TW201721505A - 用於解析應用的位置感測 - Google Patents

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Abstract

本文中的具體實施例描述包含多個RFID標籤讀取器的RFID系統，每一RFID標籤讀取器使用不同的頻率與一RFID標籤通訊。舉例來說，每一標籤讀取器可使用不同的調變頻率來發送標籤查詢命令。在一具體實施例中，RFID標籤包含多個接收器，其每一者係調諧至標籤讀取器所產生之不同頻率的其中一頻率。舉例來說，標籤中一接收器調諧以接收200MHz信號，而另一接收器調諧以接收900MHz信號。為提供位置資訊，RFID標籤比較關聯於所接收信號的功率值，以決定哪一個RFID標籤讀取器比較接近標籤。當產生回復訊息，RFID標籤藉由選擇標籤讀取器之頻率的其中一者來使用以傳送此位置資訊至標籤讀取器。

Description

用於解析應用的位置感測
本發明關於射頻辨識(RFID)標籤，特別是關於使用多傳輸頻率產生位置資訊。
一般的RFID標籤包含在功能上與一天線連接的一積體電路(IC)。IC儲存用以識別與RFID標籤相關的特定項目或使用者的獨特資料。IC也調變經由天線發送或反向散射的射頻(RF)信號。外部的標籤讀取器擷取由RFID標籤所發送的資料信號。
RFID標籤可分類為「主動」或「被動」裝置。主動標籤使用內部電源主動地將調變信號發送至標籤讀取器。相反地，被動標籤並不主動地將調變信號發送至標籤讀取器，而是調變從標籤的天線所散射的電磁波。散射的信號係源自標籤讀取器。被動RFID標籤由標籤讀取器所發送的入射信號提供動力。被動標籤一般比主動標籤便宜，但功能範圍比主動RFID標籤短。RFID標籤一般操作在超高頻率(UHF)或微波頻帶。
在某些情況中，外部標籤讀取器可決定讀取器與RFID標籤之間的距離。傳統的測距技術(例如用於主動或被動RFID標籤的接收信號強度指標(received signal strength indication，RSSI))作用在相對較大的區域但準確度差。飛行時間或頻率調變連續波雷達(frequency modulated continuous wave radar)也可用以決定分離距離，但這些技術因為在量測小的往返時間或 頻率延遲上的困難，因此在短距離應用上的表現不佳。
本發明一實施例為一種用以操作一RFID標籤的方法。該方法包含以一第一頻率在該RFID標籤接收一第一RFID信號以及以不同於該第一頻率的一第二頻率在該RFID標籤接收一第二RFID信號。該方法包含產生指示該第一RFID信號及該第二RFID信號之信號強度的相應功率值以及基於該等相應功率值，決定該第一RFID信號及該第二RFID信號中哪一個具有較大的信號強度。該方法包含使用對應具有較大信號強度之該第一RFID信號或該第二RFID信號的一頻率，從該RFID標籤發送一回復訊息。
本發明另一實施例為一種RFID標籤，包含一第一接收器，其調諧以接收一第一RFID信號，其中該第一接收器組態以產生指示該第一RFID信號之一信號強度一第一功率值；以及一第二接收器，其調諧以接收一第二RFID信號，其中該第二接收器組態以產生指示該第二RFID信號之一信號強度一第二功率值。此外，該第一接收器及該第二接收器係調諧至不同的頻率。該RFID標籤包含一比較器，其組態以基於該第一功率值及該第二功率值而決定該第一RFID信號及該第二RFID信號中哪一個具有較大的信號強度；以及一發送器，其組態以使用對應具有較大信號強度之該第一RFID信號或該第二RFID信號的一頻率來發送一回復訊息。
本發明又一實施例為一種RFID系統，包含一第一標籤讀取器，其組態以使用一第一頻率發送一第一RFID信號；以及一第二標籤讀取器，其組態以使用不同於該第一頻率之一第二頻率發送一第二RFID信號。該RFID系統包含一RFID標籤，包含至少一接收器，其組態以接收該第一RFID信號及該第二RFID信號。該RFID標籤也包含邏輯單元，組態以回應接收該第一RFID信號及該第二RFID信號，藉由決定該第一RFID信號及該第二RFID信號中哪一個具有較大的信號強度而選擇該第一頻率及該第二頻率之 其中一者，以及使用該所選擇的頻率輸出包含一標籤ID的一回復訊息。
100‧‧‧RFID系統
105‧‧‧標籤讀取器
105A‧‧‧標籤讀取器
105B‧‧‧標籤讀取器
105C‧‧‧標籤讀取器
105D‧‧‧標籤讀取器
110‧‧‧發送器
110A‧‧‧發送器
