CN103026363A - 选择性地寻址应答器 - Google Patents

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Abstract

一种选择性地寻址应答器（21、22、23、24、25）的集合（17）中的一个或多个应答器的方法。该方法包括：发送一个或多个命令（25;251,252）的第一集合，命令的第一集合被选择成不可由应答器的第一子集（24；242）执行，或可在比由所述集合中的应答器的第二子集（23;231,232）执行更短的时间内由所述第一子集的应答器执行；以及，发送一个或多个命令的第二集合（26;253），使得命令的第二集合由应答器接收，同时应答器的第二子集仍然在执行命令的第一集合。

Description

选择性地寻址应答器
发明领域
本发明涉及用于选择性地寻址应答器——特别但不排他地是射频识别（RFID）应答器——的方法和装置。
背景
便携式应答器（在下文简单地称为“应答器”）例如射频识别（RFID）应答器通常包括具有逻辑和/或数据处理能力的、连接到一个或多个接口设备例如天线的一个或多个半导体芯片。应答器（其也可称为“标签”）可与外部设备例如询问器（interrogator）通信，并经由这样的询问器与支持基础设施例如应用中间件（application middleware）通信。一般，应答器可发送来自全球编号方案的一个或多个标识或以来自全球编号方案的一个或多个标识作出响应。应答器还可包括用于存储固定的或可更新的数据的存储器和/或用于探测或测量温度、压力等的传感器。
通常，应答器用于识别它们物理地连接到的物体。通过应答器识别或跟踪的物体在下文中被称为“加标签的物体”。在加标签的物体上的应答器可用于确定物体的位置和/或监控在这样的物体周围的环境变量，例如温度或压力。高级应答器可合并给加标签的物体提供机器人式的能力或其它能力的执行器。
应答器一般经由无线电波与询问器（也称为“阅读器”或“基站”）无线地通信。在一些系统中，询问介质不需要是电磁的，而可以是光的和/或声的。询问范围从几毫米变化到几米，取决于应答器和阅读器的类型、频率、媒体、天线、干扰和其它因素。询问器又可连接到其它询问器和运行适当的支持软件的计算机的网络。RFID系统一般包括至少一个询问器和至少一个应答器。
应答器可以是无源的，这意味着它们通过电或电磁感应借助于询问器的询问信号来激励，或是有源的，这意味着它们由内部电源例如电池来激励。无源应答器只可在询问器的询问场内操作。应答器到达询问场中通常称为“激励”应答器。在US 3713148A中描述了无源应答器。
RFID系统的使用正变得普遍。例如，廉价的应答器用于识别快速移动的消费者货物（FMGG）的托盘、箱和单元。RFID系统也用于在各种领域例如制造、物流和配送、娱乐、租赁和出租中以跟踪资产，并用于在工厂中管理传送带、在机场中跟踪行李、和在零售中跟踪食品杂货店。主要的制造商、经销商和零售商正促进应答器的使用以代替基于条形码的产品识别过程，并因此提高其存货的可见性和使其操作自动化。RFID也是环境友好的技术。例如，RFID标签可帮助改进易坏货物的供应链的管理，并因此减少作为废物扔掉的易坏货物的数量。RFID标签也可用于在再循环和包装的再使用中。RFID标签甚至可用于给树加标签并帮助防止非法伐木。
为了操作，RFID系统需要应答器和询问器来通信。通信使用标准频率、协议、程序和编号方案来发生。近年来看到制定标准并管理RFID的使用的各种组织，包括国际标准化组织（ISO）、国际电工技术委员会（IEC）、美国材料试验协会（ASTM International）、DASH7联盟和全球电子产品代码联盟（EPCglobal）。用于RFID系统的标准无线协议的例子是ISO 14443、ISO 15693、ISO/IEC 18000部分2、3、4、6、6C和7、ISO 18185和EPCTMGen2。
通常，应答器和询问器在两个方向上通信，并根据标准无线通信协议运转，标准无线通信协议除了其它技术特征以外还规定：（a）将由询问器发送的有效的命令和参数的集合，以及（b）通过应答器对那些命令的响应和行动的集合。除了其它功能以外，询问器命令及其相应的应答器响应也可允许询问器：
1.单独地识别来自范围内群体的应答器——通常称为“盘点”的过程。通常，用于盘点的命令不寻址群体内的特定应答器而是寻址特定的子集或整个群体。针对多于一个应答器的命令在下文中被称为“集体命令”。
2.单独地寻址特定的应答器，并因此将数据上传到特定的应答器或从特定的应答器下载数据或改变其安全级别。为此，现有的协议通常使用临时识别号（通常地且在下文中称为“句柄”）。寻址特定的应答器的命令称为“单独命令”或（如在一些标准协议中使用的）“接入命令”。
通常，应答器像状态机一样工作，根据从询问器接收的命令并如它们的工作协议所定义的来改变它们的操作状态。例如，EPC Gen2应答器具有7个一般状态，即，准备就绪、仲裁、答复、确认、打开、安全和杀死、以及被称为会话和选择标志的其它状态定义特征。一些状态用于盘点（例如，在EPC Gen2的准备就绪、仲裁、答复和确认），而其它状态用于使用单独命令与特定的应答器一起工作（例如，在EPC Gen2的打开和安全）。在本例中，EPC Gen2应答器的操作状态由其一般状态的组合、所有其库存标志的值以及其它状态定义特征（例如当前库存会话）来定义。
