CN101868927A - 近场射频通信系统 - Google Patents

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Abstract

所公开的是一种近场射频通信系统。该近场射频通信系统包括：主RFID/USN装置，包括多个天线以通过这些天线顺序地簇射能量信号；以及从RFID/USN装置，使用能量信号来产生第一功率，检测第一功率的功率电平，并将基于功率电平所创建的信息发射到主RFID/USN装置。其中，主RFID/USN装置通过判定用来与从RFID/USN装置通信的天线，来创建从RFID/USN装置的与方向有关的第一位置信息，并通过使用基于功率电平所创建的信息，来创建从RFID/USN装置的与距离有关的第二位置信息。

Description

近场射频通信系统
技术领域
本实施例涉及一种近场射频通信系统。
背景技术
无处不在的(ubiquitous)网络技术典型地包括射频识别(RFID)技术或ZigBee技术。
在RFID网络中，阅读器或接入点(AP)周期性地发射信息请求信号。进入到阅读器的覆盖区域的标签根据阅读器的信息请求信号来发射标签信息。阅读器检查从标签接收到的标签信息，以与标签进行通信。
在此类RFID网络中，阅读器仅能根据标签的响应来判定标签是否存在于阅读器的覆盖区域，但是不能准确检测标签的位置信息。因此，不管标签是否存在，阅读器都周期性地向标签发射信息请求信号。因此，功率可能被浪费。
另外，阅读器不能选择作为通信另一方的标签。因此，当该标签存在于阅读器的覆盖区域中时，阅读器可能没必要与该标签进行通信。
发明内容
技术问题
实施例提供了一种使阅读器或接入点(AP)能够准确检测标签位置的近场射频通信系统。
实施例也提供了一种能够防止系统功率被浪费的近场射频通信系统。
技术方案
根据实施例，近场射频通信系统包括：主RFID/USN装置，包括多个天线以通过天线顺序地簇射能量信号；以及从RFID/USN装置，使用能量信号来产生第一功率，检测第一功率的功率电平，并将基于功率电平创建的信息发射到主RFID/USN装置。其中，主RFID/USN装置通过判定用来与从RFID/USN装置通信的天线来创建从RFID/USN装置的与方向有关的第一位置信息，并使用基于功率电平所创建的信息来创建从RFID/USN装置的与距离有关的第二位置信息。
有益效果
如上述说明，根据实施例的近场射频通信系统使阅读器或接入点(AP)能够准确检测标签位置，并且可以防止功率被浪费。
附图说明
图1是示出根据实施例的近场射频通信系统的控制框图；
图2是示出根据实施例的近场射频通信系统中的主RFID/USN装置的控制框图；
图3是示出根据实施例的近场射频通信系统中的从RFID/USN装置的控制框图；
图4是示出根据实施例的在从RFID/USN装置中接收的根据距离的能量信号的曲线；以及
图5是示出根据实施例的基于从RFID/USN装置中根据距离的能量信号的功率的曲线。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细说明根据实施例的近场射频通信系统。
图1是示出根据实施例的近场射频通信系统的控制框图。
根据实施例的近场射频通信系统可以通过使用采用900MHz频带的信道的RFID收发器或使用采用2.4GHz频带的信道的ZigBee收发器来实现。
当根据实施例的近场射频通信系统通过使用RFID收发器来实现时，主射频识别(RFID)/无处不在的传感器网络(USN)装置100可以是RFID/USN阅读器，而从RFID/USN装置200可以是有源(active)RFID标签或传感器节点。
当根据实施例的近场射频通信系统通过使用ZigBee收发器来实现时，从RFID/USN装置200可以是通过使用简化功能装置(RFD)来实现的标签，而主RFID/USN装置100可以是通过使用全功能装置(FFD)或个人区域网络协调器(PAN协调器)来实现的接入点(AP)。为了构建具有各种拓扑结构的网络，上述FFD模块可以与其他FFD模块或FFD模块和RFD模块两者进行通信。RFD模块是不能起协调器作用的ZigBee模块。配备有网络初始化功能、节点功能或节点管理功能以使其他ZigBee模块能够形成网络的FFD模块，被称为PAN协调器模块。
