CN111264035B - Rfid装置和读取器系统之间的数据通信的远程监视 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种RFID装置，其提供有全部电耦接在一起的诸如芯片、信号装置和天线的RFID部件。天线被配置为在接收到近场通信后将能量输送到信号装置。信号装置被配置为在从天线接收到能量后生成指示天线接收到近场通信的响应。该响应不是近场通信，而是例如可以是发射(例如，光的发射)或信号装置的特性的改变。系统可以将RFID装置与接收器组合使用，该接收器无线地检测响应。接收器可以将信号输送到主机系统，该主机系统在接收到该信号后生成其自身的响应，信号和主机系统的响应是除近场通信以外的某种形式。

Description

RFID装置和读取器系统之间的数据通信的远程监视
相关申请
本申请要求2017年10月24日提交的美国临时专利申请号62/576,167的优先权和权益，其通过整体引用并入本文。
技术领域
本主题涉及射频识别(“RFID”)装置。更具体地，本主题涉及用于远程监视近场通信(以下称为“NFC”)装置的操作的RFID装置。
背景技术
结合NFC技术的装置被广泛使用并且具有多种功能。例如，具有NFC技术的移动电话可以用于通过使两个支持NFC的装置彼此紧邻以与具有NFC技术的第二移动电话(或任何其他装置)无线共享数据。具有NFC技术的信用卡或类似物可以用于无线转移资金以进行安全支付。
与经由RFID技术进行的通信相比，经由NFC技术进行的通信范围非常有限(大约几厘米)，经由RFID技术进行的通信的范围可以在几厘米(在低频和高频下)到几米(在超高频下)之间。由于RFID通信范围的扩大，检测NFC数据传递的支持RFID的装置能够做出仅使用NFC技术无法实现的响应。因此，期望RFID装置监视NFC数据传递并且在检测到NFC数据传递后生成响应。
发明内容
本主题的几个方面可以在下面描述和要求保护的装置和系统中单独或一起体现。这些方面可以单独使用，也可以与本文所述主题的其他方面组合使用，并且在一起的这些方面的描述并不旨在排除单独使用这些方面或单独地或以不同的组合(如本文所附的权利要求所述)对这些方面的权利要求。
在一个方面中，一种RFID装置包括RFID芯片和电耦接到RFID芯片的信号装置。RFID装置还包括天线，该天线电耦接到RFID芯片和信号装置，并且被配置为在接收到近场通信后将能量输送到信号装置。信号装置被配置为在从天线接收到能量后生成指示天线接收到近场通信的响应，其中该响应具有除近场通信以外的某种形式。
在另一方面中，一种用于监视近场通信的系统包括RFID装置和接收器。RFID装置包括RFID芯片和电耦接到RFID芯片的信号装置。RFID装置还包括天线，该天线电耦接到RFID芯片和信号装置，并且被配置为在接收到近场通信后将能量输送到信号装置。信号装置被配置为在从天线接收到能量后生成指示天线接收到近场通信的响应，其中该信号具有除近场通信以外的某种形式。接收器被配置为无线地检测响应。
在另一方面中，提供一种用于监视近场通信的方法。该方法包括接收近场通信并且生成指示接收到近场通信的响应，其中该响应采用除近场通信以外的某种形式。该响应被无线地检测，并且可以用作生成信号的基础，该信号可以用作第二响应的基础，其中该信号和第二响应采用除近场通信以外的某种形式。
在其他方面或实施例中，本公开使用来自具有发光二极管(“LED”)或其他光源的RFID部件(诸如标签、标记或类似物)的光学发射以监视RFID部件和读取器-RFID部件和/或RFID部件-读取器数据流之间的双向通信。
在各方面或实施例中，RFID部件(诸如标签、标记等)包括由支持NFC的装置(诸如移动电话或“智能电话”)的无线能源供电的光学输出(诸如LED光源)，以为视觉签名提供能量，同时还允许利用跨RFID部件耦接的LED或类似物将使其发射被数据通信调制的效果来监视读取器-RFID部件和/或RFID部件-读取器数据流。
在其他方面或实施例中，本公开使用与RFID部件(诸如标签、标记或类似物)分离的具有发光二极管(“LED”)或其他光源的光学发射器以监视RFID部件和读取器-RFID部件和/或RFID部件-读取器数据流之间的双向通信。分离的光学发射器以标记或类似物的形式放置成紧邻RFID部件(耦接到分离的光学发射器和RFID)，同时允许远程监视读取器和RFID部件之间的数据通信。
