CN1457470A - 信令系统及在该系统中使用的应答器 - Google Patents

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Abstract

信令系统包括多个活动的应答器(10)、一个询问站(12)和一个开关信号源(14)。每个应答器有微控制器(20)、用于响应来自询问站的无线电询问信号的无线电收发器(34)，以及用于接收来自开关信号源的开关信号的无源接收机(38)，该无线电收发器经由开关装置(36)与控制器相耦合，该开关装置接通或切断收发器而保持该微控制器是活动的，且该开关信号被微控制器用于接通或切断收发器。传感器(26、28、30)可以耦合到微控制器以用于监视环境的特征，例如周围的温度和湿度，且与这些特征相关的数据存储在RAM(32)中，以备需要时转发到询问站(12)中的存储装置(56)。无源接收机接收到的信号使无线电收发器在不允许来自应答器的寄生辐射的地点，比如飞机上，被去激活并且当离开这样的地点时能够被重新激活。

Description

信令系统及在该系统中使用的应答器
发明技术领域
本发明涉及到一种信令系统，该信令系统包括用于发送响应信号以答复由询问站发送的询问信号的应答设备。在本说明中术语应答意欲不仅包括比如通过除以或乘以询问频率而导出的响应信号，而且包括独立于询问频率产生的响应信号。
背景技术
有许多这样的系统存在，它们实现不同的功能。一种最普遍所知的是商店中的盗窃监测器系统，其中包含无线电应答器的标签附在高价商品上，且位于付款处外面的询问站去检测没有在付款交易处理中消除的那些标签。在一种更智能的系统中，标签能够发送数字编码信号，这可以用于识别比方说在一个海上石油钻塔上人员的位置，或者可以用于在一个动物饲养系统中识别牛，例如母牛，其中，比方说饲料的数量与所产的牛奶量有关。
一个较简单、较便宜的系统是菲利浦的I-CODE标记系统，其中，应答器包含廉价、自粘、智能无源的标记，这可以用于安全应用、包裹配送、行李分类和收集系统、零售和配送、图书馆业务以及源标记(防伪保护)。
取决于系统的结构，应答器可以为无源的，这通常可以理解为意味着在标签中不包括电池，直接或通过使用电流存储设备如电容器从询问信号或其他外部激励磁场获得电能，或者，应答器可以是有源的，这通常可以理解为意味着在标签中包括电池，比如锂电池，用于给标签中的应答电路提供电能。
尽管有源标签系统相对它们的无源的对应系统提供许多性能优点，但在一些环境下来自有源标签的寄生的、低电平辐射被认为是不可接受的。一个相关的情形是在飞机上使用无线电设备(发射机或有源接收机)。为了确保满足管理这些环境类型的严格规则，可能有必要采用一个具有真正零功率备用模式的有源标签。实现这种功能类型的问题是，当已把接收机放入一个完全禁止使用的状态时，重新激活标签变得相当困难，这是因为它不能听到“唤醒”指令。
EP-B1-0 299 557公布了一个用于畜牧场的识别系统，其中，仅当询问磁场具有足够强度时有源应答器才连接到电池终端。对于简单的识别目的，这样的一个方案是足够的且有利于延长电池的寿命。
然而，较新的应答信令系统要求标签能够建立比方说环境的历史记录，其中，一件物品，例如一件密封的包裹在它的处理、储存和传输期间受该环境的影响。如果通过完全断开电池来禁止有源标签的应答电路，则这是不能完成的。
发明的公开内容
本发明的一个目的是消除或有效地减少来自有源标签的应答器电路的寄生辐射，而当需要时又允许激活该标签。
依据本发明的一个方面，提供了包含应答器、应答器询问站和开关信号源的信令系统，该应答器包括用于控制应答器操作的控制器、经由开关装置与控制器相耦合的无线电收发器、与控制器相耦合的电流源以及用于提供信号以激活开关装置禁止或允许无线电收发器操作的、与控制器相耦合的无线电信号接收装置，该应答器询问站用于经由发送到无线电收发器和从无线电收发器接收到的信号来询问应答器，且当在有效范围内时该开关信号源通过信号接收装置是可收到的。
依据本发明的第二个方面，提供了在询问系统中使用的应答器，该应答器包括用于控制应答器操作的控制器、经由开关装置与控制器相耦合的无线电收发器、与控制器相耦合的电流源以及用于提供信号以激活开关装置禁止或允许无线电收发器操作的、与控制器相耦合的无线电信号接收装置。
本发明是基于这样的实现：即使在不允许来自标签的寄生辐射，可是收发部分可以经由发送给与控制器相耦合的无源接收机的信号被重新激活时，标签的某些功能也可以被供给能量。
