CN101160980A - Rf激活rf询问器的方法和系统 - Google Patents

Abstract

描述了检测使用触发设备(10)的第一触发事件的方法和系统，该触发设备包括触发传感器(2)和触发标签(4)。询问器在预定射频波段倾听激活信号和接收激活信号，其中激活信号由触发标签产生，激活信号包括触发标签的唯一识别符。接验证激活信号是来自相关触发标签和一旦验证了激活信号将询问器激活到询问信号。

Description

RF激活RF询问器的方法和系统

背景信息

射频识别(“RFID”)技术已经出现了很多年，但是在过去的几年中如激流般被广泛接受且使用上突飞猛进地增长。RFID技术一般涉及使用询问器来将RF信号传输给发射机应答器，以询问发射机应答器和获取存储其内的数据。在接收到询问RF信号后，发射机应答器通过后向散射或传输应答RF通信来响应询问，通信中包含请求的数据。

RFID技术将其本身非常好地用于资产追踪(如，追踪零售环境或仓库中的商品)。RFID追踪系统具有放于被追踪目标上的多个询问器和多个发射机应答器，这样一个RFID追踪系统可用于获得关于被追踪目标位置或其它状况相关数据的信息。但是，这个系统需要在可追踪区域周围安装多个询问器。这导致安装密集的RFID询问器。另外，在本领域具有持续询问发射机应答器的询问器是很常见的。但是，持续RF传输引起询问器间的RF干扰，从而降低了询问器性能和使得它们在读取发射机应答器时有效性降低。

有一种降低干扰的有限解决方案以提高询问器生产力。一个方法涉及使用触发网络，该网络包括使用有线或无线网络连接到询问器的多个触发器。这些触发器以合适的次数激活询问器，使得它们仅以这些规定的次数读询问器。虽然这系统提高了读的能力，但是它也向整个系统增加了复杂性和成本。附加成本部分是实现附加的设备，该设备需要正确连接触发设备与RFID询问器(如，通信协议所用的硬件和/或软件)。

另外，触发网络中的无线和无线通信都要有不足。有线网络需要安装令人讨厌的线路且涉及巨额的花费。无线网络经历相似的限制。由于大多数公共无线网络(如，IEEE 802.11协议、蓝牙，等)使用带外RF信号，而不是RFID询问器，这样的网络需要在触发器和询问器上安装或集成免费接收器和收发器。另外，由于控制、管理和诊断网络的复杂性，无线网络具有高的所有权总成本。因此，需要基于询问器本地的RF通信介质的触发网络。

发明概述

使用触发设备检测第一个触发事件的方法，触发设备包括触发传感器和触发标签。询问器在预定射频波段倾听激活信号和接收激活信号，其中触发标签产生该激活信号，该激活信号包括触发标签的唯一识别符。接着，当验证该激活信号从相关触发标签接收的且一旦验证了激活信号，询问器被激活到询问模式。

另外，系统具有包括触发传感器和触发标签的触发设备，触发传感器检测触发事件，一检测到触发事件触发标签就传输激活信号，该激活信号包括触发标签的唯一识别符。该系统也包括询问器，该询问器包括接收激活信号的射频接收电路，询问器验证该激活信号中的触发标签的唯一识别符，且一旦验证了唯一识别符从询问模式切换到倾听模式。

而且，方法通过在倾听模式在预定射频倾听激活信号来操作询问设备，验证该激活信号是从一个相关触发标签接收的，且从倾听模式切换到询问模式，其中询问模式包括发射射频波来询问RFID标签。

附图简述

图1是根据本发明的触发RFID网络的一个示范实施例；

图2是根据本发明的、使用主动触发器触发询问器的方法的一个示范实施例；

图3是根据本发明的、使用被动触发器触发询问器的方法的一个示范实施例；

图4是根据本发明的、使用触发标签终止询问器模式的方法的一个示范实施例。

详细描述

参照以下描述和附图进一步理解本发明，其中同样的元件使用相同的参考数字。图1示出了根据本发明的触发RFID网络1的一个示范实施例。虽然可在需要追踪目标的多个询问器的任何位置利用触发网络，示出在仓库60建立触发网络1。仓库60包括入口98和99与码头96。触发网络1包括触发设备10、80和90与RFID询问器20和70。可使用至少一个触发传感器和至少一个询问器建立触发网络1，但是根据特殊应用的追踪需要，存在包括在触发网络1中的多个触发设备和询问器。

