收到RTF协议通信信号时中止传输。

Description

RFID标签

本发明总地涉及无线RF(射频)通信，特别涉及例如RFID(射频识别)标签的电子标签。

发明者知道包括至少一个阅读器的RF通信系统，被另外称为询问器，以及例如RFID标签的多个电子标签，，被另外称为应答器。该RFID标签通常是无源的，由来自询问器的广播信号激励，但是也可以是有源的，具有例如电池的额外电源。无源RFID标签通过将不同数量的能量反射回应答器而与询问器通信。

询问器和RFID之间的通信由各种协议控制。世界上正在使用各种不同的空中协议，例如iP-X、ISO-18000-6A和B以及EPC C1G2及其类1和类0前驱(predecessor)。

EPC C1G2协议是“阅读器先发言(RTF)”协议，即，标签不进行响应直到阅读器使用某种形式的唤醒命令来命令标签进行响应。在EPC C1G2的情况下，选择或查询命令用于这个目的。由此，RTF标签保持沉默直到被阅读器明确地询问。通常，阅读器首先发送激励信号来激励RTF标签。然后，阅读器可以发送询问信号明确地询问一个或多个RTF标签。仅在接收到向RTF标签发送的询问信号之后，RTF标签发送回阅读器。

另一方面，iP-X协议是“标签先发言(TTF)”或“仅标签发言”(TTO)协议(为了简化的目的，TTO和TTF协议被进一步统称为TTO协议)，即，当标签进入阅读器领域，标签通过向阅读器发送ID来宣告自己。通常使用低占空比以伪随机间隔重复进行这个ID传输。ID传输之后可以进行额外的数据传输。不需要额外的装置来触发标签。由此，当TTO标签接收到激励信号时，不需接收分离的询问信号，TTO信号自动开始以伪随机间隔向阅读器发送，。

在某些应用或系统中，RTF标签和TTO标签可以位于公共区或者公共定义的容积(volume)，并且可以由能够检测RTF和TTO标签的阅读器读取，或者由RTF阅读器和TTO阅读器在不同时间周期读取。在这样的应用或系统中，TTO标签可以干扰RTF标签和阅读器之间的通信，并且TTO标签的存在可以扰乱这些RTF标签的检测。由此，位于RTF阅读器域的TTO或TTF标签产生RTF协议的通信问题。

根据本发明的主要方面，提供了一种电子标签，用于响应于来自阅读器的TTO或TTF协议激励信号，但是当从阅读器接收RTF协议通信信号时中止传输。

由此，电子标签可以包括当从阅读器接收RTF协议通信信号时中止传输的装置。更详细地，电子标签可以包括协议检测器，可操作用于检测所述RTF协议通信信号的接收，并且当电子标签从阅读器接收所述RTF协议通信信号时中止传输。

协议检测器可操作用于不确定地中止传输(例如，直到电子标签的临时能量存储被耗尽)。可替换地，协议检测器可操作用于中止传输预定时间周期或者改变电子标签的占空比。

在本发明的一个实施例中，协议检测器包括符号计数器，并且根据接收到的RTF协议通信信号的属性将来自电子标签的传输中止不同时间量。

响应于检测到包括完全RTF命令的RTF协议通信信号，协议检测器可操作用于将来自电子标签的传输中止足够长以允许任何现有RTF标签响应的时间周期(例如，4000μs)。此外，响应于检测到仅包括部分RTF命令的RTF协议通信信号，协议检测器可操作用于将来自电子标签的传输中止足够长以允许从RTF阅读器传输完全RTF命令的时间周期(例如，100μs)。

应该理解到RTF协议(例如EPC C1G2)信号通常包括信号标识符，例如前同步或帧同步。由此，符号检测器可操作用于检测RTF协议通信信号的前同步或帧同步。

在另一个实施例中，协议检测器可以包括脉冲检测器。在这种情况下，协议检测器可以用于响应于检测到多个连续脉冲而中止传输。在本发明的一个实施例中，协议检测器用于响应于检测到5个连续脉冲(每个在其相邻脉冲的100μs内)而中止传输。

