專利名稱：Rfid標(biāo)簽、rfid標(biāo)簽和詢問器(讀出器/寫入器)的數(shù)據(jù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及RFID標(biāo)簽和利用RFID標(biāo)簽的RFID詢問器。
背景技術(shù)：
圖1示出了RFID標(biāo)簽和利用RFID標(biāo)簽的RFID詢問器的系統(tǒng)概貌。圖1中，1表示RFID標(biāo)簽。詢問器2(讀出器·寫入器)具有預(yù)定范圍(field)的檢測(cè)區(qū)域3。即，在該系統(tǒng)中，在檢測(cè)區(qū)域3中有時(shí)存在多個(gè)標(biāo)簽1、1…。
在書籍、信封、賭場(chǎng)籌碼等中加載RFID標(biāo)簽1時(shí)，標(biāo)簽1彼此重疊時(shí)，通信性能顯著下降，存在的問題是不能方便地訪問詢問器(讀出器·寫入器)2。這些應(yīng)用中，存在RFID標(biāo)簽1層疊、或標(biāo)簽1和標(biāo)簽1的間隔設(shè)定得非常近的情況。
在這種狀況下，兩個(gè)標(biāo)簽1具有的L(共振線圈的電感)彼此互相連接，形成互感，標(biāo)簽1具有的固有電感與互感連動(dòng)，傾向于變大。
這意味著標(biāo)簽1內(nèi)存在的共振電容器為固定值，因此，與不互相連接的狀態(tài)(期望的共振頻率，詢問器規(guī)定的頻率)相比，共振頻率下降。
另一方面，從詢問器(讀出器·寫入器)2側(cè)以和標(biāo)簽1的共振頻率(期望的共振頻率)相同的頻率進(jìn)行振蕩。若從由于標(biāo)簽1的重疊導(dǎo)致共振點(diǎn)下降的標(biāo)簽1來(lái)看，這意味著由詢問器(讀出器·寫入器)2側(cè)天線提供偏共振的磁場(chǎng)，因此，所提供的能量降低。結(jié)果，縮小通信距離。
為了消除由于標(biāo)簽1相互重疊引起的通信距離的縮小，日本專利特開2000-151480號(hào)公報(bào)中公開了多個(gè)標(biāo)簽重疊時(shí)的識(shí)別方式。這里，描述了一種結(jié)構(gòu)，其中，可轉(zhuǎn)換內(nèi)置在標(biāo)簽中的電容器來(lái)改變共振頻率，還描述了一種方法，其中，在多個(gè)重疊的標(biāo)簽中，轉(zhuǎn)換每個(gè)標(biāo)簽的內(nèi)置電容器，調(diào)整成符合希望的頻率。在和1個(gè)標(biāo)簽的通信結(jié)束之后，順序地改變其他標(biāo)簽的共振頻率。
根據(jù)這種方法，可使某一個(gè)標(biāo)簽的共振頻率符合詢問器發(fā)出的共振頻率，但其他標(biāo)簽的共振頻率則會(huì)偏離詢問器發(fā)出的共振頻率。因此，不用普通的沖突防止程序(例如JIS6323-3 ISO/IEC15693-3等)，詢問器和標(biāo)記進(jìn)行1對(duì)1的通信。
此外，沒有描述確定多個(gè)標(biāo)簽間的順序(從哪個(gè)標(biāo)簽開始進(jìn)行共振頻率的調(diào)整)的方法，帶來(lái)的問題是實(shí)際的系統(tǒng)難以保證穩(wěn)定的操作，難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種RFID標(biāo)簽和利用RFID標(biāo)簽的RFID詢問器，所述RFID標(biāo)簽有效利用稱為防沖突的沖突防止關(guān)聯(lián)功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的系統(tǒng)操作。
以下簡(jiǎn)單說(shuō)明RF標(biāo)簽重疊所產(chǎn)生的不利條件。即，RF標(biāo)簽的線圈電感L由于和其他標(biāo)簽重疊而產(chǎn)生互感，相應(yīng)地，L值變大。因此，通過(guò)對(duì)應(yīng)L的增量而減小共振用的C值，使共振頻率總保持恒定，從而解決電源電壓上升不充分等不利條件。此外，就結(jié)構(gòu)而言，由多個(gè)共振用的電容器構(gòu)成，分離以一定條件構(gòu)成的共振電容器，從而減小電容值，補(bǔ)償互感增加引起的共振頻率的下降。
為了解決上述問題，本發(fā)明的RFID標(biāo)簽的特征在于，具有形成共振電路的電感和多個(gè)共振電容；開關(guān)電路，用于多個(gè)共振電容中至少一個(gè)共振電容的開關(guān)；電源電路，使得從詢問器(讀出器·寫入器)經(jīng)共振電路提供的功率信號(hào)變得平滑，并輸出恒定電壓；電壓檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)平滑后的信號(hào)電壓；電壓監(jiān)視裝置，監(jiān)視平滑后的信號(hào)的上升程度；共振電容開關(guān)指令裝置，在未得到預(yù)定的上升時(shí)，響應(yīng)電壓監(jiān)視裝置的輸出來(lái)指令開關(guān)電路的開關(guān)；防沖突信息輸出裝置，響應(yīng)來(lái)自詢問器的命令，輸出防沖突信息。
根據(jù)本發(fā)明的共振電容的特征在于，具有固定電容和至少一個(gè)調(diào)整用的電容，在共振頻率增加時(shí)，分離調(diào)整用的電容，減小共振電容的電容值，從而控制成接近詢問器規(guī)定的共振頻率。
