CN1095995C - 用于与遥控器进行无线通信的识别标记 - Google Patents

Abstract

一种识别标记固定在或放入每个物品，多个物品靠近放置或堆积在一起。该识别标记与遥控器如手持标记无线地通信，以便发送数据或接收命令。用于操作识别卡的电源也从遥控器无线地提供。该电源只由特别的识别卡接收，该识别卡正与该遥控器通信和当通信完成时电源关断。然后电源提供给与该遥控器通信的下一个识别卡。因此，所有的识别标记一个一个地顺序发送其数据给该遥控器。遥控器包括一个指示器，指示与所有识别标记通信是否完成，使得遥控器可放置在正确位置直到通信结束。

Description

用于与遥控器进行无线通信的识别标记

本申请是基于1997年8月5日提交的日本专利申请平-9-224279和1998年3月10日提交的平-10-58069并要求其优先权的益处，它们的内容在这里供参考。

本发明涉及用于与遥控器进行无线通信的识别标记(ID-tag)，电功率从遥控器无线地提供给此标记。遥控器例如是一个便携式读写器。

在遥控器与由移动的人携带的ID-tag之间使用高频波的无线通信系统迄今是公知的。在这个系统中，存储在ID-tag中的数据被读出，而数据通过ID-tag与遥控器之间的无线通信写在ID-tag上。ID-tag包括用于发送和接收数据的调制器-解调器、一个存储器和控制通信的微处理器单元。通常，ID-tag还包括电源如电池。如果使用电池作为电源，电池的寿命决定ID-tag的寿命，即当电池功率用完时ID-tag不能再使用。

为了解决电池寿命的问题，目前已使用其功率从外部源如遥控器无线地提供的系统。在这个系统中，ID-tag包括由天线线圈和电容器构成的谐振电路。功率由该谐振电路接收作为交流功率，然后它由包含在ID-tag中的整流器整流。这类的ID-tag固定到一个物品上，诸如在生产线的传送机上的板式传送部件或在仓库中顺序地传送的部件。由于这些物品一个一个地顺序传送，操作ID-tag的电功率可从遥控器有效地提供给ID-tag。但是，如果各具有ID-tag的物品堆积在一起，电功率不能供给所有ID-tag，因为放置在靠近对其提供电功率的ID-tag的那样ID-tag不能接收电功率。这是因为在从遥控器接收电功率的ID-tag中的谐振电路中流动的电流起着抵消无线电波的作用，该无线电波是提供给位于临近的其它ID-tag的。

另外，当便携式读写器如手持终端被用作遥控器时，需要保持便携读写器在相同位置，直到完成与所有堆积的物品通信为止。

鉴于上述问题已制出了本发明，本发明的目的是提供一个ID-tag，在完成与遥控制器通信之后ID-tag不接收电功率或只接收少量功率，因此位于附近的其它标记可从遥控器接收电功率。本发明的另一个目的是提供与ID-tag通信的遥控器，它能够指示是否完成与堆积在一起的所有ID-tag的通信，使得遥控器诸如手持终端可保持在正确位置，直到通信结束。

ID-tag放入或固定到每个物品上，多个物品靠近放置或堆积在一起。操作每个ID-tag的电功率从遥控器如手持终端无线地提供给ID-tag。ID-tag无线地与遥控器通信，进行发送和接收数据及其它信息。ID-tag包括一个天线，诸如线圈天线，用于接收电源和用于数据通信。天线串联到电容器，因此形成谐振电路，用于接收电源。

存储在ID-tag中的数据在多重读模式下由遥控器读出。每个ID-tag与遥控器一个一个顺序地通信。来自遥控器的电功率提供给第一ID-tag和在多重读模式下通信开始。当与第一ID-tag的通信完成时，即存储在ID-tag中的数据都读出时，终止给第一ID-tag的电源，和该功率提供给第二ID-tag并且由遥控器读出存储在第二ID-tag中的数据。这个过程继续，直到位于通信区中的所有ID-tag完成与遥控器通信。转换部件如继电器或半导体元件与谐振电路串联连接。转换部件接通或断开谐振电路以控制电源。当转换部件断开谐振电路时，保持断开一个预定的时间期间。谐振电路不可以完全断开，相反，可增加谐振电路的阻抗以限制电源到这样的程度，以致该电源不干扰靠近放置的其它ID-tag的电源。