通常，所有在范围内的应答器同时监听询问器。应答器不会听到彼此的响应，且通常只有询问器可听到应答器响应。由于此，应答器不能协调其响应，所以可同时答复集体命令——称为“冲突”的一种不希望有的行为。在常规RFID系统中，冲突是不可避免的，因为询问器不知道最新到达的应答器的标识（在下文中称为“未识别的应答器”），并因此不能单独地寻址它们。这个限制在过去使用智能网络来解决，智能网络根据每个询问器预测进入的应答器的可能标识，并因此参考GB 2437347B。在其它RFID系统中，现有的RFID协议通常包括抗冲突机制，其涉及应答器子群体的选择性寻址或随机延迟响应的使用，例如实现被馈送到递减计数器的随机数发生器。参考CN 101359361A、US 2008180220A、CN 101256617A、US 2004140884A、WO 0241650A、TW 399190B、KR 20100011711A。主流标准例如ISO/IEC 18000-6C和EPC Gen2定义高级的抗冲突机制和特征标志，以区分开被识别出的应答器与未盘点的（未识别的）应答器，甚至规定各种询问器可独立地盘点在其读取范围的交集内的应答器的多个会话。此外，一些标准也允许应答器群体子集通过其数据内容——包括标识例如标准化的电子产品代码（EPCTM）——使用“选择”命令来选择，“选择”命令的嵌套允许匹配和非匹配子集的交集和并集。
然而，研究表明，当处理大的应答器群体时，主要由于当应答器密度增加时这些算法的指数式劣化，现有的抗冲突机制可能受到相当大的性能限制。这样的研究的例子是K.M.Ramakrishnan和D.D.Deavours的“Performance Benchmarks for Passive UHF RFID Tags”（Proceedings of the13th GI/ITG Conference on Measurement,Modelling,and Evaluation ofComputer and Communication Systems,Nuremberg,Germany,pp.137-154(2006)）。例如，基于应答器的选择性寻址的抗冲突机制需要询问器准确地估计在范围内未识别的应答器的数量（这并不总是可能的），并发出很多选择命令，这些选择命令通过应答器的处理很慢、麻烦且不可靠。基于随机延迟响应的抗冲突机制也需要对在范围内的群体的准确估计，在范围内的群体的大小决定了随机功能的最佳扩展。
而且，由于关于未识别的应答器的优先化（prioritisation）的限制，当盘点移动中的群体时，常规抗冲突机制表现得特别差。未识别的应答器都被相同地处理，且因此询问器往往在盘点群体的其它部分时错过移进或移出范围的应答器。这解释了在加标签的物体以后进先出（LIFO）方式移动的应用（LIFO应用）中非常差的跟踪性能，例如与可耐快速移动的产品的搁架的再装满一样。
常规RFID系统在处理大的或移动的群体方面的限制是缺乏允许通过除了应答器标识或数据和库存状态以外的功能标准进行应答器的优先化的集体命令的主流协议的结果。例如，常规协议不提供通过其它相关功能标准例如激励时间、达到顺序、离询问器的距离或总的操作状态来寻址未识别的应答器的命令。在高性能应用中，特别是具有高的应答器密度或移动性或具有LIFO移动性的应用，有设施来寻址在范围内的应答器群体的更细化的子集是合乎需要的。
概述
根据本发明的第一方面，提供了选择性地寻址应答器的集合中的一个或多个应答器的方法，该方法包括发送一个或多个命令的第一集合，命令的第一集合被选择成不可由应答器的第一子集执行或者可在比由该集合中的应答器的第二子集执行更短的时间内由应答器的第一子集执行，并发送一个或多个命令的第二集合用于由应答器的第一子集执行，使得在应答器的第二子集仍然在执行命令的第一集合的同时，命令的第二集合由应答器接收。
因此，使用“干扰（distraction）”，命令的第一集合可用于干扰应答器的第二子集，使得命令的第二集合可被第一子集（例如目标子集）而不是第二子集接收并执行。
该方法可包括识别应答器的第一子集，并且可选地识别第二子集，并选择一个或多个命令的第一集合，使得在第二子集中的应答器完成对命令的第一集合的执行之前在第一子集中的应答器完成对命令的第一集合的执行。第二子集可包括应答器的集合的其余部分。选择一个或多个命令的第一集合可包括根据影响执行速度的状态、特性和/或特征来选择命令。例如，应答器的第一子集可共享公共的给定状态，而应答器的第二子集可以不共享该状态，且具有给定状态的应答器可更快地执行给定命令。
该方法可包括在发送命令的第一和第二集合之间等待预定的时间。该方法可包括计算第一子集中的应答器执行命令的第一集合的时间，以及可选地计算第二子集中的应答器执行命令的第一集合的时间。
该方法还可包括发送一个或多个命令的第三集合用于由应答器的第二子集执行，使得在应答器的第一集合仍然在执行命令的第二集合的同时，命令的第三集合由应答器接收。
因此，在不可能找到或难以找到可由应答器的目标子集更快地执行的命令的初始集合的情况下，“反向干扰”可用于最初干扰应答器的第二子集（其在这种情况下是目标子集）。因此，命令的第一集合可用于最初干扰目标子集，而命令的第二集合可用于以对目标子集而非其它应答器足够长时间来干扰应答器的其余部分，以接收命令的第三集合并开始执行。
该方法还可包括以时间间隔发送时间戳，用于当应答器加入应答器的集合时由加入的应答器接收和存储，其中一个或多个命令的第一集合规定时间戳的范围或列表，其被选择成使得该范围或列表排除应答器的第一子集，且因此命令的第一集合不可由应答器的第一子集执行。
该方法还可包括以时间间隔发送时间戳，用于当应答器加入应答器的集合时由加入的应答器接收和存储，其中一个或多个命令规定时间戳的范围或列表。