附图说明
图1是根据本公开的方面的RFID装置与RFID读取器进行无线通信的示意图；
图2是结合了图1的RFID装置的系统的示意图；
图3是由至少一个检测到的信号供电的蓝牙模块的示意图；
图4是由整流的NFC信号供电的蓝牙芯片的示意图；并且
图5是由传入信号供电并且具有由输入信号施加的调制的蓝牙芯片的示意图。
具体实施方式
本文公开的实施例仅是示例性的，并且本文描述的主题可以以各种形式体现。因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制所附权利要求中限定的主题。
图1示出根据本公开的方面的RFID装置或标签10。RFID装置10包括RFID芯片12，该RFID芯片12电耦接到线圈或天线14并且电耦接到信号装置16。
RFID芯片12可以采取多种形式中的任何一种(包括本领域普通技术人员通常称为“芯片”或“带”的类型)，其包括多个可能部件中的任何一个，并且被配置为执行多个可能功能中的任何一个。例如，在一个实施例中，RFID芯片12包括用于控制RFID装置10的RF通信和其他功能的集成电路。
天线14被图示为线圈，其与RFID读取器18无线通信。在该实施例中，天线14被配置为以高频操作。对于该实施例，天线以13.56MHz操作，该频率与传输近场通信的频率相同。通过提供配置为以13.56MHz操作的RFID装置10，RFID装置10能够与RFID读取器18和/或支持NFC的装置(例如，移动电话)(如图2所示)通信，RFID装置10可以从RFID读取器18接收功率(如图1所示)。
在不脱离本公开的范围的情况下，信号装置16可以被不同地配置和不同地耦接到RFID装置10的其他部件。例如，在所图示的实施例中，信号装置16被示为一对发光二极管(“LED”)22，其与RFID装置10的其他部件并联连接。在其他实施例中，信号装置16可以与RFID装置10的其他部件串联连接和/或可以以除发光二极管以外的某种形式(诸如另一光源或能量源)被提供。
当RFID装置10紧邻支持NFC的装置20时(诸如图2所图示)，天线14将能量输送到信号装置16。当信号装置16从天线16接收到该能量时，其生成响应(通常在图1和2中以“R”标识)，该响应指示天线14从支持NFC的装置20接收到近场通信(通常在图2中以“N”标识)。响应的大小(例如，如果信号装置16是光源，则是光发射的幅度)取决于天线14接收到的近场通信的性质(例如，幅度)。另外，RFID芯片12可以被配置为通过负载调制调整响应的特性。
当天线14停止从支持NFC的装置20接收近场通信时，其停止将这种能量输送到信号装置16，从而结束由信号装置16生成的响应“R”。因此，信号装置16提供在RFID装置10和支持NFC的装置20之间正在进行通信的指示。
诸如通过图2中的接收器24检测由信号装置16生成的响应“R”。由于近场通信的范围受到限制，因此有利的是响应采取除近场通信以外的某种其他形式，尤其是可以由接收器24在大于近场通信的范围的范围内检测到的某种其他形式。例如，响应“R”可以采取在大于近场通信的范围的范围内可以由接收器24检测到的发射或信号装置16的特性的改变的形式。如果信号装置16是发光二极管(如图1所示)，则响应“R”可以采取由接收器24检测到的可见或不可见(例如红外或紫外)光谱的光的形式。如果接收器24被配置为检测光，则应当理解，信号装置16可以采用任何其他光源的形式，尽管发光二极管可以是有利的，因为其可以以最小的能量输入操作。实际上，信号装置16的性质仅受操作信号装置16所需的能量的限制，这取决于从支持NFC的装置20提供到天线14的能量。
