CN101159025A - 射频标签读取器和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供射频标签读取器和方法。公开的射频标签读取器从射频标签接收数据，所述数据至少包括标识信息；用预定的信息替换所述标识信息的一部分；确定是否可以在包括所述部分被替换的标识信息的数据中检测到错误；并且在包括所述部分被替换的标识信息的数据中检测到错误的情况下向射频标签发送对重新发送数据的请求。

Description

射频标签读取器和方法
技术领域
本发明涉及在RF标签和RF标签读取器之间执行的无线通信，更具体地说，涉及RF标签读取器和由该RF标签读取器执行的方法。
背景技术
近年来并且持续地，使用RF标签(射频标签)的系统引人注意。这些系统包括RF标签和RF标签读取器(或读取器/写入器)。读取器/写入器可以从RF标签读信息并将信息写入RF标签。读取器/写入器还被称为询问器(interrogator)。RF标签还被称为无线标签、RFID、RFID标签、IC标签、电子标签等等。
RF标签一般分类为有源型和无源型。有源型RF标签能够自己产生电力，所以可以简化RF标签读取器的结构。无源型RF标签不能自己产生电力，所以它从外部接收能量来执行操作，例如发送ID信息。从减小成本的角度，无源型RF标签是优选的，并且在未来拥有巨大潜力。
从所交换的信号的频率带宽的观点来看，存在两种类型的RF标签：电磁耦合型和电磁波型。电磁耦合型使用几KHz或者13.5MHz附近的频率带宽。电磁波型使用UHF频带(例如950MHz)或2.45GHz附近的高频带宽。从增大通信范围的角度，优选使用高频信号。
在采用RF标签的系统中，从RF标签读取并向RF标签写入某种数据(例如标识信息(UID))以管理产品、货物等。除了管理产品之外，RF标签还可以适当地用于各种目的。例如，可以从RF标签读取并向RF标签写入表示某种价值(例如票据或分数)的信息。RF标签还可以用作下一代交通系统中的电子票或铁路票，或者用作电子货币等等。
通常，按一对一的方式执行RF标签和RF标签读取器之间的通信，按时分复用(TDM)方法执行与多个RF标签的通信(在各个时隙中执行一对一通信)。在与单个RF标签的通信中，RF标签读取器首先向RF标签发送响应请求信号，然后RF标签通过返回包括UID的分组来进行响应。RF标签读取器确定分组中是否存在错误。如果不存在错误，则RF标签读取器处理接收到的信息，并开始与下一个RF标签进行通信。如果在接收到的分组中检测到错误，则RF标签读取器将重新发送请求信号发送到RF标签以重新发送分组。RF标签响应于重新发送请求信号而重新发送包括UID分组。以这种方式，从多个RF标签种的每一个收集适当的信息。例如，在非专利文献1(标准)中描述了在RF标签和RF标签读取器之间的通信中执行的检测错误和重新发送信息的操作。
非专利文献1：ISO/IEC FDIS 18000-6：2004(E)
例如，管理对象附有的各个RF标签所存储和发送的标识信息(UID)包括ISO报头、IC制造商代码、公司代码、产品代码以及产品序列号。通常，各个UID是单个管理对象所特有的；然而，UID的一部分可能是特定的多个管理对象共同的。例如，根据用途，ISO报头、IC制造商代码、公司代码以及产品代码中的一个或更多个可能是多个管理对象共同的。在这种情况下，即使RF标签读取器有错误地接收到多个管理对象共同的信息(例如，公司代码)，只要正确地接收到序列号，就也应当可以正确地管理产品。公司代码是多个管理对象共同的，所以不能用来将产品彼此区分。在某些特定信号处理必需公司代码的情况下，可以根据需要容易地获得公司代码，因为它是已知的。