应答器的第一子集可包括至少两个应答器，且该方法还可包括发送一个或多个命令的第四集合，命令的第四集合被选择成不可由应答器的第一子集中的一个或多个应答器的第一组执行或可在比由第一子集中的一个或多个应答器的第二组执行更短的时间内由应答器的第一组执行，以及发送一个或多个命令的第五集合用于由应答器的第一组执行，使得在应答器的第二组仍然在执行命令的第四集合的同时，命令的第五集合由应答器接收。
该方法还可包括基于应答器的状态从多个命令中选择适当的一个或多个命令。
该方法还可包括获取预先选择的适当的一个或多个命令。
该方法还包括以第一功率水平发送命令的第一集合，以及以第二不同的功率水平——可选地，较高的功率水平——发送命令的第二集合。该方法可包括以不同的功率水平发送命令的一个或多个其他的集合（例如，第三、第四和/或第五集合）。
应答器可以是射频识别（RFID）应答器。应答器可以是有源或无源应答器。应答器可符合EPC全球标准。
根据本发明的第二方面，提供了选择性地寻址应答器的集合中的一个或多个应答器的方法，该方法包括以时间间隔发送时间戳，用于当应答器加入应答器的集合时由加入的应答器接收和存储，以及发送一个或多个命令的集合用于由在命令的集合中规定的时间戳的范围或列表所识别的应答器的子集来执行。
根据本发明的第三方面，提供了一种计算机程序，其在被询问器设备执行时使询问器设备执行该方法。
根据本发明的第四方面，提供了存储计算机程序的计算机可读介质。该计算机可读介质可以是非临时的计算机可读介质。
根据本发明的第五方面，提供了用于选择性地寻址应答器的集合中的一个或多个应答器的装置，该装置包括控制器和发射机，可选地为收发机，其中该装置配置成执行所述方法。
根据本发明的第六方面，提供了用于选择性地寻址应答器的集合中的一个或多个应答器的装置，该装置包括控制器和发射机，可选地为收发机，其中该装置配置成发送一个或多个命令的第一集合，命令的第一集合被选择成不可由集合中的应答器中的第一子集执行或在比由该集合中的应答器的第二子集执行更短的时间内由应答器的第一子集执行，并发送一个或多个命令的第二集合，使得在应答器的第二子集仍然在执行命令的第一集合的同时，命令的第二集合由应答器接收。
根据本发明的第七方面，提供了包括该装置和应答器的集合的系统。
在本发明的某些实施方式中，一种方法允许在对一个或多个在范围内的应答器——包括未识别的应答器——的应答器群体子集进行优先化、分割和寻址中使用扩展功能标准。该方法可被使用，以便：
●提高大库存的性能
●提高无线协议的效率
●实现可靠的LIFO应用
●选择性地管理应答器的操作状态
在RFID系统的现有设计中，该方法利用与通过应答器执行协议命令相关的副作用（side effect）来根据扩展功能标准（例如其操作状态或离询问器天线的距离）选择性地和短暂地干扰应答器群体子集；以及，选择性地寻址其它的群体子集。在一段短暂的时间期间，受干扰的子集将忽略可能因此针对其余的群体的另外的询问器命令，例如以使它们准备使用现有的抗冲突机制进行盘点，当较少的冲突出现时抗冲突机制的性能将是很好的，因为受干扰的集合将不参与这样的盘点循环（inventory round）。这可导致通过扩展功能标准从在范围内的群体的更细化的分割产生提高的性能、可靠性和准确度。然而，对于FRID系统的未来设计，协议扩展可被定义，允许通过另一功能标准（例如到达时间或顺序或用户定义的分割）进行群体子集的选择性寻址或干扰。
附图的简要说明
现在将通过举例说明的方式，参考附图描述本发明的实施方式，其中：
图1是询问器/应答器系统的示意图；
图2是图1所示的询问器的示意性方框图；
图3是图1所示的应答器的示意图；
图4示出应答器的行为的类型；
图5是应用、干扰管理器和应答器群体的示意性方框图，其中应答器群体包括目标子集和受干扰子集；
图5a示出包括目标子集和受干扰子集的应答器群体，受干扰子集被进一步分成应答器的多个组；
图6是由询问器执行的方法的过程流程图；
图7示出在第一实施方式中询问器和五个应答器的集合的交互作用；
图8示出在第二实施方式中询问器和五个应答器的集合的交互作用；
图9示出在第三实施方式中询问器和五个应答器的集合的交互作用；
图10是智能搁架的示意图；
图11是由询问器执行的方法的过程流程图；
图12示出在第四实施方式中询问器和五个应答器的集合的交互作用；
图13是发送时间戳的方法的过程流程图；以及
图14示出在第五实施方式中询问器和五个应答器的集合的交互作用。
某些实施方式的详细描述
图1是包括询问器1和应答器2的集合的询问器/应答器系统的简化视图。应答器2可连接到物体（未示出）以使系统能够跟踪这些物体。如果应答器2位于询问器1的询问场或空间3内，则询问器1可与应答器2通信。如图1所示，应答器2可以是移动的，并因此可进入、停留在和离开询问场3。
参考图2，询问器1包括由总线7操作性地连接的一个或多个处理器4、存储器5和输入/输出（I/O）接口6。I/O接口6操作性地连接到存储装置8（例如以硬盘驱动器或非易失性存储器的形式）、无线收发机9（在这种情况下是具有天线10的RF收发机9）、以及用于与外部设备或网络12通信的网络接口11。当被执行时使询问器1提供干扰管理器18（图5）的计算机程序代码13被保存在存储装置8中并被加载到存储器5中用于由处理器4执行。
参考图3，应答器2包括连接到天线15的集成电路14。每个应答器2可被分配来自全球编号方案的唯一标识符（UID），其存储在集成电路14中。在本例中，应答器2是无源应答器。适当的集成电路的例子是NXPUCODE IC系列和Impinj 4QT系列的成员。