如图1所示，根据实施例的近场射频通信系统包括主RFID/USN装置100、从RFID/USN装置200、以及管理计算机300。
主RFID/USN装置100可以接收来自从RFID/USN装置200的标签信息，以将标签信息传送到管理计算机300。多个主RFID/USN装置100被安装在每一个覆盖区域中。例如，当主RFID/USN装置100作为建筑物中的阅读器型AP被实现时，主RFID/USN装置100可以以矩阵形式、具有几米间隔地被装配在建筑物的天花板上面。因此，已发射标签信息的从RFID/USN装置200的位置可以基于已接收到标签信息的主RFID/USN装置200的安装位置而被追踪。
从RFID/USN装置200具有移动性，并且可以以标签形式附着于物品或者被个人携带。
管理计算机300可以将以矩阵形式安装的主RFID/USN装置100的位置表示为坐标，并且将主RFID/USN装置100所追踪的从RFID/USN装置200的位置与坐标匹配。在下文中，主RFID/USN装置100的坐标将被称为阅读器坐标信息，而与该阅读器坐标信息匹配的从RFID/USN装置200的坐标将被称为标签坐标信息。因此，管理计算机300在地图上映射标签坐标信息，以分析从RFID/USN装置200的位置。
另外，主RFID/USN装置100划分其覆盖区域，并且包括对应于所划分区域的多个天线101、102、103和104。天线101、102、103和104形成了具有预定方向的辐射图案，并且天线101、102、103和104的辐射图案必须彼此不重叠。因此，属于一个主RFID/USN装置100的天线的数目可以根据上述条件被调整。
包括天线101、102、103和104的主RFID/USN装置100，通过天线101、102、103和104顺序地发射能量信号，这被称为载波簇射方案(carriershower scheme)。
因此，通过接收主RFID/USN装置100的能量信号以唤醒模式被驱动的从RFID/USN装置200的位置可以通过天线101、102、103和104来区分。因此，主RFID/USN装置100根据子划分天线区域A、B、C和D可以精确地检测与之通信的从RFID/USN装置200的位置。
同时，从RFID/USN装置200可以检测通过载波簇射方案已被发射的能量信号的功率电平，以基于该功率电平判定它是否位于主RFID/USN装置100的覆盖区域中，或者是否在覆盖区域的附近具有等待状态。
如果能量信号的功率电平超过基准值，则从RFID/USN装置200通过使用额外的电源以唤醒模式进行操作，以将从RFID/USN装置200的标签识别信息和标签信息发射到主RFID/USN装置100。因此，主RFID/USN装置100可以识别存在于主RFID/USN装置100的覆盖区域中的从RFID/USN装置200。
如果能量信号的功率电平小于基准值，则从RFID/USN装置200以休眠模式进行操作，以将等待状态信息发射到主RFID/USN装置100，其中等待状态信息表示从RFID/USN装置200具有等待状态。因此，主RFID/USN装置100可以检测在主RFID/USN装置100的覆盖区域的附近处于等待状态的从RFID/USN装置200。
在下文中，为了说明的目的，从RFID/USN装置200的根据天线101、102、103和104的区域的位置信息被称为第一位置信息，从RFID/USN装置200的根据能量信号强度的可测量位置信息被称为第二位置信息。
如上述说明，可以通过使用与阅读器坐标信息匹配的标签坐标信息、第一位置信息和第二位置信息来追踪从RFID/USN装置200的位置。
标签坐标信息表示关于从RFID/USN装置200的位置信息，该位置信息可以基于与从RFID/USN装置200通信的主RFID/USN装置100的位置被间接地分析。
第一位置信息可以表示在主RFID/USN装置100的天线101、102、103和104的划分区域中与方向有关的信息。
第二位置信息可以表示基于覆盖区域距离的与主RFID/USN装置100和从RFID/USN装置200之间的距离有关的信息。
