CN102483797B - 无线射频识别的阅读器、系统、以及调节阅读器发送功率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无线射频识别阅读器，其包括：发送工具(110)，其用于产生与无线射频识别应答器(108)进行感应耦合的场；测量所述场的场强的测量工具(116)；根据所测量的场强调节发送功率的调节工具(112)。

Description

无线射频识别的阅读器、系统、以及调节阅读器发送功率的方法
技术领域
本发明涉及一种无线射频识别(RFID)阅读器、一种带无线射频识别阅读器和文件的无线射频识别系统、一种用于调节无线射频识别阅读器发送功率的方法以及计算机程序产品。
背景技术
现有技术中已经公开了公开了多种无线电识别系统，也称之为无线射频识别系统。现有技术中已知的无线射频识别系统都是通过在无线射频识别阅读器和无线射频识别应答器之间通过电感耦合建立通讯。同样，已知的无线射频识别令牌也是不带自有电源的被动无线射频识别应答器。而被动无线射频识别应答器运行时需要通过电感耦合从无线射频识别阅读器产生的场中提取电能。
已知的无线射频识别系统一般至少包括一应答器(Transponder)和一无线射频识别阅读器，也就是发送接收单元。应答器也可以称为无线射频识别标签(Etikett)、无线射频识别芯片、无线射频标识符(Tag)、无线射频标记(Label)或者无线电标签；发送接收单元也可以称为阅读器。
储存在无线射频识别应答器中的数据可通过磁转换场来使用，在较低频率时通过近场电感操作。
一般而言，无线射频识别应答器包括一个微芯片和一根天线，其可安装在支架或外壳中，或者压印在基板上。与被动无线射频识别应答器不同，主动(或称有源)无线射频识别应答器则还配有电源，如一节电池。
无线射频识别应答器可用于不同的文件，特别是芯片卡，如电子钱包或电子票证，或者纸基文件，如有价文件和安全文件，特别是钞票和证明文件。
例如，DE 201 00 158 U1公开了由叠层的和/或注塑的塑胶制成的识别卡和安全卡，其整合有一个带天线的半导体来执行无线射频识别方法。另外，DE 10 2004 008 841 A1则公开了书本式有价文件，如护照，其包含一个应答器单位。
现有技术中这种安全文件或者有价文件部分是以芯片卡的形式实现的。其可以配备一个无线射频识别接口。例如，相应的芯片卡通讯协议和方法可以参照标准ISO14443的要求。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种改良的无线射频识别阅读器、一种无线射频识别系统、一种用于调节无线射频识别阅读器之发送功率的方法以及相应的计算机程序产品。
上述本发明的目的可由各独立权利中所记载的技术方案来实现；而从属权利要求中则给出了本发明的优选实施方式。
根据本发明一具体实施方式，无线射频识别阅读器具有发送工具，用于生成与无线射频识别应答器建立电感耦合的场。无线射频识别阅读器包含测量工具，用于测量场的场强；还包含一个调节工具，以根据测量的场强来调节发送功率。
本发明的具体实施方式的特别优势在于，可以减少无线射频识别阅读器的功率消耗。与现有技术的无线射频识别阅读器不同的是，本发明无线射频识别阅读器不是通过恒定的发送功率来运行的，而是根据所测量的场强来调整发送功率。因为测量出的无线射频识别应答器的存在或者不存在的场强取决于实际累积的感应负荷，发送功率可以配合无线射频识别应答器实际需要的功率，这样平均下来就可以减少功率消耗。
根据本发明一具体实施方式，调节工具是如此设置的，发送工具以第一发送功率运行，这样在没有感应负荷的情况下得到了第一场强，其中，测量出的场强与第一阈值进行比较，如果低于第一阈值，则发送工具就以第二发送功率运行，其中，第二发送功率大于第一发送功率。
本发明的具体实施方式的特别优势在于，可以减少无线射频识别阅读器的功率消耗。只要没有无线射频识别应答器处于发送工具的有效范围内，无线射频识别阅读器就以第一发送功率运行。无线射频识别阅读器通过下降场强，来侦测无线射频识别应答器是否处于发送工具的有效范围内，其中，测量的场强与第一阈值进行比较。
在电感耦合的基础上，无线射频识别应答器为发送工具形成负荷，其在第一发送功率恒定的情况下导致测量场强的降低。因此发送功率提高到第二发送功率，为无线射频识别应答器提供足够的功率。
这种方式的特别优势在于，无线射频识别阅读器可以以最低的第一发送功率运行，只要没有无线射频识别应答器处于发送工具的有效范围内；只有当无线射频识别应答器处于发送工具的有效范围内时，则发送功率必须提高至第二发送功率。
