智能射频装置及其读取数据的方法制造方法及图纸

读取置于询问天线（２６）场中多个ＲＦＩＤ标签（１０）的一种方法，它依靠这些标签周期性地发射信号，发射期之间有很长的间歇期。对于一个给定的标签该间歇期的长度是固定的，但对不同的标签来说则是随机的，其原因是制造标签的电子元件存在制造公差，从而不需要询问天线的发射配合。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
读取多个射频标识标签的防冲突协议专利技术背景为了识别和/或防盗而给商品加上标签早已是人人皆知。例如，许多商品都利用条形码来识别，该条形码上有编码信息，通过令条形码经过一个扫描仪的视场中就可以将编码信息读出来。许多商品还有一个谐振标签用于防盗。最近开发了一些无源谐振安全标签，它们返回唯一或半唯一识别码。这些安全标签通常都有存储识别码的一个集成电路。这种“智能”安全标签可以提供关于贴上了该标签的商品的信息，在询问器的作用区域内可以检测到它。需要这种标签是因为可以从远处迅速地询问它们。美国专利第5446447号(Carney等)、第5430441号(Brickley等)和第5347263号(Carroll等)公布了智能标签的三个实例。智能标签有利于商品的制造、分配和销售。也就是说，在储存、上架、展览和盘存商品的任何地方，智能标签都能真正降低成本。例如，分配中心的一个职能是接收成批地包装运输的商品，并将这些商品重新打包成较小的“搬运”箱。在一个搬运箱里常常要装多种产品。重新打包的过程中盘存差错的代价很高，而且还可能将产品错误地运到别的零售商那里。智能标签系统可以用一个询问器或指读器(point reader)迅速地检查搬运箱的内容，并准确地确认到底是在将什么运往每一个零售商处。-->今天的雇员要花费很多时间用手工清点商品以进行存货控制，还要用手工来检查产品的失效期。智能标签避免了这样的手工清点和失效期手工检查。雇员不是手工清点多种商品，而是用一个智能标签读码器指向货架上的一批批产品，在几分钟里完成对全部产品的扫描。雇员还可以利用智能标签扫描一批产品，搞清它们的失效日期从而避免损失，减少存货并保持连续的存货账目。需要使用智能标签的另一个场合是图书馆。手工整理藏书既费钱又耗时。如今的整理如此耗费金钱和时间，以至于多数图书馆不会按需要经常、全面地整理藏书或者根本不全面地整理藏书。因此图书馆雇员需要一些系统来有效地整理图书馆的藏书或者根本不全面地整理藏书。智能标签正好能满足这一需要。在读码器的询问区里读取多个射频标识(RFID)标签的问题在于，读码器或询问器可能几乎同时激活多个标签，这样两个或更多的标签可能会几乎同时发射它们的标识信息给读码器，从而导致信息冲突，破坏信息，妨碍读码器读取需要的信息。为了避免这样的数据冲突，一些询问器包括一种装置，用于控制单个标签的数据发射，例如发射完响应信号后关闭单个标签一段预定时间。然而询问器要发射信号关闭单个标签，要求这样的信号强度超过管理当局，如联邦通信委员会(FederalCommunication Commission，FCC)规定的电平。其它系统里的标签用一种电路来检测是否有多个标签在同时发射数据。检测到这样的情况以后，这些标签退出发射并在再发射前等待一段预定的时间，通常使用随机数来控制这一段时间。但该方法要求标签里安装有检测电路和电池，-->它们都会增加标签的成本。所以，需要一种方法，来检测同一询问区里是否有多个标签在以同样的频率同时发射数据，并为这样的多个发射采取补偿措施，以便准确地读出每一个标签发射的数据。本专利技术提供一种方法，用于同时读取询问天线场里的多个RFID标签，其基础是这些标签周期性地发射信号，前后两次发射之间维持一段很长的间歇期。间歇期对一个给定的标签来说是固定的，但对不同的标签来说则是随机的，这种随机性由制造公差产生，这样一来，根本不需要询问天线的发射配合。专利技术概述简而言之，本专利技术包括一种方法，它利用一种单边协议，从询问区内的多个智能射频装置读取数据，这些装置从不停止工作。第一步，询问装置发射连续的询问信号。该询问信号包括频率为第一预定射频的一个电磁场，该电磁场的强度决定了询问区的大小。第二步，电磁场激活该询问区里多个智能射频装置。该电磁场在每一个智能装置里都感应出一个电压，这一电压为智能装置提供电能。有了感应电压提供的电能，询问区里的多个智能装置中的每一个智能装置读取预先存储的相应数据段，并以第二预定射频周期性地重复发射该数据段里存储的信息，这一重复周期是预先确定的，在前后两次发射期之间都有一固定的间歇期。间歇期远比发射期长。询问装置读取每一个智能装置发射的信息。由于不同智能装置的固定的间歇时间不同以及间歇期远远长于信号发射期，因此大大降低了两个或多个智能装置同时发射它们的相应信息(即发射期重叠)的可能性。-->本专利技术还提供一种智能射频装置，它包括：存储数据的一个集成电路；与该集成电路相连的天线，其中将该天线置于第一预定射频的电磁场中可以在该天线中产生感应电压，从而给该集成电路提供电能，这样可以从集成电路里读出存储的数据，再以第二射频重复发射出去；一个预定的发射期，在这一发射期里以第二预定谐振频率重复地发射集成电路里的数据；以及预定的发射期之间的一个固定的等待期，其中该等待期远比发射期长。