询问器1（图1）根据现有的协议例如EPC Gen2来操作。然而，根据本发明，它的操作被修改以利用大部分RFID无源应答器和一些有源应答器（特别是在UHF频谱中操作的并通过反向散射与询问器1通信的应答器）所共有的副作用。
参考图4，所利用的第一副作用或弱点是，当应答器2正执行一个或多个命令的集合（或序列）时，它们通常忽略其他正在进入的命令。这是因为无源应答器和一些有源应答器的低成本、低功率设计并不考虑并行处理的可能性。因此，如果第一命令在时间tx被接收且应答器2在时间tA和tB之间处理第一命令,其中tx<tA<tB，以及第二命令在时间tY被接收，其中tA<tY<tB，则应答器2将忽略（或“不注意”），即，错过或不能接收或解释第二命令。按照设计，应答器2还忽略“非命令”（即，落在协议所规定的命令的列表之外的命令）。非命令包括有效命令的拖尾部分，由于电磁噪声或由于应答器忙于执行早些时候接收的命令，该有效命令的开始部分被错过。
当接收到命令时应答器2的响应和行为取决于它的当前操作状态。例如，一些另外有效的命令在某些状态下被忽略。例如，EPC Gen2应答器2将只对属于它目前正参加的盘点会话的盘点命令作出响应。应答器所忽略的有效命令由于其操作状态在下文中被称为“无结果命令(sterilecommand)”。
第二副作用与应答器2执行命令所花费的时间有关，该时间逐命令地并且随着应答器的操作状态发生变化。例如，一般EPC Gen2应答器对非当前会话花费大约250μs来执行QRYREP命令，而对当前会话则花费1050μs。请求数据的反向散射的命令（例如，读取（READ））的处理时间可能明显更长，并且也可能与反向散射的数据的量成比例地增加。
第三副作用与使来自一个或多个应答器2的反向散射的答复与针对其它应答器的另外的询问器命令重叠的可能性有关，在下文中被称为“呼叫覆盖（shouting over）”。这可能是由于反向散射的信号和询问器信号之间的强度的明显差异。
这些副作用和设计特征用来发送以应答器的子集（在下文称为“受干扰子集”）作为目标的一个或多个干扰命令的集合，且当执行这样的命令时这些应答器受干扰，则发送以应答器的另一子集（在下文称为“目标子集”）作为目标的命令（在本文称为“目标命令”）的随后集合。该方法称为“选择性干扰”。
选择性干扰允许在被选择性地寻址的应答目标子集上执行集体命令，而这些应答器甚至不需要被识别、认证或盘点。这开辟了用于处理大的、移动的或混杂的应答器群体的许多新的可能性，例如干扰未识别的应答器的大子集同时盘点其余的应答器。为了说明这一点，使用EPC Gen2的特别令人感兴趣的应用涉及对在仲裁状态中的所有应答器（例如，当前参与盘点循环）的干扰，所以在准备状态中的最新进入的应答器可在较早到达的那些应答器之前被盘点（换句话说，“插队”），因此实现LIFO应用。
尽管本文所述的选择性干扰利用现有RFID系统的副作用和设计特征，它也可应用于未来的RFID协议，其可能合并用于在范围内的群体的子集中的应答器的选择性寻址或干扰的明确指令。未来的实现可能规定通过组分配命令按组分割应答器，以及实现寻址特定的组或指示它们在一段确定的时间内暂停另外进入的命令的执行的、被故意设计的命令，存在这样的命令的目标组和干扰时间参数。
可支持选择性干扰的RFID协议的另一可能的扩展可涉及通过广播递增或递减计数器的命令的周期性发送来给应答器分配时间戳，其中进入的应答器记录在激励之后接收的第一值，并因此按照到达时间或顺序实现其分割。这样的分割通过故意设计的寻址或干扰命令来实现，这些命令的参数是目标时间或计数器范围和期望干扰周期。
按组或时间戳进行选择性干扰或寻址的方法可与常规的抗冲突机制中的分割命令结合，并因此增加受干扰或目标子集的粒度（granularity）。例如，EPC Gen2命令“选择”可用于根据特定的功能数据（例如，加标签的物体的价格）分离子集，发起常规盘点，所以这些应答器被设置为仲裁状态，干扰它们以及所有之前盘点过的应答器，以便执行对新近进入的应答器的快速盘点。这样的方法的应用是防盗门，其相对于不昂贵或静止的产品优先考虑移动的昂贵的产品的探测。
根据在范围内的应答器（特别是在受干扰和目标子集中的应答器）的状态来选择干扰命令。具体地，根据无结果和执行时间考虑因素来选择干扰命令，所以：
1.干扰命令是无结果的，所以它们不产生不希望有的效应，例如改变受干扰或目标子集中的应答器的状态。
2.如果无结果命令不是可能的（例如，因为没有可用的无结果命令），则选择其它命令，只要被影响的应答器之后达到可接受的操作状态从而使得RFID系统的总功能不受影响。
3.无结果命令的传输和执行时间尽可能快，以便优化无线链路的使用。
4.无结果命令由受干扰子集中的应答器执行所花时间比由目标子集中的应答器执行所花时间更长，则允许在时间差所产生的窗口内伺机和及时地插入随后的命令。
参考图5，在应答器2的集合或群体17内的选择性干扰在询问器1中使用过程18（在下文中称为“干扰管理器”）来实现，询问器1根据所有以前发送的命令和接收的响应（在单独的水平上或按组（例如，所有未识别的应答器的状态））来保持对在范围内的应答器2的状态19的追踪，如果适用还包括所发送的时间戳的记录。这可在存储器内的结构（例如阵列、表或列表）中或在数据库20中完成，数据库20可位于询问器1本身中或网络中的其它地方并可能是集中式的或分布式的。询问器1使用该信息来动态地选择根据期望功能特征分割应答器群体的干扰命令。如将在以后解释的，在一些实施方式中，数据库20和/或应用22可被省略。
也参考图6，在接收到请求21以便如应用22所指示的使用目标命令26来寻址群体17的子集（步骤S601）之后，或根据预定的（“不能改变的（hardwired）”）指令，干扰管理器18可：