因此，第一位置信息和第二位置信息可以形成一个矢量。从RFID/USN装置200的位置可以通过第一位置信息与第二位置信息的组合以及标签坐标信息被更详细地跟踪。
在下文中，标签坐标信息、第一位置信息和第二位置信息将被通称为位置信息。
主RFID/USN装置100与另一主RFID/USN装置100通信，以与另一主RFID/USN装置100共享标签信息和标签位置信息。因此，主RFID/USN装置100预先检测从RFID/USN装置200的移动，以平稳地与从RFID/USN装置200进行通信。
管理计算机300被连接到多个主RFID/USN装置100以收集标签位置信息和标签信息，以控制主RFID/USN装置100和从RFID/USN装置200。另外，管理计算机300收集用于标签信息和标签位置信息的统计信息，以通过用户接口向管理者提供统计信息。
主RFID/USN装置100选择位于覆盖区域中的从RFID/USN装置200，以唤醒从RFID/USN装置200。因此，从RFID/USN装置200可以以唤醒模式进行操作，以与主RFID/USN装置100进行通信。在这种情况下，如果主RFID/USN装置100首先与从RFID/USN装置200通信，则主RFID/USN装置100分发唤醒选择信息至从RFID/USN装置200，并且将所分配的唤醒选择信息发射到从RFID/USN装置100。
当通过载波簇射方案发射能量信号时，主RFID/USN装置100可以实时地发射唤醒选择信息以及能量信号。唤醒选择信息包括设备识别信息和用于指示以唤醒模式进行操作的命令信息。
从RFID/USN装置200存储唤醒选择信息，并将表示它已成功处理唤醒选择信息的信息发射到主RFID/USN装置100。
随后地，主RFID/USN装置100识别从RFID/USN装置200，并记录唤醒选择信息被存储在从RFID/USN装置100中的事实。
此后，尝试与从RFID/USN装置200通信的主RFID/USN装置100，可以通过载波簇射方案发射从RFID/USN装置200的唤醒选择信息以及能量信号。
已接收唤醒选择信息和能量信号的从RFID/USN装置200可以通过使用能量信号作为用于切换到唤醒模式的功率来处理唤醒选择信息。
图2是示出根据实施例的在近场射频通信系统中的主RFID/USN装置100的控制框图。
如图2所示，主RFID/USN装置100包括：第一天线到第四天线101到104，第一信号分离器110，第二信号分离器115，RF辐射单元125，第一功率放大模块(PAM)135，第一接收信号处理单元120，第一发射信号处理单元130，第一控制器150，数据收发器160，以及第一锁相环电路140。
第一接收信号处理单元120包括：第一低噪声放大器(LNA)121，第一滤波器122，第一平衡-不平衡变换器电路123，第一混频器124，第二混频器125，以及第一解调器126。第一发射信号处理单元130包括：第二滤波器131，第二PAM 132，以及调制器133。
主RFID/USN装置100划分其覆盖区域，并包括多个天线。根据实施例，主RFID/USN装置100包括四个天线。
第一天线到第四天线101到104分别覆盖上述覆盖区域的第一象限到第四象限，以发射/接收信号。第一天线到第四天线101到104可以发射/接收包括通信数据(例如，标签信息、唤醒选择信息、第一位置信息和第二位置信息)的信号和能量信号。第一天线到第四天线101到104可以具有贴片天线(patch antenna)的形式。
第一信号分离器110和第二信号分离器115从第一控制器150接收控制电压，以选择性地建立信号路径。第一信号分离器110顺序地建立用于第一天线到第四天线101到104的信号路径。第二信号分离器115选择性地建立到RF辐射单元125、第一接收信号处理单元120和第一发射信号处理单元130的信号路径。第一信号分离器110和第二信号分离器115可以通过使用半导体开关元件来实现。
在下文中，将说明通过第一信号分离器110和第二信号分离器115处理发射/接收信号。在下文中，从RFID/USN装置200将被称为标签，主RFID/USN装置100将被称为AP。
