CN101414364A - 可侦测标签方位的射频识别系统及其射频识别标签 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关一种可侦测标签方位的无线射频识别系统及其无线射频识别标签。该无线射频识别标签包含多个天线，是分别接收一无线信号；多个电力接收模块，是分别对应连接该多个天线；以及一无线通讯模块，是电性连接该多个电力接收模块。该无线射频识别系统，其包含：前述的无线射频识别标签，是接收一无线信号，并无线输出一识别资料；一读取器，是产生该无线信号，并接收该识别资料；以及一处理器，是根据该识别资料判断该无线射频识别标签的方位。本发明可根据读取器所读取的识别资料来判断无线射频识别标签的摆放位置。

Description

可侦测标签方位的射频识别系统及其射频识别标签
技术领域
本发明涉及一种无线射频识别(RFID)系统及其无线射频识别标签，特别是涉及一种在无线射频识别标签设置多个天线以侦测此无线射频识别标签的方位的可侦测标签方位的无线射频识别系统及其无线射频识别标签。
背景技术
无线射频识别标签(RFID)具有不需内建电力、轻薄以及无线感应的优点，已广泛应用于仓管、物流或感应式控制等等的应用领域。然而，传统的读取器仅能感应无线射频识别标签的存在，即读取器发出无线信号(信号即讯号，本文均称为信号)，无线射频识别标签接收到无线信号后产生电力，再以无线方式发出其识别资料，当读取器接收到识别资料后，便可确认其附近有无线射频识别标签，并从所接收到识别资料解析出此无线射频识别标签所贴着的物体的资料。然而，目前并没有无线射频识别标签可让读取器侦测出其方位，使得无线射频识别标签的应用受到限制。
由此可见，上述现有的读取器及其无线射频识别标签在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般无线射频识别系统及其无线射频识别标签又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的)可侦测标签方位的无线射频识别系统及其无线射频识别标签，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的读取器及其无线射频识别标签存在的缺陷，而提供一种新型的可侦测标签方位的射频识别系统及其射频识别标签，所要解决的技术问题是使其可以增加无线射频识别标签的应用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种无线射频识别标签(RFID TAG)，包含多个天线、多个电力接收模块及一无线通讯模块。多个天线分别接收一无线信号，而多个电力接收模块分别对应连接该多个天线，是根据无线信号输出一电力。无线通讯模块是电性连接该多个电力接收模块，接收到电力后决定一对应接收到该无线信号的该天线的识别资料，并通过至少一该多个天线将该识别资料传送出。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种射频识别标签，包含一存储器(记忆体即存储介质，存储器，内存等，本文均称为存储器)、多个天线、多个电力接收模块、一逻辑电路、一控制电路及一调变电路。存储器储存一第一识别资料，而多个天线分别接收一无线信号，而多个电力接收模块分别对应连接多个天线，并根据该无线信号输出电力供该射频识别标签运作。逻辑电路是电性连接多个电力接收模块，以产生一对应接收到无线信号的天线的位置资料。控制电路是结合此第一识别资料及此位置资料，以产生一第二识别资料。调变电路是调变第二识别资料以产生一调变信号，且此调变信号是通过至少一天线传送出。
本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种可侦测标签方位的无线射频识别系统，包含至少一上述的无线射频识别标签，一读取器及一处理器。无线射频识别标签是接收此读取器所发出的一无线信号，并无线输出一识别资料，再由读取器接收此识别资料。处理器是根据识别资料判断无线射频识别标签的方位。
本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种拼图系统，包含一平台、多个拼图块、一读取器及一处理器。每一拼图块具有至少一上述的无线射频识别标签，用以接收此读取器发出的一无线信号，并无线输出一识别资料，而读取器是接收识别资料。处理器是根据识别资料判断无线射频识别标签的方位，再根据无线射频识别标签的方位判断此多个拼图块的摆放是否正确。
