CN117063404A - 无线标签以及无线标签系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使是在向无线标签通信装置的响应中也能够识别接收到的规定的命令的无源型的无线标签(20)。在该无线标签(20)中，经由天线(21)以及RF开关(22)，从无线标签通信装置(10)作为规定的命令接收电波。由检波电路(23)从该接收电波中检波出信号成分。由采样电路(26)与RF开关(22)被规定的控制信号控制为接通状态的时刻相配合地，对该检波出的信号成分进行采样。此时，接通状态的时间间隔被设定为，相对于接收电波的转送周期足够短，由控制电路(28)根据采样电路(26)的采样结果识别上述规定的命令。

Description

无线标签以及无线标签系统

技术领域

本发明涉及无线标签以及无线标签系统，特别是，涉及无源型的无线标签以及具备该无线标签的无线标签系统。

背景技术

RF标签等的无线标签与无线标签读取器或无线标签读写器等的无线标签通信装置双向地实施无线通信的无线标签系统被广泛使用。在该无线标签系统中，使用无源型的无线标签的情况也较多。该无源型的无线标签构成为，通过根据从无线标签通信装置接收到的无调制波获得动作电力，无内部电源地动作。这样构成的无源型的无线标签向无线标签通信装置发送响应信号，但是作为其发送方式，可以采用反向散射方式且副载波方式。在该方式的情况下，对于来自无线标签通信装置的无调制波，反复进行RF开关(标签调制解调电路)的接通状态(匹配状态)与断开状态(开路状态或短路状态)。由此能够在从上述无调制波失谐的位置配置反射成分。

作为与采用这样的反向散射方式且副载波方式的无线标签系统相关的技术，例如，已知下述非专利文献1所公开的无线标签系统。在该无线标签系统中，当将从无线标签通信装置向无线标签的方向作为下行链路，将从无线标签向无线标签通信装置的方向作为上行链路(返回链路)时，使用副载波方式。由此，使上行链路频率在频率上从下行链路频率失谐，并用无线标签内的模拟低通滤波器(LPF)对上行链路频率成分进行抑制，由此能够在上行链路传送中进行下行链路的接收。

现有技术文献

专利文献

非专利文献1：P.Chan and V.Fusco，“Full duplex reflection amplifiertag,”IET Microwaves，antennas&Propagation，vol.7，no.6，pp.415-420，2013.doi：10.1049/iet-map.2012.0441

发明内容

本发明所要解决的技术问题

近年来，正在采用使多个无源型的无线标签分别搭载传感器功能并从各个无线标签依次接收传感器数据(检测结果)的传感器数据流播。在这种传感器数据流播中，可以设想对于开始流播(streaming)的各个无线标签的一部分，要指示发送停止或复位等的状况等。

然而，当反向散射方式的无线标签试图在向无线标签通信装置的响应中接收命令时，受RF开关的接通/断开的影响解调的波形发生变化。因此，存在无法识别接收到的命令的问题。

本发明是为了解决上述技术问题而提出的，其目的在于提供一种具有即使是在向无线标签通信装置的响应中也能够识别接收到的规定的命令的结构的无源型的无线标签、以及具备具有该结构的无线标签的无线标签系统。

