CN1684090A - 电子标签感测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子标签感测系统及方法，此系统包括第一导线以及第二导线的传导路径以及具有一或多个延传导路径空间分散且与第一、第二导线电容耦合的电子标签收发器；此系统还包括控制器，以提供直流信号于传导路径上，且接收来自于电子标签收发器的信号；此传导路径以及射频感测收发器可以形成于一个弹性基底且配在一起。

Description

电子标签感测系统及方法

技术领域

本发明涉及一种电子标签感测系统及方法，特别是一种分布式电子标签感测系统及方法。

背景技术

电子标签(Radio Frequency Identification，RFID)系统为熟知用以远程辨别自然物体的系统。辨识器亦可以指一询答装置或是一标签。在绝大多数应用上，电子标签的询答装置为一集成电路芯片型式，其最典型的型式是从晶圆上看，附在基板传导图案上的硅晶片。电子标签询答机可以内建感应器于芯片内或基板上，以根据知觉操作去感应或感知一触发，以及传递一信号。此感应器可以是模拟感应器，以感知许多触发，如压力、亮度、温度、触碰、化学成分以及生物成分等。电子标签标签可透过射频频道无线传输信号给中央读取器。

图1是习知电子标签读取系统接收由一或多个电子标签感应标签所提供的信号，且这些电子标签感应标签分布于一区域的示意图。此电子标签读取系统通常包括有电子标签读取器102，其连接有多个天线104，且透过缆线106，电源以及资料信号可以被传递。这样的配置是需要昂贵的缆线106以及天线104，尤其是当应付许多广布的电子标签感应器时。

电子标签感测系统内部或在系统中的天线104会根据其所在环境而个别地调整，如此一来，即会增加整个系统的复杂度。射频传输也通常仅会限制少数特定载波信号频带，且此载波信号将紧紧地被控制，以不传递边频信号。

这些以及其它习知电子标签系统需耗费许多成本。如何减少电子标签组件以及系统的成本以及复杂度，是几个对于日后电子标签系统调度激增的关键因素。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子标签感测系统及方法，用以接收来一或多个空间分散的电子标签感测收发器所送出的信号。这些收发器可以是超小型汽车所使用的电子标签标签，包括电子标签芯片以及非调谐传导基板。

此电子标签感测系统拥有至少一空间分散的电子标签收发器，此系统包括第一传导路径以及第二传导路径，用于接收一或多个电子标签收发器所送出的感应信号。此系统还包括控制器，提供载波信号于第一传导路径以及第二传导路径上，以由第一传导路径以及第二传导路径接收感应信号。

在其它实施例中，此电子标签感测系统包括具有第一导线第二导线的传导路径，以及沿传导路径分布且电容耦接于第一导线以及第二导线的至少一电子标签收发器。且此系统还包括有控制器耦接传导路径，而控制器则包括有振荡器，用于在上述传导路径上提供一直流信号。

此外，电子标签的触发可包括：电子标签收发器感知此触发，以根据此触发产生感应信号，且电容耦合此感应信号至传导路径，且在此传递路径上传递此感应信号至一信号读取器。

根据本发明其它概念，系统可包括多个被动电子标签收发器，这些被动电子标签收发器中的每一可具有感应器，此系统亦包括多个导线，且这些导线位于被动电子标签收发器附近，且这些导线与些被动电子标签收发器间为电容耦接。此系统还包括控制器耦接于这些导线以影响电容耦接、以提供些被动电子标签收发器电源、以及以接收由些被动电子标签收发器所得到的感应资料。其中，这些被动电子标签收发器中的每一还包括有电子标签芯片附加模块，且感应器由集成电路所组成，而这些导线位于电子标签芯片附加模块附近。这些导线包括第一传导线以及第二传导线。天线可以耦接于第一以及第二传导线间至少其一，以允许射频传输给外部读取器。

本发明的优点为：本发明所提出的系统与习知系统相比，在提供大的系统弹性时，亦同时省去掉许多昂贵的组件。此系统极简化且可减少电子标签感测系统的成本。电子标签读取器可以一个相当便宜的控制器作替换，且系统可使用在新的应用中，例如是其它昂贵或有问题的应用。上述的电子标签感测系统可用于监视印刷电路板上的不同节点或用于小系统中，如汽车。感应收发器的数量可以完全不受限制地被部署。此外，上述系统还可透过增加天线以达到一般总线线使用射频传输与外界通讯。

不使用多类型射频标签的天线的原因是，每一天线需针对其所在环境作调谐，且每一天线具有一个标准模块独立频率，以及每一具有其附加方式。一标准模块的成本较之使用多类型电子标签标签(含天线)便宜许多。每个独自具有其感应器的单一模块可居先在系统附件前被预先测试。上述系统可以利用在硬线上的载波信号，因此，在此需要的不是射频传输，且射频传输必须支配于政府的规范以及因此而增加系统成本。此模块可以被增加，被置放，且置放模块于导线附近。然而，附加方式可以简单地被实现，例如使用珍贵的敏感黏着剂。

