CN1137563C - 可传送禁止命令的近距离询问通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通信系统，这种通信是在发送/接收询问器及多个应答器之间进行的。该系统可使询问器向应答器发送禁止命令而且不改变其存储器中的信息。本发明的内容特别是关于这样一种通信系统，它是在可发射能量场的发送/接收询问器与至少一个带有存储器的集成电路应答器之间的通信，其特征在于：在预置响应回答中，应答器发送一种消息(ATR)，它专门带有以其禁止模式为特征的信息(MOD)，并带有可确定两个消息间提示周期时间(PV)的信息(RR)，在提示周期内，询问器可根据记录模式(MOD)而发送一个或多个禁止命令。

Description

可传送禁止命令的近距离询问通信系统

本发明涉及一种用于发送/接收询问器与具有信息的多个电子标记应答器之间的通信系统。本发明不仅适用于各种射频(RF)通信系统，而且还适用于任何红外线(IR)通信系统。在这些系统中，根据即定协议，询问器向电子标记应答器发射信号，以便对其询问。

这些系统特别是可用于在高速公路通行税征收处识别带有标记的车辆，或识别带有标记入库的货物或商店出售的商品。

具有某些用途的电子标记通常是“应答器”(发射机应答器)，因为其主要作用是发送信息，尤其是要答复询问设备的指令。所以，在下面的说明中将总是谈及应答器，用以选定这些电子标记。

通常，一个发射机应答器的通信参数是固定的，因此它所含有的集成电路的(性能)状态在其使用寿命周期剩余部分也是不变的。

然而，这一固定性能状态构成一种缺陷，这是由于不可能适合应答器的所有环境条件。然而，它经常有利于使某些参数演变，如根据应答器在电磁场中所受干扰程度，或根据周期性出现的杂波、改变发射速度或集成电路发送持续时间。

另外，在许多应用中，如存储，商品销售邮寄包裹，要注意已做标记产品的变化。当维持合同时，更应定期注意产品的变化。

尽管如此，在某些情况下，需要给应答器集成电路一个临时的或最终确定的禁止命令，当提供者不允许使用时，以便禁止使用或再使用已做标记的产品。

同样，例如当人们购买一个已做标记的产品时，它可使应答器集成电路临时禁止，以便商店出口处探测器的警报不会起动。

这种暂时禁止还可使集成电路以后恢复正常，以便进行操作，如产品的维护。

在这种情况下，询问器可阅读集成电路存储器以便了解购买日期或例如产品保质期。同样还可在集成电路存储器中写入一些信息，如可以的话，将涉及在产品上进行各种偿试处理。

另外，为了防止欺诈，最好将应答器集成电路激起确定的最终禁止，以防止对已做标记的产品任何不合适宜的再使用。

欧洲专利申请EP0585132描述了一种询问器，它能在关闭监听窗中的能量场时禁止应答器。

欧洲专利申请EP0689151描述了一种用于信息存储和通信的系统，该系统提供在操作中止后的预定时间内从网络控制器接收到第二确认信号的情况下重新开始数据终端中的计数器操作。

PCT专利申请WO9013094描述了一种系统，为了进行自动传送控制，该系统用来远程检测物体上的不同标记，诸如包装或盒子上的特征标记，所述标记例如是表示价格或商品号的标签。为了确保快速记录，从远程数据检测装置(例如视觉计算机)到物体上的特征标记的数据窗的距离和其尺寸可以选择得使几个特征标记能包含在快速电子装置的检测区和有效区中。因此，通过用来发射有关一批商品数据的光媒体(光)，以及通过用来穿透整个货篮的无线电媒体，货篮中商品上的标签可以被快速计价，而不用将其取出，这称为快速结帐。使用可以在远处快速检测的彩色标签或者无线电标签(应答器)。通过以1秒的时间间隔进行隔离来分离各个无线电响应。消除超市结帐台处的排队现象。PCT专利申请WO9222040描述了一种通过远程询问自动识别物体或人的系统，它包括适合于连续发射射频信号的的询问E/R(发射机/接收机)装置和伴随每个物体或人的应答E/R装置。当询问一个应答器装置时，其它应答装置暂时停止工作。这种系统过于复杂和昂贵，以致难以结合到标签或类似的应答器中。