然而，在上述重新发送分组的控制操作中，不管UID的哪一部分包括错误都重新发送分组。在上面的实施例中，RF标签读取器可能在公司代码中检测到错误的情况下请求RF标签重新发送分组。响应于该请求，RF标签重新发送包括UID的整个分组。即，如果正确接收了将产品彼此区分所必要的信息但是在区分产品所不需要的信息中发现了错误，则重新发送整个分组。因此，RF标签不加区别地重新发送分组的并不真正需要重新发送的部分。这增加了读取各个RF标签的信息所需要的时间，这导致吞吐量劣化。
发明内容
本发明提供其中消除了上述缺点中的一个或更多个的RF标签读取器和方法。
本发明的优选实施方式减少了RF标签读取器请求RF标签重新发送分组的次数。
本发明的实施方式提供一种RF标签读取器，所述RF标签读取器包括：接收单元，所述接收单元被构成为从RF标签接收至少包括标识信息的数据；替换单元，所述替换单元被构成为用预定的信息替换所述标识信息的一部分，从而将所述标识信息转变成部分被替换的标识信息；错误确定单元，所述错误确定单元被构成为确定是否可以在包括所述部分被替换的标识信息的数据中检测到错误；以及发送单元，所述发送单元被构成为在包括所述部分被替换的标识信息的数据中检测到错误的情况下向所述RF标签发送对重新发送数据的请求。
本发明的实施方式提供一种由RF标签读取器采用的方法，所述方法包括以下步骤：从RF标签接收至少包括标识信息的数据；用预定的信息替换所述标识信息的一部分，从而将所述标识信息转变成部分被替换的标识信息；确定是否可以在包括所述部分被替换的标识信息的数据中检测到错误；以及在包括所述部分被替换的标识信息的数据中检测到错误的情况下向所述RF标签发送对重新发送数据的请求。
根据本发明的一个实施方式，减少了RF标签读取器请求RF标签重新发送分组的次数。
附图说明
当结合附图进行阅读时，根据以下详细描述，本发明的其他目标、特征和优点将变得更加明显，在附图中：
图1是根据本发明的实施方式的读取器/写入器的功能框图；
图2是根据本发明的实施方式的读取器/写入器的操作的流程图；
图3示出RF标签发送的信号的实施例；
图4示出读取器/写入器接收的信号的实施例；
图5示出用替换数据修正后的信号；
图6是用于描述本发明的实施方式和常规实施例之间的区别的图；
图7示出如何用预定的信息替换标识信息中的连续的位序列；以及
图8示出如何用预定的信息替换标识信息中的断续的位序列。
具体实施方式
参照附图给出对本发明的实施方式的描述。
根据本发明的实施方式的RF标签读取器在用预定数据部分地替换标识信息之后，确定是否可以在从RF标签接收到的标识信息(UID)中检测到错误。在预定信息中绝不会检测到错误，因此绝不会由于预定信息中的错误而作出重新发送请求。所以，与常规技术相比较，可以减少RF标签读取器请求RF标签重新发送标识信息的次数。
标识信息包括附有RF标签的特定管理对象所特有的个体信息、以及非特定的多个管理对象共同的个体分类信息。个体信息对于标识管理对象是必不可少的。同时，除了个体信息之外的个体分类信息对于RF标签读取器是已知的，不会影响对管理对象进行识别的处理。考虑到信息的这种不同作用，阻止由于个体分类信息中的错误而作出重新发送标识信息的请求。这阻止了在不必要的情况下重新发送标识信息。
根据用途或用户，个体分类信息可以包括适当的项。要在个体分类信息中替换的位的数量可以变化。可以用预定的信息来替换从RF标签接收到的标识分类信息的全部或一部分。可以用预定信息来替换从RF标签接收到的标识信息中的连续位序列或断续位序列。从将本发明应用于广泛范围的用途的角度，这些变化是有利的。
根据本发明的实施方式的技术可以用硬件或者软件和硬件二者来实现。为了将根据本发明的技术安装在实际系统中，只需要改进RF标签读取器。从容易地实现根据本发明实施方式的技术的角度来看，这是有利的。