图2图示用于无线检测信号装置16的响应“R”以生成第二响应(通常在图2中以“R’”标识)的系统26。在图2的实施例中，RFID装置10的信号装置16是被配置为发射红外光的光源。在RFID装置10的天线14从支持NFC的装置20接收到近场通信“N”后，信号装置16发射红外光(即响应“R”)，红外光检测器或接收器24在可以大于近场通信的范围的距离处检测到该红外光。在接收到响应“R”后，接收器24可以将响应“R”转换成两个数据流(读取器-标签和标签-读取器)并且向主机系统28(图2所示，其中处理器30充当接收器24和主机系统28之间的中介)输送信号(通常在图2中以“S”标识)。在从接收器24接收到信号“S”后，主机系统28生成第二响应“R”，其可以采取多种形式中的任何一种。在一个实施例中，第二响应“R”采取主机系统28启用无线数据通信装置32的形式(诸如蓝牙、Wi-Fi和蜂窝调制解调器)(如图2所示)；修改网站的形式；或改变显示的某些方面的形式。例如，如果近场通信“N”包括移动电话与并入销售点显示的RFID装置10之间的交互，则第二响应“R”可以采取改变显示的某些方面或操作投影仪的形式。
图3图示其中来自NFC芯片12的功率/跨NFC芯片12的功率用于为蓝牙芯片40供电的一个实施例，该蓝牙芯片40对AC信号进行整流，其中芯片可以在功率可用时进行接收和传输，或者仅以信标传输的形式传输。RFID装置包括RFID芯片和耦接45到RFID芯片的信号装置/NFC读取器44。在一个实施例中，芯片被电耦接，但是本发明不限于任何特定类型的耦接。RFID装置可以包括至少一个天线42，该天线42耦接到RFID芯片和信号装置，被配置为在接收到通信(诸如近场通信)后将能量输送到信号装置。信号装置被配置为在从天线接收到能量后生成指示天线接收到通信的响应，其中该响应是蓝牙传输的形式。在一个实施例中，传输中携带的数据可以是从天线接收的能量或与天线和信号装置的耦接相关联的数据信号。
在另一实施例中，由RFID装置12接收的功率激活蓝牙发射器16。蓝牙发射器接收能量并且通过使用能量存储装置将能量转换为连续的电源以消除与传入信号和RFID芯片12的响应相关联的幅度调制。
图4示出其中来自NFC信号的功率由NFC芯片12整流并且作为DC电源51提供给蓝牙芯片50的替代实施例。作为存在的基带调制的一种形式，直流电源可以具有13.56MHz信号的幅度，这取决于应用于整流信号的滤波。
在另一实施例中，由RFID装置12接收的功率激活蓝牙发射器16。蓝牙发射器接收能量，并且通过使用能量存储装置将能量转换为连续的电源以消除与传入信号和RFID芯片12的响应相关联的幅度调制，但还使用存在幅度调制的功率以调制蓝牙传输的传输功率。这允许在蓝牙传输上发送至少两个通信，诸如但不限于其自身的携带信号的GFSK数据和携带与RFID装置12提供的功率的改变相关联的数据的AM信号。
图5示出替代实施例，其中跨芯片12的13.56MHz信号被施加到具有调制端口70的蓝牙芯片64。蓝牙芯片通过两个积分滤波器对传入信号进行整流。在一个实施例中，蓝牙芯片64具有逻辑块66和存储电容器68。尽管本实施例针对两个积分滤波器，但是本发明不限于任何数量的滤波器。滤波器一可以去除13.56MHz信号，但是滤波器一可以保留与RFID芯片和读取器之间的数据传输相关联的较低频率调制。如果使用第二滤波器或滤波器二，则可以将去除了所有调制的平滑的信号作为直流电源输送到芯片。在当前预期的一个实施例中，检测到的信号71经由滤波器一被施加到与2.45GHz传输相关联的振荡器，使用将在与GFSK蓝牙传输相同的载波上传输的13.56MHz信号的数据携带包络调制其幅度或频率。在一个实施例中，蓝牙传输由数据携带包络的某些特征触发，从而允许蓝牙传输和存在用作次级调制的数据的同步。在另一个实施例中，13.56MHz AC信号向蓝牙芯片提供下列项，DC电源62、表示用于调制60蓝牙传输的幅度或频率的NFC通信的次级检测调制以及来自蓝牙芯片的2.45GHz传输的频率参考。
根据本公开的系统和方法的一个好处是，当支持NFC的装置20和主机系统28之间没有任何形式的RF通信可用时，诸如当火车车厢或车厢在车站之间或非常长的范围之间时，诸如在停车场和空旷地区中时，根据本公开的系统和方法将起作用。因此，优选的是，第二响应“R”和由接收机24生成的信号“S”采取除近场通信以外的形式以提供增强的范围。