为此，每个发射机应答器包括一个控制、定序电路和禁止元件。对每个发射机应答器接收到的信息进行解码并发送到对其管理与控制的控制与定序电路：决定答复发送和进入发射机应答器的禁止模式。当该电路决定进入发射机应答器的禁止模式，就向禁止装置发送控制信号。

这种用于导致集成电路禁止的控制电路很昂贵，因此，不能并入上述经济型，即成本价低的上述应答器中。

所以本发明试图找到一种从询问设备起能控制经济型应答器集成电路的禁止的装置。

另外，提出的另一个问题在于，经济型发射机应答器经常是由询问设备发生的射频，或红外线信号提供的能量而产生的负电子装置实现的。该装置由一个只读集成电路，通过两个天线触点连接实现。

因此，试图发明一种从询问设备起，控制集成电路禁止装置，不能写入集成电路存储区。

本发明提出一种可靠的解决方案：利用一种简易技术和经济工艺，从询问器起，诱发发射机应答器集成电路控制禁止，与一种用途相一致的禁止模式，在其初始化时，被存入由发射机应答器发往询问器的消息中。

本发明的内容尤其是一种通信系统，该通信系统是在可发射出一种能量的场发送/接收询问器与至少一个应答器之间进行的，该应答器包括一个带存储器的集成电路，该通信系统的特征在于：应答器包括用于在预置响应回答过程中发送一种消息的单元，所述消息专门载有以其禁止模式为特征的信息以及一种可确定两个消息之间提示周期时间的信息，询问器包括用于在提示周期时间内根据记录模式可发送一个或多个禁止命令的单元，集成电路在提示周期内至少打开一个监听窗，在窗打开时集成电路可接收由询问器发送的禁止命令。

根据本发明的另一个特点，发送消息(ATR)之后，发射机应答器发送(CMID，TMID，APID，TID，CRC)信息，以便进行确认。

根据本发明另一个特点，集成电路至少打开一个监听窗FE，在提示工作周期内(PV)，可接收由询问机发送的禁止命令信号。

根据本发明另一个特点，根据发射机应答器的类型(TID)和确定工作周期(PV)的信息(RR)将监听窗(FE)的打开时间记录在询问机的存储器中。

根据本发明的另一个特点，监听窗FE是在一个或多个连续的工作周期内起动。

根据本发明的另一个特点，集成电路的工作周期PV持续时间是固定或变化的。

当这些工作周期PV的持续时间是固定时，其持续时间要与一个字节的持续时间一致，每个监听窗FE的打开时间是由确定相应工作周期的字节的一个比特的位置来规定的。

相反，当工作周期PV持续时间可变化时，其持续时间是根据伪随机序列确定，一般在一个比特和16个比特持续时间之间，监听窗FE的打开时间是根据一个伪随机序列，通过相应的工作周期预定的比特位置来确定。

根据本发明的另一个特点，禁止命令在于在较短的周期内消除由询问机发射的能量磁场。

最好询问机以中断脉冲形式(PCI)向监听窗FE发送一定预定数量的禁止命令。

发射机应答器的集成电路的各种禁止模式是：完全最终禁止，部分最终禁止，全部临时禁止和部分临时禁止。

借助该通信系统，发射机应答器的集成电路，无论何种类型(读/写，或只读)均可检测由询问机发射的电磁式或红外线的能量磁场的出现或消失。其实，主动式集成电路，有足够清晰度检测磁场变化，而对于一个被动式集成电路，该磁场是其运转的一个必要条件。

通过电磁场或红外线的改变实现禁止控制。该改变在于中断磁场。最好根据发射机应答器集成电路监听窗按照一组序列实施该中断。

用这样的方式，将禁止命令发送到专门的集成电路，或发送到如某一应周内的集成电路族。

这样传输的禁止命令可制止集成电路存储器中信息的改变。

根据本发明，该系统可使用很低价格的经济型发射机应答器，因它们可仅用被动式集成电路制造，即只读式，没有解调与解码电路通常用一个读写式集成电路安装，不需要控制电路和用于起动禁止的禁止设备。