图1是根据本发明的实施方式的读取器/写入器(或RF标签读取器)的功能框图。图1示出天线102、频率共享单元104、放大器106、解调器108、本地振荡器110、解码器112、替换单元114、替换数据生成/保存单元116、接收数据替换单元118、CRC确定单元120、控制电路122、CRC添加单元124、编码器126、调制器128以及放大器130。
频率共享单元104对通过天线102传送的发送信号和接收信号进行分离。
放大器106适当地调整读取器/写入器接收到的接收信号的功率。
解调器108对接收信号进行频率转换、解调、滤波等。
本地振荡器110将本地振荡器频率提供给解调器108和调制器128。
解码器112对编码的接收信号进行解码。
替换单元114包括替换数据生成/保存单元116和接收数据替换单元118。替换数据生成/保存单元116保持或生成预定的替换数据。根据要使用读取器/写入器的用途来适当地指定预定的替换数据。例如，可以使用ISO报头、IC制造商代码、公司代码以及产品代码中的一个或更多个作为替换数据。接收数据替换单元118用替换数据来替换接收信号中的数据的一部分。在下文中描述替换单元114的操作的细节。
CRC确定单元120确定在包括替换数据的接收信号中是否存在错误。在本实施方式中，CRC确定单元120通过循环冗余校验(CRC)方法确定是否存在错误；然而，可以采用任何合适的错误校验方法。
控制电路122控制读取器/写入器中的部件的操作。读取器/写入器中的部件中的一个或更多个为软件；控制电路122可以用硬件或者软件和硬件二者来实现。
CRC添加单元124将CRC校验位添加到发送信号。在采用不同于CRC方法的错误校验方法的情况下，将对于所采用方法的适当信息添加到发送信号以用于错误校验。
编码器126对发送信号进行编码。
调制器128对发送信号执行频率转换、调制、滤波等。
放大器130适当地调整发送信号的功率。
图2是根据本发明实施方式的读取器/写入器的操作的流程图。
在步骤S1中，读取器/写入器发送响应请求信号到附近的RF标签。按一对一的方式执行RF标签和读取器/写入器之间的通信。用TDM方法执行与多个RF标签的通信，其中在各个时隙中执行一对一通信。
在步骤S2中，读取器/写入器接收RF标签响应于响应请求信号而发送的信号(数据)。
图3示出RF标签发送的信号的实施例。在这种信号格式中，所述信号包括前同步位、标识信息(UID)以及CRC位。在图3中示出的实施例中，除前同步位外，这些位都用十六进制数来表示。前同步位包括与开销有关的信息，开销是由采用的通信协议确定的。标识信息包括ISO报头、IC制造商代码、公司代码、产品代码以及序列号。这些仅仅是标识信息的实施例；在本发明中可以采用任何其他适当的信号格式。IC制造商代码表示RF标签中包括的集成电路(LSI)的制造商。公司代码表示使用RF标签来管理产品的组织。产品代码区分附有RF标签的管理对象的类型。例如，管理对象可以是电视机、个人计算机或者要管理的任何其他对象。序列号表示各个管理对象所特有的信息，例如产品的生产号。添加CRC位以用于错误校验。在本实施方式中，对表示标识信息(UID)的所有64位执行特定计算，并且添加计算结果作为CRC位。即，整个标识信息(UID)都是错误校验的对象。
图4示出读取器/写入器接收到的信号的实施例。如图4中所示出，正确接收了标识信息(UID)中的序列号；但是，假设由于无线环境中的干扰，没有正确地接收IC制造商代码、公司代码以及产品代码。