本专利技术还包括一个射频标识装置，它包括：存储数据的一个集成电路；与该集成电路相连的天线，该天线包括一个电感器和一个电容器，将该天线置于第一预定射频的电磁场中可以在电感里产生感应电压，从而给集成电路提供电能以便读出其中存储的数据，并提供一个连续的数据输出信号；一个发射机，用于以第二预定射频重复发射数据输出信号；和一个定时器，用于在数据发射期之间建立一个固定的间歇期，其中间歇期的时间远比发射期的时间长。附图简述参考附图，可以更好地理解前面的概述以及下文中对本专利技术一个优选实施例的详细介绍。为了说明本专利技术，附图中介绍了一个优选实施例，但应当明白，本专利技术并不局限于公布的这些实施例。其中：-->图1是本专利技术一个优选实施例中一个谐振频率标识(RFID)装置的等效电路原理图；图2是本专利技术中一个询问器和一个RFID标签的原理框图；图3a是RFID装置发射数据的协议的时序图；图3b是RFID装置发射数据的优选协议的时序图；图4a是本专利技术的一个优选实施例里，多个标签中的每一个标签响应询问信号输出数据信号的时序图；图4b是图4a中时序图的续图；图5a是读取多个RFID装置的概率与时间的关系；和图5b是在规定的时间内读取多个RFID装置的概率图。专利技术详述在下文中使用一些特定术语只是为了方便，而不具有限制性。“顶部”、“底部”、“往下”和“往上”这些词表示要参考的图中的方向。所用术语包括上面特别介绍的词、由它们导出的词以及其它类似的词。本专利技术涉及同时读取多个RFID标签或智能装置的一种方法。该方法是利用标签来实现的，只要这些标签处在询问区以内，它们就连续发射它们各自的标识信息。每发射一次数据之后，都有一段固定时间长度的等待期或间歇期。等待期的时间最好是数据发射期的十倍以上。制作标签时每一个标签的电路元件都有规定的制作公差，这样，尽管对每一个标签来说间歇期的长度是固定的，对不同的标签来说该间歇期的长度并不相同，其差别至少在规定的公差之内。不同标签之间间歇期长度的变化使得询问区内不同标签间的发射期相互错开，即不会重叠。也就是-->说，很可能没有任何两个标签会同时开始发射数据然后在同一时刻结束发射(从而引起冲突)。更进一步，经过一段时间以后，例如经过一个标签的四个发射周期以后，询问器成功地收到每一个标签的标识信息的可能性将增大。也就是说，经过每个标签的几个发射周期以后，询问装置就可以成功地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，用于从一个询问区内的多个智能射频装置里读取数据，包括以下步骤：询问装置发射基本上是连续的询问信号，该询问信号包括频率为第一预定射频的电磁场，该电磁场的强度限定了询问区；置于询问区内的多个智能射频装置受到电磁场的作用，该电磁 场在每一个智能装置上感应出一个电压，该电压为上述智能装置供电；询问区内的多个智能装置中的每一个读取预先存储的相应数据段，并在预定的周期性时间段里以第二预定射频重复发射存储在其中的信息，发射期之间都有时间长度固定的一个间歇期，其中间歇期的 长度远长于信息发射期；和该询问装置读取每一个智能装置发射的信息，由于各个不同的智能装置的长度固定的间歇期的长度互不相同，而且间歇期远长于信息发射期，因此降低了两个或更多智能装置同时发射它们各自的信息的可能性。

【技术特征摘要】
US 1997-2-7 08/796,6451.一种方法，用于从一个询问区内的多个智能射频装置里读取数据，包括以下步骤：询问装置发射基本上是连续的询问信号，该询问信号包括频率为第一预定射频的电磁场，该电磁场的强度限定了询问区；置于询问区内的多个智能射频装置受到电磁场的作用，该电磁场在每一个智能装置上感应出一个电压，该电压为上述智能装置供电；询问区内的多个智能装置中的每一个读取预先存储的相应数据段，并在预定的周期性时间段里以第二预定射频重复发射存储在其中的信息，发射期之间都有时间长度固定的一个间歇期，其中间歇期的长度远长于信息发射期；和该询问装置读取每一个智能装置发射的信息，由于各个不同的智能装置的长度固定的间歇期的长度互不相同，而且间歇期远长于信息发射期，因此降低了两个或更多智能装置同时发射它们各自的信息的可能性。2.权利要求1的方法，其中每一装置都发射一个唯一的信息。3.权利要求1的方法，其中的信息与预先存储的数据直接相关。4.权利要求1的方法，其中由于决定间歇期长度的电子元件存在制造公差，每一智能装置间歇期的长度都互不相同。5.权利要求4的方法，其中电子元件的制造公差约为+/-20％。6.权利要求4的方法，其中电子元件的制造公差约为+/-5％。7.权利要求1的方法，其中间歇期的长度至少比信息发射期的长度长100倍。8.权利要求1的方法，其中间歇期至少比信息发射期长10倍。9.权利要求1的方法，其中询问区内的多个智能装置少于询问信号的预定长度与单个信息发射时间的比。10.权利要求1的方法，其中询问信号的作用范围是有限的，因此限制了询问区的大小，从而也限制了其中智能装置的数目。11.权利要求1的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰H鲍尔斯，约翰纳尔逊戴格尔，拉德彼得罗维奇，
申请(专利权)人：检查点系统有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]