这一点最大的优势在于，如果无线射频识别阅读器是一款电池驱动的阅读器，可以大大延长电池的使用寿命。特别的是，无线射频识别阅读器可以整合进一个便携式电子设备中，如移动手机，特别是所谓的智能手机、私人数字助理(PDA)、便携式电脑，特别是笔记本电脑。
根据本发明一具体实施方式，无线射频识别阅读器可以与一个便携式电子设备连接，使用便携式电子设备的电池中的电能。无线射频识别阅读器或者便携式电子设备的电池可以是原电池或者是蓄电池。
根据本发明一具体实施方式，第一场强大于或者等于无线射频识别应答器的感应场强(Ansprechfeldstaerke)。
此处，“感应场强”可以理解为使无线射频识别应答器之振子起振所需要的足够的功率耦合进无线射频识别应答器的场强。一方面要减少感应场强，以实现无线射频识别阅读器和无线射频识别应答器之间可靠的数据通讯，也就是说，无线射频识别应答器针对通过感应场强所发送的无线射频识别阅读器的请求，回答其正确与否。感应场强小于无线射频识别应答器的驱动场强。
此处，无线射频识别应答器的“驱动场强”的意思是在无线射频识别阅读器和无线射频识别应答器之间足以建立数据通讯的场强。无线射频识别令牌针对通过无线射频识别阅读器的驱动场强发送的请求(要求)回复其正确与否。
此处，无线射频识别阅读器的“发送功率”理解为发送工具的功率损耗。第一发送功率可以在10mW和50mW之间。第一场强小于1.5A/m，特别是0.5-1A/m。第二发送功率在90mW和110mW之间，特别是100mW，或者是在190mW和210mW之间，特别是200mW。第二场强大于1.5Am，特别是最大到2.5A/m，如2Am。
根据本发明一具体实施方式，调节工具是如此设置的，当发送功率增加到第二发送功率后，测量的场强与第二阈值进行比较。如果测量的场强低于第二阈值，则意味着感应负荷加大，例如在接入了一个或者多个无线射频识别应答器或者无线射频识别文件的使用设备时，或者使用设备的功率消耗增加时。为了提高耦合功率，发送功率要提高到第三发送功率，如超过600mW。所得到的第三场强则可以超过6A/m。
根据本发明一具体实施方式，发送功率提高到第三发送功率后，将测量的场强与第三阈值进行比较。如果测量的场强超过第三阈值，则发送功率降低至第一发送功率。
无线射频识别应答器设置在发送工具的有效范围外，感应负荷就会取消，这样，就会超过第三阈值，从而相应地提高测量场强。正是因为这样，无线射频识别应答器到无线射频识别阅读器之间的侦测距离就会退回到其基本状态。也就是说，按第一发送功率运行，以侦测无线射频识别应答器是否重新退回到发送工具有效范围内。
根据本发明一具体实施方式，当测量的场强低于无线射频识别阅读器的第一阈值时，就向无线射频识别应答器反复发送请求。此时就一步步提高发送功率，直到无线射频识别阅读器接收到无线射频识别应答器针对其请求所提供的正确回复。在这种情况下，调整的发送功率可能在无线射频识别阅读器和无线射频识别应答器之间建立数据通讯；也就是说，调整了发送功率后，无线射频识别阅读器则以无线射频识别应答器的驱动场强运行。“请求”可以理解为命令或者要求，如根据标准无线射频识别数据通讯方法所提出的要求。
根据本发明一具体实施方式，如果无线射频识别阅读器和无线射频识别应答器之间进行数据通讯时得到从无线射频识别应答器发出的一个或者多个不正确的回复时，可以调整发送功率。在这种情况下，发送功率一步步提高，直到再次从无线射频识别应答器接收到针对无线射频识别阅读器的要求所回复的正确答复。如果在数据通讯期间接通无线射频识别应答器或者文件的一个或者多个使用设备，这种对发送功率的后调整就特别需要了。
根据本发明一具体实施方式，当无线射频识别阅读器和无线射频识别应答器之间进行数据通讯时，可以尝试着降低发送功率，因为期间可能会降低感应负荷，特别是当关闭一个或者多个使用设备时，或者是降低功率消耗时。例如，发送功率会一步步地重新降低，直到针对无线射频识别阅读器对无线射频识别应答器的要求、接收到不正确的回复。如果是这种情况，重新一步步提高发送功率，如按一增量予以增加，直到针对无线射频识别阅读器的要求、重新得到无线射频识别应答器的正确回复。尝试着减少发送功率可以根据预定的时间间隔如几秒或者几分钟来执行，或者当从无线射频识别阅读器发送出来的得到正确回复的要求达到一定数量时。
根据本发明一具体实施方式，当测量的场强低于第一阈值之后，发送功率根据预置的发送功率增量逐步提高。发送功率按发送功率增量逐步提高，相应地导致场强也按一定的场强增量提高，其可由无线射频识别阅读器测量到。如果场强增量大于或者等于阈值增量，则继续提高发送功率，直到场强增量小于阈值增量。