当标签200的位置被追踪时，第二信号分离器115将RF辐射单元125与第一信号分离器110连接，并且第一信号分离器110将第一天线到第四天线101到104顺序地连接到第二信号分离器115。
从RF辐射单元125产生的能量信号经由第二信号分离器115和第一信号分离器110通过第一天线到第四天线101到104顺序地被簇射到覆盖区域的四个子划分区域。
在能量信号通过第一天线到第四天线101到104中的一个被发射之后，第二信号分离器115建立到第一接收信号处理单元120的信号路径，以便判定是否接收到来自存在于天线区域中的标签200的预定信号。
当第一信号分离器110的信号路径被切换到第一天线到第四天线101到104时，第二信号分离器115的分支操作(branch operation)可以被重复。
当标签200根据能量信号的功率电平发射等待状态信息、或者标签识别信息和标签信息时，在AP 100中接收到的来自标签200的信息在第一接收信号处理单元120中被处理。
第一控制器150分析第一信号分离器110的切换状态，以判定在第一天线到第四天线101到104之中已接收来自标签200的信息的天线。然后，第一控制器150创建通过分析标签200被放置的覆盖区域的象限的位置而获得的第一位置信息。
当接收标签识别信息和标签信息时，第一控制器150创建第二位置信息，第二位置信息表示标签200位于离AP 100几米之内的覆盖区域中。
第一控制器150将从第一解调器126传送的标签识别信息和标签信息解码成数字信号。另外，第一控制器150通过使用控制数据(与标签操作有关)和标签命令数据(例如，信息请求)来形成发射信号，并将该发射信号传送到调制器133。
第一控制器150控制第一信号分离器110，以排除已被用于与标签200通信的第一天线到第四天线101到104，并切换到剩余的天线路径，以便能量信号可以被簇射。
当接收到来自标签200的等待状态信息时，第一控制器150创建第二位置信息，第二位置信息表示标签200位于覆盖区域的附近。在这种情况下，第一控制器150形成了包括第一位置信息、第二位置信息、其AP识别信息和标签识别信息的信号，然后将该信号发射到邻近的AP 100。
因此，邻近的AP 100估计标签200的位置，以执行上述说明的切换操作和信号处理操作。因此，邻近的AP 100可以与位于其覆盖区域中的标签200通信。
包括第一位置信息、第二位置信息、AP识别信息和标签识别信息的信号通过数据收发器160传送到管理计算机300，管理计算机300分析上述信息以创建标签位置信息。
管理计算机300根据AP识别信息识别已发射信号的AP 100，并创建与AP 100的阅读器坐标信息相匹配的标签坐标信息。另外，管理计算机300结合第一位置信息和第二位置信息创建更准确的标签位置信息。
管理计算机300搜索安装在最邻近于标签200的地方中的AP 100，并且将标签识别信息和标签位置信息发射到该AP 100。因此，已接收到标签识别信息和标签位置信息的AP 100执行天线切换操作和信号处理操作，以与位于其覆盖区域中的标签200通信。
管理计算机300分析标签位置信息、移动路径和标签信息，以在数据库中存储信息，以便该信息可以被用于各种服务。例如，当根据实施例的近场射频通信系统被安装在大型折扣商店中时，管理计算机300可以基于存储在数据库中的信息，分析顾客偏好和受欢迎物品部门。
数据收发器160可以通过诸如Wi-Fi、超宽带(UWB)、全球微波互联接入(WiMax)、专用短程通信(DSRC)的无线网络，或者包括通用异步接收器/发射器(UART)、因特网(采用TCP/IP)、交换机集线器和串行/并行缆线的有线网络而被连接到管理计算机300。
当AP 100尝试从位置被检测到的多个标签200之中选择一个，并与所选标签200通信时，第一控制器150使用唤醒选择信息(例如，唤醒ID)形成发射信号，并且将该发射信号发射到第一发射信号处理单元130。
第一发射信号处理单元130通过第二信号分离器115和第一信号分离器110将被处理成RF信号的信号发射到第一天线到第四天线101到104。
标签200存储从AP 100接收到的唤醒选择信息。