协议检测器可操作用于增加响应于检测到预定数目(例如6个)的连续脉冲而中止传输的时间周期。

电子标签可以是RFID标签，并且更特别地，可以是RFID TTO标签。

本发明可以延伸到包括根据本发明如上定义的至少一个电子标签的无线通信系统。

系统可以进一步包括至少一个现有RTF标签、能够根据RTF协议通信的阅读器、以及能够根据TTO或TTF协议通信的阅读器。

能够根据RTF协议通信的阅读器和能够根据TTO或TTF协议通信的阅读器可以由用于检测RTF标签以及TTO或TTF标签的单个阅读器形成。换句话说，系统可以进一步包括至少一个现有RTF标签和用于检测RTF标签以及TTO或TTF标签的阅读器。

本发明可以进一步延伸到一种操作电子标签的方法，该方法包括电子标签响应TTO或TTF协议激励信号，但是当正在接收RTF协议通信信号的时候，中止来自电子标签的传输。

由此本发明可以包括在中止传输或响应之前，电子标签检测是否正在接收RTF协议通信信号的先前步骤。

下面将通过实例的方式参考附图进一步描述本发明。

在附图中：

图1表示根据本发明的无线通信系统的示意图；

图2表示根据本发明的RFID标签的协议检测器的逻辑电路的示意图；

图3是EPC C1 G2协议中通信的RF信号的包络的图形表示；及

图4是RTF询问信号的图形表示。

参考图1，附图标记100通常指示根据本发明的无线通信系统。以实例的方式示出的系统100包括RTF阅读器102和TTO阅读器104，虽然应该理解到系统100可以仅包括RTF阅读器102或仅包括TTO阅读器104。系统100进一步包括多个RFID标签形式的电子标签，具体为RTF标签106和TTO标签108。无线通信系统100由此是包括至少两种协议(RTF和TTO)的混合通信系统。

以现有方式可操作RTF阅读器102来以RTF协议(例如EPC C1G2协议)发送激励信号和询问信号。RTF阅读器102进一步可操作用于响应于询问信号的传输从一个或多个RTF标签106接收响应信号。虽然可以包括任意数目的RTF标签，以实例方式显示的系统100包括三个RTF标签106。

TTO阅读器104可操作用于发送激励信号(而不是包含特别命令的询问信号)，并且以TTO协议(例如iP-X协议)从一个或多个TTO标签108接收响应信号。类似地，虽然可以包括任意数目的TTO标签，图示的系统100包括两个TTO标签108。重要的是，TTO标签108是根据本发明的RFID标签，而不是现有TTO标签。

由此，每个TTO标签108可操作用于响应于RTF协议通信信号(例如，RTF询问命令)的接收而中止TTO标签108的传输。

在图1的系统的变型中，阅读器102和104可以通过布置用于检测RTF标签以及TTO或TTF标签的单个阅读器形成在起一。

现在参考图2，附图标记120通常指示根据本发明的TTO标签108的协议检测器的逻辑电路的示意图。

TTO标签108包括现有方式的天线122。天线122处于与符号检测器126的电子通信中。天线122可操作用于将RF输入124提供到符号检测器126。RF输入124是天线122接收的任意RF信号，例如激励信号或RTF协议询问信号。

符号检测器126可操作用于检测RTF协议信号的标识符，例如前同步或帧同步(进一步参考图4)或任何其他命令。为了便于说明，将参考EPC C1G2协议(ISO/IEC 18000-6类型C)形式的RTF协议来进一步描述该实例，但是应该理解到本发明可以应用至任何其他RTF协议，例如ISO/IEC 18000-6类型A和类型B的所有情况。

现在还参考图3，附图标记200通常指示以EPC C1G2协议通信的RF信号的包络的例子。由此，符号检测器126可操作用于检测RF信号200的包络的上升或下降沿(因为上升时间和下降时间的包络通常是对称的)，由此确定是否接收到以EPC C1G2协议的通信。

现在还参考图4，附图标记210通常指示从阅读器102发送的EPC C1G2信号的前同步的实例波形。类似地，附图标记220指示EPC C1G2信号的帧同步的实例波形。