此外，根據(jù)本發(fā)明的電壓監(jiān)視裝置的特征在于，具有第一電壓檢測(cè)電路，來(lái)自恒壓電路的輸出是相對(duì)低的電壓(V1)時(shí)，輸出檢測(cè)輸出；定時(shí)器電路，接收第一電壓檢測(cè)電路的輸出，輸出預(yù)定期間的定時(shí)器信號(hào)；以及第二電壓檢測(cè)電路，在恒壓電路的輸出達(dá)到可保證電路操作的電壓(V2)時(shí)，提供輸出，在定時(shí)器電路輸出定時(shí)器信號(hào)期間，未得到來(lái)自第二電壓檢測(cè)電路的輸出時(shí)，驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路來(lái)減小共振電容的電容值，另一方面，不能達(dá)到可保證電路操作的電壓(V2)時(shí)，通過(guò)減小電容值的開關(guān)電路的操作使共振電路返回初始狀態(tài)。
而且，根據(jù)本發(fā)明的電壓監(jiān)視裝置的特征在于，在有多個(gè)調(diào)整用的電容時(shí)，每隔預(yù)定期間順序地分離調(diào)整用的電容，在分離了所有調(diào)整用的電容且未達(dá)到可保證電路操作的電壓(V2)時(shí)，使共振電路返回初始狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的RFID標(biāo)簽，轉(zhuǎn)換共振電路的共振電容，使共振頻率接近詢問器(讀出器·寫入器)的頻率，可保證共振電路接收的功率，可穩(wěn)定地執(zhí)行和詢問器(讀出器·寫入器)的數(shù)據(jù)交換。
此外，本發(fā)明的RFID標(biāo)簽和詢問器(讀出器·寫入器)的數(shù)據(jù)處理方法的特征在于，RFID標(biāo)簽是以時(shí)隙數(shù)的2進(jìn)制數(shù)字表示的字長(zhǎng)為單位分割標(biāo)簽的固有編號(hào)，將分割后的地方定義為區(qū)域，發(fā)布具有掩碼數(shù)據(jù)和掩碼長(zhǎng)度的命令，以該命令為基礎(chǔ)比較RFID標(biāo)簽內(nèi)的固有編號(hào)和掩碼數(shù)據(jù)，只有掩碼數(shù)據(jù)一致的RFID標(biāo)簽返送固有編號(hào)，該返送定時(shí)根據(jù)設(shè)定在掩碼長(zhǎng)度的上位比特側(cè)的時(shí)隙值進(jìn)行回答；詢問器(讀出器·寫入器)是接收來(lái)自RFID標(biāo)簽的回答，在時(shí)隙中有沖突時(shí)，存儲(chǔ)沖突位置，在時(shí)隙中沒有沖突時(shí)，存儲(chǔ)RFID標(biāo)簽的固有編號(hào)，接著，通過(guò)用固有編號(hào)限定RFID標(biāo)簽的命令來(lái)執(zhí)行對(duì)存儲(chǔ)了固有編號(hào)的RFID標(biāo)簽的訪問，接著，發(fā)布除非電源復(fù)位否則停止RFID標(biāo)簽的操作的命令，使RFID標(biāo)簽的操作停止，接著，對(duì)于有沖突的時(shí)隙，將沖突的時(shí)隙位置存儲(chǔ)在掩碼數(shù)據(jù)中，將相當(dāng)于區(qū)域(area)的量加在掩碼長(zhǎng)度上，進(jìn)入下一個(gè)區(qū)域，再次發(fā)布沖突防止命令，通過(guò)反復(fù)這些過(guò)程，沒有時(shí)隙沖突了，接著，返回區(qū)域位移的量，對(duì)前一個(gè)區(qū)域中有沖突的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終返回初始區(qū)域，于是結(jié)束沖突防止處理。
根據(jù)本發(fā)明的RFID標(biāo)簽和詢問器(讀出器·寫入器)的數(shù)據(jù)處理方法的特征在于，具有簡(jiǎn)易型沖突防止步驟，所述步驟是作為命令，發(fā)布具有表示從RFID標(biāo)簽的固有編號(hào)(ID編號(hào))的哪個(gè)編號(hào)開始啟動(dòng)沖突防止用時(shí)隙的代碼和表示從RFID標(biāo)簽讀出的數(shù)據(jù)位置的代碼的命令，RFID標(biāo)簽接收該命令，在RFID標(biāo)簽的LSI具有的固有編號(hào)內(nèi)，參考從命令指定的位置開始預(yù)先由RFID標(biāo)簽和RFID詢問器(讀出器·寫入器)確定的時(shí)隙數(shù)，各個(gè)RFID標(biāo)簽以相當(dāng)于時(shí)隙的位置數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，從其固有編號(hào)的指定位置確定返送的響應(yīng)定時(shí)。
根據(jù)本發(fā)明的RFID標(biāo)簽和詢問器(讀出器·寫入器)的數(shù)據(jù)處理方法能用防沖突對(duì)應(yīng)功能可靠地識(shí)別RFID標(biāo)簽。