此后，第一控制器150从存储在存储器中的多条标签100的唤醒选择信息中提取标签200的唤醒选择信息用于通信，然后将唤醒选择信息发射到第一PAM 135。然后，第一PAM 135将标签200的唤醒选择信息放大成具有可发射大小的信号，并将放大后的信号发射到RF辐射单元125。
RF辐射单元125包括调制器、增益放大器、包络检测器和积分电路中的至少一个，并且将由第一锁相环电路140所供给的振荡信号转换成能量信号。
由于能量信号必须适合于RFID信号标准，所以第一控制器150将功率电平信息发射到第一PAM 135，并且第一PAM 135将由第一锁相环电路140发射的振荡信号放大成具有预定电平的信号。
当为了追踪标签200的位置而执行载波簇射时，RF辐射单元125可以只产生能量信号。另外，当标签200被选择为唤醒时，RF辐射单元125可以将标签200的唤醒选择信息和能量信号结合成为单个信号。
以休眠模式进行操作的标签200，接收与唤醒选择信息结合的能量信号，并分析唤醒选择信息，以从休眠模式切换到唤醒模式。处于唤醒模式中的标签200与AP 100通信。
下面将说明第一接收信号处理单元120。
当接收到来自第二信号分离器115的信号时，第一LNA 121尽可能抑制噪声分量以放大信号，当信号被低噪声放大时，第一滤波器滤除噪声分量。
第一平衡-不平衡变换器电路123从经滤波的信号中提取I信号(例如，“Esin
Figure GPA00001139292500091
”)和Q信号(例如，“Ecos
Figure GPA00001139292500092
”)。
第一平衡-不平衡变换器电路123的输出端被连接到形成双混频器的第一混频器124和第二混频器125。第一混频器124通过将第一锁相环电路140的振荡信号与I信号混频来合成具有90度相位差的两个I基带信号(I+信号和I-信号)。第二混频器125通过将上述振荡信号与Q信号混频，合成具有90度相位差的两个Q基带信号(Q+信号和Q-信号)。
第一解调器126包括模数转换器(ADC)，以将I基带信号和Q基带信号解调成具有多个极性的数字信号。
下面将说明第一发射信号处理单元130。
调制器133将从第一控制器150接收的数字发射信号与从第一锁相环电路140接收的振荡信号合成，以将数字发射信号调制成模拟发射信号。此时，调制器133采用直接序列扩频(DSSS)方案。调制器133可以根据如下各项执行调制：用于传感器节点之间通信的IEEE 802.15.4、IEEE802.15.4a、IEEE 802.154b和IEEE 802.15.5，用于资源管理和数据格式的USIS和传感器ML，以及用于传感器接口的IEEE 1451。
第二PAM 132将发射信号放大，使得发射信号可以被输出。此后，当发射信号经过第二滤波器131然后被传送到第二信号分离器115时，伪信号将被从发射信号中去除。
图3是示出近场射频通信系统中的从RFID/USN装置200的控制框图。
如图3所示，根据实施例的从RFID/USN装置200包括：第五天线201、第三信号分离器205、第一信号耦合器210、电压振荡电路240、能量存储单元245、信号测量单元250、第二控制器160、模式控制器265、存储器270、第二接收信号处理单元220、第二发射信号处理单元230、电源255、以及第二锁相环电路275。
第二接收信号处理单元220包括：第二低噪声放大器221、第三滤波器222、第二平衡-不平衡变换器电路223、第三混频器224、第四混频器225、以及第二解调器226。第二发射信号处理单元230包括：第四滤波器231、第三功率放大模块232、第二信号耦合器233、第一调制器234、以及第二调制器235。
由于第二接收信号处理单元220和第二发射信号处理单元230，除了处理后的信号的类型之外，分别与第一接收信号处理单元120和第一发射信号处理单元130具有相似的结构和操作，因此将省略对于重复部分的说明。
当通过第五天线201接收能量信号时，第三信号分离器205将信号路径切换到第一信号耦合器210，第一信号耦合器210耦合能量信号并将能量信号发射到电压振荡电路240。
第三信号分离器205分别地传送发射信号和接收信号。接收信号被传送到第一信号耦合器210，来自第二发射信号处理单元230的发射信号被传送到第五天线201。例如，第一信号耦合器210可以通过使用耦合电容器或方向耦合器来实现。