遥控器如手持终端指示这样的事实：它通过发出哔哔声或在显示窗口显示这样的指示与ID-tag通信。这个指示继续直到完成与所有的ID-tag通信。通知持有遥控器的服务员是否完成该通信，使得服务员可保持遥控器在正确位置直到通信结束。

从更好地理解下面参照附图叙述的优选实施例，本发明的其它目的和特性更容易清楚了。

图1是表示作为根据本发明的第一实施例包含在ID-tag中的电路和部件的方框图；

图2是表示其中放入ID-tag和环形天线的“寿司(sushi)”盘的透视图；

图3是表示与堆积在一起的寿司(sushi)盘通信的便携式读写器的示意图；

图4是表示包含在便携式读写器中的电子电路的方框图；

图5是表示在ID-tag和便携式读写器之间的通信过程的流程图；

图6是表示包含在ID-tag中的电路和部件的方框图，作为本发明第一实施例的改型；

图7是表示作为本发明第二实施例包含在便携式读写器中的电子电路的方框图；

图8是表示图7所示的便携式读写器的主控制器的方框图；

图9是表示图7所示的便携式读写器的遥控器部分的方框图；

图10是表示在图7所示的ID-tag和遥控器之间通信过程的流程图；和

图11是表示在多重读模式下的通信定时的时间图。

本发明的第一实施例将参照图1-5叙述。作为第一实施例的ID-tag的一个应用将利用在旋转寿司吧中的计费系统进行叙述。

在寿司吧中安装传递寿司盘的旋转传送机。该传送机传送各传送相应类型寿司的寿司盘。用户坐在旋转传送机周围和拿他们喜欢的盘并在他们吃完寿司之后把空盘堆积起来。寿司盘是不同颜色的或者根据寿司的种类设计，例如具有一定颜色的盘传递一种类型的寿司，而具有另一种颜色的盘传送另一种类型的寿司，使得盘颜色指示放在特定盘上的寿司的价格。根据盘的数量和相应盘的颜色计算寿司吧的账单。本发明的ID-tag用于在这种寿司吧中自动地计算账单。

如图2所示，ID-tag3和环形天线2放入由塑性树脂如黑素树脂制作的寿司盘中。如图1所示，ID-tag 3包括由电容器4、继电器5、集成电路芯片(ID芯片)6和平滑电路7构成的电子部件及电路，所有这些都安装在印刷板上。继电器5是一个转换单元，如光MOS继电器、固态继电器(SSR)等等。ID芯片6包括微处理器单元(MPU)8、整流器9、调制器-解调器10、存储器11。平滑电路7包括一个平滑电容器和一个齐纳二极管。

电容器4接到环形天线2，因而形成谐振电路12。通常为接通的继电路5在谐振电路12中串联连接。环形天线2捕捉从遥控器如便携式读写器发送的无线电频率。谐振电路12中的交流由整流器9整流为直流功率并且由平滑电路7平滑。平滑电路7提供具有预定电压电平的直流功率给MPU8和其它部件。信号诸如从遥控器发送的命令和数据叠加在用于电源的无线电波上。这些信号由调制器-解调器10解调并且馈送给MPU8。根据存储在存储器11的只读存储器(ROM)中的程序工作的MPU8处理由调制器-解调器10解调的信号，并且在可擦除非易失存储器诸如包含在存储器11中的EEPROM上写入从遥控器接收的数据。存储在存储器11中的数据由MPU8读出和馈送给调制器-解调器10，调制器-解调器10又调制该数据，以便以无线电波的形式从环形天线2中发送它们。

上述ID-tag3与安装在传送机侧的固定控制器和图3所示的便携式读写器13通信。固定控制器与放入寿司盘1中的ID-tag3通信，以便发送或接收有关寿司价格、寿司种类、寿司制作时间、在上面传递特定寿司无需用户拿的传送机的转数的数据等等。已在传送机上循环超过预定圈数的寿司盘1将从传送机取下。

如图3所示的便携式读写器13与ID-tag通信以便计算堆积在用户侧的盘1的数量并且计算要付的账单数量。便携式读写器13包括提供工作功率的电池、键盘14、显示窗口15和用于通信的天线。如图4所示，便携式读写器13中包含电子部件，诸如用于控制整个操作的MPU16、ROM17和RAM18。当从键盘14收到命令和信号时，MPU16根据存储在ROM17的程序执行其功能。从键盘14馈送的命令、数据，账单的数量和其它信息显示在显示窗口15上。