圖1是RFID標(biāo)簽和利用RFID標(biāo)簽的RFID詢問器的系統(tǒng)概貌圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的RFID標(biāo)簽的一個(gè)實(shí)施例主要部分的方框結(jié)構(gòu)圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的RFID標(biāo)簽的一個(gè)波形圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的RFID標(biāo)簽的另一個(gè)波形圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的RFID標(biāo)簽的一個(gè)實(shí)施例的操作流程圖；圖6是用于識(shí)別根據(jù)本發(fā)明的RFID標(biāo)簽的UID(標(biāo)簽的固有編號(hào))信息圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的防沖突順序的操作流程圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的沖突時(shí)隙緩沖區(qū)存儲(chǔ)圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)UID緩沖器的UID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)易沖突對(duì)應(yīng)算法的操作流程圖。
發(fā)明的實(shí)施例以下，基于

本發(fā)明的實(shí)施例。圖2是根據(jù)本發(fā)明的RFID標(biāo)簽的一個(gè)實(shí)施例主要部分方框結(jié)構(gòu)圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明的RFID標(biāo)簽的一個(gè)波形圖，圖4是根據(jù)本發(fā)明的RFID標(biāo)簽的另一個(gè)波形圖，圖5是根據(jù)本發(fā)明的RFID標(biāo)簽的一個(gè)實(shí)施例操作流程圖。另外，圖2中，電壓檢測(cè)電路8、11構(gòu)成電壓監(jiān)視裝置，閂鎖電路1 5構(gòu)成共振電容開關(guān)指令裝置，控制電路12、UID存儲(chǔ)裝置16和數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器17構(gòu)成防沖突信息輸出裝置。
RFID標(biāo)簽1由線圈L、共振用的電容器C1和調(diào)整用的電容器C2構(gòu)成并聯(lián)的共振電路4。CMOS-FET等半導(dǎo)體制作的開關(guān)電路SW1的初始狀態(tài)為ON，因此，在初始狀態(tài)下，調(diào)整用的電容器C2和共振用的電容器C1并聯(lián)，包含在共振電路4中。共振電路4在進(jìn)入詢問器(讀出器·寫入器)2的天線提供的高頻磁場(chǎng)(相當(dāng)于圖1的檢測(cè)區(qū)域3)時(shí)產(chǎn)生共振，共振輸出施加給整流電路5。
結(jié)果，從整流電路5輸出符合RFID標(biāo)簽1和詢問器(讀出器·寫入器)2的天線的耦合度的直流分量(整流的結(jié)果)。直流分量經(jīng)平滑電容器6平滑并經(jīng)恒壓電路7穩(wěn)定。但是，恒壓電路7的輸出穩(wěn)定是在從RFID標(biāo)簽1進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域3開始經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后，在進(jìn)入初期，恒壓電路7的輸出Vcc是不穩(wěn)定的。這對(duì)本發(fā)明很重要，以下詳細(xì)說(shuō)明。
另一方面，通過(guò)線圈L從詢問器(讀出器·寫入器)2接收的各種命令經(jīng)數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器17解調(diào)，解調(diào)后的命令提供給控制電路12進(jìn)行處理?？刂齐娐?2核對(duì)包含在命令中的UID和UID存儲(chǔ)裝置16的UID，一致時(shí)，將UID輸出到數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器17中，經(jīng)數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器17實(shí)施了調(diào)制的UID通過(guò)線圈L發(fā)送給詢問器(讀出器·寫入器)2。
控制電路12通過(guò)線圈L數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器17接收從詢問器(讀出器·寫入器)2接收的數(shù)據(jù)調(diào)用要求或數(shù)據(jù)寫入要求時(shí)，從UID存儲(chǔ)裝置16讀出要求的數(shù)據(jù)后輸出，同時(shí)，將要求的數(shù)據(jù)寫入U(xiǎn)ID存儲(chǔ)裝置16中。
控制電路12從詢問器(讀出器·寫入器)2接收命令響應(yīng)禁止的要求時(shí)，設(shè)定為禁止模式，以后，只要提供電源，則禁止響應(yīng)命令。