用于解决技术问题的技术手段

为了达成上述目的，技术方案1所述的发明是一种无线标签系统(1)，具备：

无线标签通信装置(10)；以及

无源型的无线标签(20)，通过反向散射方式向所述无线标签通信装置发送响应信号，

其特征在于，所述无线标签具备：

天线(21)；

RF开关(22)，与所述天线电连接，并在发送所述响应信号时被接通/断开控制；

控制电路(28)，通过向所述RF开关输出规定的控制信号对所述RF开关进行接通/断开控制，以使所述响应信号经由所述天线被发送；

检波电路(23)，自经由所述天线及所述RF开关从所述无线标签通信装置作为规定的命令接收的接收电波中，检波出信号成分；以及

采样电路(26)，与所述RF开关被所述规定的控制信号控制为接通状态的时刻相配合地，对由所述检波电路检波出的所述信号成分进行采样，

所述接通状态的时间间隔被设定为，相对于所述接收电波的转送周期更短，

所述控制电路根据所述采样电路的采样结果识别所述规定的命令。

技术方案2的发明是一种通过反向散射方式向无线标签通信装置(10)发送响应信号的无源型的无线标签，其特征在于，具备：

天线(21)；

RF开关(22)，与所述天线电连接，并在发送所述响应信号时被接通/断开控制；

控制电路(28)，通过向所述RF开关输出规定的控制信号来所述RF开关进行接通/断开控制，以使所述响应信号经由所述天线被发送；

检波电路(23)，自经由所述天线及所述RF开关从所述无线标签通信装置作为规定的命令接收的电波中，检波出信号成分；以及

采样电路(26)，与所述RF开关被所述规定的控制信号控制为接通状态的时刻相配合地，对由所述检波电路检波出的所述信号成分进行采样，

所述接通状态的时间间隔被设定为，相对于所述接收电波的转送周期足够短(优选小于等于1/8，更优选小于等于1/10)，

所述控制电路根据所述采样电路的采样结果识别所述规定的命令。

此外，上述各个括号内的附图标记表示与后述的实施方式所述的具体的方法的对应关系，并不旨在解释权利要求的范围时进行限制解释。

发明的效果

在技术方案1、2的发明中，由无线标签的控制电路向RF开关输出规定的控制信号。根据该控制信号的输出，RF开关被接通/断开控制以经由天线发送响应信号。而且，由检波电路自经由天线以及RF开关从无线标签通信装置作为规定的命令接收的接收电波中，检波出信号成分。由采样电路与RF开关被上述规定的控制信号控制为接通状态的时刻相配合地对该检波出的信号成分进行采样。通过以异或方式使数字数据与副载波信号重叠来生成响应信号。因此，RF开关的接通/断开状态不一定恒定地反复。此时，接通状态的时间间隔被设定为，相对于接收电波的转送周期足够短(优选小于等于1/10，更优选小于等于1/8)，由控制电路根据采样电路的采样结果识别上述规定的命令。

这样，由采样电路采样的信号成分与RF开关被控制为接通状态的时刻相配合地被采样，因此根据采样结果解调的波形也不会受RF开关的接通/断开的影响而较大地发生变化。因此，能够根据如上述那样解调的波形足够准确地对从无线标签通信装置接收的规定的命令进行识别。特别是，接通状态的时间间隔被设定为，相对于接收电波的转送周期足够短，因此对于接收电波中的一个值在多处进行采样，由此能够抑制采样遗漏。因此，能够实现即使是在向无线标签通信装置的响应中也能够识别接收的命令的无源型的无线标签。

附图说明

图1是示出第一实施方式的无线标签系统以及无线标签的概要的说明图。

图2是示出第一实施方式中的无线标签的状态模型的说明图。

图3是示出图1的无线标签通信装置的概略结构的框图。

图4中的(A)是示例出在RF开关常接通状态下接收的下行链路电波的接收波形的图，图4中的(B)是示出图4中的(A)的接收波形的频率分布的图。

图5中的(A)是示例出在RF开关被接通/断开控制的状态下接收的下行链路电波的接收波形的图，图5中的(B)是示出图5中的(A)的接收波形的频率分布的图。

图6是说明RF开关的接通/断开控制与采样电路的采样时刻的关系的说明图。

具体实施方式

【第一实施方式】

以下，参照附图，对具体化本发明的无线标签系统以及该无线标签系统所具备的无线标签的第一实施方式进行说明。

图1所示的无线标签系统1构成为，RF标签等的无线标签20与无线标签读取器或无线标签读写器等的无线标签通信装置10(与无线标签通信的装置)双向地实施无线通信的系统。

具体而言，无线标签系统1构成为，将具备分别检测规定的数据的传感器功能的多个无线标签20作为管理对象，进行由无线标签通信装置10依次接收分别从各个无线标签20发送的传感器数据(检测结果)的传感器数据流播。在本实施方式中，还将从无线标签通信装置10向无线标签20的无线通信方向称为下行链路，并将从无线标签20向无线标签通信装置10的无线通信方向称为上行链路(返回链路)。此外，在图1中，为了便于说明，通过功能框来详细地图示出作为管理对象的多个无线标签20中的一者。

本实施方式的无线标签20是无源型的无线标签，构成为通过从接收自无线标签通信装置10的无调制波获得动作电力，无内部电源地动作。在该无线标签20中，作为向无线标签通信装置10发送响应信号的方式，采用反向散射方式且副载波方式，即对于来自无线标签通信装置10的无调制波，反复置于RF开关22的接通状态(匹配状态)与断开状态(开路状态)，并且通过以该反复的整数倍的区间使要发送的数字信息以异或方式重叠，在从上述无调制波失谐的位置配置反射成分。