1.可选地查阅数据库20以选择提供所需分割的特征，具体地，将群体划分成受干扰和目标子集23、24（步骤S602）。
2.如果是可适用的，根据上文中列出的考虑因素（例如，无结果和执行时间），评估按照选定的特征分割的干扰命令的所有可适用的集合，并选择命令25的集合，命令25的执行时间在干扰子集23中比在目标子集24中更长（步骤S603）。
3.如果必要，发送嵌套干扰命令的其他的集合的干扰命令25的集合（步骤S604）。
4.等待，直到干扰命令25的集合在目标子集中的应答器中被执行（步骤S605）。
5.发送目标命令26，同时在受干扰子集中的应答器仍然忙于执行干扰命令（S606）。
6.可选地从目标子集24中的应答器2捕获任何反向散射的答复27，并将其发送到应用22（步骤S607）。如果目标子集24中的多于一个的应答器2同时答复，则询问器1由于冲突可能不能够解释一些或所有的答复。
7.可选地根据所有被影响的应答器所产生的状态来更新数据库20（步骤S608）。
图7示出系统中的选择性干扰的使用，该系统包括询问器1和五个在范围内的应答器21、22、23、24、25的群体。
参考图2、5、6和7，在循环开始时，询问器1通过其网络接口11从外部应用22接收指令21（步骤S601）。指令21请求执行不应被第一、第二和第三应答器21、22、23执行而应被第四和第五应答器24、25执行的目标命令26的集合。干扰管理器18查阅数据库20以找到每个应答器21、22、23、24、25的状态19，并确定一个或多个干扰命令25的哪个集合适合于将在范围内的群体分割成包括分别具有例如状态“X”、“X”和“Y”的第一、第二和第三应答器21、22、23的受干扰子集23和包括分别具有例如状态“W”和“Z”的第四和第五应答器24、25的目标子集24（步骤S602）。干扰管理器18根据无结果和执行时间考虑因素选择干扰命令的最有效集合（步骤S603）。在本例中，只使用一个干扰命令25。干扰管理器18经由无线收发机9发送选定的干扰命令25作为无线信号（步骤S604）。如果多于一个干扰命令25被使用，则其可被连续地发送。当接收到时，所有五个应答器21、22、23、24、25立即开始执行干扰命令25作为相应的过程或线程281、282、283、284、285。干扰命令25的执行在第一、第二和第三应答器21、22、23中比在第四和第五应答器24、25中花费更长时间，因为干扰管理器18故意选择干扰命令25，所以其允许根据指令进行对在范围内的群体的时间分割。干扰管理器18等待，直到干扰命令25在目标子集24中被执行（步骤S605）。执行干扰命令25（或如果有多于一个干扰命令）所需的预期持续时间从数据库20中被读取或基于从数据库20读取的状态19来计算。在目标子集24中的应答器2中，具有状态“W”的第四应答器24被预期花费最长的时间（但仍然比干扰子集23的成员花费更短的时间）。干扰管理器18接着发送目标是目标子集24的一个或多个目标命令26作为无线信号。在本例中，只发送一个目标命令26。当接收到时，第四和第五应答器24、25开始执行目标命令26作为相应的过程或线程294、295。目标命令26被第一、第二和第三应答器21、22、23忽略，因为这些应答器21、22、23仍然在执行作为线程281、282、283运行的干扰命令25。可选地，询问器1可捕获由目标子集24中的第四应答器24和/或第五应答器25反向散射的任何一个或多个答复27，发送所述一个或多个答复27至应用22，并且如果根据协议，干扰命令25不是无结果的或目标命令26被预期改变目标应答器24、25的状态，则根据新的应答器状态19更新数据库20。当新指令21到达时，该过程再次开始。
在本发明的第二实施方式中，干扰管理器18布置成有系统地发送一个或多个预先确定的或“不能改变的”干扰命令25，而不保持对应答器2的状态的记录或动态地评估和决定干扰命令25。因此，数据库20可被省略。一个或多个目标命令26也可以是“不能改变的”或作为指令21从应用22被接收，如在第一实施方式中所述的。在第二实施方式中，询问器1发送一个或多个预先确定的干扰命令25（步骤S604），等待一段预定的时间（步骤S605），并接着发送针对目标子集24中的应答器2的一个或多个目标命令26（步骤S606），同时干扰子集23仍然在执行干扰命令25。当分割标准不依赖于应用时，该实施方式例如对冲突应答器的分离是有用的。
参考图2、5、6和8，现在将描述在第二实施方式中的系统的操作。在本例中，应用22不提供一个或多个干扰命令25或者一个或多个目标命令26。在本例中，第一、第二、第三和第五应答器21、22、23、25中的每个的状态是“X”，而第四应答器24的状态是不同的，即
Figure BDA00002606104000141
（即，非X）。
在循环开始时，干扰管理器18以与上文描述的方式类似的方式广播预先确定的干扰命令25（步骤S604）。当接收到时，应答器21、22、23、24、25开始执行干扰命令25作为相应的线程301、302、303、304、305。第四应答器24——在这种情况下在目标子集24中的唯一一个应答器——也执行干扰命令25，然而由于其当前的操作状态
Figure BDA00002606104000142
执行较快地终止。干扰管理器18等待预定的时间，直到具有除了“X”以外的状态的应答器完成干扰命令25的执行（步骤S605）。干扰管理器18接着发送目标命令26（步骤S606）。只有目前不执行干扰命令25的那些应答器监听并执行目标命令26。在本例中，第四应答器24是接收并执行随后的命令26的唯一应答器。可选地，干扰管理器18可注意监听并捕获由目标子集24中的应答器形成的任何潜在的答复27，在这种情况下是答复27以反向散射的答复（步骤S607）。该过程到达其终点并重复或分支到如在标准协议中定义的其它询问器活动。