以下用圖3的波形來(lái)說(shuō)明，恒壓輸出Vcc最初為0。隨著RFID標(biāo)簽1進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域3，Vcc上升。這樣，達(dá)到電壓V1時(shí)，通過(guò)第一電壓檢測(cè)電路8檢測(cè)該電壓V1，電壓檢測(cè)電路8起動(dòng)檢測(cè)輸出A。
輸出A通過(guò)排他邏輯和(異或)電路9施加給定時(shí)器電路10。定時(shí)器電路10由其輸入的上升沿或下降沿觸發(fā)，因此，這時(shí)，如圖3的信號(hào)波形B所示，輸出預(yù)定定時(shí)器時(shí)間t1的時(shí)間間隔信號(hào)B。
若恒壓輸出Vcc在定時(shí)器時(shí)間t1期間到達(dá)比較高的電壓V2，則通過(guò)第二電壓檢測(cè)電路11檢測(cè)電壓V2，檢測(cè)輸出C上升。該檢測(cè)輸出C施加給控制電路12的復(fù)位端子13。由于施加給復(fù)位端子13的信號(hào)C上升，控制電路12可進(jìn)行訪問詢問器(讀出器·寫入器)2等適當(dāng)?shù)牟僮?。換言之，信號(hào)C為低電平時(shí)，控制電路12保持在復(fù)位狀態(tài)，至少其輸出部分不動(dòng)，以便不輸出無(wú)用的信號(hào)。以上示出了RFID標(biāo)簽1進(jìn)入詢問器(讀出器·寫入器)2的檢測(cè)區(qū)域3來(lái)進(jìn)行常規(guī)動(dòng)作的情況。
接著，用圖4的波形對(duì)所謂和圖3相比不普通的情況進(jìn)行說(shuō)明。圖4中，電源電壓Vcc和波形圖3相比沒有平滑上升。原因是，如以上所述的，考慮幾種可能多個(gè)RFID標(biāo)簽1重疊，而且相對(duì)于詢問器(讀出器·寫入器)2處于相對(duì)較遠(yuǎn)的位置上。
所謂不普通的狀態(tài)如圖4所示，相當(dāng)于圖5的操作流程圖中步驟S5以后的步驟。即，RFID標(biāo)簽1相互重疊時(shí)，電源電壓Vcc到達(dá)電壓V1后，又經(jīng)過(guò)定時(shí)器時(shí)間t1后，不能達(dá)到電壓V2。即，檢測(cè)電壓V2的電壓檢測(cè)電路11的輸出C仍為低電平。
另一方面，在這種狀態(tài)下經(jīng)過(guò)定時(shí)器時(shí)間t1，定時(shí)器電路10的輸出B下降，該下降通過(guò)或電路14施加到閂鎖電路15的時(shí)鐘端子CK，閂鎖電路15的輸出D反轉(zhuǎn)。這樣，閂鎖電路15的輸出反轉(zhuǎn)時(shí)，與開關(guān)電路SW1連接的輸出(反轉(zhuǎn)的D)從高反轉(zhuǎn)為低，開關(guān)電路SW1變成關(guān)狀態(tài)。
結(jié)果，調(diào)整用的電容器C2與共振電路4分離，共振電路4的共振頻率上升，接近詢問器(讀出器·寫入器)2規(guī)定的共振頻率。結(jié)果，如圖4所示，電源電壓Vcc上升。電源電壓Vcc達(dá)到電路的操作電壓V2時(shí)，和前一個(gè)例子說(shuō)明的一樣，電壓檢測(cè)電路11的輸出C從低轉(zhuǎn)為高，控制電路12變成操作狀態(tài)。由此，相應(yīng)的RFID標(biāo)簽1變成可訪問詢問器(讀出器·寫入器)2的狀態(tài)。
以上是RFID標(biāo)簽1重疊且相互干涉等情況下的有效補(bǔ)償操作，但這種補(bǔ)償操作有時(shí)也是不利的。即，RFID標(biāo)簽1移動(dòng)而進(jìn)入通信區(qū)域3的應(yīng)用中，會(huì)發(fā)生這樣的情況RFID標(biāo)簽1是單個(gè)的情況下，離詢問器(讀出器·寫入器)2的距離遠(yuǎn)時(shí)，沒到達(dá)可操作的電壓V2的電平，但到達(dá)了觸發(fā)定時(shí)器電路10的電壓V1。
這時(shí)，若轉(zhuǎn)換調(diào)整用的電容器C2，則上述補(bǔ)償操作反而造成RFID標(biāo)簽1的共振頻率偏離期望的共振頻率，大大縮短了相應(yīng)的單個(gè)RFID標(biāo)簽1的通信距離。
通過(guò)定時(shí)器電路10再次時(shí)間已到(time up)時(shí)的操作對(duì)其進(jìn)行改善，這時(shí)的樣子如圖4的波形信號(hào)B所示。即，電源電壓Vcc在第二個(gè)定時(shí)器時(shí)間t1到達(dá)電壓V2時(shí)，定時(shí)器電路10的輸出B下降，另一方面，電壓檢測(cè)電路11的輸出C保持在和前面例子不同的低電平。因此，或電路14的輸出下降。結(jié)果，將或電路14的輸出施加給時(shí)鐘端子CK的閂鎖電路15的狀態(tài)再次反轉(zhuǎn)，開關(guān)電路SW1變成關(guān)狀態(tài)，連接調(diào)整用的電容器C2，共振電路4返回初始狀態(tài)。
從而，因?yàn)楫?dāng)初離詢問器(讀出器·寫入器)2較遠(yuǎn)，所以電源電壓Vcc不能達(dá)到操作電壓V2的RFID標(biāo)簽1也由于其移動(dòng)而接近詢問器(讀出器·寫入器)2，于是電源電壓Vcc上升。電源電壓Vcc上升并達(dá)到電壓V2時(shí)，通過(guò)電壓檢測(cè)電路11檢測(cè)電壓V2，控制電路12被設(shè)定成可和詢問器(讀出器·寫入器)2通信的可訪問狀態(tài)。