借由上述技术方案，本发明可侦测标签方位的无线射频识别系统及其无线射频识别标签至少具有下列优点及有益效果：本发明可根据读取器所读取的识别资料来判断无线射频识别标签的摆放位置。
综上所述，本发明是有关一种可侦测标签方位的射频识别系统及其射频识别标签。该无线射频识别标签具有多个天线，且当不同天线接收到无线信号时，无线射频识别标签会相对应地发出不同识别资料，藉此，可根据读取器所读取的识别资料来判断无线射频识别标签的摆放位置。本发明可以增加无线射频识别标签的应用。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明的无线射频识别标签的方框图。
图2是本发明的无线射频识别标签的第一实施例的电路方框图。
图3是本发明的无线射频识别标签的第二实施例的电路方框图。
图4是本发明的可侦测标签方位的无线射频识别系统的电路方框图。
图5是本发明的无线射频识别标签设置在平面物件的示意图。
图6是本发明的无线射频识别标签设置在立体物件的示意图。
图7是本发明的拼图系统的示意图。
1、2、3、49：                 无线射频识别标签
111～114、211～214、311～314、511～514、611～616：天线
121～124、221～224：          电力接收模块
13：无线通讯模块              14：电力
151～154、331～334、431：     识别资料
23、33：存储器                231：第一识别资料
24：逻辑电路                  241～244：时脉产生缓冲器
245～248：正反器              249：时脉
25、35：控制电路              251：位置资料
252：第二识别资料             26、36：调变电路
321～324：射频转直流整流器    341～344：缓冲器
391：稳压器                   392：电荷泵电路
4：无线射频识别系统           40、72：读取器
41：载波产生电路              42、721～724：发射天线
421、422：无线信号            43、725：侦测电路
44、73：处理器                50：平面物件
52、62：晶片                  60：六面体
7：拼图系统                   70：平台
701～704：区域                71：拼图块
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的无线射频识别系统、其无线射频识别标签及拼图系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1所示，是本发明的无线射频识别标签的方框图。图中，无线射频识别标签1包含多个天线111～114、多个电力接收模块121～124及一无线通讯模块13。
上述的电力接收模块121～124分别对应连接天线111～114。当至少一天线接收一无线信号时，则相对应的电力接收模块是根据无线信号输出一电力14，例如，天线111接收到无线信号时，则电力接收模块121产生电力。其中，上述电力接收模块较佳的是包含一射频转直流电路，视需要亦可再包含一直流限制电路；
上述的无线通讯模块13是电性连接电力接收模块121～124，接收到电力后决定一对应接收到无线信号的天线的识别资料，并通过接收到无线信号的天线将识别资料传送出。例如，当天线111接收到无线信号时，则电力接收模块121是产生电力14以供应无线通讯模块13，则无线通讯模块13输出对应天线111的识别资料151，再由天线111将识别资料151无线传送出。同样地，当天线112、天线113或天线114接收到无线信号时，则电力接收模块122、电力接收模块123或电力接收模块124产生电力14，则无线通讯模块13输出对应天线112的识别资料152、对应天线113的识别资料153或对应天线114的识别资料154，再通过天线112、天线113或天线114传送出。