在本发明的第三实施方式中，选择性干扰可以按嵌套的方式用于干扰在不同状态中的应答器的两个或多个子集23a、23b（图5a），并因此增加分割粒度。换句话说，询问器1可连续并快速地发送一个或多个干扰命令的很多集合，其效果是干扰很多子集，所以其余的应答器可使用一个或多个目标命令被单独地寻址。这在管理其中相对少的应答器与干扰子集或目标子集共享状态的例外时特别有用。这样的应答器的干扰可通过单独的命令来实现，其中询问器1借助于其句柄寻址单独的应答器，例如请求其反向散射足够长的数据流。该干扰可接着使用呼叫覆盖技术与针对其它应答器的另外的干扰嵌套。而且，为了最大化干扰命令的选择，例如使用在干扰子集中的执行时间比目标子集中的执行时间快的干扰命令，选择性干扰可按消极的或“反向的”方式被使用，其中目标子集24首先被干扰，其余的群体23接着被干扰，且一旦目标子集24从其干扰出来且同时其余的群体仍然被干扰，则目标子集24就使用目标命令被寻址。反向干扰可与正常的或“正的”干扰和嵌套干扰结合，以便干扰目标子集的任何嵌套组合，然后干扰其余群体或子集的任何嵌套组合，并接着发送针对目标子集的组合的命令的集合，而其余群体或其嵌套组合被干扰。
参考图2、5、6和9，现在将描述在第三实施方式中的系统的操作。在本例中，第一应答器21被识别，并可通过单独命令使用其句柄来寻址。其余的应答器22、23、24、25未被识别。在本例中，第一、第二、第三、第四和第五应答器21、22、23、24、25分别以状态“Z”、“X”、“Y”、“W”和“Z”开始。
在循环开始时，询问器1通过其网络接口11从外部应用22接收指令21（步骤S601）。指令21请求目标命令26的集合的执行，在这种情况下只有一个不应被状态“Z”中的未识别的应答器——在本例中是第五应答器25——执行的命令。干扰管理器18查阅数据库20以找到每个应答器21、22、23、24、25的状态19，并确定干扰命令的哪些集合，以及嵌套和否定步骤适合于将在范围内的群体分成由处于状态“Z”中的第五应答器25组成的第一干扰子集231和由分别处于状态“Z”、“X”、“Y”和“W”中的第一、第二、第三和第四应答器21、22、23、24组成的第一目标子集241（步骤S602）。干扰管理器18确定在状态“Z”中的第一应答器21被识别，所以其属于第一目标子集241，并且能够使用单独的命令来干扰。也可确定使干扰命令针对状态“Z”中的应答器不提供所需的分离粒度，所以嵌套和否定是需要的。
干扰管理器18根据无结果和执行时间考虑因素选择干扰命令的最有效集合和受干扰子集（步骤S603）。在这种情况下，干扰命令的第一集合包括仅仅一个命令，虽然可使用多于一个命令。使用无线收发机9，干扰管理器18发送针对第一应答器21的第一干扰命令251，通过其句柄单独地寻址第一应答器21。该命令需要第一应答器21反向散射特定量的数据（未示出）。反向散射答复（未示出）的发送保持第一应答器21被干扰一段时间，同时其执行线程321。
在第一应答器21反向散射所请求的数据时，干扰管理器18通过发送第二干扰命令252来呼喊覆盖反向散射的信号（步骤S604），所述第二干扰命令252针对第二干扰子集232并被选择成由具有状态“Z”的任何应答器——在本例中是第五应答器25——更快地执行。再次，干扰命令的第二子集包括仅仅一个命令，但可使用多于一个命令。第二、第三、第四和第五应答器22、23、24、25执行第二干扰命令252分别作为线程332、333、334、335。
干扰管理器18等待第二干扰命令252的执行以由具有状态“Z”的应答器完成（步骤S605）并发送第三干扰命令253（步骤S604），其针对其余应答器或在状态“Z”中的未识别的应答器，在这种情况下是第三干扰子集233。不是仅仅一个干扰命令，而是可使用多于一个命令。第一应答器21忽略第三干扰命令253，因为其仍然被干扰，忙于反向散射数据（未示出）。第二、第三和第四应答器22、23、24也将忽略第三干扰命令253，因为其也被干扰，忙于执行第二干扰集合252。第五应答器25执行第三干扰命令253作为线程345。
干扰管理器18等待一段时间，以允许在第一和第二干扰子集231、232中的应答器，即，第一、第二、第三和第四应答器21、22、23、24完成第一和第二干扰命令251、252的执行（步骤S605），所述时间如数据库20所报告的、按照可应用的应答器状态在所有干扰命令的预期持续时间上被计算。
干扰管理器18发送目标命令26，其由第一、第二、第三和第四应答器21、22、23、24执行作为线程（步骤S606）。包括多于一个目标命令26的目标命令集合可被使用。可选地，干扰管理器18可以监听并捕获由目标子集243中的应答器21、22、23、24反向散射的答复27（步骤S607），将答复27发送到应用22，并且如果根据协议，所发送的干扰命令251、252、253中的任一个不是无结果的或目标命令26预期改变目标应答器的状态，则根据新的应答器状态更新数据库20（步骤S608）。当新的指令21到达时，该过程可再次开始。