发送天线19和接收天线20安装在便携式读写器13中。为了与放入盘1中的ID-tag通信，调制器21只调制载波信号，然后该信号通过天线19从发射机22发送作为用于提供功率给ID-tag3的无线电波。然后，MPU读出从RAM18发送的数据，并且由调制器21调制该数据，使得它们叠加在用于电源的无线电波上。然后，叠加的电波从发送天线发送出。另一方面，从ID-tag3发送的无线电信号由接收机23通过接收天线20接收并且由解调器24解调为数据。在MPU16的控制下，来自解调器24的数据存储在RAM18中，和MPU16计算账单数，账单数又显示在显示窗口15中。便携式读写器13还包括I/O25，用于与固定控制器通信。

为了计算在他(或她)吃完饭之后相应于堆积在用户侧的寿司盘的账单数，服务员携带便携式读写器13到靠近堆积的盘1的位置和操作键盘14开始通信过程。首先，给ID-tag发送提供功率的无线电波，然后给ID-tag3发送叠加在用于电源的无线电波上的命令信号。由谐振电路12的环形天线2接收的用于电源的无线电波由整流器9整流和由平滑电路7平滑为具有预定的恒定电压的直流功率。这样得到的直流功率用作操作ID-tag3的电源。

现在参见图5所示的流程图说明通信过程的详细情况。当收到DC功率时，ID-tag3开始其操作。在步骤S1设定初始条件，然后在步骤S2馈送从便携式读写器13发送的命令。在步骤S3，判断接收的命令是否为多重读命令，多重读命令是指读出有关堆积的所有盘的数据的命令。除了多重读命令外，单个读命令和单个写命令也用在这个系统的通信中。单个读命令例如用在固定控制器与单个ID-tag3之间的通信以便读出有关特定ID-tag3的数据。单个写命令例如用于通过从固定控制器发送信号给ID-tag3一个一个地写入有关在传送机上移动的ID-tag的数据。由于在这里多重读命令用于读出有关所有堆积的盘1的数据，在步骤S3判定由ID-tag接收的命令种类。

如果在步骤S3判定命令为多重读命令，则在步骤S4发送有关ID-tag3的数据给便携式读写器13。该数据包括特定盘1的识别号和盘的种类。提供功率给ID-tag的无线电波是具有窄方向性的高频电波和具有能够同时地提供功率给两个或三个盘的强度。因此，无线电波会聚在堆积的盘上而不广泛扩散，而且能够提供功率给两个或三个盘。如果多个ID-tag同时接收功率和发送数据，则便携式读写器13不能同时地处理这样的数据。因此，如果同时地或基本上同时地从多个盘接收信号，则便携式读写器13检测首先接收的信号ID号并发回指定那个ID号的信号。当多个ID-tag接收指定的ID号时，它们将它与存储在MPU8中的它们自己的ID号比较，而且只是对应该指定的ID号的一个ID-tag发送该数据给便携式读写器13。其它的ID-tag不发送该数据。因此，便携式读写器13一次与一个ID-tag通信并且稍后逐个地与其它ID-tag通信。

当ID-tag已完成它与便携式读写器13的数据通信时，在步骤S5该ID-tag的MPU8关断继电器5，因此终止来自便携式读写器13的电源。一旦继电器5关断，由存储在平滑电路7的电容器中的电荷保持该状态一个预定的时间期间。在预定的时间期间过去之后，继电器5返回到正常的接通状态。选择继电器5保持关断的时间期间，使得它足以完成与所有堆积的盘的通信。由于给完成通信的ID-tag的电源被关断，所以足够的功率逐一地提供给其它ID-tag。

再翻到图5的步骤S3，如果在步骤S3的回答为“否”，即接收的命令是单个写或单个读命令，则程序移动到步骤S6，MPU8根据接收的命令起作用和移回到步骤S2。单个写和单个读命令从固定控制器发送给在传送机上移动的盘1，和在这些盘从通信区移开时，给ID-tag的电源自动断开。因此，不必关断继电器5。