其中，多个天线的设置方式较佳的是相互正交，或是彼此间隔一适当距离，使得同一时间仅有一个天线接收到无线信号。如此，可藉由判断无线射频识别标签1发出的识别资料而判断出是哪一个天线接收到无线信号，若多数天线是设置在一平面物件的不同位置，或是设置在一立体物件的不同位平面，则可进一步判断出此平面物件或立体物件的摆放状态。
其中，图1是绘示4个天线及4个电力接收模块作为举例来说明，但并不以此为限。
请参阅图2所示，是本发明的无线射频识别标签的第一实施例的电路方框图。图中，无线射频识别标签2包含一存储器23、多个天线211～214、多个电力接收模块221～224、一逻辑电路24、一控制电路25及一调变电路26。
上述的存储器23是储存一第一识别资料231。
上述的电力接收模块221～224是分别对应连接天线211～214。当天线211～214其中的一接收到无线信号时，相对应的电力接收模块是根据无线信号输出电力VDD供此射频识别标签2内的所有元件进行运作。
上述的逻辑电路24包含多个时脉产生缓冲器241～244及多个正反器245～248，时脉产生缓冲器241～244是分别对应连接天线211～214的一端，根据天线一端的电压信号以产生一时脉(clock)249，供存储器23、控制电路25及调变电路26运作使用。正反器245～248分别对应连接时脉产生缓冲器241～244而其输出端是电性连接控制电路25。
该正反器245～248的输入端是电性连接至VDD，当电力接收模块221～224的其一产生电压VDD足以使无线射频识别标签2运作时，正反器245～248即被重置(rest)而其输出端因重置为逻辑0。由于正反器245～248分别对应连接时脉产生缓冲器241～244，藉由时脉产生缓冲器241～244的输出信号来触发(trigger)正反器245～248，将其输入端的VDD传输至正反器245～248输出端，因此未接收到无线信号的天线，其对应的时脉产生缓冲器亦无时脉产生，故无触发信号，其对应的正反器的输出将维持重置状态，亦即维持逻辑0。反之，接收到无线信号的天线，其对应的时脉产生缓冲器产生时脉249，则其对应的正反器则被触发，亦即输出改变为逻辑1(VDD)。因此，控制电路25可根据正反器245～248的输出值来判断出一对应接收到无线信号的天线的位置资料251。例如，若天线211、天线212、天线213或天线214接收到无线信号，则位置资料251分别为“0001”、“0010”、“0100”或“1000”。控制电路25视需要可包含一暂存器来储存位置资料251。
上述的存储器23及控制电路25接收到电力VDD后，控制电路25可判断出位置资料251，且从存储器23读取第一识别资料231，再将第一识别资料231及位置资料251结合，以产生一第二识别资料252。例如，若第一识别资料231为“1101111”而位置资料251为“0010”，则第二识别资料252为“00101101111”。
上述的调变电路26是电性连接控制电路25及天线211～214的一端，用以调变第二识别资料252以产生一调变信号，且调变信号是通过天线211～214传送出，较佳的是由对应此位置资料251的天线来传送。
此外，若存储器23、控制电路25、调变电路26与正反器245～248需要的操作电压不同时，无线射频识别标签2可更包含一电力管理电路，例如电荷泵电路(charge pump circuit)，将电力接收模块221～224输出的电力的电压值提高。其中，上述电力接收模块较佳的是包含一射频转直流电路，视需要亦可再包含一直流限制电路。而直流限制电路较佳的是包含一稳压器、一射频保护电路。
请参阅图3所示，是本发明的无线射频识别标签的第二实施例的电路方框图。无线射频识别标签3包含一存储器33、多个天线311～314、多个射频转直流整流器321～324、多个缓冲器341～344、一控制电路35、一稳压器391、一电荷泵电路392及一调变电路36。存储器33是储存多个识别资料331～334，其分别对应天线311～314。
上述的射频转直流整流器321～324是分别电性连接天线311～314，根据天线所接收的无线信号以产生电力VDD以供应无线射频识别标签3的元件运作，而稳压器391可进一步稳定电力VDD。
上述的缓冲器341～344是分别连接天线311～314的一端，而其输出端是电性连接控制电路35。
上述的控制电路35可根据缓冲器341～344输出信号来判断是哪一个天线接收到无线信号，而从存储器33读取对应的识别资料并输出到调变电路36，例如，若天线311接收到无线信号，则控制电路35是读取识别资料331；若天线312接收到无线信号，则控制电路35是读取识别资料332。接着，调变电路36调变识别资料以产生一调变信号，且调变信号是通过天线311～314传送出，较佳的是由对应此识别资料的天线来传送。