在本发明的第四实施方式中，询问器1改变一个或多个干扰命令25的集合与一个或多个目标命令26的集合之间的传输功率，从而干扰在较短范围内的应答器，所以更遥远的应答器的子集可单独地被命令的第二集合寻址。在干扰最接近的应答器之后，询问器可接着及时使命令的第二集合以其余的应答器为目标或以应答器从其干扰时期出来的那些子集为目标。按照范围对这个干扰的可能应用是一种询问器，其可用于单独地监控并区分开位于搁架上的加标签的物体（短范围）与在附近移动的物体（长范围）。另一可能的应用是通过使用低功率信号干扰附近的应答器来探测到达或离开的应答器，以便接着增加功率并探测和识别更远的应答器。这个策略不限于仅仅两个功率水平，并可应用于几个水平，其中传输功率以如在第三实施方式中描述的嵌套和/或反向方式被重复改变且跟随有与询问器的功率粒度所允许的一样多的干扰命令和这些命令所提供的干扰期。
图10示出搁架36，其中通过改变功率水平的选择性干扰可用于实现对到达搁架36或从搁架36离开的移动的加标签物体的探测。“智能”搁架36和询问器1间隔开，使得询问器1能够探测放置在隔板36上的加标签的物体37和更远离的其它加标签的物体38。使用低功率信号，询问器1使用例如天线10来发送仅寻址在短范围R1内的应答器2的干扰命令25。该命令将只影响连接到位于搁架36上的或非常靠近搁架36的物体——在这种情况下是加标签的物体37——的应答器，并将保持这些应答器被干扰一段短暂的时间，在这段时间期间，询问器1增加信号功率以覆盖较长的范围R2，并因此发送针对另外的应答器——在本例中是不位于搁架上的加标签的物体38的应答器——的命令，这是因为，例如物体当前被购物者或雇员持有，或被放错位置。
参考图2、5、6、10、11和12，现在将描述采用了使用不同的功率水平的干扰方法的系统的操作。
在循环开始时，询问器1通过其网络接口11从外部应用22接收指令21（步骤S601）。指令21请求目标命令26的集合的执行只由位于最外面的区域——例如询问范围（即最大范围）的40%——内的应答器执行。在这种情况下，目标命令26的集合包括仅仅一个命令。干扰管理器18计算只到达最里面的区域——在这种情况下是询问范围的60%——所必需的功率的水平，相应地调节询问器的功率，并在数据库20中查看关于可应用的干扰命令的、在范围内的应答器的状态（步骤S602）。干扰管理器18根据无结果和执行时间考虑因素决定干扰命令的最有效的集合（步骤S603）。在本例中，只选择一个干扰命令。通过无线收发机，干扰管理器18设定选定的功率水平（步骤S604a），可选地等待新的在范围内的应答器激励（步骤S604b），并以所选定的相对低的功率水平发送干扰命令25（步骤S604）。最接近的应答器——在这种情况下是第一、第二和第三应答器21、22、23——执行干扰命令25分别作为线程391、392、393。由于信号的低功率，较远的应答器——在这种情况下是第四和第五应答器24、25——不接收干扰命令25。干扰管理器18将询问器功率重新调节到覆盖询问范围的100%的水平（步骤S606a），并可选地等待新的在范围内的应答器38激励（步骤S606b）。干扰管理器18接着发送目标命令26作为到达所有在范围内的应答器21、22、23、24、25的无线信号（步骤S606），然而该无线信号被包括第一、第二和第三应答器21、22、23（因为其忙于执行线程391、392、393）的干扰子集23忽略。因为包括目标命令26的信号以足够到达整个询问范围的功率被发送，其触发在包括第四和第五应答器24、25的目标子集24中的目标命令26的执行，作为线程404、405。可选地，干扰管理器18可捕获由目标子集中的应答器24、25反向散射的答复27（步骤S607），将答复27转发到应用22，并且如果根据协议，干扰命令25不是无结果的或应答器命令26预期改变目标应答器的状态，则根据新的应答器状态更新数据库20（步骤S608）。该过程到达其终点并当新指令21到达时再次开始。
在本发明的第五实施方式中，询问器1发送由应答器2记录的、当其在进入询问范围3（图1）时被激励时的时间戳，并接着通过指定时间戳的列表或范围按到达时间直接寻址或干扰应答器的选定子集。
最近被激励的应答器2将存储在激励之后接收的时间戳，并保留该时间戳，直到其被去激励。这允许询问器1在命令中指定时间戳值的范围或特定的时间戳值。这可在干扰命令中被使用。例如，如果应答器接收到指定了与其所存储的时间戳不匹配的时间戳的命令，则该应答器可忽略该命令。否则，如果时间戳匹配，则应答器可执行该命令。
参考图2、5、6、13和14，现在将描述第五实施方式中的系统的操作。在本例中，第五应答器25首先到达，接着第一和第二应答器21、22到达，且接着第三和第四应答器23、24到达。
干扰管理器18定期地广播时间戳41（步骤S1301到S1305）。在本例中，干扰管理器18分别在时间T1、T2、T3和T4发送第一、第二、第三和第四时间戳411、412、413、414作为无线信号。
在时间T4之后，干扰管理器18通过网络接口11从应用22接收指令21，请求目标命令26仅仅被发送到此前早3个时间单位到达的应答器（步骤S601到S603），在这种情况下是在T1之前到达的第五应答器25。因此，干扰管理器18发送针对具有比T1迟的时间戳的那些应答器，即第一、第二、第三和第四应答器21、22、23、24的干扰命令25作为无线信号（步骤S604）。这触发干扰命令25作为线程421、422、423、424的执行。干扰管理器18发送目标命令26作为无线信号，而此时第一、第二、第三和第四应答器21、22、23、24是被干扰的，所以只有第五应答器25执行命令26作为线程435（步骤S606）。可选地，干扰管理器18捕获由目标子集24中的应答器反向散射的答复27，并将它们转发到应用22（步骤S607）。该过程到达其终点，并继续发送另外的时间戳以标记进入的应答器，直到新的指令21到达。
