CN104809493B - 射频标签、对射频标签进行访问的方法及电子系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种射频标签、对射频标签进行访问的方法及电子系统。所述射频标签包括：第一存储区域及第二存储区域；所述第一存储区域用于存储标签数据，所述第二存储区域用于存储通用数据。所述电子系统，包括：电子设备及如上所述的射频标签；所述射频标签配置成适于地与所述电子设备交互。本发明能够在电子系统中增强射频标签的交互性能。

Description

射频标签、对射频标签进行访问的方法及电子系统

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种射频标签、对射频标签进行访问的方法及电子系统。

背景技术

射频标签包括应答器及内存，其中，应答器是能够传输信息或回复信息的电子模块，射频标签的阅读器通过天线与射频标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。射频标签实现了非接触式识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料或尘垢等恶劣环境阅读标签，并且具备极快的阅读速度和速写能力。

但现有技术的射频标签功能有限，其在蓝牙设备及WIFI无线设备等电子系统中仅有助于电子系统的交互，其自身无法与电子系统的其他结构发生交互。因而，射频标签的交互功能有待提升。

发明内容

本发明技术方案所解决的技术问题为：如何在电子系统中增强射频标签的交互性能。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案提供了一种射频标签，包括：第一存储区域及第二存储区域；所述第一存储区域用于存储标签数据，所述第二存储区域用于存储通用数据。

可选的，所述通用数据为除所述标签数据以外的数据。

可选的，所述存储区域的接口为接触式接口或非接触接口。

可选的，所述射频标签还包括：接触式接口和第一内部接口；所述接触式接口与外部器件实现第一消息的交互，所述第一消息携带有使所述第一内部接口访问所述存储区域的命令。

可选的，所述射频标签还包括：非接触式接口和第二内部接口；所述非接触式接口与外部器件实现第二消息的交互，所述第二消息携带有使所述第二内部接口访问所述存储区域的命令。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种对如上所述射频标签进行访问的方法，包括：

在来自外部器件的消息所携带的目标地址处于所述第一存储区域时，接受外部器件对所述第一存储区域的访问；

在来自外部器件的消息所携带的目标地址处于所述第二存储区域时，接受外部器件对所述第二存储区域的访问。

可选的，外部器件对所述第一存储区域的访问包括对所述标签数据的读取和写入；外部器件对所述第二存储区域的访问包括对所述通用数据的读取和写入。

可选的，所述通用数据为除所述标签数据以外的数据。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种电子系统，包括：电子设备及如上所述的射频标签；所述射频标签配置成适于地与所述电子设备交互。

可选的，所述电子设备包括：外部接口；所述外部接口用于与所述第二存储区域交互。

可选的，所述外部接口为接触式接口。

本发明技术方案的有益效果至少包括：

本发明技术方案通过对射频标签中存储区域的扩展，提高了射频标签与外部器件的交互能力。其中，射频标签中所扩展的存储区域在访问方式上与原存储区域具有互通性，使得所扩展的存储区域和原存储区域的数据之间具备访问关系，可实现存储区域之间的灵活调配。

所扩展存储区域中的通用数据和原存储区域的标签数据在可选方案中并不具备包容关系或涵盖关系，在通用数据和标签数据的数据内容上是相互独立的。这种数据归类方式增强了交互的识别力度，结合存储区域的调配，通用数据和标签数据在数据的地址范围上则较为灵活。并且，不存在数据冲突问题。

本发明技术方案通过对射频标签存储区域的扩展，还扩大了外部器件对射频标签的读取内容。射频标签的存储能力得到了进一步提升，且借助本发明技术方案射频标签的接口设置，还能够丰富外部器件对于射频标签的访问形式。

本发明技术方案对射频标签中所存储的通用数据及标签数据的访问方式是互通的。这种互通关系有助于加快通用数据及标签数据的访问速度，进一步增强射频标签与外部设备的交互能力。

本发明技术方案的可选方案还进一步对射频标签及存储单元的访问方式进行扩展：可分别使用接触式或非接触式接口方式对射频标签内的标签数据和通用数据进行访问，从而优化了本发明射频标签的访问链路。