为了便于进一步了解本发明的特征、目的及功能，下面结合附图以具体实例对本发明进行详细说明。

在此叙述的系统以及技术涉及射频耦合的电子标签系统，值得注意的是，其仅使用少数组件且提供较习知电子标签感测系统具有较大的变通性。

附图说明

图1是习知使用天线以及传输缆线网络的电子标签标签读取系统的示意图；

图2是具有一或多个空间分散分布的电子标签感测无线电收发机的电子标签系统的方框图；

图3A是电子标签感测收发器电容耦合至传导路径的上视图；

图3B是电子标签感测收发器电容耦合至传递路径的侧视图；以及

图4是包括一天线耦接至传导路径的电子标签感测系统的方框图。

附图标记说明：102电子标签读取器；104天线；106缆线；200、300电子标签感测收发器；202、302第一传递路径；204、304第二传递路径；206控制器；208读取器；306电子标签感测芯片；308芯片附加模块；402天线。

具体实施方式

图2是接收空间散布于一区域内的射频感测无线电接收器信号的射频感测系统的方框图。此电子标签感测收发器200用来提供一感应信号以响应被侦测到的触发，例如是压力、亮度、温度、触碰、化学成分、生物成分等触发。电子标签感测收发器200可侦测其它类型的触发或多类型的触发。

射频感测辨别感测系统包括第一传导路径202以及第二传导路径204。此第一以及第二传导路径202、204可与电子标签感测收发器电容耦合，但也可以直接耦合。传导路径202、204可以是将铜或是银传导垫贴在基板上组成。传导路径202、204中的每一用于传导载波信号，此载波信号可兼具提供电子标签感测收发器200电源以及承载由电子标签感测收发器200透过电容耦合所输出的感应信号。在一实施例中，第一以及第二传导路径202、204彼此具有1-10密尔(千分之一英时)的宽度，即彼此间实质并联，且空间分离1-10密尔。本发明亦可使用其它尺寸以及排列。当一触发被侦测时，电子标签感测收发器200可以电容耦合一感应信号于传递路径202以及204上，以藉由载波信号传递。

此电子标签感测系统还包括一控制器206，其提供载波信号至第一以及第二传导路径202、204。此控制器206设置用以接收来自第一及第二传导路径202、204的位于载波信号上的感应信号。此控制器206还包括一振荡器以产生交流信号作为载波信号。此外，亦可使用其它装置产生此载波信号。此载波信号可以是一低频信号，例如是50-100MHz，因此不需要精确或庞大的控制。然而，不论是高频或是低频皆可供载波信号使用。控制器206以及载波信号可以配置使用在一个大频率范围。若使用直接耦合用时，可使用直流信号。

电子标签感测系统还包括耦接一读取器208以经由传导路径202、204以及控制器206接收来自电子标签感测收发器的感应信号。在一实施例中，读取器208耦接控制器206。此读取器208接收感应信号以及根据感应信号解析出一输出。此读取器208具有逻辑，且此逻辑可使用硬件、软件或韧体，或上述的任意组合。此逻辑可用于一处理器以执行读取感应信号的指令以及根据感应信号解析出一输出。此逻辑可根据输入接口所输入的输入信号响应以及可被重新组态。此逻辑可包括一或多个逻辑电路。本领域熟练技术人员可知，此逻辑可使用许多方式来达成，因此并不局限于特定的逻辑装置或技术。此外，控制器206以及读取器208可集成为单一装置，以视为电子标签感测系统的控制器。

图3A以及图3B是不同视角的暴露在第一传导路径以及第二传导路径上的电子标签感测收发器的不同视角图。每一个电子标签感测收发器300包括电子标签芯片306，且电子标签芯片306耦接一芯片附加模块308。此芯片附加模块308接收来自第一以及第二传导路径302、304的电源信号，且根据电子标签芯片306感测一触发以提供感应信号。在一个电子标签内，芯片306可以附在芯片附加模块308上以形成电子标签收发器，然后再附加上调谐天线以形成电子标签标签；而当系统操作时，此调谐模块即被限制在一非常狭窄的频率范围。相较之下，若电子标签收发器300可以连接传导线以形成上述的空间分散网络，则沿着传导线上传递的信号频率可以涵盖一个大的范围。此芯片附加模块308其外观的形成，可针对可使电子标签感测收发器300与传导路径302以及/或传导路径304电容耦合的导线而设计，以允许沟通讯号其频率可涵盖一大范围。