结合作为实施例的附图通过阅读说明书，将发现本发明的其它特点和益处，但并非局限于此：

图1是发射机应答器集成电路存储器的构造，

图2是询问机与经济型发射机应答器之间传输禁止命令的主示意图。

在说明书后面中描述的通信系统是一种射频(RF)通信系统。然而，本发明不限于该类型的系统，并可以同样方式适用于红外线通信系统。

当是RF通信系统时，一个并入发射机应答器中整流桥可从询问机发生的射频信号中提取供电能量。当在发射机应答器端子获得的电压达到预定值，与发射机应答器供电电压一致，发射机应答器开始工作或设置初始值，并开始向询问机发送数据。

询问机的通信数据至少存在发射机应答器集成电路的非易失性的存储器MNV中。该非易失性存储器是EEPROM式电子程序存储器，或ROM或PROM式静态存储器。该存储器MNV构造如图1中所示。

集成电路非易失性存储器分为多个数据存储区。第一区命令为ATR(来自英语术语“Answer To Reset”)，由许多字节构成，详细说明一条消息，集中了交流协议和集成电路的特有信息。将该消息向询问机发送，以使发射机应答器启动。

其它区CMD1，TMID，APID，TID和CRC可用作分别确定集成电路制造商，发射机应答器制造商、用途、发射机应答器的类型，或如错误控制电路。

集成电路制造商姓名或发射机应答器制造商姓名对反对片状物生产或类似发射机应答器的生产是有用的。

TID信息很重要，因为某些数据是根据使用的发射机应答器类型，记录在询问机存储器中。其它区可用作储存其它数据。

ATR区消息尤其包括集成电路禁止模特有的MOD信息。最好将该信息放置ATR上部，以便加快集成电路存储器内容阅读处理和便于询问机的解码。

四种禁止方式：全部最终禁止、部分最终禁止，全部暂时禁止和部分暂时禁止。为了确定集成电路是否被禁止，如果是的话，为了确定其禁止模，MOD信息最好用三个比特编码。使用不同的禁止模和其命令在下面详细介绍。

ATR消息的另一个MS信息，可确定集成电路存储器容量。在本发明的实施例中，该信息可由三个比特编码。因此，借助该信息，询问机可改善其与发射机应答器集成电路的对访。人们可对存储器容量值编码，在80位和16千位之间。用有效的方式将与MS编码信息一致的值存储在询问机存储器中。

另一方面，RR信息可确定在集成电路和询问机之间进行数据传输的方式。其实，为了防止周期性源于工业的无线电频率的某些杂波，有利于使集成电路存储器内容传输重复进行，通过静态时间将其分开，再指定监视周期PV。

在这些监视周期期间，不能阅读集成电路存储器的内容。这些周期持续时间是用固定或变化方式确定。因此，ATR的一比特可向询问机通报重复型程序传输数据。

当编码RR信息位是0，PV监视周期持续时间是固定的，并与字节的持续时间一致。集成电路监听窗FE在这些监视周期内确定，在确定监听窗过程中，集成电路专心致致，即可检测来自询问机禁止命令。每个监听窗FE的打开时间是由相应的PV监视周期的字节位的状态确定的。

在相反的情况，编码信息RR位是1，PV监视周期持续时间是可变的，在一位和16位持续时间。集成电路监听窗FE在监视时间内用伪随机方式确定。

在下面将更深入地介绍RR信息的作用。

最后，DR信息确定传输能力，即发射机应答器与询问机之间的交换速度。它可以是2位编码，以便能够根据其应用，确定集成电路接受的最大传输速度的四个不同的值。每个码相应的最大速度值完全记录在询问机存储器中。