电压振荡电路240使用能量信号的传输能量来产生第一功率。电压振荡电路240可以包括以多级而连接到彼此的多个电容和多个调谐二极管，以顺序地将从第五天线201接收的RF信号整流成DC电压，同时提高DC电压。
具有预定电压电平的调制波形的第一功率，被存储在能量存储单元245中，以用作模式控制器265的操作功率。在这种情况下，能量存储单元245可以通过使用相对大的电容器来实现。
第一功率被传送到第一调制器234，并且在第一调制器234中处理的第一模拟信号作为响应代码被包含在第一功率的调制波形中。发射信号通过反向散射方案被发射。
第一调制器234将数字发射信号调制成第一模拟信号。例如，第一模拟信号可以通过直接序列扩频(DSSS)方案被产生。第一调制器234可以通过使用整流器、低通滤波器和电平检测器来实现。
信号测量单元250检测能量信号的功率电平，并且将被检测信号发射到第二控制器260。详细地，信号测量单元250输出作为正比于dB值的DC电压信号的高频能量信号，从而扩展了具有可接收功率电平的信号的灵敏度范围。换句话说，这样的信号测量单元250可以通过使用对数放大器来实现，以输出能量信号作为DC电压信号以产生被检测的信号，其中该能量信号以模拟信号的形式被耦合。
图4是示出根据一个实施例的在RFID/USN装置200中接收的根据距离的能量信号的曲线。图5是示出根据一个实施例的在RFID/USN装置200中的基于根据距离的能量信号所产生的功率的曲线。
如图4所示，当标签200位于AP 100的覆盖区域中时，在标签200中接收具有电压电平V4到V4的能量信号E1。当标签200位于AP 100的覆盖区域外时，在标签200中接收具有电压电平V3到V3的能量信号F1。
例如，上述V4可以具有大于20mW的电压电平，V3可以具有小于20mW的电压电平。
因此，由于能量信号的强度根据标签200的位置而变化，则在预定时间t1由电压振荡电路240产生的第一功率的强度被改变，如图5所示。
当使用能量信号E1来产生第一功率E2时，在预定时间t1第一功率E2具有电压强度V2。另外，当使用能量信号F1来产生第一功率F2时，第一功率F2具有比电压强度V2小的电压强度V1。
电压振荡电路240通过在时间t1提高能量信号的电压，来产生第一功率。
第二控制器260对第一功率与基准值进行比较。如果第一功率大于基准值，则第二控制器260通过对电源255进行操作来切换到唤醒模式，并且将标签识别信息和标签信息发射到AP 100以进行通信。基准值可以是大约2.1V的V1。如果第一功率小于基准值，则第二控制器260创建等待状态信息，并且将该等待状态信息发射到AP 100。
在发射等待状态信息之后，第二控制器260切换到休眠模式，不对电源255进行操作。电源255包括电池或电压调节器，并将第二功率供给到标签200的每一个部件。
第二调制器235将数字发射信号调制成第二模拟信号。第二模拟信号可以基于四象限相移键控方案来产生。第二调制器235包括多个混频器、多个加法器或者多个正交信号转换器中的至少一个，并且通过将发射信号的相位改变90度，来将发射信号转换成结合四个信号(I+、I-、Q+和Q-)的信号。
第二锁相环电路275将信号调制或信号混频所需的振荡信号供给到第一调制器234、第二调制器235、第三混频器224或第四混频器225。第二信号耦合器233通过一条线路来耦合第一调制器234和第二调制器235中处理后的发射信号，然后将这些发射信号传送到第三功率放大模块232。  
同时，当唤醒选择信息被接收到时，具有唤醒选择信息的能量信号或阅读器信号通过第一信号耦合器210被传送到第二接收信号处理单元220。
传送到第二接收信号处理单元220的能量信号或阅读器信号被解调成数字信号，然后被传送到第二控制器260。  
第二控制器260通过分析上述数字信号来对唤醒选择信息进行编码，然后将唤醒选择信息传送到模式控制器265。
模式控制器265通过在存储器270中存储唤醒选择信息来管理唤醒选择信息。
此后，第二控制器260产生表示唤醒选择信息被成功辨认的响应代码，并通过使用该响应代码来形成发射信号。然后，第二控制器260将该发射信号发射到AP 100。