這樣，例如圖1的一部分所示，RFID標(biāo)簽1、1即使處于重復(fù)·重疊的狀態(tài)，各個(gè)共振頻率也能接近詢問器(讀出器·寫入器)2規(guī)定的頻率，保證電源電壓Vcc的電壓值，可比較簡(jiǎn)單地將各RFID標(biāo)簽1和詢問器(讀出器·寫入器)2相互之間信號(hào)的收發(fā)設(shè)定成可訪問狀態(tài)。
接著，對(duì)用于區(qū)別各RFID標(biāo)簽的防沖突(多個(gè)應(yīng)答器識(shí)別)技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明。這里，以日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)X6323-3(ISO/IEC15693-3)“沒有外部端子的IC卡-附近型-第3部分沖突防止及傳輸協(xié)議)為基礎(chǔ)說(shuō)明實(shí)施例。因此，為了更深入地理解該實(shí)施例，參考日本標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)發(fā)行的上述標(biāo)準(zhǔn)文件。
通過(guò)這里采用的防沖突算法，根據(jù)UID(標(biāo)簽的固有編號(hào))提取位于詢問器(讀出器·寫入器)2的通信區(qū)域3中的多個(gè)應(yīng)答器(RFID標(biāo)簽1、1、1...)的目錄(Inventory)。
可檢測(cè)多個(gè)應(yīng)答器(RFID標(biāo)簽)的存在的是詢問器(讀出器·寫入器)2(作為應(yīng)答器的RFID標(biāo)簽本身可僅根據(jù)來(lái)自讀出器·寫入器2的信息知道其他應(yīng)答器的存在)，執(zhí)行算法的主體是讀出器·寫入器2。
圖6示出了作為用于識(shí)別各RFID標(biāo)簽的信息的UID(標(biāo)簽的固有編號(hào))。如圖6所示，本實(shí)施例中的UID由64比特構(gòu)成，時(shí)隙數(shù)的2進(jìn)制數(shù)顯示字符長(zhǎng)度作為區(qū)域。這里，因?yàn)闀r(shí)隙數(shù)是16，所以區(qū)域以4比特單位進(jìn)行分割，UID分割成16個(gè)區(qū)域。因?yàn)橥ㄟ^(guò)區(qū)域A、B、C、D的IC制造者代碼4個(gè)區(qū)域和順序編號(hào)10個(gè)區(qū)域等14個(gè)區(qū)域56比特唯一地設(shè)定各RFID標(biāo)簽，所以UID寫入并保持在RFID標(biāo)簽1的控制電路12中。
接著，用圖7所示的操作流程圖說(shuō)明防沖突算法。圖7所示的操作流程圖示出了存儲(chǔ)在詢問器(讀出器·寫入器)2中的執(zhí)行步驟的內(nèi)容。這里，說(shuō)明時(shí)隙數(shù)為16時(shí)的典型防沖突算法。
首先，在步驟S11中，初始化存儲(chǔ)詢問器的分離關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的區(qū)域(掩碼數(shù)據(jù)區(qū)域)。該初始化是將掩碼長(zhǎng)度數(shù)據(jù)設(shè)為0，將分離值數(shù)據(jù)設(shè)為預(yù)定值，將表示RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)的UID(固有數(shù)據(jù))操作位置的區(qū)域位置數(shù)據(jù)也設(shè)為0。
這樣，當(dāng)準(zhǔn)備命令發(fā)布時(shí)，接著在步驟12中，讀出器·寫入器2發(fā)送目錄命令。結(jié)果，目錄命令發(fā)送給多個(gè)RFID標(biāo)簽1。因?yàn)楦鱎FID標(biāo)簽1的掩碼長(zhǎng)度為0，所以，在UFD的區(qū)域0所決定的自己的時(shí)隙定時(shí)分別獨(dú)立地向詢問器(讀出器·寫入器)2返回應(yīng)答。因此，通過(guò)兩者間的訪問，很多時(shí)候是各UID單獨(dú)向詢問器(讀出器·寫入器)2返回應(yīng)答，但對(duì)于有些RFID標(biāo)簽1，有應(yīng)答沖突的情況。
與此對(duì)應(yīng)，在步驟13中，檢測(cè)響應(yīng)目錄命令的RFID標(biāo)簽1側(cè)的信號(hào)來(lái)檢測(cè)沖突的時(shí)隙位置。檢測(cè)出的時(shí)隙位置如圖8所示存儲(chǔ)在沖突時(shí)隙緩沖器18中。如下所述，是為了區(qū)分沖突的RFID標(biāo)簽1。另外，沖突時(shí)隙緩沖器18形成在詢問器(讀出器·寫入器)2中。
沒有沖突時(shí)，在下面的步驟14中，正常檢測(cè)標(biāo)簽的存在時(shí)，相應(yīng)RFID標(biāo)簽1的UID數(shù)據(jù)如圖9所示存儲(chǔ)·保持在檢測(cè)UID緩沖器19中。檢測(cè)UID緩沖器19也形成在詢問器(讀出器·寫入器)2中。這樣，在詢問器(讀出器·寫入器)2的緩沖器18、19中積累了沖突的時(shí)隙數(shù)據(jù)和UID數(shù)據(jù)。
接著，有正常檢測(cè)的標(biāo)簽時(shí)，在步驟15中進(jìn)行確認(rèn)，在步驟16中執(zhí)行下面的控制。步驟16中，參照上述檢測(cè)UID緩沖器19的內(nèi)容，詢問器(讀出器·寫入器)2指定其UID來(lái)特定相應(yīng)(具有UID)標(biāo)簽，進(jìn)行對(duì)標(biāo)簽的訪問。即，完成必要的數(shù)據(jù)信息的獲取。