如果希望监视携带标签的物品已经经历的环境变化，则即使当收发部分已被停用时，也可以提供传感器例如温度和湿度传感器且将其耦合到控制器，该控制器在RAM中存储获得的数据。一旦标签在询问时被重新激活，存储的数据就可以读出。无线电信号接收装置以肯定的方式关闭和打开收发部分，使得被停止使用的标签通过正常的询问磁场时将不会重新激活它。询问信号的特征可以与开关信号完全不同，从而有效地减少由于非期望信号引起的非有意操作的风险。
无线电信号接收装置可以包括无源无线电接收机，该接收机从开关信号获得它的电源。
实现本发明的模式
现在将参考附图的一个图来举例描述依照本发明的信令系统的实施方案。
示意性的实施方案包括三个主要的组成部分：应答器标签10、询问站12和开关信号站14。尽管示出了一个标签10，但事实上将有大量的标签在使用。
应答器标签10包括连接到多种芯片外设备的微控制器20。微控制器20和芯片外设备由电池22例如锂电池供电。EEPROM24存储微控制器20操作必需的软件和识别码。许多用于监视环境和处理附有标签10的物品的探测器或传感器26、28、30连接到微控制器20。传感器可能包括温度传感器26、湿度传感器28以及别的传感器，例如用于监视重物的处理和/或物品的跌落的加速计。来自这些传感器的数据被微控制器20数字化且存储在随机存取存储器(RAM)32中。
收发器34经由微控制器20控制的电子开关36耦合到微控制器20。收发器34在868MHz频率上操作，从询问站12接收询问信号且向询问站12发送响应信号。询问信号可以包括识别码并且/或者响应信号可以被编码。示意性的系统在单一的频率上操作，其优点是收发器34可以把它的频率锁定到询问信号的频率上。然而，收发器34可以在从询问信号导出的频率，例如谐波或副谐波上发送，或者在与询问信号频率无关的频率上发送。
可能包含螺旋形天线40的简单无源无线电接收机38被耦合到微控制器20。接收机38提供从开关信号站14转发来的控制信号，该信号被微控制器20用于起动电子开关36。开关信号站14在显著地不同于询问信号频率的频率例如13.56MHz上操作。如果希望，则信号可以使用无源标签广泛采用的菲利浦的I-CODE进行编码。假如这样的话，则在天线40和微控制器20之间的信号路径中可以连接由菲利浦半导体制造的I-CODE芯片42。任选地，接收机38可以包含使信号能够经由天线40发送给开关信号站14的收发器。
询问站12包含耦合到处理器52的收发器50，该处理器依据EEPROM24中存储的软件操作。安排为多个存储区A1到An、B1到Bn和C1到Cn的大RAM56存储从各自的应答器标签10转发的环境的数据以用于以后的恢复。调制解调器58把处理器52和通常又块60表示的数据链路连接起来。
在正常操作中，应答器标签10附加在物品例如一件包裹上，由送信者经由空中链路运送。收件人的详细资料连同该标签自己的标识存储在EEPROM24中。在包裹处理过程中，它通过一系列的询问站12。在每个站，该标识和目的地被记录下来且用于帮助物品的处理及其路线的选定。同样，任何由传感器26、28、30检测且存储在RAM32中的数据被读出来以响应来自询问站的请求，并且由收发器34转发到站12，其中，数据存储在RAM56的多个存储区A1到An、B1到Bn和C1到Cn中的一个。数据可以从RAM32中破坏性地读出，或者可替代地，存储的数据可以在它已被读出且转发到询问站之后由新数据重写。
在航空货运站，分类后的物品受开关站14发送的“切断”信号的控制，它使得微控制器打开开关36以禁止收发器34，而保持标签10的剩余部分活动但不产生任何有效的辐射。在这种状态下，微控制器20仍然确保由传感器26、28、30检测的环境数据可以存储在RAM32中，但不能够响应来自站12的任何询问信号。然后若确信知道收发器34已屏蔽，则物品可以装上飞机。
在目的地航空货运站，物品经过开关信号站14，它发送可由接收机38检测的“接通”信号。微控制器20产生信号关闭开关36从而使能收发器34。此后，标签10能够响应询问信号且传送存储在RAM32中的任何数据。
如果希望的话，则涉及到特定标签且在许多询问站12存储的数据可由一个站整理，以备在出现对物品所在的环境状况的查询时读出。
如果无源无线电接收机38适合于发送信号，例如I-CODE信号，则将有可能通过使它能够被唤醒以发送它的标识且然后返回到休眠模式而扩展标签10的多功能性。这样的能力将使具有标签的包裹在沿着传送带输送且被导流盘导引到适当的仓库时就被分类。最终的目的地址可存储在开关站14处且这个信息被用于起动导流盘。
在本说明和权利要求中，一个单元前面的词“一”并不排除多个这样的单元的存在。还有，词“包含”并不排除除列出的单元或步骤之外的其他单元或步骤的存在。
工业适用范围
无线电应答器标签等等。