特别是，在本实施方式中，为了实现上述的传感器数据流播，如图2的状态模型所示，无线标签20构成为，相对于以往的状态模型，能够实现流状态的导入与该流状态下的流启动及流停止。

因此，如图1所示，无线标签20构成为，具备天线21、RF开关22、检波电路23、电源电路24、模拟滤波器25、采样电路26、队列27、控制电路28、存储器29以及传感器电路30。

RF开关22构成为如下的开关，即与天线21连接并作为标签调制解调电路发挥功能，在发送响应信号时通过控制电路28的控制被接通/断开控制，从而在接通控制时将天线反射率切换为匹配状态并在断开控制时切换为开路状态。在匹配状态中，来自无线标签通信装置10的电波能量有效地传递至检波电路23，因此构成上行链路电波的反射较小，在开路状态中，构成上行链路电波的反射较大，因此能够根据这种反射大小实现上行链路的数字线路。也可以进行以短路状态置换开路状态的安装，但是在这种情况下，根据与匹配状态的反射率的不同实现数字线路的原理也是相同的。

检波电路23构成为，作为通过经由天线21以及RF开关22接收的下行链路电波的包络检波来去除载波成分的电路发挥功能。

电源电路24构成为，对经由天线21以及RF开关22从无线标签通信装置10接收的下行链路电波(无调制波)进行整流、平滑、升压从而生成动作电力，并供给至控制电路28或传感器电路30等。

模拟滤波器25构成为，从由检波电路23去除了载波成分的电波仅取出下行链路电波的信号成分，从而去除非必要频带的噪声。此外，在后述的流播状态中，需要使下行链路的带宽比副载波频率足够低，因此可以将滤波器构成为，由控制电路28控制，从而去除在流播状态与除此之外的状态中不同的频带的噪声。

采样电路26构成为，作为当由控制电路28控制从而RF开关22被接通/断开控制时，在后述的规定的时刻(timing)对由模拟滤波器25取出的信号成分进行采样(抽取，decimation)的电路发挥功能。

队列27构成为，作为吸收RF开关22的接通/断开时刻根据上行链路的数字数据传送速度而产生的、采样处理与数字处理之间的时间偏差的电路发挥功能。

控制电路28是用于管理无线标签20的状态模型的电路，构成为进行与经由队列27取得的下行链路电波的信号成分，即从无线标签通信装置10接收的规定的命令相应的处理。该控制电路28构成为，在作为对无线标签通信装置10的响应信号发送下行链路电波时，通过根据该响应信号输出的规定的控制信号对RF开关22进行接通/断开控制。

特别是，在本实施方式的控制电路28中，为了能够在上行链路电波发送时接收下行链路电波，即，即使是在向无线标签通信装置10的响应中也能够识别从该无线标签通信装置10接收的命令，而进行利用与RF开关22被控制为接通状态的时刻相配合地由采样电路26采样的数据进行下行链路电波的解调/解码的发送接收处理。而且，为了抑制采样电路26中的采样遗漏，RF开关22的接通状态的时间间隔(接通/断开间隔)被设定为，相对于下行链路电波(接收电波)的转送周期(时间间隔)足够短(例如，优选为1/8或者小于等于此的短间隔)。在后文对该发送接收处理进行说明。

在本实施方式中，本发明人如以下那样确定上述接通状态的时间间隔。通常需要采样周期(ΔT)为其转送周期的一半(奈奎斯特频率)。因此，也考虑采样周期的误差，进一步还考虑最高频率的周期的1/4不足的可能性，优选至少设定为小于等于1/8的间隔。在本发明人进行的安装中，以下行链路电波(接收电波)的转送周期的1/10或者小于等于此的值确认了上述接通状态的时间间隔。

存储器29包括ROM、EEPROM等的各种半导体存储器，存储有控制程序或用于识别无线标签20的识别信息(标签ID)、由传感器电路30检测出的数据、与无线标签20的用途相应的数据等。