请参阅图4所示，是本发明的可侦测标签方位的无线射频识别系统的电路方框图。图中，无线射频识别系统4包含至少一无线射频识别标签49、一读取器40及一处理器44。
上述的无线射频识别标签49是具有多个天线，且不同天线接收到无线信号时无线射频识别标签49亦发出不同的识别资料。无线射频识别标签49如图1、图2或图3所示，可以前述的无线射频识别标签来实现，在此不再赘述。
上述的读取器40包含一载波产生电路41、一发射天线42及一侦测电路43，载波产生电路41是用以产生一载波，载波具有一时变电流，其流经发射天线42发出无线信号421。无线射频识别标签49接收到无线信号421后接着发出包含识别资料431的无线信号422。侦测电路通过发射天线42接收到无线信号422，再从无线信号422中分析出识别资料431。由于此识别资料431是对应无线射频识别标签49中接收无线信号421的天线，因此，处理器44可根据识别资料431判断出无线射频识别标签49的方位。
请参阅图5所示，是本发明的无线射频识别标签设置在平面物件的示意图。图中，无线射频识别标签设置在一平面物件50上，无线射频识别标签包含4个天线511～514及一晶片52，晶片52是包含上述无线射频识别标签的实施例中除了天线以外的相关电路，如逻辑电路、存储器、控制电路、射频转直流整流器等等。天线511～514是分别设置在平面物件50的四个角落，因此，无线射频识别标签的方位可表示平面物件50的摆放状态。
请参阅图6所示，是本发明的无线射频识别标签设置在立体物件的示意图。图中，无线射频识别标签是设置在一六面体60上，无线射频识别标签包含6个天线611～616及一晶片62。晶片62的功能与晶片52相同，故在此不再赘述。天线611～616是分别设置在六面体60的6个平面，因此，无线射频识别标签的方位可表示六面体60的摆放状态。
从图5及图6可得知，适当地将无线射频识别标签的天线设置于物件的不同位置时，不同的物件摆放方式可决定由哪一个天线接收到读取器发出的无线信号，而本发明的无线射频识别标签可根据收到无线信号的天线而发出相对应的识别资料，因此本发明的无线射频识别系统的处理器可根据所接收到的识别资料而判断出物件摆放方式。若物件具有方位意义的图示，则本发明的无线射频识别系统可应用多种领域，例如，在物件上配置一拼图图示时，此物件可做为一拼图块，则无线射频识别系统可应用为一拼图系统；例如，在物件上配置多个学习图示时，则此物件可做为一多功能学习卡，则无线射频识别系统可应用为一感应式学习系统。
请参阅图7所示，是本发明的拼图系统的示意图。图中，图示(A)为拼图系统7，而图示(b)为拼图系统的正确拼图结果。拼图系统7包含一平台70、多个拼图块71、一读取器72及一处理器73。
上述的平台70上是定义供拼图块71放置的区域701～704，而读取器72的多个发射天线721～724是分别设置在区域701～704中。其中，读取器72及一处理器73较佳是设置在平台70。
上述的拼图块71的四角落设置有天线，因此，处理器73可判断出拼图块71的不同摆放方式，例如图示(C1)及图示(C2)显示同一拼图块的不同摆放方式。由于拼图块71上有拼图图示，因此拼图块71必须摆放正确方能完成拼图，例如图示(C2)是正确的摆放方式，而图示(C1)是错误的摆放方式。
上述的读取器72的侦测电路725可读取发射天线721～724所接收的识别资料，再由处理器73根据识别资料来判断摆放在区域701～704内的拼图块71的摆放方式是否正确。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (21)

1、一种无线射频识别标签，其特征在于其包含：
多个天线，分别接收一无线信号；
多个电力接收模块，分别对应连接该多个天线，是根据该无线信号输出一电力；以及
一无线通讯模块，是电性连接该多个电力接收模块，是接收该电力以决定一对应接收到该无线信号的该天线的识别资料，并通过至少一该多个天线将该识别资料传送出。
2、根据权利要求1所述的无线射频识别标签，其特征在于其中所述的每一该多个电力接收模块是包含一射频转直流电路。
3、根据权利要求1所述的无线射频识别标签，其特征在于还包含一电力管理模块，是电性连接该多个电力接收模块，以产生不同电压值的电力。