触发设备10包括触发传感器2、触发标签4与需要连接它的元件的任何内部电路、和电源。触发设备80和90与触发设备10相似。

传感传感器2可能是感测它的视线内目标的任何可视传感器(如，电子眼束、红外传感器、运动传感器等)。传感器2也可能是压力传感器(如，piezzo电传感器)。另外，传感器2可被另一个触发激励器如开关(如，当一个人进入仓库60且打开灯时触发事件发生)所取代。当触发器2检测它的范围和/或视线内的目标时，触发设备10将该检测标记为触发事件。

触发标签4可能是RFID发射机应答器，包括内部电路、存储器(如，只读或读/写)和处理能力、与天线(如，印刷天线、创伤天线等)。触发标签4可被制造成各种形状和大小且可包含在硬的容器(如，塑料、玻璃、环氧等)或标签中。另外，触发标签4可在不同频率通信，在各种协议运行(如，“标签首先谈话”，“一问一答”等)，也在通信期间实现各种防撞击技术。确定地在一个示范实施例中，触发标签4使用EPC UHF协议通信且将唯一的EPC值应用到每个RFID设备。

触发标签4可能是主动的或被动的。被动标签接收返回传输询问设备发送的信号所需要的所有功率。因此，仅在标签是询问设备束时给标签供电。在接收到RF波之后，发射机应答器使用反向散射技术回答询问设备。更具体地，标签不包括发射机且替代简单反射载波和包括对那个反射的它自己的响应信号。

主动标签不但具有电池，而且包括能在任何时间，不恰在询问器传输载波时向询问器传输的发射机。触发标签4用来激活询问器。下面会详细讨论这个激活。

触发设备10和80分别位于入口98和99，同时触发设备90位于码头96附近。本领域技术人员会理解触发设备10、80和90可放置在仓库60的任何位置。但是，入口90和92与码头96代表大多数业务发生的仓库60中的战略点。

如图1所示，经过传感器2前面的大车2是示范传感事件。因此，如果传感器2是可视传感器，通过光束的大车30的移动构成了触发事件。如果传感器2是压力传感器，大车30的车轮给指定区域施加的压力(如，piezzo传感条)被登记为传感事件。这些是示范实施例且本领域技术人员会理解可从许多事件中提取触发器。

大车30可包含包括RFID标签50的多个目标(如，箱子40)。该RFID标签50可附着在该目标上，使得他们可能是可移动的(如，RFID标签附着在百货公司的衣服上)或者他们可能永远嵌入目标内(如，位于箱子的塑料空腔壳内)。与触发标签4类似，RFID标签50可能是主动或被动标签。但是，RFID标签更通常是被动的，因为与这个标签相关的低成本。

一旦检测到触发事件，触发设备10使用触发标签4来激活询问器20。激活询问器20的方法根据触发标签4是主动还是被动的标签而变化，图2和3分别示出了这两个实施例且以下更进一步详细讨论这两个实施例。

询问器20包括内部电路(如，存储器、处理器等)、天线、接收机和发射机或收发机。询问器70基本上与它的副本-询问器20相似且包括相同的元件。优选地，询问器20位于入口98附近，使得它放置在邻近触发事件发生的地方(即，大车30经过触发设备2的前面)。在从触发标签4接收到激活信号之后，询问器20询问RFID标签50直到它无效。

图2示出了根据本发明的触发设备10的主动触发标签4激活询问器20的一个示范实施例。在步骤100，如在大车30经过传感器2的视线或大车的车轮激活压力垫时，触发设备10检测触发事件。触发设备10将这些事件标记为触发事件。