传感器电路30是用于检测与设置有无线标签20的部位相关的失真的电路，构成为通过控制电路28控制，作为检测结果的传感器数据被存储在存储部29。

接下来，参照图3，对从各个无线标签20接收传感器数据(检测结果)的无线标签通信装置10的结构进行说明。

如图3所示，无线标签通信装置10具备控制部11、存储部12、通信处理部13、天线14以及外部接口15等。控制部11构成为将微型计算机作为主体，具有CPU、系统总线、输入输出接口等，与由半导体存储器等构成的存储部12一并构成信息处理装置。

如图3所示，通信处理部13具备发送电路13a、接收电路13b等。发送电路13a例如包括载波振荡器、编码部、调制部以及放大器等。载波振荡器输出规定频率的载波(carrier)，编码部与控制部11连接，对由控制部11输出的发送数据进行编码并输出至调制部。调制部被输入来自载波振荡器的载波(carrier)以及来自编码部的发送数据，对于由载波振荡器输出的载波(carrier)，通过在向通信对象的命令发送时由编码部输出的经编码的发送码(调制信号)生成经ASK(Amplitude Shift Keying；幅移键控)调制的被调制信号，并输出至放大器。另外，放大器以设定的放大率对输入信号(由调制部调制的被调制信号)进行放大，并该放大信号作为下行链路电波信号(发送信号)输出至天线14。

接收电路13b的输入端子与天线14连接，由天线14接收到的与来自无线标签20的响应波相当的上行链路电波信号(接收信号)输入至接收电路13b。接收电路13b例如包括放大器、解调部等，通过放大器对由天线14接收到的信号进行放大，通过解调部对该放大信号进行解调。进一步，将与该被解调的信号波形相当的信号作为接收数据输出至控制部11。

外部接口15构成为用于进行与管理服务器等的外部设备之间的数据通信的接口，构成与控制部11协作进行通信处理的结构。

接下来，对为了即使是在向无线标签通信装置10的响应中也能够识别接收的命令而由控制电路28进行的发送接收处理进行说明。

反向散射方式的以往的无线标签作为响应信号发送通过对于来自无线标签通信装置的无调制波反复置于RF开关的接通状态与断开状态来生成的上行链路电波。当该上行链路电波的发送时试图接收下行链路时，受RF开关的接通/断开的影响解调的波形发生变化。

具体而言，例如，在经由被控制为常接通状态的RF开关接收的下行链路电波如图4中的(A)所示解调的情况下，当经由被接通/断开控制的RF开关接收该下行链路电波时，如图5中的(A)所示，由于RF开关的接通/断开的影响，解调的接收波形相对于图4中的(A)的接收波形发生变化。根据表示图5中的(A)的接收波形的频率分布的图5中的(B)与表示图4中的(A)的接收波形的频率分布的图4中的(B)的比较结果可知，由于RF开关的接通/断开，作为一例，以大致200kHz的频率为交界，在副载波频带形成镜像。

因此，在本实施方式中，在由控制电路28进行的发送接收处理中，如图6所示，根据上述规定的控制信号，与RF开关22被控制为接通状态(匹配状态)的时刻相配合地，进行基于采样电路26的采样(参照图6的附图标记S)，并在使用队列27对该采样的数据(采样结果)进行时间平滑化之后，进行下行链路电波的解调/解码。

因此，如图1所示，与从控制电路28向RF开关22输出的规定的控制信号同等的信号被输入至采样电路26，由此在采样电路26中，在从该信号识别的RF开关22的接通状态的时刻采样(抽取)由模拟滤波器25取出的信号成分。

这样，信号成分在RF开关22的接通状态的时刻被采样，因此即使是在RF开关22的接通/断开控制时刻根据上行链路的数据信号在时间上提前滞后的期间，也能够实质上不受到该接通/断开控制的影响而进行下行链路电波的解调/解码。

特别是，在本实施方式中，RF开关22的接通状态的时间间隔(参照图6的附图标记ΔT(接通/断开周期))被设定为，相对于下行链路电波(接收电波)的转送周期足够短(如上所述小于等于1/8的间隔)。由此，对于下行链路电波中的一个值在多处进行采样，因此抑制了采样遗漏。

通过这样构成，各个无线标签20在从无线标签通信装置10根据规定的命令将传感器数据分别发送到无线标签通信装置10的传感器数据流播状态下，能够在上述发送中从无线标签通信装置10接收其他的命令。例如，当由无线标签通信装置10仅向传感器数据发送中的各个无线标签20中的一部分发送发送停止指示的命令时，在作为指示对象的无线标签20中，能够根据与RF开关22被控制为接通状态的时刻配合的采样结果接收上述的发送停止指示的命令。