在訪問結(jié)束之后，步驟17中，設(shè)定不對(duì)稱為STAY QUITE命令的目錄命令返送響應(yīng)的狀態(tài)的命令發(fā)送給相應(yīng)RFID標(biāo)簽1，停止作為標(biāo)簽的操作。(但是，電源復(fù)位時(shí)返回響應(yīng)狀態(tài)。)從而，在該定時(shí)結(jié)束對(duì)相應(yīng)RFID標(biāo)簽1的訪問，移動(dòng)到和相應(yīng)RFID標(biāo)簽1不存在(沒在目錄中)等價(jià)的狀態(tài)。
接著，在步驟18中，檢索是否有其他檢測(cè)出的RFID標(biāo)簽1，在步驟15中檢測(cè)其他RFID標(biāo)簽1時(shí)，重復(fù)上述步驟16以后的步驟，對(duì)應(yīng)各個(gè)相應(yīng)RFID標(biāo)簽1進(jìn)行處理。正常檢測(cè)的RFID標(biāo)簽1處理完全結(jié)束時(shí)，步驟15中的判斷結(jié)果變成否，控制移到步驟20。
步驟20中，參考沖突時(shí)隙緩沖器18的內(nèi)容來(lái)判斷是否有沖突的RFID標(biāo)簽1。若檢測(cè)出有沖突，則步驟20的判斷為是，在步驟21以后，執(zhí)行對(duì)利用了UID的沖突標(biāo)簽進(jìn)行區(qū)別的處理。
即，首先在步驟21中，將發(fā)生沖突的時(shí)隙中第一個(gè)時(shí)隙位置數(shù)據(jù)作為掩碼關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)取入。在本實(shí)施例中，如上所述，時(shí)隙有16個(gè)?，F(xiàn)在，對(duì)在時(shí)隙1和時(shí)隙4等兩個(gè)地方發(fā)生沖突的情況進(jìn)行說(shuō)明。本例中，存儲(chǔ)“1”即2進(jìn)制數(shù)據(jù)(0001)作為第一個(gè)時(shí)隙位置數(shù)據(jù)。此外，將(0001)作為掩碼值數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)·記憶起來(lái)。
接著，在步驟22中，在初始值為0(參考步驟11)的掩碼長(zhǎng)度上加+4。結(jié)果，掩碼長(zhǎng)度設(shè)定為4比特。而且，在區(qū)域位置上也加+1，結(jié)果，選定UID的區(qū)域1(參考圖6)作為指定下一個(gè)時(shí)隙的位置數(shù)據(jù)。
這樣，準(zhǔn)備執(zhí)行下一個(gè)目錄命令的條件時(shí)，控制移到步驟12。接著執(zhí)行的目錄命令與上一次的內(nèi)容不同，更新為“掩碼長(zhǎng)度為4”“掩碼值為0001”“UID的區(qū)域位置為1”。這樣，執(zhí)行更新后的內(nèi)容的目錄命令?，F(xiàn)在，有沖突的標(biāo)簽時(shí)，作為掩碼，包括發(fā)生一次沖突的值(0001)，因此，必定存在多個(gè)RFID標(biāo)簽1。但是，指定RFID標(biāo)簽1返回應(yīng)答的定時(shí)的“UID區(qū)域位置”和上一次不同，因此，再次沖突的可能性變低。但是，理論上不能說(shuō)為零。
總之，再次執(zhí)行目錄命令時(shí)，相應(yīng)地和上次一樣，返回步驟15、16、17、18。從而，對(duì)于正常檢測(cè)出的RFID標(biāo)簽1來(lái)說(shuō)，完成對(duì)詢問器(讀出器·寫入器)2的訪問，由于沖突狀態(tài)而不能完成訪問的RFID標(biāo)簽1逐漸減少。但是，理論上不能說(shuō)為零。因此，即使由于第二次執(zhí)行目錄命令而殘留沖突標(biāo)簽時(shí)，控制再次移到步驟20，其判斷結(jié)果為是。這樣，接著再次執(zhí)行更新步驟21、22的目錄命令的處理，相應(yīng)地，在步驟12中第三次執(zhí)行目錄命令。
隨后，反復(fù)進(jìn)行更新掩碼位置的處理，若缺少?zèng)_突的時(shí)隙，則在步驟20中對(duì)其進(jìn)行判斷的判斷結(jié)果為否，這次，控制移到步驟23。結(jié)果，這次，返回區(qū)域位置的控制進(jìn)行反復(fù)步驟24、25和步驟19的處理。這是為了遮蔽相同區(qū)域位置上多個(gè)時(shí)隙中引起沖突時(shí)的空隙。進(jìn)行一連串的處理，在區(qū)域位置返回0的時(shí)刻，防沖突的算法結(jié)束。通過(guò)反復(fù)進(jìn)行這種處理，可基本不殘留因沖突而不能訪問的RFID標(biāo)簽1。
接著，說(shuō)明圖10所示的簡(jiǎn)易沖突對(duì)應(yīng)算法。圖10所示的操作流程圖簡(jiǎn)化了圖7所示的防沖突算法，因此，在步驟31中執(zhí)行帶簡(jiǎn)易沖突防止功能的讀命令。另外，這里，作為命令，發(fā)布包含從標(biāo)簽的固有ID的哪個(gè)編號(hào)開始起動(dòng)沖突防止用時(shí)隙的代碼和表示從標(biāo)簽中讀出的數(shù)據(jù)位置的代碼的命令。結(jié)果，如步驟12、1 3所示，沖突的時(shí)隙和正常檢測(cè)的UID以及期望的讀數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)·保持起來(lái)。