在步骤110，在检测到触发事件后，触发标签4将未经请求的消息发送给询问器20。所有从触发标签发射的传输与询问器20用来询问RFID标签50使用的那个传输的波段相同。这个带内配置排除了使用连接触发设备10与询问器20的附加设备的需要。优选地，触发标签4和询问器20使用EPC UHF协议通信，协议运行在900Hz波段。要注意对EPC协议的参考可能更合适被称作与EPC相似的协议。这是因为当询问器20处于倾听模式和触发标签4发送未经请求模式时，当询问器处于完全询问模式时通信不严格遵守EPC UHF协议。定义与EPC协议相似的通信的目的是基于允许每个设备具有单独唯一识别值的EPC协议，该值用来选择性地激活询问器20或使询问器20无效。因此，贯穿通信被描述为EPC通信的这个说明书，也可参考与EPC协议相似的协议内的通信。而且，如根据这个说明书显而易见的是，考虑触发标签4具有唯一识别符的任何通信协议可实施这个示范实施例。

询问器20停留在倾听模式，以从触发标签4接收未经请求的消息。在倾听模式，询问器20仅被动倾听来自触发标签4的触发器传输，使得询问器可切换到询问模式。倾听模式与询问模式不同之处在于询问器20不发射可引起RF干扰的RF信号。因此，在倾听模式，询问器20仅有询问器的RF接收机是主动的。

在步骤120，询问器20接收包括与触发标签4相关的唯一号码的未经请求消息。在步骤130，询问器20验证信号来自登记的触发标签。询问器20可例如通过比较接收到的EPC值与存储的EPC值，验证触发信号是从相关的触发标签4接收到的。如果值不匹配，询问器20不会被激活到询问模式，从而阻止错误的激活和引起与其他读卡器的干扰。

在步骤140，在验证触发消息之后，询问器20被激活到询问模式。在这个模式，询问器20询问RFID标签50。将以标准方式执行询问器20对RFID标签50的询问。询问器20从RFID标签50收集到的信息可被发送到处理的控制系统。

也可将触发标签4与多个询问器相关。例如，当大车30经过传感器2时触发网络1可激活询问器20和70，且触发设备10发送询问器20和70接收的触发消息，如果触发标签4与两个询问器20和70相关激活这两个询问器20和70。同样，多个触发标签可与单个询问器相关。例如，来自触发设备10或80的触发消息可激活询问器20。

在单个触发标签可激活多个询问器的情况下，可使用避免干扰的其他方法。例如，询问器可仿真触发标签(如，触发标签4或84)。因此，触发标签可激活第一个询问器(如，询问器20)。根据与图2示出的相同的方法，一旦完成了它的询问循环(如，一旦检测到在它的视野内没有附加标签的时间间隔，等)，询问器20可向询问器70传输信号(如，EPC触发值)来激活询问器70。因此，询问器20仿真触发标签来激活第二个询问器70。

在另一个例子中，多个询问器激活可使用规定的时间周期来避免干扰。例如，使用相同触发信号来同时激活询问器20和询问器70时，询问器20和70可交替询问循环(如，询问器20扫描500兆秒和询问器70在以下的500兆秒扫描)。

如上所述，触发标签4也可是被动或半被动的反向散射仿真标签。半被动标签与主动标签相似，因为他们相应于通过反向散射载波信号的询问器。但是，半被动标签也从交替电源(如，电池)接收功率，该电源给标签的电路供电。与主动标签的电源相比，该交替电源一般是低电源。交替电源考虑标签不专门依赖载波信号的强度。与被动标签相比，半被动标签考虑较长范围传输，因为来自询问器的载波可专用于反向散射而不是给半被动标签的内部电路供电。同样，低功率询问信号也可用于半被动标签，因为来自载波信号的功率不需要转移到标签的电路。

图3示出了根据本发明的使用被动或半被动触发标签触发询问器的方法的一个示范实施例。将使用触发标签4和询问器20讨论该方法。但是，可理解任何触发标签4，84和94可能是被动、半被动或主动的。将参考被动标签描述该方法，但是要理解可实施用于半被动标签的相同方法。