附图说明

图1为本发明技术方案提供的一种射频标签的结构示意图；

图2为本发明技术方案射频标签的一种具体的结构示意图；

图3为本发明技术方案射频标签的另一种具体的结构示意图；

图4为本发明技术方案电子设备的一种具体的结构示意图；

图5为本发明技术方案电子设备的另一种具体的结构示意图；

图6为本发明技术方案电子设备的又一种具体的结构示意图；

图7为本发明技术方案提供的一种电子系统的结构示意图；

图8为本发明技术方案提供的另一种电子系统的结构示意图；

图9为本发明技术方案提供的又一种电子系统的结构示意图；

图10为本发明技术方案提供的再一种电子系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、特征和效果能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所述的一种射频标签1，包括第一存储区域10和第二存储区域11。

所述射频标签基于射频识别（RFID，Radio Frequency Identification）技术，是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。

一般，射频识别系统由三部分组成：

（1）标签/射频标签（Tag）：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上、用于标识目标对象；

（2）读写器(Reader and Writer)：读取或写入标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；

（3）天线(Antenna)：在标签和读写器间传递射频信号。

基于上述，所述射频标签基本工作原理为：射频标签进入磁场后，接收解读器（Reader）发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的相关信息，或者主动发送某一频率的信号；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。其中，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的相关信息的标签为无源标签或被动标签（Passive Tag），主动发送某一频率的信号的标签为有源标签或主动标签（Active Tag）。本申请对上述标签类型均适用。

本申请所述存储区域为具有数据存储能力；构成所述存储区域的存储介质可以是半导体器件或磁性材料。所述存储区域最小的存储单位可以是一个双稳态半导体电路或一个CMOS晶体管或磁性材料的存储元，它可存储一个二进制代码。由若干个存储元组成一个存储单元，一个或多个存储单元构成本申请所述的存储区域。

在本申请中，第二存储区域11可以是基于第一存储区域10所扩展得到的存储区域，也可以是与除所述第一存储区域10以外、与第一存储区域10集成的额外设置的存储区域，本申请默认第一存储区域10和第二存储区域11的结构关系为前者。所述第一存储区域10用于存储标签数据，所述第二存储区域11用于存储通用数据。标签数据一般是由外部设备写入并供其他外部设备进行访问的数据，其一般有不可更改性。而所述通用数据则是由外部设备写入并可被其他外部设备自由读写的数据。在本申请中，所述通用数据为除所述标签数据以外的数据。第一存储区域10所存储的标签数据和第二存储区域11所存储的通用数据之间具有数据内容的独立性。

射频标签1的这种存储区域的扩展及存储数据之间的独立性，能够很好地增强射频标签1与外部设备的交互能力。基于第二存储区域11，射频标签1具有良好的存储能力，且基于其的近场通信方式，可实现通用数据的快速访问，并具有良好的安全性能。

传统的射频标签具备近场通信能力，基于所扩展的第二存储区域11，本申请对射频标签1的近场通信能力进行了提升：

射频标签1的一种内部结构可以参考图2，还包括：

天线100；

射频接口101；及，

射频数字控制单元102。

其中，射频接口101则属于非接触式接口，其可根据外部器件的非接触场（即外部器件产生的电磁场）与外部器件进行非接触式地连接及交互，所述外部器件可认为是一与射频标签10对应的外部读写器。所述射频数字控制单元102用于实现对射频接口101传输消息的解析及基于所述射频接口101传输的消息与所述第一存储区域10或第二存储区域11实现数据交互。

由于第一存储区域10和第二存储区域11之间的数据具有独立性，此时，基于射频接口101对上述存储区域进行读操作则仅需通过外部器件所传递的消息上的目标地址即可寻到；但在写入标签数据或通用数据时，找寻到对应第一存储区域10或第二存储区域11的位置则基于如下方式：

对于第一存储区域10和第二存储区域11的位置不固定的射频标签，则仅需通过外部器件所传递的消息上的目标地址即可定位；

对于第一存储区域10和第二存储区域11的位置固定的射频标签，则需在接收到外部器件所传递的消息时，基于该消息的目标地址进行地址辨析，若该地址处于所述第一存储区域或第二存储区域，则将该消息的定位至对应的第一存储区域或第二存储区域。

除了上述定位方式，还需对所写入数据的数据类型进行辨析：若解析到所述消息的写入数据属于标签数据，则仅能进入所述第一存储区域；若解析到的消息的写入数据为除所述标签数据以外的数据，可认为是所述通用数据，则该通用数据仅能进入所述第二存储区域。