回到参照图2，在步骤S3中，用预定的数据来替换接收数据的一部分。在本实施方式中，附有RF标签的管理对象是特定公司的特定产品(例如A公司出售的电视机)。因此，ISO报头、IC制造商代码、公司代码以及产品代码对于所有管理对象是共同的；对于各个管理对象，只有序列号不同。为了描述的方便，将附有RF标签的特定管理对象所特有的信息称为“个体信息”，将非特定的多个管理对象共同的信息称为“个体分类信息”。在以上实施例中，ISO报头、IC制造商代码、公司代码以及产品代码为个体分类信息，而序列号为个体信息。在管理书籍存货的情况下，个体分类信息可以包括诸如国际标准图书编号(ISBN)的信息，个体信息可以包括管理存货的书店自行唯一地赋予书籍的编号。个体分类信息对于读取器/写入器为已知，假设将其保存在图1中示出的替换数据生成/保存单元116中作为已知数据。可以预先存储个体分类信息作为已知数据，或者可以通过某方法单独生成个体分类信息。
图5示出用读取器/写入器中可获得的替换数据替换接收数据中的个体分类信息之后的接收数据。替换后的接收数据对应于来自图1中示出的接收数据替换单元118的输出信号。
在图2中示出的步骤S4中，执行错误校验，以校验修正后(替换后)的接收数据中的所有标识信息(UID)。更具体地说，在读取器/写入器中执行特定的公知计算，以对表示修正的标识信息(UID)(图5)的所有64位进行校验。通过确定计算结果是否与接收到的CRC位一致来执行错误校验。当检测到错误时，流程前进到步骤S5。在本实施方式中，标识信息(UID)中的作为除了序列号之外的信息的个体分类信息中的错误绝不会导致CRC校验结果为NG(不好)。这是因为在步骤S3中将个体分类信息强制改变为适当的信息。由此，如果流程前进到步骤S5，则意味着序列号中存在错误，从而导致不能读取序列号并且不能执行产品管理。
在这种情况下，在步骤S5中，读取器/写入器发送重新发送请求信号，请求RF标签重新发送标识信息(UID)。响应于该请求，RF标签重新发送标识信息(UID)，并且流程返回到步骤S2。重复上述步骤。
当在步骤S4中没有检测到错误时，在步骤S6中确认是否从所有RF标签获得了标识信息。如果存在未处理的RF标签，则流程返回到步骤S1，并对未处理的RF标签重复上述步骤。如果没有留下未处理的RF标签，则流程结束。
图6是用于描述本发明的实施方式和常规实施例之间的不同之处的图。与本实施方式相关的部分基本上与图2中示出的过程相同。首先，读取器/写入器向标签发送请求UID的信号。响应于该信号，标签发送UID。在图6中示出的实施例中，假设当发送UID中的个体分类信息时发生干扰，并且读取器/写入器没有正确地接收个体分类信息。在常规实施例中，立即对接收数据执行CRC校验。无论UID的哪部分包括错误，CRC校验结果都表示错误(NG)。所以CRC错误频繁发生，并且频繁作出重新发送请求。结果，即使UID的不必要的部分也可能被重新发送。同时，在本实施方式中，用已知数据(个体分类信息)替换接收数据的一部分，对替换后的数据进行CRC校验。经替换的部分绝不会导致错误，所以CRC校验结果往往表示OK。如果CRC校验结果表示NG，则是因为在个体信息中存在错误。在这种情况下，真正必须重新发送信息。根据本实施方式，重新发送信息的次数减少，并且只有当真正必要时才重新发送信息。
在以上实施例中，在UID中，ISO报头、IC制造商代码、公司代码以及产品代码对于所有管理对象是共同的，对应于个体分类信息。同时，对于各个管理对象，只有序列号是不同的，只有序列号对应于个体信息。然而，个体分类信息和个体信息的组成并不限于此。例如，在存在A公司的许多电视机和个人计算机的情况下，ISO报头、IC制造商代码以及公司代码可以对应于个体分类信息，产品代码和序列号可以对应于个体信息。此外，个体分类信息和个体信息的内容不必固定；它们可以根据环境或用户而适当地改变。可以根据使用读取器/写入器的用途、使用读取器/写入器的时间段、读取器/写入器的用户或者任何其他原因来改变要被替换的个体分类信息的位数。