将认识到，可对上文描述的实施方式进行很多修改。例如，多于一个的询问器可例如一个用于干扰所述干扰子集，而另一个发送目标命令。可使用或少或多的应答器。应答器不需要是无源的，而是可以是有源应答器。在范围内的应答器不需要是类似的或在同一协议下操作，例如通过在不同的协议下操作的应答器使用选择性干扰来组合两个或多个协议，而不产生由命令的错误判断所产生的副作用，因此实现混杂的应答器和询问器的共存。询问器和应答器不需要通过频谱的RF部分来通信，而是能够以其它频率例如LF、光等进行通信。
在另外的实施方式中可组合不同实施方式的特征。例如，系统和过程可被修改以组合用于如在第四实施方式中描述的群体的分割的功率的变化的使用，以及如在第二实施方式中所述的干扰命令的不能改变性。系统和过程可被修改以使用不能改变的干扰命令的创建，所述不能改变的干扰命令具有功率驱动的命令并嵌套有否定的到达时间命令。

Claims (19)

1.一种选择性地寻址应答器集合中的一个或多个应答器的方法，所述方法包括：
发送一个或多个命令的第一集合，所述第一集合的命令被选择成不由第一子集的应答器执行或在比由所述集合中的第二子集的应答器执行更短的时间内由所述第一子集的应答器执行；以及
发送一个或多个命令的第二集合用于由所述第一子集的应答器执行，使得在所述第二子集的应答器仍然在执行所述第一集合的命令的同时，所述第二集合的命令由应答器接收。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括：
发送一个或多个命令的第三集合用于由所述第二子集的应答器执行，使得在所述第一集合的应答器仍然在执行所述第二集合的命令的同时，所述第三集合的命令由所述应答器接收。
3.如权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括：
以时间间隔发送时间戳，用于当应答器加入所述应答器集合时由加入的所述应答器接收和存储；
其中一个或多个命令规定时间戳的范围或列表。
4.如任一前述权利要求所述的方法，所述方法还包括：
以时间间隔发送时间戳，用于当应答器加入所述应答器集合时由加入的所述应答器接收和存储；
其中所述一个或多个命令的第一集合规定时间戳的范围或列表，被选择成使得所述范围或列表排除所述第一子集的应答器，且因此所述第一集合的命令不由所述第一子集的应答器执行。
5.如任一前述权利要求所述的方法，所述方法还包括：
以时间间隔发送时间戳，用于当应答器加入所述应答器集合时由加入的所述应答器接收和存储；
其中所述一个或多个命令的第二集合和随后的集合规定时间戳的范围或列表，被选择成使得所述范围或列表排除应答器的一子集，且因此命令的所述集合不由应答器的所述子集执行。
6.如任一前述权利要求所述的方法，其中所述第一子集的应答器包括至少两个应答器，且所述方法还包括：
发送一个或多个命令的第四集合，所述第四集合的命令被选择成不由所述第一子集的应答器中的一个或多个应答器的第一组执行，或在比所述第一子集中的一个或多个应答器的第二组执行更短的时间内由所述第一组的应答器执行；以及
发送一个或多个命令的第五集合用于由所述第一组的应答器执行，使得在所述第二组的应答器仍然在执行所述第四集合的命令的同时，所述第五集合的命令由应答器接收。
7.如任一前述权利要求所述的方法，所述方法还包括：
基于所述应答器的状态从多个命令中选择适当的一个或多个命令。
8.如任一前述权利要求所述的方法，所述方法还包括：
获取预先选择的、适当的一个或多个命令。
9.如任一前述权利要求所述的方法，包括：
以第一功率水平发送所述第一集合的命令，以及
以不同的第二功率水平发送所述第二集合的命令，所述第二功率水平可选为较高的功率水平。
10.如任一前述权利要求所述的方法，还包括：
以不同的功率水平发送命令的一个或多个其他的集合。
11.如任一前述权利要求所述的方法，其中所述应答器是射频识别（RFID）应答器。
12.如任一前述权利要求所述的方法，其中所述应答器是无源应答器。
13.如任一前述权利要求所述的方法，其中所述应答器符合EPC全球标准。
14.一种选择性地寻址应答器集合中的一个或多个应答器的方法，所述方法包括：
以时间间隔发送时间戳，用于当应答器加入所述应答器集合时由加入的所述应答器接收和存储；以及
发送一个或多个命令的集合，用于由通过在命令的所述集合中规定的时间戳的范围或列表所识别的应答器的子集来执行。
15.一种计算机程序，所述计算机程序在被询问器设备执行时使所述询问器设备执行根据任一前述权利要求的方法。
16.一种存储根据权利要求15所述的计算机程序的计算机可读介质。
17.一种用于选择性地寻址应答器集合中的一个或多个应答器的装置，所述装置包括：
控制器；以及
发射机，所述发射机可选地为收发机；
其中所述装置被配置成执行根据权利要求1到14中的任一项所述的方法。
18.一种用于选择性地寻址应答器集合中的一个或多个应答器的装置，所述装置包括：
控制器；以及
发射机，所述发射机可选地为收发机；
其中所述装置被配置成发送一个或多个命令的第一集合，所述第一集合的命令被选择成不由所述集合中的应答器的第一子集执行，或在比由所述集合中的应答器的第二子集执行更短的时间内由所述第一子集的应答器执行，以及所述装置被配置成发送一个或多个命令的第二集合，使得在所述第二子集的应答器仍然在执行所述第一集合的命令的同时，所述第二集合的命令由应答器接收。
19.一种系统，包括：
根据权利要求17或18所述的装置；以及
应答器集合。
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