由于了解发射机应答器传输最高速度值，询问机可根据射频环境条件，调整其传输速度与该最终速度相适合。这样可防止多个发射机应答器之问答复冲突问题，并可解除周期性杂波干扰。

在电磁场受到干扰的情况下，询问设备可放慢传输速度，以减少消息解释中可能出现的错误。

相反，当环境有利时，即当没有过多的干扰时，可提高速度直到允许的最高速度，将传输时间缩小到最低程度。在一个实施例中，传输的最高速度可以是每秒1655比特、3310比特、13242比特，或26484比特。

在运输应用中，即高速公路通行税，集成电路应需要通报其提高最大速度数据，如每秒钟最高速度为26484比特。相反，当是确定合同时，不需要同样高的速度，因为作有标记的产品是不动的，所以在这种情况下可将速度固定在1655或3310比特/每秒钟。

ATR消息中确定的特有信息最好发送给询问设备，启动发射机应答器。然后用传统的方法，以问答的形式，使询问设备与发射机应答器对话。

图2中示意图说明从询问设备起，发射机应答器集成电路禁止命令传输原理。

禁止命令在暂短的周期内至少一次消除由询问设备发射的电磁场。控制命令的状态在图2中用罗马数字III表示。命令如图所示包括电磁场中断脉冲PCI1，PCI2，PCI3。脉冲数量多少，要根据每个集成电路的种类预定。在图2中介绍的实例，脉冲数为三。这样，当集成电路检测到电磁场三个停止脉冲PCI时，它就会自动禁止。

然而，这些中断脉冲不应随时进行。其实，在要禁止集成电路监听精确时间，需要改变电磁场。由监听窗FE确定这些监听时间。其持续时间最好等于一个比特的持续时间。这些是从监视周期PV确定，而它们自己则是在消息ATR的RR信息中确定。

事实上信息RR至少含有一个比特可确定提示工作周期时间PV它是指定用来中断集成电路存储器内容读出的。这些提示周期时间是固定的，或是根据信息RR编码比特值而改变。

在图2所示的实例中，为了便于理解，提示周期时间PV是固定的，在这种情况下，每个周期提示时间PV对应一个八位(二进制数)字节，一个比特公知地有一个很确定的时间。

有利地是，第一个指示周期PV1是由集成电路的误差控制电路特性信号CRC而产生的，以便第一个提示周期以及后面的一些工作提示周期从一个应答器到另一个应答器都是不同的。

集成电路的监听窗FE在那种情况下按预定时刻在提示周期PV内打开，以便使集成电路专注于由应答器所传送的禁止命令信号。

每个监听窗的时间都对应一个比特的时间。确定监听窗开启的时刻的序列是由一个提示周期的一个比特的位置所给出的。有利地是该比特的位置对于禁止所用的三个相继的提示周期中的每一个来说都将是不同的。

这种序列不仅在制作时被编程在集成电路中而且还随着应答器的类型(信息TID)及确定提示周期时间PV的信息RR而变化录入询问器的存储器中。

这样，在图2上所表示的实例中，集成电路的三个监听窗分别按固定时间的三个连续提示周期PV1，PV2，PV3的2、6及4比特启动。

这表明：当比特从0到7编号时，第一个监听窗FE1在等于(n+1)比特的时间以后起动，n为对应于FE1窗打开时的比特号数，或者是在第一个提示周期PV1中的3比特的时间以后起动。同样，第二个监听窗FE2是在第二个指示周期PV2中7比特的时间后打开的，而第三个监听窗FE3的开启发生在第三个提示周期PV3中5比特的时间以后。

所以，为了集成电路能够探测由询问器以截止脉冲形式PCI1、PCI2、PCI3发送的三个禁止命令，就必须是这后三个脉冲都在三个相应的监听窗FE1、FE2、FE3内执行的，这三个窗分别由相继提示周期PV1，PV2，PV3的2、6及4比特确定。