上述消息定位及辨析的过程均由射频数字控制单元102执行。

继续参考图2，所述射频数字控制单元102具体包括：

命令译码单元122；

内部接口123；及，

防冲突单元121。

射频接口101与外部器件进行非接触式地连接及交互时会传递消息120，消息120带有目标地址及访问命令。在所述消息120为写消息，所述访问命令包括写入的数据，在所述消息120为读消息，所述访问命令为读取命令。命令译码单元122实现了对所述消息120的解析及译码处理，其根据所述目标地址进行定位，并在所述消息120为写消息时，辨析所述写入的数据。而内部接口123则响应于所述处理后的消息120，并依据处理后的所述消息120对第一存储区域10或第二存储区域11中的数据进行读写访问。

防冲突单元121用于实现非接触场的数据冲突解决。比如，对于具备多个标签结构时，可在所述射频接口101接收到有效的非接触场消息时，所述防冲突单元121触发并反馈至外部器件一个提示信号，以提示外部器件已接收并建立其访问链路，从而避免访问冲突。

射频标签1与外部器件交互的接口为非接触式接口，射频标签1的结构仅支持非接触式接口对第一存储区域10和第二存储区域11的访问，该射频标签仅具备通过射频接口通信的模式。

射频标签1’基于射频标签1的结构，射频标签1’可同时支持接触式接口和接触式接口对第一存储区域10和第二存储区域11的访问。

参考图3，射频标签1’基于射频标签1，还包括：接触数字控制单元202；接触数字控制单元202基于接触通信总线与外部器件进行交互。

射频标签1’能够接触地与外部器件进行交互，即具备接触式交互能力，所述接触数字控制单元202用于实现对所述接触通信总线所传输消息的解析及基于所述接触通信总线所传输的消息与所述第一存储区域10和第二存储区域11实现数据交互。在这种情况下，对于既能与射频标签1’进行接触式交互又能与射频标签1’进行非接触式交互的外部器件，所述防冲突单元121还用于实现非接触场和接触场的数据冲突解决。比如，在所述射频接口101接收到有效的非接触场消息并建立非接触式访问链接时，所述防冲突单元121被触发并反馈至所述外部器件另一个提示信号，以提示射频标签1’已与外部器件建立非接触式访问链路，从而避免同一外部器件对射频标签1’接触式访问和非接触式访问之间的冲突。

接触数字控制单元202也能实现所述消息定位及辨析的过程。

继续参考图3，所述接触数字控制单元202包括：

接触式接口221；

命令译码单元222；及，

内部接口223；

接触式接口221可实现射频标签1’与外部器件进行接触式地连接（通过接触通信总线连接）及交互，传递所述接触通信总线上的消息220，消息220类似消息120，即带有目标地址及访问命令；在所述消息220为写消息，所述访问命令包括写入的数据，在所述消息220为读消息，所述访问命令为读取命令。命令译码单元222实现了对所述消息120的解析及译码处理，其根据所述目标地址进行定位，并在所述消息220为写消息时，辨析所述写入的数据。而内部接口123则响应于所述处理后的消息220，并依据处理后的所述消息220对第一存储区域10或第二存储区域11中的数据进行读写访问。

除了提出上述射频标签，本实施例还提出具备该射频标签的电子系统。电子系统包括电子设备及射频标签。需要说明的是，所述射频标签在该电子系统中是可与所述电子设备进行交互的。

对应不同的射频标签，电子系统中电子设备与射频标签的连接方式有别：

对应具备接触式接口的射频标签1’，图4示意的是一种电子设备的结构，电子设备3包括主控制器30、接口单元31、信号调理单元32及系统电源33。本实施例中，电子设备通过主控制器30及接口单元31与射频标签的第二存储区域11进行交互，实现电子系统通用数据的存储。所述接口单元51包括外部接口，所述外部接口为接触式接口。所述外部接口通过所述接触通信总线与射频标签上的接触式接口连接通信。

对应具备非接触式接口的射频标签1’及接触式接口的射频标签1，图5示意的是另一种电子设备的结构，电子设备4包括主控制器40、NFC接口单元41、信号调理单元42及系统电源43。本实施例中，电子设备通过主控制器40及NFC接口单元41与射频标签的第二存储区域41进行交互，实现电子系统通用数据的存储。所述NFC接口单元41包括NFC外部接口，该外部接口为非接触式接口。NFC外部接口通过射频标签的非接触式接口连接通信。