同样地，如果场强增量小于阈值增量，也就意味着无线射频识别应答器为无线射频识别阅读器所形成的感应负荷大大提高了。这样大幅度提高感应负荷取决于，由于逐步提高发送功率，耦合在无线射频识别标签中的电压增加了，激活了无线射频识别应答器的过压保护，从而大幅度提高负荷。这样，发送功率最少要降低一个电压增量，其中，在调整的发送功率下，无线射频识别应答器中耦合一个最大的电功率。由此所产生的场可以通过无线射频识别阅读器进行测量，所测量的场强可以作为发送功率后调整的额定大小。
另一方面，本发明还涉及一种无线射频识别系统，其包括根据本发明所设计的阅读器的具体实施方式、以及包含无线射频识别应答器的文件。
根据本发明，“文件”特别理解为纸制和/或塑胶制文件，特别是有价证件或者安全文件，例如证明文件，特别是旅行护照、身份证、签证及驾驶证、机动车证、机动车运单、公司证明、健康卡或者其它ID文件以及芯片卡、支付工具，特别是钞票、银行卡和信用卡、货运单或者其它权利证明。
根据本发明一具体实施方式，在文件中整合了被动无线射频识别应答器。也就是说，文件没有自己的电源，特别是没有原电池。对于文件来说，其最大的优势在于，因为不需要换电池，所以相对延长了文件的有效期。特别是对于一些高级别文件，这种方式具有优势。
根据本发明一具体实施方式，文件至少可以接通一个使用设备，例如一个显示设备或者一个感应器。
显示设备可以是电泳显示器、电色显示器、电润湿显示器、双稳态显示器、转动元件显示器、LCD显示器或者OLED显示器。显示设备可以整合在卡的主体中和/或与无线射频识别应答器形成一个结构单元。显示设备也可以通过电功率在证件主体内与无线射频识别应答器连接，以便通过无线射频识别应答器使用电能。
电子使用设备可以是感应器，例如获取生物特征和/或提供Manipulandum，以实现用户接口。例如，感应器可以是指纹感应器或者照相机，来捕捉用于脸部生物特征的扫描。
同样，感应器也可以整合在文件体中作为单独的部件，或者与无线射频识别应答器一起在结构上构成一个单元。
在文件中整合无线射频识别应答器、显示设备和/或感应器，可参照现有技术，例如WO 2009/062853,WO 2009/062869,WO2009/062860,WO 2009/062870,WO 2009/062861,WO 2009/062827,WO 2009/062892,WO 2009/062893,WO 2009/062788,WO2009/062810,WO 2009/062855,WO 2009/053249,WO 2009/062832。
根据使用情况，接通或者关闭一个或者多个无线射频识别应答器的使用设备，在时间上相应地会出现功率需求的变化，因其必须耦合进无线射频识别应答器。另外，在运行使用设备时，其功率消耗也是波动的，例如，发射型显示器的功率消耗取决于正在播放的图片。
本发明的具体实施方式的特别优势在于，因为耦合进无线射频识别应答器中的功率取决于无线射频识别应答器的实际功率需求，所以只需要耦合进无线射频识别应答器同样多的功率，也就是实际所需功率。如果只需要驱动无线射频识别应答器的处理器，那么比使用设备所需要的能量更少。这样，就可以从文件方面避免浪费能量以及输出更大的损耗功率。
再一方面，本发明还涉及用于调整无线射频识别阅读器之发送功率的方法，其包括如下步骤：以第一发送功率运行无线射频识别阅读器，只要无线射频识别应答器不在发送工具的有效范围内，就调节第一场强；测量场强，以检测无线射频识别应答器是否处于发送工具的有效范围内，其中，如果无线射频识别应答器处于发送工具的有效范围内，测量的场强就降低至第一阈值之下；以及当测量的场强低于第一阈值时，就以第二发送功率运行无线射频识别阅读器，其中，第二发送功率大于第一发送功率。
再一方面，本发明还涉及一种计算机程序产品，特别是数字存储媒介，其带有可执行的程序指令，以执行根据本发明方法的具体实施方式。
下面借助附图，来详细描述本发明的优选实施方式。其中：
附图说明
图1是本发明所设计的无线射频识别系统的一具体实施方式的方框图；
图2是本发明所设计的无线射频识别阅读器的一具体实施方式的电路图；
图3是本发明所设计的无线射频识别阅读器的另一具体实施方式的电路图；
图4是本发明方法的一具体实施方式的流程图；
图5是本发明方法的另一具体实施方式的流程图；
图6是整合有ID令牌的文件的一具体实施方式的方框图；
图7是本发明方法的又一具体实施方式的流程图。
具体实施方式
下面的不同具体实施方式中，相应的元件采用相同的标记。
