CN113792831B - 一种多域增强型射频识别装置及通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多域增强型射频识别装置，其包含：多域电子标签，其包含多个代表不同域的电子标签模块，每个电子标签模块均包含对应的域特征信息以及空间状态信息；增强型读写器，其通过无线射频识别方式与多域电子标签展开通信，用于读取或者改写多域电子标签中的信息。本发明不但可以识别预先加载的ID信息，还可以实时识别域特征信息的空间状态信息，属于一种新型的多域信息识别技术，实现了对现有射频识别技术的迭代，为需要动作互动的实景化智能应用场景提供了更多的技术支撑。本发明不仅仅是电子标签的简单叠加，而是为射频识别技术提供了可实时选择的工作模式，还将其升级为多域识别技术，起到了‘一加一远大于二’的特殊效果。

Description

一种多域增强型射频识别装置及通信方法

技术领域

本发明涉及射频识别技术领域，具体地说，涉及一种多域增强型射频识别装置及通信方法。

背景技术

目前，RFID技术广泛地应用于很多领域，其作为物联网感知层的重要核心，主要采用无线的编码信息识别技术，业内的发展方向多集中在提高有效识别范围，降低标签成本等方面，大都停留在单域交互的层面，也就是只能提供预先加载的ID域信息。

但是，对于一些实景化的智能应用场景，往往需要提供多域的交互信息，既除了ID域信息外，还要提供‘YES-NO’判断域、‘A-B’选择域及其他实时信号域的信息，现有技术中的RFID技术无法满足多域的交互场景，也无法满足实景化的智能应用场景。

针对现有技术的问题，本发明提供了一种多域增强型射频识别装置及通信方法。

发明内容

为解决上述现有技术的问题，本发明提供了一种多域增强型射频识别装置，所述装置包含：

多域电子标签，其包含多个代表不同域的电子标签模块，每个电子标签模块均包含对应的域特征信息以及空间状态信息；

增强型读写器，其通过无线射频识别方式与所述多域电子标签展开通信，用于读取或者改写所述多域电子标签中的信息。

根据本发明的一个实施例，所述多域电子标签包含微带天线，用于通过无线射频识别方式与所述增强型读写器通信。

根据本发明的一个实施例，所述多域电子标签内设置一个微带天线，为所述多域电子标签内所有电子标签模块的共用天线。

根据本发明的一个实施例，所述多域电子标签内设置多个微带天线，分别与多个代表不同域的电子标签模块一一对应。

根据本发明的一个实施例，所述多域电子标签包含非接触式物理开关，用于将所述电子标签模块内部的芯片连接到所述微带天线。

根据本发明的一个实施例，所述多域电子标签内设置有多个非接触式物理开关，分别与所述电子标签模块一一对应，用于控制与之对应的所述电子标签模块的工作状态。

根据本发明的一个实施例，所述非接触式物理开关具备多种空间位置信息，用于在接通时表征与之对应的所述电子标签模块的所述空间状态信息。

根据本发明的一个实施例，所述增强型读写器包含：

射频信号发送单元，其用于发送射频信号，所述射频信号包含激活指令以及休眠指令；

接收信息读取单元，其用于接收所述多域电子标签反馈的所述域特征信息以及所述空间状态信息。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种多域增强型射频识别下行链路通信方法，通过如上任一项所述装置进行射频识别，所述方法包含以下步骤：

通过所述增强型读写器向外发送射频信号，以形成一个有效识别区域；

所述射频信号仅激活一个所述多域电子标签，休眠所述有效识别区域内其他的多域电子标签；

接收被激活的所述多域电子标签反馈的所述域特征信息以及所述空间状态信息。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种多域增强型射频识别上行链路通信方法，通过如上任一项所述装置进行射频识别，所述方法包含以下步骤：