有沖突時(shí)，步驟35的判斷結(jié)果為是，再次執(zhí)行步驟31的帶簡(jiǎn)易沖突防止功能的讀命令。這時(shí)，在步驟31中，沒有執(zhí)行圖7的流程圖所示的精細(xì)算法而是用簡(jiǎn)單的算法執(zhí)行下一個(gè)命令。即，通過(guò)單純地將時(shí)隙開始位置移動(dòng)到下一個(gè)位置，執(zhí)行下一個(gè)命令。
這樣，在單純地移動(dòng)時(shí)隙開始位置時(shí)，可完全排除再次和同一RFID標(biāo)簽1之間引起沖突的情況。但是，如上所述，RFID標(biāo)簽1至少通過(guò)IC制造者代碼和順序編號(hào)的56比特賦予唯一的UID，如上述那樣，就是單純簡(jiǎn)易地執(zhí)行使時(shí)隙開始位置移動(dòng)的命令，在第2次以后，通過(guò)幾次反復(fù)，也能大致識(shí)別各RFID標(biāo)簽1，在通常的應(yīng)用中，不會(huì)發(fā)生問題和不利。
本發(fā)明通過(guò)發(fā)明人等的實(shí)驗(yàn)·經(jīng)驗(yàn)得到確認(rèn)。采用這種簡(jiǎn)易沖突防止算法的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變簡(jiǎn)單，容易維護(hù)，可提高RFID標(biāo)簽1·詢問器(讀出器·寫入器)2之間的訪問速度，結(jié)果，在RFID標(biāo)簽1和詢問器(讀出器·寫入器)2相對(duì)移動(dòng)時(shí)的應(yīng)用中，提高獲取信號(hào)的可靠性，有利于保證系統(tǒng)的可靠性。在這種情況下，通過(guò)選定應(yīng)用條件，可積極采用簡(jiǎn)易型沖突防止算法。
另外，在上述實(shí)施例中，如圖2的電路圖所示，調(diào)整用的電容器C2是1個(gè)。可通過(guò)設(shè)置多個(gè)調(diào)整用的電容器C2進(jìn)行更精細(xì)的調(diào)整。但是，發(fā)明人進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)，在使用防沖突功能時(shí)，調(diào)整用的電容器1個(gè)就足夠了。
發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在RFID標(biāo)簽上裝載防沖突對(duì)應(yīng)功能，同時(shí)設(shè)置用于轉(zhuǎn)換共振電容的開關(guān)的開關(guān)電路。因此，若得到一定程度的RFID標(biāo)簽側(cè)的電源電壓/操作電壓，則能通過(guò)防沖突對(duì)應(yīng)功能可靠地識(shí)別各個(gè)RFID標(biāo)簽。因此，共振頻率的變化設(shè)定得比較粗糙，也能保證穩(wěn)定的操作，因此，可簡(jiǎn)便地提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，實(shí)用性極高。
權(quán)利要求
1.一種RFID標(biāo)簽，其特征在于，具有形成共振電路的電感和多個(gè)共振電容；開關(guān)電路，用于開關(guān)所述多個(gè)共振電容中的至少一個(gè)共振電容；電源電路，使得從詢問器(讀出器·寫入器)經(jīng)所述共振電路提供的功率信號(hào)變得平滑，并輸出恒定電壓；電壓檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)所述平滑后的信號(hào)電壓；電壓監(jiān)視裝置，監(jiān)視所述平滑后的信號(hào)的上升程度；共振電容開關(guān)指令裝置，在未得到預(yù)定的上升時(shí)，響應(yīng)所述電壓監(jiān)視裝置的輸出來(lái)指令開關(guān)電路的開關(guān)；防沖突信息輸出裝置，響應(yīng)來(lái)自所述詢問器的命令，輸出防沖突信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述共振電容具有固定電容和至少一個(gè)調(diào)整用的電容，在共振頻率增加時(shí)，分離所述調(diào)整用的電容，減小所述共振電容的電容值，從而控制成接近所述詢問器規(guī)定的共振頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述電壓監(jiān)視裝置具有第一電壓檢測(cè)電路，來(lái)自所述恒壓電路的輸出是相對(duì)低的電壓(V1)時(shí)輸出檢測(cè)輸出；定時(shí)器電路，接收所述第一電壓檢測(cè)電路的輸出，輸出預(yù)定期間的定時(shí)器信號(hào)；以及第二電壓檢測(cè)電路，在所述恒壓電路的輸出達(dá)到可保證電路操作的電壓(V2)時(shí)，提供輸出，在所述定時(shí)器電路輸出定時(shí)器信號(hào)期間，未得到來(lái)自所述第二電壓檢測(cè)電路的輸出時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路來(lái)減小共振電容的電容值，另一方面，不能達(dá)到可保證電路操作的電壓(V2)時(shí)，通過(guò)減小所述電容值的開關(guān)電路的操作使所述共振電路返回初始狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述電壓監(jiān)視裝置在有多個(gè)所述調(diào)整用的電容時(shí)，每隔預(yù)定期間順序地分離調(diào)整用的電容，在分離了所有調(diào)整用的電容且未達(dá)到可保證所述電路操作的電壓(V2)時(shí)，使共振電路返回所述初始狀態(tài)。