所描述的实例不是齐全的，还存在很多实施变型方案。这样，有可能一个提示周期PV能含有多个集成电路监听窗FE。

此外，集成电路的监听窗可在几个连续的或非连续的提示周期内确定。

根据另一种实施变型方案，提示周期的时间PV可以是变化的。在这种情况下，它包括在一个比特的时间与2个八位字节的时间之内。

因而每个提示周期的时间可根据以伪随机方式确定的序列而变化。开始时，集成电路的误差控制电路向询问器发送一个可确定第一个提示周期时间PV1及其起动时刻的信息。后面的提示周期时间随后根据贮存在询问器存储器中的伪随机序列而确定，随着应答器的类型而变化，也就是说随着信息TID而变化，在制作时就把它编程在集成电路中了。例如该序列如下：5比特、13比特、1比特、9比特、4比特、12比特、16比特、8比特、7比特、15比特、3比特、11比特、6比特、14比特、2比特和10比特。

因此，当第一个提示周期时间比如确定在9比特时，则后面的周期将有4比特的时间，以此类推。同样，从一个应答器到另一个应答器提示周期都是不同的。

监听窗FE，其时间对应于一比特的时间，它们都在提示周期PV内，按一个比特位置所确定的时刻打开。根据提示周期PV时间，确定监听窗FE打开时刻的比特是不同的。该比特要根据制作时在集成电路中所编程的序列而且以伪随机方式加以选择，该编程序列随着应答器的类型(TID)及编程重复类型(RR)而变化并存储在应答器中。这程序列表示在下表中：

提示周期时间PV                 监听窗FE的起动比特

16                             8

1                              0

2                              0

3                              1

4                              2

5                              3

6                              2

    7                       3

    8                       4

    9                       5

    10                      4

    11                      5

    12                      6

    13                      7

    14                      6

    15                      7

因此，当集成电路的提示周期时间比如对14比特的时间时，集成电路在其制作时就被编程，为了相应的监听窗按第6个比特打开。

此外，当禁止是暂时的，则其时间可与由集成电路控制的延迟相关。该延迟由集成电路的内部时钟控制的。在应答器集成电路是无源被动型集成电路的情况下，所接收到的RF信号可驱动内部时钟的发生电路。

根据一种实施变型，有可能作到使得应答器控制集成电路的禁止开始及结束。在这种情况下，禁止的结束比如可以用同样的方式由一个或几个电磁场的操作来加以控制。

借助于本系统，禁止命令可无需在其存储器中进行任何写入的情况下传送给集成电路，因此这就有可能对那些经济型的应答器加以禁止，这些经济型的应答器是以无源被动型集成电路也就是说比如以只读型集成电路为基础而制作的。

本发明系统的一些应答是很多的，可仅仅从中指出任意几个以便于更好地理解本发明。

在标记商品的出售或贮存的情况下，比如一些计算机或照相复制机，可能比较有利的还是，比如在付款时，还是向应答器集成电路发出禁止命令为好，为了不起动安装在商店出口处的探测器报警，或者在仓贮出货时为了不让集成电路在运输过程中被激发。在这种情况下，所执行的禁止命令最好是暂时的。事实上这显示出有利于重新激发应答器的集成电路以便于比如进行以后的维持性操作。

暂时的禁止可能是彻底的，例如安在商店出口处的探测器在那种情况下将不能进行任何探测。

然而在某些情况下，优选的是控制集成电路的局部暂时的禁止(抑制)。事实上，借助于这种局部的禁止命令，集成电路可传送这样一种消息，它表明禁止命令是存在的但是它被短暂抑制了。以这种方式安在商店出口或仓库出口处的探测器可探测到打标记产品的通过情况同时又不起动其报警。这样，探测器就能检测比如已卖出的产品数量，这一数量尤其是可用来检验仓库的帐薄统计。

随后集成电路被重新激发，或者是在由集成电路内部时钟所延迟的一定时间以后，或者是由后来所使用的询问器来激发，为的是比如要进行某些保养操作。

当进行这些维修操作时，询问器就能在集成电路的存储器内容中读出某些信息比如是保修的结束日期等。另外，如果集成电路允许的话，询问器还可以在一个存储器中控制某些信息的写入，这些信息例如涉及有关产品的介入日期或者所进行的一些操作。