当接收到所述增强型读写器传输的激活指令时，向所述增强型读写器传输所述域特征信息以及所述空间状态信息；

接收所述增强型读写器的休眠指令进入休眠状态。

本发明提供的一种多域增强型射频识别装置及通信方法，不但可以识别预先加载的ID信息，还可以实时识别域特征信息的空间状态信息，属于一种新型的多域信息识别技术，实现了对现有射频识别技术的迭代，为需要动作互动的实景化智能应用场景提供了更多的技术支撑。

本发明不仅仅是电子标签的简单叠加，而是为射频识别技术提供了可实时选择的工作模式，还将其升级为多域识别技术，起到了‘一加一远大于二’的特殊效果。

本发明扩展了现有技术中RFID的功能，使多域电子标签的持有者不但可以发送自己的ID信息，还可以发送即时的选择或判断信息，为未来智能化实景游戏提供了更好的输入装备，也为类似的其他应用场景提供了更多样的信息获取方式。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的一种多域增强型射频识别装置结构框图；

图2显示了根据本发明的一个实施例的多域电子标签结构框图；

图3显示了根据本发明的另一个实施例的多域电子标签结构框图；

图4显示了根据本发明的一个实施例的双标签的多域电子标签示意图；

图5显示了根据本发明的一个实施例的一种多域增强型射频识别下行链路通信方法流程图；以及

图6显示了根据本发明的一个实施例的一种多域增强型射频识别上行链路通信方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明实施例作进一步地详细说明。

图1显示了根据本发明的一个实施例的一种多域增强型射频识别装置结构框图。

如图1所示，一种多域增强型射频识别装置100包含多域电子标签101以及增强型读写器102。

多域电子标签101包含多个代表不同域的电子标签模块(例如：101a、101b、……101n)，每个电子标签模块均包含对应的域特征信息以及空间状态信息。增强型读写器102通过无线射频识别方式与多域电子标签101展开通信，用于读取或者改写多域电子标签101中的信息。

在一个实施例中，增强型读写器102包含：射频信号发送单元以及接收信息读取单元。具体来说，射频信号发送单元用于发送射频信号，射频信号包含激活指令以及休眠指令。接收信息读取单元用于接收多域电子标签101反馈的域特征信息以及空间状态信息。

具体来说，多域电子标签101接收增强型读写器102传输的射频信号，当多域电子标签101接收到激活指令时处于激活状态，能够与增强型读写器102展开无线射频通信。当多域电子标签101接收到休眠指令时处于休眠状态，无法与增强型读写器102展开无线射频通信。

在一个实施例中，每个电子标签模块均包含ID信息、域特征信息以及空间状态信息。其中，ID信息是电子标签模块的唯一身份信息，用来表征电子标签模块的特定身份，另外，ID信息中还可以包含其他与身份信息绑定的状态信息。

具体来说，域特征信息具备可定义特性，可以根据实际需求进行自定义。在一个实施例中，域特征信息包含‘YES-NO’判断域、‘A-B’两项选择域、‘A-B-C’三项选择域、多项选择域以及其他实时信号域。

具体来说，空间状态信息具备可定义特性，可以根据实际需求进行自定义。在一个实施例中，空间状态信息具备两个空间位置信息，以分别对应‘YES-NO’判断域中的‘YES’与‘NO’。在一个实施例中，空间状态信息具备三个空间位置信息，以分别对应‘A-B-C’三项选择域中的‘A’与‘B’与‘C’。

本发明提供的一种多域增强型射频识别装置不但可以识别预先加载的ID信息，还可以实时识别域特征信息的空间状态信息，属于一种新型的多域信息识别技术，实现了对现有射频识别技术的迭代，为需要动作互动的实景化智能应用场景提供了更多的技术支撑。

在一个实施例中，除电子标签模块外，多域电子标签101还包含微带天线201以及非接触式开关202。具体来说，微带天线201用于通过无线射频识别方式与增强型读写器102通信。非接触式物理开关202用于将电子标签模块内部的芯片连接到微带天线201。