5.一種RFID標(biāo)簽和詢問器(讀出器·寫入器)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，標(biāo)簽是以時(shí)隙數(shù)的2進(jìn)制數(shù)字表示的字長(zhǎng)為單位分割標(biāo)簽的固有編號(hào)，將分割后的地方定義為區(qū)域，發(fā)布具有掩碼數(shù)據(jù)和掩碼長(zhǎng)度的命令，以該命令為基礎(chǔ)比較RFID標(biāo)簽內(nèi)的固有編號(hào)和掩碼數(shù)據(jù)，只有掩碼數(shù)據(jù)一致的RFID標(biāo)簽返送固有編號(hào)，該返送定時(shí)根據(jù)在掩碼長(zhǎng)度的上位比特側(cè)設(shè)定的時(shí)隙值進(jìn)行回答，詢問器(讀出器·寫入器)是接收來(lái)自RFID標(biāo)簽的回答，在時(shí)隙中有沖突時(shí)，存儲(chǔ)沖突位置，在時(shí)隙中沒有沖突時(shí)，存儲(chǔ)RFID標(biāo)簽的固有編號(hào)，接著，通過(guò)用固有編號(hào)限定RFID標(biāo)簽的命令執(zhí)行對(duì)存儲(chǔ)了固有編號(hào)的RFID標(biāo)簽的訪問，接著，發(fā)布除非電源復(fù)位否則停止RFID標(biāo)簽的操作的命令，使RFID標(biāo)簽的操作停止，接著，對(duì)于有沖突的時(shí)隙，將沖突的時(shí)隙位置存儲(chǔ)在掩碼數(shù)據(jù)中，將相當(dāng)于區(qū)域的量加在掩碼長(zhǎng)度上，進(jìn)入下一個(gè)區(qū)域，再次發(fā)布沖突防止命令，通過(guò)反復(fù)這些過(guò)程，沒有時(shí)隙沖突了，接著，返回區(qū)域位移的量，對(duì)前一個(gè)區(qū)域中有沖突的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終返回初始區(qū)域，于是結(jié)束沖突防止處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的RFID標(biāo)簽和詢問器(讀出器·寫入器)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，具有簡(jiǎn)易型沖突防止步驟，所述步驟是作為命令，發(fā)布具有表示從RFID標(biāo)簽的固有編號(hào)(ID編號(hào))的哪個(gè)編號(hào)開始啟動(dòng)沖突防止用時(shí)隙的代碼和表示從RFID標(biāo)簽讀出的數(shù)據(jù)位置的代碼的命令，RFID標(biāo)簽接收該命令，在RFID標(biāo)簽的LSI具有的固有編號(hào)內(nèi)，參考從命令指定的位置開始預(yù)先由RFID標(biāo)簽和RFID詢問器(讀出器·寫入器)確定的時(shí)隙數(shù)，各個(gè)RFID標(biāo)簽以相當(dāng)于時(shí)隙的位置數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，從其固有編號(hào)的指定位置確定返送的響應(yīng)定時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種RFID標(biāo)簽，有效利用稱為防沖突的沖突防止關(guān)聯(lián)功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的系統(tǒng)操作。這種RFID標(biāo)簽具有由線圈L、共振用的電容器(C1)和調(diào)整用的電容器(C2)構(gòu)成的并聯(lián)共振電路(4)，開關(guān)電路(SW1)，整流電路(5)，平滑電容器(6)，恒壓電路(7)，電壓檢測(cè)電路(8)，異或電路(9)，定時(shí)器電路(10)，電壓檢測(cè)電路(11)，控制電路(12)，或電路(14)，閂鎖電路(15)，UID存儲(chǔ)裝置(16)和數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器(17)，若得到一定程度的電源電壓/操作電壓，則能用防沖突對(duì)應(yīng)功能可靠地識(shí)別各個(gè)RFID標(biāo)簽。
文檔編號(hào)G06K17/00GK1484187SQ0313314
公開日2004年3月24日 申請(qǐng)日期2003年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月30日
發(fā)明者福岡真一郎, 福 真一郎 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社