被动发射机应答器没有内部电源且因此没有另一个电源的帮助不能传输信号。被动触发标签需要来自询问器的传输以获得用于响应信号的功率。因此，在这个实施例中，询问器20将保留在询问模式，使得询问器20给被动标签供电。但是，本发明考虑掩盖被动标签，直到触发事件发生。而且，可编程询问器20来仅询问触发标签4的具体识别，从而降低询问循环时间。这降低了询问器20传输时间；从而降低了与询问器20邻近的其它询问器间的可能干扰。

在步骤200，基本上与参照图2中的步骤100描述的相同的方式来检测触发事件。触发事件的例子可能是大车30经过触发设备2或放置在新位置的开关(如，打开门关闭开关，大车30辗过垫子关闭开关等)的前面。在步骤210，检测触发事件激活触发标签4。例如，触发标签4可能是包括上述开关的电路的一部分。当开关处于打开位置时，电路不是完整的且因此，即使询问器20处于询问模式被动触发标签4不会反向散射载波信号。但是，当根据触发事件开关关闭，电路是完整的切被动触发标签反向散射载波信号。

在步骤220，触发标签4仿真反向散射信号到询问器20。来自触发标签4的反向散射信号包含唯一识别符，例如EPC值。如上所述，询问器20可能位于完全询问模式或可处于只寻找触发标签4的唯一识别符的有限询问模式。在另一种情况下，在步骤230中，询问器20接收触发标签4的唯一识别符。在步骤240，询问器20通过比较接收到的唯一识别符与存储的唯一识别符来验证信号来自触发标签4。

在步骤250，询问器20根据验证唯一识别符的接收采取期望的行动。例如，在一种情况下，期望的行动可能是将询问器20从有限询问模式(仅寻找触发标签4的唯一识别符)改变到完全询问模式(它读取它的目标范围内的所有标签)。在另一个实施例中，询问器20可使得(或发送信号使得)另一个行动发生。这个例子会包括上述打开门和打开包含被动触发标签4的电路的情况。一旦验证了触发标签4的唯一识别符，询问器20可发送信号，使得灯在打开门的房间里打开。本领域技术人员会理解有多种其他行动的例子，在验证触发标签4的唯一识别符的接收之后发生这些行动。

也可使用触发标签结束询问模式。在第一个实施例中，触发网络1可包括另外的触发传感器92，如图1所示该触发器92位于码头96。触发传感器92颗位于仓库60的任何地方。但是，优选地，它可位于策略点，如早期触发事件的连续事件的地方，现在激活询问器20会使它无效。例如，经过入口98的大车激活询问器20，如大车30继续在它去往码头96的道路上，根据图2和3示出的方法询问所有的RFID标签50且现在结束这个过程。因此，优选地当大车30到达码头96时询问结束，由此触发传感器92放置于那个位置。

触发设备90基本上与触发设备10相似且包括相似的元件。触发标签94可能是主动或被动的。询问器20已被激活，因为它在询问RFID标签50，因此触发标签94仅需要向询问器20发送信号来将询问器20从询问模式移动到倾听模式。

图4示出了根据本发明的使用触发标签结束询问模式的方法的一个示范实施例。在步骤300，当大车30经过到码头96的道路时触发传感器92登记大车30。这个登记是触发事件且在步骤310导致激活触发标签94(如，触发标签94上电)。如上所述，触发标签94可能是主动的或被动的。在步骤320，触发标签94向询问器20传输它的唯一识别符。如果触发标签94是主动的，它发送包含唯一识别符的未经请求的触发消息。如果触发标签94是被动的，它仿真包含唯一识别符的反向散射信号。

在步骤330，询问器20接收和验证唯一识别符。由于唯一识别符与具体命令相关，在这种情况下-结束询问，询问器在步骤340结束扫描RFID标签50。

本发明提供对现有用于激活询问器的触发网络的主要改善。它依赖于使用RFID触发标签来与询问器通信，从而保存询问器在一个RF波段和协议发射和接收的所有信号。

已参照上述示范实施例描述了本发明。本领域技术人员理解如果修改也可成功实现本发明。因此，可对实施例进行各种修改和变化，而不偏离如以下权利要求提出的本发明的最宽精神和范围。因此说明书和附图是示例性的而不是限制意义上的。