如图2所示，在一个实施例中，多域电子标签101内设置一个微带天线201，为多域电子标签101内所有电子标签模块的共用天线。如图2所示的微带天线设计方式，可以用一付天线与多个电子标签模块对应，大大减少了多域电子标签的面积，提高使用性。

如图2所示，在一个实施例中，多域电子标签101内设置有多个非接触式物理开关202(例如：202a、202b、……202n)，分别与电子标签模块(例如：101a、101b、……101n)一一对应，用于控制与之对应的电子标签模块的工作状态。

具体来说，与电子标签模块对应的非接触式物理开关接通时，允许电子标签模块通过微带天线201进行非接触式射频通信，与电子标签模块对应的非接触式物理开关未接通时，不允许电子标签模块通过微带天线201进行非接触式射频通信。

进一步地，非接触式物理开关202具备多种空间位置信息，用于在接通时表征与之对应的电子标签模块的空间状态信息。

在一个实施例中，非接触式物理开关202包含两种设置方式，分别为内置设置方式以及外置设置方式，采用内置设置方式时，将MEMS器件作为非接触式物理开关202置于电子标签模块的芯片内，具体可以是微重力、微磁场或微电场作用的非接触式物理开关202，改进信息交互层的数据传输逻辑，在ID信息后增加一个专用字节，表征非接触式物理开关202的实时状态信息。这样，只需要使用一个电子标签模块芯片，在发送ID信息同时，就可以发送电子标签模块的其他状态信息。

在一个实施例中，在增强型读写器102的射频工作范围内，如果存在多个多域电子标签101，同一时间仅有一个多域电子标签101处于激活状态与增强型读写器102展开通信，并且当多域电子标签101与增强型读写器102通信时，多域电子标签101内只有一个非接触式物理开关202处于接通状态。

如上所述，多个电子标签模块集成在一个多域电子标签101内，采用非接触式物理开关202将电子标签模块内部的ASIC芯片连接到微带天线201，非接触式物理开关202可以采用微重力开关，可以是外接的，也可以是内置的，非接触式物理开关202的位置经过专门设计，通常在某个时刻只有一个开关接通，(也就是只有一个电子标签模块处于工作状态)，使每个电子标签模块对应于一种特定的空间状态。

本发明提供的一种多域增强型射频识别装置不仅仅是电子标签的简单叠加，而是为射频识别技术提供了可实时选择的工作模式，还将其升级为多域识别技术，起到了‘一加一远大于二’的特殊效果。

如图3所示，在一个实施例中，多域电子标签101内设置多个微带天线201(例如：201a、201b、……201n)，分别与多个代表不同域的电子标签模块(例如：101a、101b、……101n)一一对应。如图3所示的微带天线设计方式，可以用一付天线与一个电子标签模块对应，提升了多域电子标签101的通信能力，提高了信息传输的稳定性。

本发明提供的一种多域增强型射频识别装置扩展了现有技术中RFID的功能，使多域电子标签的持有者不但可以发送自己的ID信息，还可以发送即时的选择或判断信息，为未来智能化实景游戏提供了更好的输入装备，也为类似的其他应用场景提供了更多样的信息获取方式。

图4显示了根据本发明的一个实施例的双标签的多域电子标签示意图。

双标签的多域电子标签包括两组微带天线(401、402)、两个电子标签模块(403、404)和两个微型水银开关(405、406)，连接电原理如图4所示。

当双标签的多域电子标签进入增强型读写器102的射频工作范围时，如果与A标签模块403连接的微型水银开关405朝上，由于重力作用，则A标签模块403接通电源工作；反之，如果与B标签模块404连接的微型水银开关406朝上，则B标签模块404接通电源工作。根据重力原理，对于双标签的多域电子标签，只有两个空间位置状态，A标签模块403与B标签模块404分别处于工作状态。

A标签模块403与B标签模块404具有不同的ID信息，可以根据ID信息判断出对应标签模块所处的空间位置状态，进而在实景化的智能交互场景中确定人们对具体事物的选择。举例来说，如果‘A’代表‘YES’，‘B’代表‘NO’，人们就可以通过改变模块的空间位置表达对某件事物的认知，从而实现低阶的逻辑判断。