尽管在大于近场通信的范围的范围内无线检测信号装置16的响应“R”可能是有利的，但是在本公开的范围内的是，该响应“R”本身也可以解释为有用的信息。例如，如果响应“R”是可见光的发射，则其向用户提供RFID装置10与支持NFC的装置20之间成功的近场通信的视觉证据。在一个实施例中，信号装置16可以包括被配置为发射红外光作为响应“R”(从远程位置容易检测到)的一个光源和被配置为发射可见光(例如，蓝光)作为响应“R”以增强视觉吸引力的一个光源。在另一实施例中，作为响应“R”发射的紫外光可以与荧光材料组合使用，以不同地增强视觉吸引力。在其中RFID装置10被并入到帮助点(help point)中的又一实施例中，由响应“R”提供的视觉记号可以充当在帮助点处需要协助的警报。
将理解，上述实施例说明了本主题的原理的一些应用。在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以做出许多修改，包括本文单独公开或要求保护的特征的那些组合。由于这些原因，本文的范围不限于以上描述，而是如所附权利要求书中所述的，并且应理解，权利要求可以针对本申请的特征，包括作为在本文中单独公开或要求保护的特征的组合。

Claims (19)

1.一种RFID装置，其包括：
RFID芯片；
信号装置，其电耦接到所述RFID芯片；以及
天线，其电耦接到所述RFID芯片和所述信号装置，并且被配置为在从支持NFC的装置接收到近场通信后将能量输送到所述信号装置，其中
所述信号装置被配置为在从所述天线接收到能量后生成指示所述天线接收到所述近场通信的响应，并且
其中所述响应不是近场通信，并且被配置为在大于近场通信的范围的范围内由接收器检测。
2.根据权利要求1所述的RFID装置，其中所述响应包括发射。
3.根据权利要求2所述的RFID装置，其中所述发射包括红外光或紫外光。
4.根据权利要求2所述的RFID装置，其中所述发射包括可见光。
5.根据权利要求1所述的RFID装置，其中所述信号装置包括发光二极管。
6.根据权利要求1所述的RFID装置，其中所述响应包括所述信号装置的特性的改变。
7.根据权利要求1所述的RFID装置，其中所述RFID芯片被配置为通过负载调制调整所述响应的特性。
8.一种用于监视近场通信的系统，其包括：
RFID装置，其包括
RFID芯片；
信号装置，其电耦接到所述RFID芯片；以及
天线，其电耦接到所述RFID芯片和所述信号装置，并且被配置为在从支持NFC的装置接收到近场通信后将能量输送到所述信号装置，所述信号装置被配置为在从所述天线接收到能量后生成指示所述天线接收到所述近场通信的响应；以及
接收器，其被配置为在大于近场通信的范围的范围内无线地检测所述响应，其中所述响应不是近场通信。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述响应包括发射。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述发射包括红外光或紫外光。
11.根据权利要求9所述的系统，其中所述发射包括可见光。
12.根据权利要求8所述的系统，其中所述信号装置包括发光二极管。
13.根据权利要求8所述的系统，其中所述响应包括所述信号装置的特性的改变。
14.根据权利要求8所述的系统，进一步包括主机系统，其中
所述接收器被配置为在检测到所述响应后向所述主机系统输送信号，并且
所述主机系统被配置为在接收到所述信号后生成第二响应，其中所述信号和所述第二响应不是近场通信。
15.一种用于监视近场通信的方法，其包括：
提供用于从支持NFC的装置接收近场通信的RFID装置；
所述RFID装置在接收到所述近场通信后将能量输送到电耦接信号装置；
所述信号装置生成指示接收到所述近场通信的响应；并且
由接收器在大于近场通信的范围的范围内无线地检测所述响应，其中所述响应不是近场通信。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述响应包括发射。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述发射包括红外光或紫外光。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述发射包括可见光。
19.根据权利要求15所述的方法，其中
所述响应包括所述信号装置的特性的改变。
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