参见图6，叙述第一实施例的改型。在这个改型中，电阻器26并联接到继电器5。其它结构与第一实施例的结构相同。当继电器5关断时，谐振电路12不是完全断开而且少量电流流过谐振电路12，因此以少量电流继续供电。选择少量的功率，使得它不干扰对堆积在一起的其它ID-tag供电的电源。另外，即使继电器5关断，连续地供给的小功率能够保持继电器5关断。

本发明的第二实施例参照图7-11叙述。在这个实施例中，修改便携式读写器13，使得它能够指示与所有堆积的盘1的通信是否完成。便携式读写器13包括一个主控制器34和一个遥控器部分35，如图7所示。键开关32和加键33通过开关电路36接到主控制器34。用于与固定控制器通信的通信电路37及显示窗口15也接到主控制器34。天线部分38和声音发生器39诸如蜂鸣器连接到遥控器部分35。开关电路36根据键开关32和加键33的操作发送信号给主控制器34。电池31也包括在便携式读写器13中。

图8表示包括在主控制器34中的部件。它包括MPU40、ROM41、RAM42和通信电路43。图9表示包括在遥控器部分35中的部件。它包括MPU44、ROM45、RAM46、接到接收天线52的接收机49、接到发射天线51的发射机48和通信电路47。主控制器34和遥控器部分35通过相应的通信电路43和47相互通信。主控制器34的MPU40处理数据和控制接到它的其它部件，即它根据从开关电路36和遥控器部分35发送的信号处理数据，和控制显示窗口15显示所执行的功能和计算的结果。

遥控器部分35的MPU44控制与ID-tag3的通信和声音发生器的操作。为了与ID-tag3通信，发射机48调制载波信号，产生电源无线电波，该无线电波又从发射天线51发射。然后，在发射机48中调制要发射的数据，使得该数据叠加在用于电源的无线电波上。叠加的数据从发射天线51发射。另一方面，从ID-tag发射的无线电波由接收天线52接收并由接收机49解调为数据信号。数据信号存储在RAM46之后，则通过通信电路47发送给主控制器34。遥控制器部分35控制声音发生器39，使得在便携式读写器13与在多重读模式的ID-tag通信期间该声音发生器39发出哔哔声。

现在参见图10的流程图叙述通信过程。盘1堆积在吃完饭的用户侧，每个盘中放入一个ID-tag 3。当加键33操作时，发射来自便携式读写器13的无线电波信号到这堆盘，以便计算对用户收费的账单数量。由于这个信号是在多重读模式下发送的，图10中步骤S101的应答是肯定的。然后，程序移动到步骤S102。在步骤S102，主控制器34中的MPU40发送命令给遥控器部分35以便开始读出在多模式下的ID-tag的数据。遥控器部分35的MPU44开始多重读模式通信。发射用于供电ID-tag的无线电波，在同时驱动声音发生器39。声音发生器39发出哔哔声，和通知持有便携式读写器13的服务员开始计算账单的通信。哔哔声继续直到完成与所有盘的通信。因此，服务员持有该便携式读写器，使得它瞄向盘堆直到哔哔声结束。

然后，在步骤103，发送多重读命令信号。在步骤S104以与第一实施例类似的方式读出有关ID-tag的数据并且发送到便携式读写器13。逐个地读出每个ID-tag直到读出所有的ID-tag，重复步骤S104和S105。当读出所有ID-tag时，来自步骤S105的应答转为“是”，则终止在多重读模式下的通信并且在步骤S106哔哔声停止。