另外一种应用涉及的是装有打标记产品的邮包发送。在这种情况下，可能感兴趣的是，当收件人收到包裹时以暂时的或确定的方式对应答器的集成电路进行禁止处理以便能够检验到包裹已到达目的地，因此也就使各种可能的要求事项更简便了。

最后，在其它一些情况下，必需以确定的方式对应答器的集成电路进行禁止处理，为的是避免打标记产品的未经受权的各种再利用。

确定的抑制(禁止)可以是局部的，以便于集成电路可一直发射一种消息，它指定用来表明抑制的存在及不能起任何作用的情况。这样，局部禁止还可以检验集成电路并未损坏不起作用。

确定的禁止另外还能是彻底的。在这种情况下集成电路不进行任何工作而且它在任何情况下也不能与一个损坏不起作用的集成电路相区别。

Claims (15)

1.一种通信系统，该通信系统是在可发射出一种能量的场发送/接收询问器与至少一个应答器之间进行的，该应答器包括一个带存储器的集成电路，该通信系统的特征在于：应答器包括用于在预置响应回答过程中发送一种消息(ATR)的单元，所述消息(ATR)专门载有以其禁止模式(MOD)为特征的信息以及一种可确定两个消息之间提示周期时间(PV)的信息(RR)，询问器包括用于在提示周期时间内根据记录的模式(MOD)可发送一个或多个禁止命令的单元，集成电路在提示周期(PV)内至少打开一个监听窗(FE)，在窗打开时集成电路可接收由询问器发送的禁止命令。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于：发送消息(ATR)以后，应答器发送一些可对其加以确认的信息(CMID、TMID、APID、TID、CRC)，尤其是应答器类型特征的信息(TID)。

3.根据权利要求1或2所述的通信系统，其特征在于：监听窗(FE)开启的时刻被记录在询问器的存储器中，这是随着应答器的类型(TID)及可确定提示周期时间(PV)的信息(RR)而变化的。

4.根据权利要求1或2所述的通信系统，其特征在于：监听窗(FE)都是在一个或多个连续的或非连续的提示周期(PV)内打开的。

5.根据权利要求1或2所述的通信系统，其特征在于：集成电路的提示周期(PV)是固定的或变化的时间。

6.根据权利要求1或2所述的通信系统，其特征在于：当提示周期时间(PV)是固定的时，它就对应于一个八位字节的时间，而每个监听窗(FE)的打开时刻是由确定相应的提示周期(PV)的八位字节的一个预先确定的比特的位置所确定的。

7.根据权利要求1或2所述的通信系统，其特征在于：当每个提示周期(PV)的时间是变化的时，它就处在一个比特的时间与16比特的时间之间，而且是根据一个伪随机序列来确定的，而且每个监听窗(FE)的打开时刻是由的相应提示周期(PV)的一个预定比特的位置按照一个伪随机序列而确定的。

8.根据权利要求1或2所述的通信系统，其特征在于：一次禁止命令就是在短周期内关断由询问器所发射的能量场。

9.根据权利要求1或2所述的通信系统，其特征在于：询问器在监听窗(FE)内以截止脉冲(PCI)的形式发送预先确定的数目的禁止命令。

10.根据权利要求1或2所述的通信系统，其特征在于：集成电路的各种不同的禁止模式是：完全确定的禁止、局部确定的禁止、完全是短暂的禁止以及局部短暂的禁止。

11.根据权利要求1或2所述的通信系统，其特征在于：当禁止是暂时的，则询问器控制开始和结束。

12.根据权利要求1或2所述的通信系统，其特征在于：当禁止是暂时的，则其时间由集成电路的内部时钟来定时。

13.根据权利要求1或2所述的通信系统，其特征在于：它是由一个射频通信系统构成的。

14.根据权利要求1或2所述的通信系统，其特征在于：它是由一个红外通信系统构成的。

15.根据权利要求1或2所述的通信系统，其特征在于：集成电路是无源被动型只读集成电路。

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