当响应代码没有被接收到，或者唤醒选择信息被改变时，AP 100可以周期性地发射包括唤醒选择信息的阅读器信号。
唤醒选择信息可以被包括在能量信号中，然后通过载波簇射方案被发射，或者可以按阅读器信号的形式被发射。
根据一个实施例，休眠模式表示：标签200的除了被第一功率驱动的模式控制器265之外的组件都被停止。唤醒模式表示：电源255进行操作，模式控制器265的控制权限被转移到第二控制器260，并且剩余的组件正通过第二功率进行操作。
当AP 100发射标签200的唤醒选择信息以及能量信号，以激活要求通信的标签200时，电压振荡电路240产生第一功率，并将第一功率供给到第二接收信号处理单元220和处于休眠模式的模式控制器265。
第二接收信号处理单元220对唤醒选择信息进行解调，将唤醒选择信息传送到模式控制器265，并且模式控制器265对存储在存储器270中的唤醒选择信息与从第二接收信号处理单元220传送的唤醒选择信息进行比较。如果这两条唤醒选择信息彼此相同，则模式控制器265辨认出AP100请求通信，并对电源255进行操作以将第二功率供给到包括第二控制器260在内的剩余的组件。换句话说，标签200通过AP 100的唤醒选择信息以唤醒模式进行操作。
已接收到来自模式控制器265的控制权限的第二控制器260，控制每一个部件，并对RFID通信协议进行处理以与AP 100通信。
已经切换到唤醒模式的第二控制器260产生报告可以进行通信的响应代码，并将响应代码以及标签识别信息传送到AP 100。
当接收到来自AP 100信息请求信号时，第二控制器260将标签信息和标签识别信息发射到AP 100。
在这里所说明的实施例的例子，旨在提供对各种实施例的结构的一般理解。这些例子并不旨在起到如下作用：对利用在这里所说明的结构或方法的设备和系统的全部要素和特征的完整说明。本领域技术人员在审阅本公开时，许多其他实施例可以是明显的。根据本公开可以利用和推导出其他实施例，从而可以在不偏离本公开范围内进行结构的和逻辑的替代和改变。另外地，这些例子仅仅是表示性的，可以不按比例绘制。在这些例子内的某些比例可能被放大，而其他比例可能被最小化。因此，本公开和附图被认为是示例性的而非限制性的。上述公开的主题被认为是示例性的，而非限制性的。所附权利要求是旨在覆盖落入本发明真正精神和范围内的所有此类修改、增进和其他实施例。
工业应用性
本发明可应用于近场射频通信系统。

Claims (15)

1.一种近场射频通信系统，包括：
主RFID/USN装置，包括多个天线以通过所述天线顺序地簇射能量信号；以及
从RFID/USN装置，使用所述能量信号来产生第一功率，检测所述第一功率的功率电平，并将基于所述功率电平所创建的信息发射到所述主RFID/USN装置，
其中，所述主RFID/USN装置通过判定用来与所述从RFID/USN装置通信的天线来创建所述从RFID/USN装置的与方向有关的第一位置信息，并使用基于所述功率电平所创建的信息来创建所述从RFID/USN装置的与距离有关的第二位置信息。
2.根据权利要求1所述的近场射频通信系统，其中，如果所述第一功率的功率电平超过基准值，则所述从RFID/USN装置通过对电源进行驱动而以唤醒模式进行操作以发射标签识别信息和标签信息，如果所述第一功率的功率电平小于或等于所述基准值，则所述从RFID/USN装置以休眠模式进行操作以发射等待状态信息。
3.根据权利要求2所述的近场射频通信系统，其中，如果所述标签识别信息和所述标签信息被接收到，则所述主RFID/USN装置创建表示所述从RFID/USN装置位于覆盖区域中的所述第二位置信息，如果所述等待状态信息被接收到，则所述主RFID/USN装置创建表示所述从RFID/USN装置位于所述覆盖区域之外的所述第二位置信息。
4.根据权利要求1所述的近场射频通信系统，包括管理计算机，所述管理计算机通过接收来自所述主RFID/USN装置的所述第一位置信息和所述第二位置信息来创建标签位置信息，通过在统计上处理所述标签位置信息而在数据库中存储所述标签位置信息，并将所述标签识别信息和所述标签位置信息发射到其他主RFID/USN装置。