Claims (21)

1.一种方法，包括步骤：

检测使用触发设备的第一触发事件，该触发设备包括触发传感器和触发标签；

询问器在预定射频波段倾听激活信号，其中触发标签产生激活信号，该激活信号包括触发标签的唯一识别符；

接收该激活信号；

验证该激活信号是从相关触发标签接收到的；和

一旦验证该激活信号，询问器被激活到询问模式。

2.权利要求1的方法，进一步包括步骤：

当询问器处于询问模式时，在预定射频波段询问射频标签。

3.权利要求1的方法，进一步包括步骤：

检测使用第二触发设备的第二触发事件，该第二触发设备包括第二触发传感器和第二触发标签；

询问器在预定射频波段倾听无效信号，其中第二触发标签产生该无效信号，该无效信号包括第二触发标签的第二唯一识别符；

接收该无效信号；

验证该无效信号是从相关触发标签接收到的；和

一旦验证了该无效信号，询问器被无效到倾听模式。

4.权利要求1的方法，其中唯一识别符是EPC值。

5.根据权利要求1的方法，其中所述触发标签是主动标签且听述激活信号是未经请求的消息。

6.根据权利要求1的方法，其中所述触发标签是触发事件之前被掩盖的被动散射标签。

7.根据权利要求1的方法，其中所述验证步骤包括比较所述激活信号中的唯一识别符与询问器中存储的唯一识别符。

8.一种系统，包括：

触发设备，包括触发传感器和触发标签，触发传感器检测触发事件，一检测到触发事件，触发标签就传输激活信号，激活信号包括触发标签的唯一识别符；

询问器，包括接收激活信号的射频接收电路，询问器验证激活信号中的触发标签的所述唯一识别符，且一旦验证了该唯一识别符就从倾听模式切换到询问模式。

9.权利要求8的系统，进一步包括：

第二触发设备，包括第二触发传感器和第二触发标签，第二触发设备检测第二个触发事件，一旦检测到第二触发事件，第二触发标签就传输无效信号，该无效信号包括第二触发标签的第二唯一识别符，其中询问器接收该无效信号，验证该无效信号中的第二触发标签的第二唯一识别符，并且一旦验证了无效信号，询问器就从询问模式切换回倾听模式。

10.权利要求8的系统，其中触发传感器是光线检测器和压力传感器中的一个。

11.权利要求8的系统，其中触发标签是主动RFID标签和被动RFID标签中的一个。

12.权利要求8的系统，其中处于询问模式的询问器询问另外的标签。

13.权利要求8的系统，其中所述唯一识别符是一个EPC值。

14.权利要求8的系统，其中在倾听模式中询问器的射频发射基本上是零。

15.权利要求8的系统，其中询问器进一步包括存储唯一识别符的存储器，通过比较所述触发标签的唯一识别符和存储的唯一识别符来执行对触发标签的唯一识别符的验证。

16.权利要求9的系统，其中第二触发标签是主动RFID标签和被动RFID标签中的一个。

17.权利要求8的系统，其中配置询问器传输第二激活信号，来将第二询问器从倾听模式切换到询问模式。

18.一种操作询问设备的方法，包括步骤：

在倾听模式在预定射频倾听激活信号；

验证该激活信号是从相关触发标签接收的；和

从倾听模式切换到询问模式，其中询问模式包括发射射频波来询问RFID标签。

19.权利要求18的方法，进一步包括步骤：

在询问模式倾听无效信号；

验证该无效信号是从所述相关触发标签接收的；和

从询问模式切换到倾听模式，其中倾听模式包括基本上为零的射频发射。

20.权利要求18的方法，其中激活信号包括所述相关触发标签之一的唯一识别符。

21.权利要求20的方法，其中验证步骤包括比较所述唯一识别符和存储的唯一识别符。

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