对应具备接触式接口的射频标签1’，图6示意的是又一种电子设备的结构，电子设备5包括主控制器50、接口单元511、NFC接口单元512,、信号调理单元52及系统电源53。本实施例中，电子设备通过主控制器50、接口单元511或NFC接口单元512与射频标签的第二存储区域11进行交互，实现电子系统通用数据的存储。所述接口单元511包括外部接口，所述外部接口为接触式接口，所述外部接口通过所述接触通信总线与射频标签上的接触式接口连接通信。所述NFC接口单元512包括NFC外部接口，该外部接口为非接触式接口，NFC外部接口通过射频标签的非接触式接口连接通信。

基于上述电子设备的结构，如图7所示的电子系统es1包括射频标签1’及电子设备3。

第一存储区域10和第二存储区域11均为EEPROM存储格式，接触式接口221为I2C接口，接触通信总线为I2C总线，电子设备3与射频标签1’的连接方式如图7所示，其中：

电子设备3中的主控制器30的外部接口通过I2C总线连接所述接触式接口221，并进行通用数据的交互。I2C总线可适于传输以下信号：

时钟信号；

通用数据；及，

接地信号。

如图8所示的电子系统es2包括射频标签1’及电子设备4。

第一存储区域10和第二存储区域11的存储类型任意，电子设备4与射频标签1’的连接方式如图8所示，其中：

电子设备4中的主控制器40的NFC外部接口通过射频场连接所述射频接口101，并进行通用数据的交互。

如图9所示的电子系统es3包括射频标签1及电子设备4。其具体交互方式可参考图9。

如图10所示的电子系统es4包括射频标签1’及电子设备5。

第一存储区域10和第二存储区域11为FLASH存储格式，接触式接口221为SPI接口，接触通信总线为SPI总线，电子设备5与射频标签1’的连接方式如图10所示，其中：

电子设备5中的主控制器50的NFC外部接口通过射频场连接所述射频接口101，并进行通用数据的交互。电子设备5中的主控制器50的外部接口通过SPI总线连接所述接触式接口221，并进行通用数据的交互。SPI总线可适于传输以下信号：

时钟信号；

通用数据输入信号；

通用数据输出信号；及，

接地信号（GND）。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，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、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (11)

1.一种射频标签，其特征在于，包括：第一存储区域及第二存储区域；所述第一存储区域用于存储标签数据，所述第二存储区域用于存储通用数据，其中，所述第一存储区域所存储的标签数据和第二存储区域所存储的通用数据之间具有数据内容的独立性；

还包括：射频数字控制单元，对写入数据的数据类型进行辨析，若所述写入数据属于标签数据，则仅能进入所述第一存储区域，若所述写入数据为除所述标签数据以外的数据，认为是所述通用数据，则该通用数据仅能进入所述第二存储区域。

2.如权利要求1所述的射频标签，其特征在于，所述通用数据为除所述标签数据以外的数据。

3.如权利要求2所述的射频标签，其特征在于，所述存储区域的接口为接触式接口或非接触接口。

4.如权利要求2所述的射频标签，其特征在于，还包括：接触式接口和第一内部接口；所述接触式接口与外部器件实现第一消息的交互，所述第一消息携带有使所述第一内部接口访问所述存储区域的命令。

5.如权利要求2所述的射频标签，其特征在于，还包括：非接触式接口和第二内部接口；所述非接触式接口与外部器件实现第二消息的交互，所述第二消息携带有使所述第二内部接口访问所述存储区域的命令。

6.一种对如权利要求1至5任一项所述的射频标签进行访问的方法，其特征在于，包括：

在来自外部器件的消息所携带的目标地址处于所述第一存储区域时，接受外部器件对所述第一存储区域的访问；

在来自外部器件的消息所携带的目标地址处于所述第二存储区域时，接受外部器件对所述第二存储区域的访问。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，外部器件对所述第一存储区域的访问包括对所述标签数据的读取和写入；外部器件对所述第二存储区域的访问包括对所述通用数据的读取和写入。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通用数据为除所述标签数据以外的数据。

9.一种电子系统，其特征在于，包括：电子设备及如权利要求1至5任一项所述的射频标签；所述射频标签配置成适于与所述电子设备交互。

10.如权利要求9所述的电子系统，其特征在于，所述电子设备包括：外部接口；所述外部接口用于与所述第二存储区域交互。

11.如权利要求10所述的电子系统，其特征在于，所述外部接口为接触式接口。