请参考图3B，第一以及第二传导路径302、304可形成在第一基板(层)，电子标签感测收发器300可形成在第二基板(层)以叠在第一基板(层)之上。许多技术可用以形成此第一以及第二基板(层)。这些层可以由这些层的分离滚动条配在一起。在其它实施例中，此电子标签感测收发器300亦可个别配对至传导路径层。此基板上的导线以及/或电子标签感测收发器的形成可以由一薄且可弯曲的基底材料组成，例如是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其它适合的材料。这些基板的配对用以使传导路径302、304与电子标签感测收发器300电容耦接或直接耦接。

图4是其它实施例的电子标签感测系统，包括电线402以接收来自于一遥控端或非耦合电子标签感测收发器，或其它射频信号源的射频信号。此天线402可连接于传导路径202、204其中之一。据此，此被连接的传导路径402、控制器206，以及读取器208皆可接收到来自于多个信号源的多个不同频率或信号数量的感应信号。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，不能以此限制本发明的范围。凡依本发明权利要求所做的均等变化及修饰，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围的，都应视为本发明的进一步实施。

Claims (24)

1、一种电子标签感测系统，该系统拥有至少一空间分散的电子标签收发器，该系统包括：

一第一传导路径以及一第二传导路径，用于接收该电子标签收发器所送出的一感应信号；以及

一控制器，提供一载波信号于该第一传导路径以及该第二传导路径上，以由该第一传导路径以及该第二传导路径接收该感应信号。

2、如权利要求1所述的电子标签感测系统，其中该第一传导路径以及该第二传导路径实质上彼此相互并联。

3、如权利要求1所述的电子标签感测系统，其中该控制器包括一振荡器，以提供一交流信号作为该载波信号。

4、如权利要求1所述的电子标签感测系统，还包括：

一读取器，用以与该控制器通讯，该读取器具有一逻辑，该逻辑解析由该电子标签收发器所送出的感应信号。

5、如权利要求1所述的电子标签感测系统，其中该感应信号由该电子标签收发器电容耦合至该第一传导路径以及该第二传导路径。

6、如权利要求1所述的电子标签感测系统，其中该该电子标签收发器根据一感知触发，产生该感应信号。

7、如权利要求1所述的电子标签感测系统，其中该感知触发为一压力触发、一亮度触发、一温度触发、一触碰触发、一化学成分触发以及一生物成分触发之一。

8、一种电子标签感测系统，包括：

一传导路径，具有一第一导线以及一第二导线；

至少一电子标签收发器，沿该传导路径分布且电容耦接于该第一导线以及该第二导线；以及

一控制器，耦接该传导路径。

9、如权利要求8所述的电子标签感测系统，其中该控制器包括一振荡器。

10、如权利要求9所述的电子标签感测系统，其中该振荡器的配置，是在传导路径上提供一载波信号。

11、如权利要求8所述的电子标签感测系统，其中每一该电子标签收发器的配置为感知一触发，以透过一电容耦合方式提供一感应信号给该传导路径。

12、如权利要求11所述的电子标签感测系统，其中该控制电路的配置，为透过该第一导线以及该第二导线接收由该电子标签收发器所提供的该感应信号。

13、如权利要求11所述的电子标签感测系统，其中该感知为一压力、一亮度、一温度、一触碰、一化学成分以及一生物成分之一。

14、如权利要求11所述的电子标签感测系统，其中该第一导线以及该第二导线实质上彼此相互并联。

15、一种电子标签感测方法，包括：

使用至少一电子标签收发器感知一触发；

根据该触发产生一感应信号；

电容耦合该感应信号至一导线；以及

将该导线上的该感应信号传递到一信号读取器。

16、如权利要求15所述的电子标签感测方法，其中导线包括与该电子标签收发器电容耦接的一第一传导路径以及一第二传导路径。

17、如权利要求16所述的电子标签感测方法，还包括：

使用信号读取器解析感应信号。

18、如权利要求16所述的电子标签感测方法，还包括：

提供一载波信号给该导线；以及

传递该载波信号上的该感应信号。

19、如权利要求18所述的电子标签感测方法，其中载波信号包括介于50MHz与100MHz间的一频率。

20、一系统，包括：

数个被动式电子标签收发器，该些被动电子标签收发器中的每一包括有一感应器；

数个导线，位于该些被动电子标签收发器附近，且该些导线与该些被动式电子标签收发器间为电容耦接；以及

一控制器，耦接于该些导线以影响电容耦合、以提供该些被动式电子标签收发器电源、以及以接收由该些被动电子标签收发器所得到的感应资料。

21、如权利要求16所述的系统，其中该些被动电子标签收发器中的每一个还包括一电子标签芯片附加模块，且该感应器由一集成电路组成，而该些导线位于该些电子标签芯片附加模块附近。

22、如权利要求21所述的系统，其中该些导线括一第一传导线以及一第二传导线。

23、如权利要求21所述的系统，还包括：

至少一天线，耦接该第一以及该第二传导线间至少其一，以允许射频传输给至少一外部读取器。

24、如权利要求21所述的系统，还包括：

一印刷电路板，具有数个节点，该些节点由该些感应器所监视。

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