在一个实施例中，在智能化的实景游戏中，不仅要掌握玩家的ID信息，还需要知道玩家的判断或选择信息，现有技术是使用两套系统完成同一个任务，通常采用现有的RFID技术获取玩家的ID信息，而使用现场设置的物理开关或移动终端提供玩家的其他信息，增加了系统的复杂性和应用成本。

本发明提供的一种多域增强型射频识别装置，可以在获取玩家ID信息的同时，得到玩家的判断或选择信息，操作简单，不需用玩家手指点击按键或触摸屏，只需抬抬手，就可完成多个判断或选择任务，而且与现有技术中的应用软件有很好的兼容性，开发难度低，费用增加较少。

图5显示了根据本发明的一个实施例的一种多域增强型射频识别下行链路通信方法流程图。

增强型读写器102至多域电子标签101方向为数据传输的下行链路。如图5所示，在步骤S501中，通过增强型读写器102向外发送射频信号，以形成一个有效识别区域。如图5所示，在步骤S502中，射频信号仅激活一个多域电子标签101，休眠有效识别区域内其他的多域电子标签101。如图5所示，在步骤S503中，接收被激活的多域电子标签101反馈的域特征信息以及空间状态信息。

具体来说，增强型读写器102通过天线向外发送射频信号，形成一个有效识别区域，增强型读写器102不但能够激活该区域内的多域电子标签101，还可以对被激活的多域电子标签101发送命令信息或者写入数据，指导多域电子标签101依据命令信息做出相应的动作，从而进行改写操作和多标签读取。

图6显示了根据本发明的一个实施例的一种多域增强型射频识别上行链路通信方法流程图。

多域电子标签101至增强型读写器102方向为数据传输的上行链路。如图6，在步骤S601中，当接收到增强型读写器102传输的激活指令时，向增强型读写器102传输域特征信息以及空间状态信息。如图6，在步骤S602中，接收增强型读写器102的休眠指令进入休眠状态。

具体来说，多域电子标签101至增强型读写器102方向的数据传输的工作方式包含以下两种：第一种为在多域电子标签101激活以后，直接向增强型读写器102发送标签中存储的数据信息；第二种为在多域电子标签101激活以后，根据增强型读写器102的命令信息，进入激活状态或者休眠状态。

在一个实施例中，本发明提供的一种多域增强型射频识别装置采用无源标签方式工作。当多域电子标签101进入增强型读写器102的工作范围内时，只有非接触式物理开关202接通的多域电子标签101被增强型读写器102发出的能量激活，该多域电子标签101通过整流的方法将接收到的射频能量转换成直流，并存储在其中的电容里，从而为多域电子标签101提供工作能量。当多域电子标签101离开增强型读写器102的工作范围时，所有的多域电子标签101由于没有获得增强型读写器102的能量而处于休眠状态。

在一个实施例中，本发明提供的一种多域增强型射频识别装置采用增强型读写器主动时序，由增强型读写器102先发出询问信号，然后接通的多域电子标签101给予回答。

具体来说，当增强型读写器102射频工作范围内存在多个多域电子标签101时，增强型读写器102可以对这些多域电子标签101进行识别。首先，增强型读写器102发出隔离指令，使在射频工作范围内的多个多域电子标签101逐次被隔离，只保留一个处于活动状态的多域电子标签101与增强型读写器102建立通信。通信结束后，增强型读写器102将当前处于活动状态的多域电子标签101置为休眠状态。然后发出唤醒命令，激活其他被隔离的多域电子标签101，使它们进入活动状态，然后进一步逐次隔离，再选出一个多域电子标签101进行无碰撞通信。如此重复，增强型读写器102即可实现对射频工作范围内多个多域电子标签101的识别功能。