一般来说，为了准确地识别各种信息项，个体分类信息的位数优选为较小(在极端情况下为零位)，尽管重新发送标识信息的次数会增加。同时，为了减少重新发送标识信息的次数，个体分类信息的位数优选为较大。此外，在本实施方式中，可以不必一次全部替换诸如“公司代码”和“产品代码”的信息项。例如，可能只有产品代码的最高两位对于多个管理对象是共同的。在序列号中，可能有一些位对于多个管理对象是共同的。因此，要在标识信息中替换的位数可以不仅取决于信息项，而且取决于位的单元。
如图7中所示出，在以上实施例中，用预定的信息替换从RF标签接收到的标识信息中的连续位序列。然而，如图8中所示出，可以用预定的信息替换从RF标签接收到的标识信息中的断续位序列。以这种方式，本实施方式可以应用于各种格式的信号。
本发明并不限于具体公开的实施方式，可以在不脱离本发明的范围的情况下进行变化和修改。
本发明基于2006年9月15号提交的日本在先专利申请No.2006-251448，在此通过引用并入其全部内容。

Claims (14)

1.一种射频标签读取器，该射频标签读取器包括：
接收单元，其被构成为从射频标签接收至少包括标识信息的数据；
替换单元，其被构成为用预定的信息替换所述标识信息的一部分，从而将所述标识信息转变成部分被替换的标识信息；
错误确定单元，其被构成为确定是否可以在包括所述部分被替换的标识信息的数据中检测到错误；以及
发送单元，其被构成为在包括所述部分被替换的标识信息的数据中检测到错误的情况下向射频标签发送对重新发送数据的请求。
2.根据权利要求1所述的射频标签读取器，其中：
标识信息至少包括附有射频标签的特定管理对象所特有的个体信息、以及非特定的管理对象共同的个体分类信息。
3.根据权利要求2所述的射频标签读取器，其中：
用所述预定信息替换从射频标签接收到的个体分类信息的全部或一部分。
4.根据权利要求3所述的射频标签读取器，其中：
个体分类信息中的由所述预定信息来替换的位的数量是可变的。
5.根据权利要求1所述的射频标签读取器，其中：
用所述预定信息替换从射频标签接收到的标识信息中的位序列。
6.根据权利要求1所述的射频标签读取器，其中：
用所述预定信息替换从射频标签接收到的标识信息中的断续位序列。
7.根据权利要求1所述的射频标签读取器，其中：
所述预定信息包括存储在存储器中的已知信息。
8.根据权利要求1所述的射频标签读取器，其中：
所述预定信息包括由该射频标签读取器生成的信息。
9.根据权利要求1所述的射频标签读取器，其中：
错误确定单元通过循环冗余校验方法来确定是否可以检测到错误。
10.根据权利要求1所述的射频标签读取器，其中：
标识信息至少包括管理对象的序列号、管理对象的类型以及公司代码。
11.一种由射频标签读取器采用的方法，该方法包括以下步骤：
从射频标签接收至少包括标识信息的数据；
用预定的信息替换所述标识信息的一部分，从而将所述标识信息转变成部分被替换的标识信息；
确定是否可以在包括所述部分被替换的标识信息的数据中检测到错误；以及
在包括所述部分被替换的标识信息的数据中检测到错误的情况下，向射频标签发送对重新发送数据的请求。
12.根据权利要求11所述的方法，其中：
标识信息至少包括附有射频标签的特定管理对象所特有的个体信息、以及非特定的管理对象共同的个体分类信息。
13.根据权利要求12所述的方法，其中：
用所述预定信息替换从射频标签接收到的个体分类信息的全部或一部分。
14.根据权利要求13所述的方法，其中：
个体分类信息中的由所述预定信息来替换的位的数量是可以根据接收数据的环境而改变的。
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