关于是否读出所有ID-tag的判断以下面的方式执行。如在图11的最上面的定时图所示，遥控器部分35的MPU44以相等间隔重复地发送多重读命令，例如每个间隔划分为十个时隙。当ID-tag接收该命令，它在对应它自己ID号的时间发回一个信号。例如，假定有三个ID-tag；具有ID号121的tag3a、具有ID号132的tag3b和具有ID号142的tag3c。当这些ID-tag接收第一命令时，每个ID-tag在对应它自己的ID号的第一位数的时隙发回一个信号。即，如在图11定时图中所示的，ID-tag3a在第1时隙发送信号，因为它的第一位数是1，ID-tag 3b在第二时隙发送信号，因为它的第一位数是2，和ID-tag3c在第二时隙发送，因为它的第一位数也是2。因为在第一时隙只有一个信号从ID-tag3a发回，该信号由便携式读写器13成功地接收，和ID-tag3a接收一个回答。但是，因为在第二时隙有两个信号从ID-tag3b、3c发回，两个信号碰撞而且便携式读写器13没有收到这两信号。当由ID-tag3b、3c收到第二命令信号时，在分别对应它们自己的ID号的第二位数的时隙，ID-tag发回信号。即在第二命令信号之后的第三时隙该ID-tag3b发回一个信号，因为它的识别号的第二位数是3，而ID-tag3c在第四时隙发回信号，因为它的第二位数是4。因为这时在每个时隙只有一个响应信号，来自ID-tag3b、3c的那些响应信号由便携式读写器13接收。ID-tag3b、3c分别接收来自便携式读写器13的回答信号。这意味着在第一命令信号之后已失败的、来自ID-tag3b、3c的响应在第二命令信号之后成功地完成了。然后，从便携式读写器13发送第三命令信号。因为所有的ID-tag3a、3b、3c已经收到回答信号，所以它们不对第三命令信号响应。因此，在发送第三命令信号之后，便携式读写器13没有收到响应信号，因此，它判断与所有的ID-tag的通信已完成。

再回到图10中的流程图，如果在步骤S101它判断该命令信号不是多重读命令，即该命令信号是单读或单写命令，然后程序移到S107再到S108。在步骤S107遥控器部分35发送单读或单写命令给ID-tag并且与特定ID-tag通信以便读或写有关ID-tag的数据。

如上所述，在执行多重读模式下与ID-tag通信期间，作为第二实施例的便携式读写器13发出哔哔声。因此，通知服务员：通信正在进行和保持便携式读写器13朝向堆积的盘直到哔哔声终止。因此，有关所有ID-tag的数据可无失败地读出。

本发明的应用不限于在寿司吧的账单计算，而是它可应用于其它情况：ID-tag堆积在一起或互相靠近放置。例如，ID-tag可连到在仓库堆积在一起的衣服上。图1和6所示的继电器5可由半导体元件构成，诸如晶体管或晶闸管。图7所示的声音发生器39可用显示可视信号的器件如发光二极管代替。而且，指示便携式读写器13正与ID-tag通信的符号可显示在显示窗口15上，除了来自声音发生器39的哔哔声之外或代替它。

虽然本发明已参照前述优选实施例表示和叙述了，在不脱离如所附权利要求书定义的本发明的范围情况下可进行形式和细节的改变，这对于本领域的技术人员是明显的。

Claims (10)

1.用于与遥控器无线通信的识别标记，包括：

用于接收操作该识别标记的电能的谐振电路，该电能从该遥控器无线地提供，所述谐振电路包括并联的一个线圈和一个电容器；

连接在该谐振电路的线圈和电容器之间的一个继电器，该继电器当与遥控器通信完成时打开；和

与所述继电器并联的一个电阻。

2.根据权利要求1的识别标记，其中：

该继电器已打开之后保持打开一个预定的时间期间。

3.根据权利要求2的识别标记，其中：

该继电器是一个常闭无接点继电器。

4.根据权利要求1的识别标记，其中：

该继电器是一个半导体开关，当与遥控器通信完成时该半导体开关进入高阻抗状态。

5.根据权利要求4的识别标记，其中：

在该半导体开关已进入高阻抗状态之后该半导体开关保持在高阻抗状态一个预定的时间期间。

6.根据权利要求5的识别标记，其中：

该半导体开关是一个晶体管。

7.根据权利要求1的识别标记，其中：

该谐振电路的线圈是用于接收从该遥控器发送的电能的一个天线；和

该线圈还用作该识别标记和该遥控器之间无线通信的天线。

8.根据权利要求1的识别标记，其中：

该识别标记用于堆积在一起的物品，一个识别标记放入或固定到一个物品。

9.根据权利要求1的识别标记，其中：

该遥控器与位于其通信区中的多个识别标记无线地通信；

该通信包括在多重读模式下的通信；和

该遥控器包括一个指示器，用于指示该遥控器与该识别标记正在多重读模式下通信。

10.根据权利要求9的识别标记，其中：

该指示器包括用于检测在多重读模式下的通信还未执行一个预定的时间期间的装置；和

在由该检测装置检测到这种情况时，该指示器停止其操作。

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