然而，应该理解的是以EPC C1G2协议的传输通常包括多个符号。多个符号包括命令。最短的命令被称为“应答”命令，并包括四个符号。由此所有其他命令包括四个或更多符号。由此，少于四个符号的符号序列本身不是命令，但是可以形成部分前同步或有效命令的片段。

由此，在示出的实例中，协议检测器120包括符号计数器128，符号计数器128可操作用于对接收的RF输入124中的符号数目进行计数。符号计数器128由此可操作用于确定是否存在四个或更多符号(RF输入124由此构成潜在命令)或三个或更少符号(RF输入124由此不能构成完整命令)。符号计数器128包括两个输出。当存在三个或更少符号时认定第一输出130，并且当存在第四或更多符号时认定第二输出132。

如上所述，仅当RTF标签106被命令响应时才进行响应。由此，RTF标签106仅响应于接收包括四个或更多符号的RF输入而发送。由此，根据在RF输入124接收的符号数量的不同期间，期望在RTF阅读器102的传输范围内将来自TTO标签108的传输中止。当TTO标签108接收包含四个或更多符号(命令)的RTF协议(通常仅用于RTF标签106)的通信时，将来自TTO标签108的传输中止更长期间以允许RTF标签106在不收到来自任何TTO标签108的干扰的情况下发送回RTF阅读器102。然而，当TTO标签108接收包含三个或更少符号的RTF协议的通信时，这并不构成命令，由此也接收到信号的任意RTF标签106将不以传输进行响应。由此，TTO标签108将传输中止更短时间，只允许从RTF阅读器102发送任意进一步的符号。应该理解到从RTF阅读器102传输符号的期间比从RTF标签106响应传输的期间更短。

为了这个目的，协议检测器电路进一步包括两个计数器。第一计数器134粗略计数到100μs，而第二计数器136粗略计数到4000μs(4ms)。计数器134、136可以是单触发器(mono flop)电路形式，例如分别具有6比特计数器和5比特计数器和6比特计数器的组合。

100μs计数器134通过AND逻辑门138连接至第一符号计数器输出130，而4000μs计数器136通过另一个AND逻辑门140连接至第二符号计数器输出132。由此，响应于接收到包含三个或更少符号的RF输入124，TTO标签108可操作用于将通信中止100μs(以允许RTF阅读器102传输任意进一步的符号)。另一方面，响应于接收到包含四个或更多符号的RF输入124，TTO标签108可操作用于将通信中止4000μs，由此允许来自已经被命令去响应的RTF标签106的任意潜在的响应传输。容差被任意地选定为10％的EPC C1G2通信的最长符号是82.5μs。由此中止通信100μs将允许至少一个进一步的符号被发送。类似地，从RTF标签106的响应的最大传输时间是3550μs，并且由此中止通信4000μs允许RTF阅读器102从RTF标签106接收响应传输而不受到TTO标签108的任意干扰通信。

在经过恰当的时间之后(100μs或4000μs)，逻辑门142释放TTO标签108，然后TTO标签108可以通过以伪随机间隔发送来自由地重新开始它的正常通信。当接到任意进一步的EPC C1G1信号时，协议检测器电路120再次可操作用于中止来自TTO标签108的通信。

在使用中，当TTO阅读器104发送激励信号时，范围内的所有标签(RTF标签106和TTO标签108)被激励。因为TTO阅读器104不发送询问命令，所以RTF标签106不响应。由此，TTO标签108的各个协议检测器120不检测RTF协议的通信，由此不中止来自TTO标签108的传输。由此，TTO标签将以现有方式在伪随机间隔发送。

类似地，当RTF阅读器102发送激励信号时，范围内的所有标签(RTF标签106和TTO标签108)被激励。然而，在现有方式中，RTF阅读器在激励信号传输之后跟随一个或多个RTF(具体为EPC C1G2)协议的传输。由此，当具体命令RTF标签106响应RTF阅读器102时，RTF标签这样去做。