图1显示的是无线射频识别系统100。无线射频识别阅读器102和整合有无线射频识别应答器108的文件134属于无线射频识别系统100。无线射频识别阅读器102具有至少一根天线104，其用于与无线射频识别应答器108的天线106进行电感耦合。
另外，无线射频识别阅读器102具有一个发送器110，其与天线104连接；还有一个调节器112，其用于调节发送器110的发送功率。另外，天线104与接收器114相连。
无线射频识别阅读器102还具有一个部件116，其与天线104连接，用来测量由无线射频识别阅读器102所产生的场强。部件116产生信号118，其被输入调节器112，作为执行调节工作的测量大小。
无线射频识别应答器108包括一个处理器120，用来执行程序指令122；还具有一个存储器124，用来储存数据126。存储器124是指非闪存的存储器。通过执行程序指令122，处理器120读取数据126，并将其发送给无线射频识别阅读器102。为了防止对数据的非法阅读，可以设置基本访问检查和/或扩展访问检查，这可以参照现有技术(例如，可参照DE 10 2005 025 806)。
无线射频识别应答器还具有至少一个使用设备128。使用设备128可以是显示设备或感应器(传感器)。使用设备128具有变化的功率消耗。例如，使用设备128可以接通和关闭，其中，处理器通过执行程序指令122，生成相应的开关信号。
例如，使用设备可以是整合在文件134中的OLED显示器。在这种情况下，无线射频识别阅读器102向无线射频识别应答器108发送请求，要求显示图片，例如文件100携带者的护照照片。通过执行程序指令122，接通使用设备128，也就是显示器，用来控制播放储存在存储器124中的相应的图片数据。显示器的功率消耗取决于所播放的图片，特别是当显示器是一种发射型显示器时。
处理器120通过线路130与天线106连接。同样，使用设备128也通过线路132与天线106连接。
天线106、处理器120、存储器124和/或使用设备128可以形成分立的部件，或者可全部整合成一个线路，或者部分整合成一个线路。
天线104和106用于进行电感耦合，天线104是第一面(原始侧)，天线106可以是第二面(感应侧)，也就是负荷。发送器110是如此设置的，天线104产生一个载波为例如13.56MHz的磁场。载波电感耦合进天线106，这样在天线106上就产生了电压，它通过线路130或者132提供给处理器120，如果接通了使用设备，也提供给使用设备128。
无线射频识别应答器108整合在文件134中。文件134可以是电子身份证，或者其它的电子证明文件。无线射频识别应答器108整合在文件134的文件主体中。文件134可以是分页的，无线射频识别应答器108就形成了文件134中的一页。
无线射频识别阅读器102优选是一个可携带式电池驱动设备。无线射频识别阅读器102可以是一个带有其它功能的可携带电池驱动设备的组成部分，例如移动电话、用于官方机构的无线电设备等。
只要文件134不在无线射频识别阅读器102的天线104的有效范围内，也就是不在20cm至30cm的距离内，发送器110就由最小的第一发送功率运行，其可以通过调节器112来设置。在第一发送功率的基础上，天线104在无线射频识别应答器108的感应场强范围内产生具有第一场强的场。另外，通过部件116可以持续地测量场强，相应的场强值通过信号118输入调节器112。
调节器112是如此设置的，其将由部件116所测量的场强与第一阈值进行比较。只要调节器接收到一个具有所测量场强的测量值的信号118，并且其小于第一阈值，调节器112就会提高发送器110的调节器112至第二发送功率。
如果文件134处于天线104的有效范围内，天线104和106之间的电感耦合就足够强。由无线射频识别阅读器102所产生的耦合进无线射频识别应答器中的能量就足够用于处理器120或者处理器120的具有时钟信号的振荡器。由此，感应负荷增加，使得场强降到第一阈值以下。部件116捕捉场强的降低情况，并且向调节器112发送信号，紧接着发送功率增加到第二发送功率，使得通过无线射频识别阅读器102产生处理器120正常工作所需要的第一驱动场强的场。当发送功率提高到第二发送功率后，调节器112则检测部件116测量的场强是否低于第二阈值。另一种方案或者可以补充的是，驱动场强作为调节发送功率的额定大小，继续测量场强。
例如，发送器110可以发送请求给无线射频识别应答器108，要求从存储器124中读取数据126。该请求通过天线106由无线射频识别应答器108接收，并通过执行程序指令122来处理。通过执行程序指令122从存储器124中读取数据126，并给无线射频识别阅读器102发送带有数据的回复。这样，可以要求执行基本访问检查和/或扩展访问检查方法，以防止数据126受到非法读取。无线射频识别应答器108的回复将通过天线104由无线射频识别阅读器102的接收器114接收。