如以上说明的那样，在本实施方式的无线标签系统1中，由无线标签20的控制电路28，通过向RF开关22输出规定的控制信号对RF开关22进行接通/断开控制，以使响应信号经由天线21被发送。而且，当自经由天线21以及RF开关22从无线标签通信装置10作为规定的命令接收的接收电波中由检波电路23检波出信号成分时，由采样电路26与RF开关22被上述规定的控制信号控制为接通状态的时刻相配合地对该检波出的信号成分进行采样。通过以异或方式使数字数据与副载波信号重叠来生成响应信号，因此RF开关22的接通/断开状态不一定恒定地反复。此时，如上述那样，接通状态的时间间隔被设定为，相对于接收电波的转送周期足够短，由控制电路28根据采样电路26的采样结果识别上述规定的命令。

这样，由采样电路26采样的信号成分与RF开关22被控制为接通状态的时刻相配合被采样，因此根据采样结果解调的波形也不会受RF开关22的接通/断开的影响而较大地发生变化。因此，能够根据如上述那样解调的波形足够准确地识别从无线标签通信装置10接收的规定的命令。特别是，接通状态的时间间隔被设定为，相对于接收电波的转送周期足够短，因此对接收电波中的一个值在多处进行采样，由此能够抑制采样遗漏。因此，能够实现即使是在向无线标签通信装置10的响应中也能够识别接收的命令的无源型的无线标签。

此外，本发明不局限于上述实施方式等，例如，也可以如以下那样具体化。

(1)传感器电路30不局限于构成为用于检测失真的电路，例如，也可以构成为用于检测温度的电路。另外，设置于各个无线标签20的传感器电路30不局限于全部构成为用于检测失真的电路，例如，也可以是设置于一部分无线标签20的传感器电路30构成为用于检测失真的电路，设置于剩余部分的无线标签20的传感器电路20构成为用于检测温度的电路。

(2)作为向传感器数据发送中的无线标签20发送的命令，不局限于采用上述的发送停止指示的命令，例如，既可以是用于变更与无线标签20本身的处理相关的模式的命令，也可以是用于对无线标签20进行复位的命令。

附图标记的说明

1：无线标签系统

10：无线标签通信装置

20：无线标签

21：天线

22：RF开关

23：检波电路

24：电源电路

25：模拟滤波器

26：采样电路

27：队列

28：控制电路

29：存储器

30：传感器电路

Claims (2)

1.一种无线标签系统，具备：

无线标签通信装置；以及

无源型的无线标签，通过反向散射方式向所述无线标签通信装置发送响应信号，

所述无线标签系统的特征在于，所述无线标签具备：

天线；

RF开关，与所述天线连接，并在发送所述响应信号时被接通/断开控制；

控制电路，通过向所述RF开关输出规定的控制信号对所述RF开关进行接通/断开控制，以使所述响应信号经由所述天线被发送；

检波电路，自经由所述天线及所述RF开关从所述无线标签通信装置作为规定的命令接收的接收电波中，检波出信号成分；以及

采样电路，与所述RF开关被所述规定的控制信号控制为接通状态的时刻相配合地，对由所述检波电路检波出的所述信号成分进行采样，

所述接通状态的时间间隔被设定为，相对于所述接收电波的转送周期更短，

所述控制电路根据所述采样电路的采样结果识别所述规定的命令。

2.一种无线标签，是通过反向散射方式向无线标签通信装置发送响应信号的无源型的无线标签，其特征在于，具备：

天线；

RF开关，与所述天线连接，并在发送所述响应信号时被接通/断开控制；

控制电路，通过向所述RF开关输出规定的控制信号对所述RF开关进行接通/断开控制，以使所述响应信号经由所述天线被发送；

检波电路，自经由所述天线及所述RF开关从所述无线标签通信装置作为规定的命令接收的电波中，检波出信号成分；以及

采样电路，与所述RF开关被所述规定的控制信号控制为接通状态的时刻相配合地，对由所述检波电路检波出的所述信号成分进行采样，

所述接通状态的时间间隔被设定为，相对于所述接收电波的转送周期更短，

所述控制电路根据所述采样电路的采样结果识别所述规定的命令。