Claims (10)

1.一种包含应答器、应答器询问站和开关信号源的信令系统，该应答器包括用于控制应答器操作的控制器、经由开关装置与控制器相耦合的无线电收发器、与控制器相耦合的电流源以及用于提供信号以激活开关装置禁止或允许无线电收发器操作的、与控制器相耦合的无线电信号接收装置，该应答器询问站用于经由发送到无线电收发器和从无线电收发器接收到的信号来询问应答器，以及当在有效范围内时该开关信号源通过信号接收装置是可收到的。
2.如权利要求1的系统，其特征在于，应答器还包含至少一个与控制器相耦合的传感器以及用于存储表示由应答器产生的信息的数据的随机存取存储器。
3.如权利要求2的系统，其特征在于，应答器询问站具有存储装置用于存储所说的由应答器转发的、响应询问信号的数据。
4.如权利要求1、2或3的系统，其特征在于，无线电接收装置包含无源无线电接收机，并且，开关信号源包含用于与无源无线电接收机通信的无线电发射机。
5.如权利要求1到3中任何一个的系统，其特征在于，应答器询问站和开关信号源在不同的频率上操作。
6.如权利要求4的系统，其特征在于，应答器询问站和开关信号源在不同的频率上操作。
7.一种在询问系统中使用的应答器，该应答器包括用于控制应答器操作的控制器、经由开关装置与控制器相耦合的无线电收发器、与控制器相耦合的电流源，以及用于提供信号以激活开关装置禁止或允许无线电收发器操作的、与控制器相耦合的无线电信号接收装置。
8.如权利要求7的应答器，其特征在于，应答器还包含至少一个与控制器相耦合的传感器以及用于存储表示由应答器产生的信息的数据的随机存取存储器。
9.如权利要求8的应答器，其特征在于，应答器询问站具有存储装置用于存储所说的由应答器转发的、响应询问信号的数据。
10.如权利要求7、8或9的应答器，其特征在于，无线电接收装置包含无源无线电接收机。
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