例如，可以设置读取数据126的前提条件，例如对文件134的携带者进行生物认证。在这种情况下，使用设备128可以是指纹感应器，以捕捉文件134携带者的指纹。接收到无线射频识别阅读器102读取数据126的请求后，执行程序指令122，接通使用设备，以对对文件134携带者进行生物认证，也就是捕捉其指纹。
接通使用设备128后，感应负荷继续增加，场降到第二阈值以下。这些情况都被部件116捕捉到，并发送信号给调节器112。调节器112继续提高发送功率到第三发送功率。
在第三发送功率的基础上，无线射频识别阅读器102产生足够强的场来将运行使用设备128所需要的功率，将其耦合进无线射频识别令牌108中。这也可以实现通过使用设备128来捕捉指纹数据。
当指纹数据与储存在存储器124中受保护的存储区中的参考值一致时，则视为通过生物认证，也就可以读取数据126。根据具体实施方式，也可以要求满足其它条件。
将发送功率提高到第二发送功率，由无线射频识别阅读器102所产生的场强提高到第二驱动场强，其中，在无线射频识别应答器108中耦合了足够的功率，处理器120也作为接通的使用设备128来运行。然后调节器检测场强是否超过第三阈值，第三阈值要大于第二驱动场强。
如果文件134离开了无线射频识别阅读器102的有效范围，感应负荷就会降低，场强相应地就会升高，继而会超过第三阈值。由此可以检测到文件134是否远离了无线射频识别阅读器。
接着，调节器112确定以第一发送功率来运行发送器110，无线射频识别阅读器102进入离开状态。此处的具体实施方式中，其最大的优势在于，无线射频识别阅读器102可以用最小的功率消耗运行，只要没有文件134放在天线104的有效范围内。只有当文件134放置在天线104的有效范围内时，场强就会下降，调节器112侦测到后，提高功率消耗，产生具有第一驱动场强的场。
还有另一种优化无线射频识别阅读器所需功率消耗的方案，即当接通使用设备128时，如果侦测到所测量的场强会退回到第二阈值以下，才需要以较高的第二发送功率来实现第二驱动场强。选择无线射频识别阅读器102的发送功率的条件是，文件134是否处于天线104的有效范围内；如果文件134处于天线104的有效范围内，接通使用设备128就会降低无线射频识别阅读器102的功率消耗，由此会相应地延长无线射频识别阅读器的电池使用寿命。
根据情况来选择发送功率的另一个优势在于，可以根据实际所需将功率耦合进无线射频识别应答器108中。例如，如果只要驱动处理器120，就只要耦合相当少的功率，比另外加上使用设备128所需的功率要小得多。这样，就可以从文件134方面避免浪费能量，输出更大的损耗功率。
图2显示了无线射频识别阅读器102的一具体实施方式的原理电路图。无线射频识别阅读器102具有带天线104的振荡电路136。天线104既用作发送天线，也用作接收天线。
部件116具有一个分压器，其由电阻138和140构成。例如，电阻138是100kΩ，电阻140是1Ω。分压器的中间测量则与包络线检测仪142连接。包络线检测仪142的输出与一个模/数转换器144连接。模/数转换器的输出与调节器112的输入连接。
通过分压器将电压分配给天线104。分压器分配完电压后，包络线检测仪142继续计算所分电压的振幅，根据模/数转换，模/数转换器144输入信号118给调节器112，它表示电压实际值以及由此所产生的场强。
如调节器112可以为微控制器，其具有储存调节参数的存储器146以及用于执行程序指令150的处理器148，它植入了根据本发明调节方法的一具体实施方式。
另外一种方案可以从电路技术上来实现调节，如通过两个比较仪来实现。
在存储器146中储存了用于可调放大器152的放大值，如第一放大值用于设置第一发送功率，第二放大值用于设置第二发送功率，第三放大值用于设备第三发送功率。另外，在存储器146中也可以储存第一阈值、第二阈值和第三阈值。
发出信号的振荡器154用于产生如13,56MHz的载波，放大后由放大器152通过天线104来发送。振荡器154发出的信号通过UND-Gatter 158叠加到数据信号156。数据信号156可以是对无线射频识别应答器108的请求。
无线射频识别阅读器102的接收器140同样也与振荡回路36连接，因为天线104既作为发送天线，也作为接收天线。