TTO标签108的各个协议检测器120检测RTF询问信号的存在，并且根据RTF信号中的符号数目将来自TTO标签108的任何传输中止100μs或4000μs。

在本发明的替换实施例中，电子标签108包括以简化的脉冲检测器和脉冲计数器形式的协议检测器，而不是图2的协议检测器120。脉冲检测器用于检测由电子标签108的天线122接收的脉冲的上升或下降沿。脉冲计数器检测连续脉冲的数目，每个脉冲位于其相邻脉冲的100μs内。5个或更多的位于其相邻脉冲的100μs内的连续脉冲构成静噪(mute)序列，并且响应于检测这样的静噪序列的脉冲计数器，中止来自根据本发明的RFID标签的传输。

通过说明的方式，RFID标签系统(例如，系统100)由不分段的Aloha机制控制，以避免或最小化碰撞。根据该机制，现有的RRID标签在检测传输之后发送之前等待随机的时间量。通常，该随机的时间量具有最小值100μs。这暗示如果在前一个脉冲的100μs之内接收到脉冲(代表传输)，该随后的脉冲不能来自操作Aloha机制的任意RFID标签，因为它们被限制等待至少100μs。由此，该脉冲一定是来自阅读器，其通常为RTF阅读器102。5个位于其相邻脉冲的100μs内的连续脉冲可能构成RTF命令。

在本实施例中，协议检测器进一步包括可变延迟计数器。该延迟计数器在上电之后被初始设置为2046μs(具有15％的容差)。每次脉冲计数器检测到16个连续脉冲时，增加延迟计数器，例如加倍并加一。该延迟计数器可以被配置为具有方便地不短于101ms(具有15％的容差)的最大值。

发明人发现根据本发明的TTO标签108对于无线通信系统中的混合协议通信特别有用。在现有系统中，当TTO标签被上电时，它们以伪随机间隔发送，这可能引起对来自RTF标签106的传输的干扰。根据本发明的TTO标签108响应于检测到RTF协议而中止传输，由此不对来自最近的RTF标签106的传输进行干扰。

由此发明人相信上述实例描述的本发明提供了在混合协议环境中可操作的方便的RFID标签，并且降低对其他协议的干扰。

Claims (13)

1.一种电子标签，用于响应于来自阅读器的TTO或TTF协议激励信号，所述电子标签包括协议检测器，所述协议检测器可操作用于检测来自RTF阅读器的RTF协议通信信号的接收，并且响应于电子标签接收到所述RTF协议通信信号而中止传输。

2.根据权利要求1所述的电子标签，其中协议检测器可操作用于不确定地中止传输。

3.根据权利要求1所述的电子标签，其中协议检测器可操作用于将传输中止预定时间周期或者改变电子标签的占空比。

4.根据权利要求3所述的电子标签，其中协议检测器包括符号计数器，并且根据接收到的RTF协议通信信号的属性可操作用于将来自电子标签的传输中止不同时间量。

5.根据权利要求4所述的电子标签，其中响应于检测到包括完全RTF命令的RTF协议通信信号，协议检测器可操作用于将来自电子标签的传输中止足够长的以允许任何现有RTF标签响应的时间周期。

6.根据权利要求4所述的电子标签，其中响应于检测到仅包括部分RTF命令的RTF协议通信信号，协议检测器可操作用于将来自电子标签的传输中止足够长的以允许从RTF阅读器传输完整RTF命令的时间周期。

7.根据权利要求4所述的电子标签，其中协议检测器可操作用于检测RTF协议通信信号的前同步或帧同步。

8.根据权利要求3所述的电子标签，其中协议检测器包括脉冲检测器。

9.根据权利要求1所述的电子标签，所述电子标签为RFID TTO标签。

10.一种无线通信系统，包括根据前述权利要求的任一项所述的至少一个电子标签。

11.根据权利要求10所述的无线通信系统，包括至少一个现有RTF标签、能够根据RTF协议通信的阅读器、以及能够根据TTO或TTF协议通信的阅读器。

12.根据权利要求11所述的无线通信系统，其中能够根据RTF协议通信的阅读器和能够根据TTO或TTF协议通信的阅读器由用于检测RTF标签以及TTO或TTF标签的单个阅读器形成。

13.一种操作电子标签的方法，所述方法包括：

电子标签检测是否正在接收RTF协议通信信号；和

电子标签响应TTO或TTF协议激励信号，但是当正在接收RTF协议通信信号的时候，中止来自电子标签的传输。

Images