5.根据权利要求4所述的近场射频通信系统，其中，多个所述主RFID/USN装置被提供，以及
所述管理计算机基于所述主RFID/USN装置的位置来创建阅读器坐标信息，并通过将与所述主RFID/USN装置通信的所述从RFID/USN装置的位置与所述阅读器坐标信息相匹配来创建标签坐标信息。
6.根据权利要求1所述的近场射频通信系统，其中，所述主RFID/USN装置将所述第一位置信息和所述第二位置信息以及标签识别信息发射到其他主RFID/USN装置，使得所述其他主RFID/USN装置与所述从RFID/USN装置通信。
7.根据权利要求1所述的近场射频通信系统，其中，所述主RFID/USN装置将唤醒选择信息发射到所述从RFID/USN装置，所述唤醒选择信息被用于激活所述从RFID/USN装置的操作，以及
如果所述唤醒选择信息被首次接收到，则所述从RFID/USN装置在存储器中存储所述唤醒选择信息。
8.根据权利要求1所述的近场射频通信系统，其中，所述从RFID/USN装置包括：
存储器，存储第一唤醒选择信息；
第二控制器，根据所述第一唤醒选择信息以唤醒模式进行操作以处理通信协议；以及模式控制器，通过所述第一功率进行操作，并对接收到的来自所述主RFID/USN装置的第二唤醒选择信息与存储在所述存储器中的所述第一唤醒选择信息进行比较，以在所述第二唤醒选择信息与所述第一唤醒选择信息相同的情况下对电源进行操作，从而将所述第二唤醒选择信息发射到所述第二控制器。
9.根据权利要求8所述的近场射频通信系统，其中，所述从RFID/USN装置创建第一响应代码并将所述第一响应代码发射到所述主RFID/USN装置，所述第一响应代码报告所述第一唤醒选择信息被成功地接收到并被存储在所述存储器中。
10.根据权利要求9所述的近场射频通信系统，其中，所述从RFID/USN装置创建第二响应代码，所述第二响应代码报告所述第二唤醒选择信息被接收到，并且所述从RFID/USN装置以唤醒模式进行操作以将所述第二响应代码发射到所述主RFID/USN装置，以及
如果所述第二响应代码被接收到，则所述主RFID/USN装置将信息请求信号发射到所述从RFID/USN装置以进行RFID通信。
11.根据权利要求8所述的近场射频通信系统，其中，所述主RFID/USN装置发射所述第二唤醒选择信息以及所述能量信号，以及
所述从RFID/USN装置包括电压振荡器，所述电压振荡器基于所述能量信号来创建所述第一功率，并将所述第一功率传送到所述模式控制器。
12.根据权利要求1所述的近场射频通信系统，其中，所述主RFID/USN装置包括：
多个天线；
第一锁相环电路，产生振荡信号；
第一接收信号处理单元，通过使用所述振荡信号来处理接收信号；
第一发射信号处理单元，通过使用所述振荡信号来处理发射信号；
RF辐射单元，通过使用所述振荡信号来产生所述能量信号；
第一信号分离器，切换所述天线；以及
第二信号分离器，将所述第一信号分离器切换到所述第一接收信号处理单元、所述第一发射信号处理单元和所述RF辐射单元中的一个。
13.根据权利要求1所述的近场射频通信系统，其中，所述从RFID/USN装置包括：
第三信号分离器，用于对所述天线的信号路径进行分支；
第二接收信号处理单元，电连接到所述第三信号分离器以处理接收信号；
第二发射信号处理单元，电连接到所述第三信号分离器以处理发射信号；
电压振荡器，电连接到所述第三信号分离器以将所述能量信号转换成所述第一功率；
信号测量单元，检测所述第一功率的功率电平；以及
第二控制器，根据所述信号测量单元所检测到的功率电平来创建所述信息。
14.根据权利要求1所述的近场射频通信系统，其中，所述主RFID/USN装置通过使用全功能装置(FFD)ZigBee模块或个人区域网络(PAN)协调器ZigBee模块而被实现，以及
所述从RFID/USN装置通过使用简化功能装置(RFD)ZigBee模块而被实现。
15.根据权利要求1所述的近场射频通信系统，其中，所述主RFID/USN装置包括RFID/USN阅读器、路由器和协调器中的至少一个，以及
所述从RFID/USN装置包括RFID标签和传感器节点中的至少一个。
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