接通无线射频识别阅读器102后，开始执行程序指令150。读取第一放大值，发送器110则通过第一发送功率驱动。振荡器154发送的信号也随着天线104的感应场强发出。
通过执行程序指令150，信号118紧接着与第一阈值进行比对。如果低于第一阈值，也就是说文件134位于天线104的有效范围内，就存在感应负荷。紧接着，程序指令150读取第二放大值，相应地来控制放大器152，发送功率也提高到第二发送功率。
振荡器154发送的信号也随着天线104的第一驱动场强发出。无线射频识别阅读器102和无线射频识别应答器108(参照图1)之间建立数据通讯，如通过发送数据信号156。
执行程序指令150，将发送功率提高到第二发送功率，比对信号118，检测场强是否降到第二阈值以下。如果发生这种情况，也就是说感应负荷提高，如接通了使用设备128。接着执行程序指令150，读取第三放大因子，用第三发送功率来驱动发送器110，调整第二驱动场强。
执行程序指令150，比对信号118，检测是否超过第三阈值。如果发生这种情况，也就是说文件100远离天线104的有效范围，由于感应负荷减少，场强增加。紧接着，程序指令150读取第一放大因子，重新设置到第一发送功率。重新将文件134或者另一张原则上结构一样的文件放置到天线104的有效范围内，则重复上述的过程。
图3显示了另一具体实施方式，它与图2的具体实施方式的区别在于，天线104只作为发送天线，另外还有一根天线105，只作为接收天线。分压器在这个具体实施方式里面与天线105连接，以测量天线105上的场强。
图4是相应的流程图。第200步，无线射频识别阅读器用最小场强来驱动，也就是通过第一发送功率来驱动，它产生的感应场强。如果整合有无线射频识别应答器的文件放入无线射频识别阅读器的有效范围内，将测量的场强与第一阈值进行比对(第202步)，就会检测到场强下降到无线射频识别阅读器的第一阈值以下。侦测之后，进行第204步。在第204步，发送功率提高到第二发送功率，如通过调整第二驱动场强。在相反的情况下，无线射频识别阅读器继续通过第二发送功率来驱动。
第206步，检测测量的场强是否降到第二阈值以下。如果不是这种情况，无线射频识别阅读器继续通过第二发送功率来驱动；如果是相反的情况，在第208步将发送功率提高到第三发送功率。
第210步检测场强是否超过第三阈值。如果不是这种情况，无线射频识别阅读器继续通过第三发送功率来驱动；相反情况下，控制退回到第200步，无线射频识别阅读器又通过第一发送功率来驱动，因为侦测到文件远离无线射频识别阅读器的有效范围。
这种方法可以通过调节器112在图2和图3的具体实施方式中实施。
图5显示了本发明方法的另一具体实施方式，其中第200步到第204步与图4中的具体实施方式一样。第204步之后的第306步中，发送一个或者多个请求给文件，如当不清楚文件类型时发送请求A和请求B。
这种请求可以参照图2和图3的具体实施方式，作为数据信号256来发送。第308步，无线射频识别阅读器检测接收器114是否接收到文件的无线射频识别应答器针对请求的正确回复。如果是这种情况，在第300步与无线射频识别应答器建立数据通讯，如无线射频识别阅读器反复发送请求给无线射频识别应答器。
如果在第308步的检测中，没有收到回复或者没有收到正确的回复，则继续到第312步，提高场强，如根据预设的增量来提高场强。场强的增量可以是0,5A/m。放大器152(参照图2和图3中的具体实施方式)的放大因子也以相应的增量来提高，以些来以场强增量提高场强，相应地就会提高发送功率。放大因子的增量与发送功率的增量相对应，其可以储存在调节器112的存储器146中。
第314步，无线射频识别阅读器重新发送请求，第316步重新检测是否接收到正确的回复。如果又不是这种情况，则又退回到312步，再次提高场强。如果第316步的检测结果相反，得到正确的回复，就进入第310步，为与无线射频识别应答器之间的数据通讯调整足够的驱动场强。
在数据通讯期间，第318步继续进行检测，检测是否针对无线射频识别阅读器的请求没有接收到从无线射频识别应答器发来的回复，或者是否接收到从无线射频识别应答器发来了错误回复。如果是这种情况，在第320步再调整场强，如以0,5Am的增量来提高场强。提高场强之后，退回到310步，继续数据通讯。如果在第320步提高的场强不够，重新退回到第318步的侦测，是否从是否没有接收到从无线射频识别应答器发来的回复，或者是否接收到从无线射频识别应答器发来了错误回复。第320步继续以预设增量来增加场强，直到达到无线射频识别应答器所需功率消耗的足够驱动场强。