本发明提供的一种多域增强型射频识别装置及通信方法还可以配合一种计算机可读取的存储介质，存储介质上存储有计算机程序，执行计算机程序以运行一种多域增强型射频识别下行链路通信方法以及一种多域增强型射频识别上行链路通信方法。计算机程序能够运行计算机指令，计算机指令包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。

计算机可读取的存储介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

需要说明的是，计算机可读取的存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读取的存储介质不包括电载波信号和电信信号。

综上，本发明提供的一种多域增强型射频识别装置及通信方法，不但可以识别预先加载的ID信息，还可以实时识别域特征信息的空间状态信息，属于一种新型的多域信息识别技术，实现了对现有射频识别技术的迭代，为需要动作互动的实景化智能应用场景提供了更多的技术支撑。本发明不仅仅是电子标签的简单叠加，而是为射频识别技术提供了可实时选择的工作模式，还将其升级为多域识别技术，起到了‘一加一远大于二’的特殊效果。本发明扩展了现有技术中RFID的功能，使多域电子标签的持有者不但可以发送自己的ID信息，还可以发送即时的选择或判断信息，为未来智能化实景游戏提供了更好的输入装备，也为类似的其他应用场景提供了更多样的信息获取方式。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种多域增强型射频识别装置，其特征在于，所述装置包含：

多域电子标签，其包含多个代表不同域的电子标签模块，每个电子标签模块均包含对应的ID信息、域特征信息以及空间状态信息；

增强型读写器，其通过无线射频识别方式与所述多域电子标签展开通信，用于读取或者改写所述多域电子标签中的信息；

所述多域电子标签包含微带天线，用于通过无线射频识别方式与所述增强型读写器通信；

所述多域电子标签包含非接触式物理开关，用于将所述电子标签模块内部的芯片连接到所述微带天线，所述非接触式物理开关具备多种空间位置信息，用于在接通时表征与之对应的所述电子标签模块的所述空间状态信息；

当所述非接触式物理开关为微重力开关时，所述多域电子标签与所述增强型读写器信息交互的数据传输逻辑为：所述ID信息后设置一个专用字节，用于表征所述非接触式物理开关的实时状态信息，以实现在发送所述ID信息同时，还可以发送所述电子标签模块的其他状态信息，其中，所述实时状态信息包含所述空间位置信息，所述其他状态信息包含所述空间状态信息。

2.如权利要求1所述的一种多域增强型射频识别装置，其特征在于，所述多域电子标签内设置一个微带天线，为所述多域电子标签内所有电子标签模块的共用天线。

3.如权利要求1所述的一种多域增强型射频识别装置，其特征在于，所述多域电子标签内设置多个微带天线，分别与多个代表不同域的电子标签模块一一对应。

4.如权利要求1所述的一种多域增强型射频识别装置，其特征在于，所述多域电子标签内设置有多个非接触式物理开关，分别与所述电子标签模块一一对应，用于控制与之对应的所述电子标签模块的工作状态。

5.如权利要求1所述的一种多域增强型射频识别装置，其特征在于，所述增强型读写器包含：

射频信号发送单元，其用于发送射频信号，所述射频信号包含激活指令以及休眠指令；

接收信息读取单元，其用于接收所述多域电子标签反馈的所述域特征信息以及所述空间状态信息。

6.一种多域增强型射频识别下行链路通信方法，其特征在于，通过如权利要求1-5中任一项所述装置进行射频识别，所述方法包含以下步骤：

通过所述增强型读写器向外发送射频信号，以形成一个有效识别区域；

所述射频信号仅激活一个所述多域电子标签，休眠所述有效识别区域内其他的多域电子标签；

接收被激活的所述多域电子标签反馈的所述域特征信息以及所述空间状态信息。

7.一种多域增强型射频识别上行链路通信方法，其特征在于，通过如权利要求1-5中任一项所述装置进行射频识别，所述方法包含以下步骤：

当接收到所述增强型读写器传输的激活指令时，向所述增强型读写器传输所述域特征信息以及所述空间状态信息；

接收所述增强型读写器的休眠指令进入休眠状态。