4、根据权利要求1所述的无线射频识别标签，其特征在于其还包含一逻辑电路及一存储器，该存储器是储存一第一识别资料，而该逻辑电路电性连接该多个电力接收模块，以产生一对应接收到该无线信号的该天线的位置资料，而该无线通讯模块接收该电力后是结合该第一识别资料及该位置资料，以产生该识别资料。
5、根据权利要求1所述的无线射频识别标签，其特征在于其还包含一存储器，该存储器是储存多个该识别资料，所述识别资料是分别对应该多个天线，而该无线通讯模块接收该电力后从该存储器读取对应接收到该无线信号的该天线的识别资料。
6、根据权利要求1所述的无线射频识别标签，其特征在于其中所述的无线通讯模块包含一调变电路，该调变电路是根据该识别资料产生一调变信号，再通过该至少一该多个天线传送该识别资料调变信号。
7、一种无线射频识别标签，其特征在于其包含：
一存储器，是储存一第一识别资料；
多个天线，是分别接收一无线信号；
多个电力接收模块，是分别对应连接该多个天线，是根据该无线信号输出电力供该无线射频识别标签运作；
一逻辑电路，是电性连接该多个电力接收模块，以产生一对应接收到该无线信号的该天线的位置资料；
一控制电路，是结合该第一识别资料及该位置资料，以产生一第二识别资料；以及
一调变电路，是调变该第二识别资料以产生一调变信号，且该调变信号是通过至少一该多个天线传送出。
8、根据权利要求7所述的无线射频识别标签，其特征在于其中所述的每一该多个电力接收模块是包含一射频转直流电路。
9、根据权利要求7所述的无线射频识别标签，其特征在于其还包含一电力管理模块，是电性连接该多个电力接收模块，以产生不同电压值的电力。
10、一种可侦测标签方位的无线射频识别系统，其特征在于其包含：
至少一如权利要求1至9中任一权利要求所述的无线射频识别标签，是接收一无线信号，并无线输出一识别资料；
一读取器，是产生该无线信号，并接着接收该识别资料；以及
一处理器，是根据该识别资料判断该无线射频识别标签的方位。
11、根据权利要求10所述的可侦测标签方位的无线射频识别标签，其特征在于其中所述的无线射频识别标签是设置在一平面物件上，该无线射频识别标签的多个天线是分别设置在该平面物件的不同位置。
12、根据权利要求11所述的可侦测标签方位的无线射频识别标签，其特征在于其中所述的处理器还根据该无线射频识别标签的方位以确认该平面物件的摆放状态是否正确。
13、根据权利要求11所述的可侦测标签方位的无线射频识别标签，其特征在于其中所述的平面物件具有至少一拼图图示。
14、根据权利要求13所述的可侦测标签方位的无线射频识别标签，其特征在于其还包含一平台，该读取器及该处理器是设置于该平台内，而该平面物件是放置在该平台上。
15、根据权利要求10所述的可侦测标签方位的无线射频识别标签，其特征在于其中所述的无线射频识别标签是设置在一立体物件上，该无线射频识别标签的多个天线是分别设置在该立体物件的不同平面。
16、根据权利要求15所述的可侦测标签方位的无线射频识别标签，其特征在于其中所述的处理器还根据该无线射频识别标签的方位确认该立体物件的摆放状态是否正确。
17、根据权利要求15所述的可侦测标签方位的无线射频识别标签，其特征在于其中所述的立体物件具有至少一拼图图示。
18、根据权利要求17所述的可侦测标签方位的无线射频识别标签，其特征在于其还包含一平台，该读取器及该处理器是设置于该平台内，而该立体物件是放置在该平台上。
19、一种拼图系统，其特征在于其包含：
一平台；
多个拼图块，每一该多个拼图块具有至少一如权利要求1至9中任一权利要求所述的无线射频识别标签，用以接收一无线信号，并无线输出一识别资料；
一读取器，是产生该无线信号，并接着接收该识别资料；以及
一处理器，是根据该识别资料判断该无线射频识别标签的方位，再根据该无线射频识别标签的方位判断该多个拼图块的摆放是否正确。
20、根据权利要求19所述的拼图系统，其特征在于其中所述的拼图块是为一平面物件，该无线射频识别标签的多个天线是分别设置在该平面物件的不同位置。
21、根据权利要求19所述的拼图系统，其特征在于其中所述的拼图块是为一立体物件，该无线射频识别标签的多个天线是分别设置在该立体物件的不同平面。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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