在这种情况下，第318步检测是否接收到正确回复，再一次次地尝试降低场强。在预设的时间段内一次或者多次以增量来尝试降低场强，或者在无线射频识别阅读器发送完预定数量的请求后，一次或者多次以增量来尝试降低场强。第322步无线射频识别阅读器发送请求检测降低场强是否还能实现正确的数据通讯。如果针对请求接收到正确的回复，就可以实际降低场强，如继续以一个场强增量来降低场强(第324步)。
如果降低场强没有从无线射频识别应答器接收到回复或者没有接收到正确的回复，又退回到尝试性降低场强，流程直接退回到第322步到第310步。
图6显示了文件134的另一具体实施方式。在该具体实施方式中，天线106和处理器120或者使用设备128之间设置了过压保护158。过压保护158可以是一个电路，其中处理器120或者使用设备128上的电压应该设置了最大值，以避免过高的压力所造成的处理器120或者使用设备128的故障。为此，电路具有一个齐纳二极管160。如果达到处理器或者使用设备128的最大电压值，就会达到齐纳二极管的导通电压。由于达到齐纳二极管的导通电压，由文件134所产生的感应负荷就会大大增加。
图7显示了本发明方法的另一具体实施方式，它特别适合图6所介绍的具体实施方式中的文件类型。
第200步和第202步与图4和图5中的具体实施方式的一致。从第202步到第404步，发送功率以预设的发送功率增量来逐步提高，以提高场强。
第406步，由于以发送功率增量来逐步提高发送功率就测量到场强的增量，第408步与预设的增量阈值进行比对。如果不低于场强增量的增量阈值，场强就会以另一个场强增量一步步地提高，流程在第408步到第404步。
如果相反的是场强增量低于增量阈值，也就是意味着由于过压保护(参照图6中所介绍的具体实施方式的过压保护158)的反作用大大提高了感应负荷。在这种情况下，流程从408步到第410步，场强以一个或者多个场强增量逐步降低场强，以调整驱动场强。
这样所计算出来的运行场接下来用于调整发送功率的额定大小：第412步，继续测量场强，并与额定值比对。如果测量的场强小于额定值，退回到第414步，相应地调整发送功率，也就是说以发送功率增量来一步步提高发送功率。在相反的情况下则在第416步以发送功率增量降低发送功率。通过调整可以保证在振荡的感应负荷中总是达到驱动场强。
附图标记清单
----------------------------------------------
100   无线射频识别系统
102   无线射频识别阅读器
104   天线
105   天线
106   天线
108   无线射频识别应答器
110   发送器
112   调节器
114   接收器
116   部件
118   信号
120   处理器
122   程序指令
124   存储器
126   数据
128   使用设备
130   线路
132   线路
134   文件
136   震荡回路
138   电阻
140   电阻
142   包络线检测仪
144   模/数转换器
146   存储器
148   处理器
150   程序指令
152   放大器
154   振荡器
156   数据信号
158   过压保护

Claims (26)

1.一种无线射频识别阅读器，其包括：
-发送工具(110)，其用于产生与无线射频识别应答器(108)进行感应耦合的场；
-测量所述场的场强的测量工具(116)；
-根据所测量的场强调节发送功率的调节工具(112)；
其中，所述的调节工具是如此设置的，所述的发送工具以第一发送功率运行，得到了第一场强；将所述的第一场强与第一阈值进行比较；如果低于第一阈值，则所述发送工具就以第二发送功率运行；其中，所述第二发送功率大于所述第一发送功率，使得基于所述第二发送功率所得到的第二场强高于所述第一阈值；
其中，所述的第一场强大于或等于所述无线射频识别应答器的感应场强，所述的第一场强小于所述无线射频识别应答器的驱动场强；
其中，所述的第二场强是第一驱动场强。
2.如权利要求1所述的无线射频识别阅读器，其中，所述的第一发送功率在10mW至50mW之间，所述的第一场强在0.5A/m至1A/m之间。
3.如权利要求1所述的无线射频识别阅读器，其中，所述的第二发送功率在90mW至110mW之间。
4.如权利要求3所述的无线射频识别阅读器，其中，所述的第二发送功率是100mW。
5.如权利要求1所述的无线射频识别阅读器，其中，所述的第二发送功率在190mW至210mW之间。
6.如权利要求5所述的无线射频识别阅读器，其中，所述的第二发送功率是200mW。
7.如权利要求1所述的无线射频识别阅读器，其中，所述的第二场强在1.5A/m至2.5A/m之间。
8.如权利要求1所述的无线射频识别阅读器，其中，所述的调节工具是如此设置的，将测量的场强与第二阈值进行比较，如果低于第二阈值，则所述的发送工具以第三发送功率运行，其中，所述的第三发送功率高于所述的第二发送功率。
9.如权利要求8所述的无线射频识别阅读器，其中，所述的第三发送功率至少为600mW；第三场强至少为6A/m。
10.如前述权利要求1-9之一所述的无线射频识别阅读器，其中，所述的发送工具是如此设置的，将测量的场强与第三阈值进行比较，如果高于所述的第三阈值，则所述的发送工具以所述的第一发送功率运行。
11.如前述权利要求1-7之一所述的无线射频识别阅读器，其进一步包括接收工具，以接收所述无线射频识别应答器针对所述发送工具所发送的请求的答复，其中，所述的调节工具是如此设置的，当发送功率低于第一阈值时，分步地提高发送功率，直到接收到所述的无线射频识别应答器针对所述发送工具所发送的请求的正确答复。
12.如权利要求11所述的无线射频识别阅读器，其中，所述的调节工具是如此设置的，分步地减小发送功率，直到没有接收到所述的无线射频识别应答器针对所述发送工具所发送的请求的正确答复；其中，当接收到正确答复，则发送功率至少提高一步。
13.如权利要求1-7之一所述的无线射频识别阅读器，其中，所述的调节工具是如此设置的，当低于第一阈值时，以预定的发送功率增量分步地提高发送功率，并将由发送功率增量所引起的场强增量与阈值增量进行比较，当场强增量大于或者等于阈值增量，则以发送功率增量提高发送功率。
14.如权利要求13所述的无线射频识别阅读器，其中，所述的调节工具是如此设置的，当低于阈值增量时，则将发送功率至少减小一个发送功率增量。
15.如权利要求13所述的无线射频识别阅读器，其中，所述的调节工具是如此设置的，将分步地提高发送功率后所得到的调整后的发送功率值作为发送功率继续调节的额定值。
16.一种无线射频识别系统，其包括如权利要求1-9之一所述的无线射频识别阅读器和包含无线射频识别应答器的文件。
17.如权利要求16所述的无线射频识别系统，其中，所述的无线射频识别应答器是被动的(无源的)无线射频识别应答器的。
18.如权利要求16所述的无线射频识别系统，其中，所述的文件具有使用设备，其通过所述无线射频识别应答器提供电能，其中，所述的使用设备的功率消耗是随时间变化的。
19.如权利要求18所述的无线射频识别系统，其中，所述的使用设备是一显示设备或感应器。
20.如权利要求19所述的无线射频识别系统，其中，所述的使用设备是能获取生物特征的感应器。
21.一种调节无线射频识别阅读器(102)之发送功率的方法，其中，所述的无线射频识别阅读器具有发送工具(110)，其用于产生与无线射频识别应答器(108)进行感应耦合的场；所述的方法包括如下步骤：
-以第一发送功率运行无线射频识别阅读器，只要无线射频识别应答器不在发送工具的有效范围内，就调节第一场强；
-测量场强，以检测无线射频识别应答器是否处于发送工具的有效范围内，其中，如果无线射频识别应答器处于发送工具的有效范围内，测量的场强就降低至第一阈值之下；
-当测量的场强低于第一阈值时，就以第二发送功率运行无线射频识别阅读器，其中，第二发送功率大于第一发送功率；
其进一步包括如下步骤：
-在提高到第二发送功率后，测量场强；
-将测量的场强与第二阈值进行比较；
-当测量的场强低于第二阈值时，就以第三发送功率运行无线射频识别阅读器。
22.如权利要求21所述的方法，其进一步包括如下步骤：
-在提高到第三发送功率后，测量场强；
-将测量的场强与第三阈值进行比较；
-当测量的场强高于第三阈值时，就以第一发送功率运行无线射频识别阅读器。
23.如权利要求21所述的方法，其进一步包括如下步骤：
-当低于第一阈值时，反复地由无线射频识别阅读器向无线射频识别应答器发送请求；
-只要无线射频识别阅读器所发送的请求接收到无线射频识别应答器的正确答复，分步地提高发送功率。
24.如权利要求23所述的方法，其进一步包括如下步骤：
-除了所发送的请求接收到不正确答复外，分步地减小发送功能功率；
-接收到不正确的答复就提高发送功率。
25.如权利要求21所述的方法，其进一步包括如下步骤：
-当低于第一阈值，就以预定的发送功率增量分步地提高发送功率；
-当基于发送功率增量所得到的场强增量小于预定的阈值增量时，至少将发送功率减小一个发送功率增量。
26.如权利要求25所述的的方法，其中，将减小至少一个发送功率增量后所测量的场强作为继续调节发送功率的额定值。
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