110B‧‧‧發送器
115‧‧‧RFID標籤
120A‧‧‧接收器
120B‧‧‧接收器
125‧‧‧發送器
130‧‧‧控制邏輯單元
200‧‧‧RFID系統
205‧‧‧天線
210A‧‧‧電源
210B‧‧‧電源
215‧‧‧調變器
220‧‧‧ID
225‧‧‧比較器
230‧‧‧接收器
300‧‧‧方法
400‧‧‧地理區域
405‧‧‧中央控制器
410‧‧‧象限
圖1根據本文所述之一具體實施例描述一RFID系統，其使用多個頻率與RFID標籤通訊。
圖2根據本文所述的一具體實施例描述使用多個頻率與RFID標籤通訊的RFID系統。
圖3為根據本文所揭露之一具體實施例的一流程圖，用以藉由比較對應不同頻率的功率值來產生位置資訊。
圖4A及4B根據本文所述的一具體實施例描述用以決定RFID標籤之位置的RFID系統。
為了便於理解，已在可能的地方使用相同的元件符號來指示諸圖所共有的相同元件。可構想，在一具體實施例中所揭露的元件可有利地用於其他具體實施例上而無需特別詳述。
本文中的具體實施例描述包含多個RFID標籤讀取器的RFID系統，每一RFID標籤讀取器使用不同的頻率與RFID標籤通訊。舉例來說，每一標籤讀取器可使用不同的調變頻率來發送標籤查詢命令。在一具體實施例中，RFID標籤包含多個接收器，其每一者係調諧以接收標籤讀取器所產生之不同頻率的其中一頻率。舉例來說，標籤中的一接收器係調諧以接收200MHz信號，而另一接收器係調諧以接收900MHz信號。此外，RFID標籤中的接收器可包含相應的電源，其由從標籤讀取器所接收之信號產生電力。在一具體實施例中，電源產生對應所接收頻率(如200MHz及900MHz)之任一者的功率值。這些功率值用以決定RFID標籤相對標籤讀取器的位置。
為產生位置資訊，RFID標籤比較由電源所產生之功率值， 以決定哪一個RFID標籤讀取器比較接近標籤。舉例來說，若調諧至200MHz信號之標籤上的電源產生比調諧至900MHz信號的電源更多的電力，則RFID標籤決定輸出200MHz的標籤讀取器比輸出900MH的標籤讀取器更靠近RFID標籤。作為回應，RFID標籤可產生在200MHz或靠近200MHz的回復訊息，其向標籤讀取器指示RFID標籤最靠近輸出200MHz信號的讀取器。亦即，為傳送位置資訊，RFID標籤使用標籤中產生最高功率值的頻率來輸出一回復訊息。藉由偵測回復訊息，標籤讀取器可決定RFID標籤是否在其區域或區內。
圖1根據本文所述之一具體實施例描述一RFID系統100，其使用多個頻率與RFID標籤115通訊。RFID系統100包含兩個RFID標籤讀取器105A及105B，其每一者包含相應的發送器110。在一範例中，標籤讀取器105使用不同的頻率發送訊息。舉例來說，在每一標籤讀取器105中的發送器110可使用不同的頻率來發送標籤查詢命令，以決定RFID標籤115是否在射程內。雖然本文中的具體實施例描述標籤讀取器105使用不同的頻率(例如200及900MHz)，但讀取器105可使用不同的(不部分重疊的)頻率範圍。舉例來說，發送器110A可使用頻率範圍190-210MHz來產生一調變資料信號(例如標籤查詢命令)至RFID標籤115，而發送器110B使用頻率範圍890-910MHz來產生調變資料信號。
RFID標籤115包含多個接收器120、一發送器125，及控制邏輯單元130。在此範例中，標籤115包含兩個接收器120，其對應兩個標籤讀取器105。接收器120每一者調諧至標籤讀取器105所輸出的其中一頻率。舉例來說，接收器120A可設計以接收由標籤讀取器105A所產生的200MHz信號，而接收器120B可設計以接收由標籤讀取器105B所產生的900MHz信號。然而，RFID系統100可包含多於兩個以獨特頻率輸出信號的標籤讀取器105，其表示RFID標籤115可包含多於兩個接收器120。
在另一具體實施例中，RFID標籤115可包含單一接收器，用 以接收標籤讀取器105所發送的不同頻率信號。換言之，並不是具有調諧為標籤讀取器105之不同頻率的兩個不同的接收器，而是RFID標籤115包含用以接收標籤讀取器105所發射之所有頻率的一個接收器。舉例來說，接收器可包含內部鎖相迴圈(phase locked loop，PLL)，其鎖定至標籤讀取器頻率為最強者並提供該資訊給控制邏輯單元130。因此，PLL中的電路元件比較對應所接收的標籤讀取器信號的功率值並選擇哪個信號具有最大的信號強度。
在一具體實施例中，控制邏輯單元130比較接收器120所產生的功率值以決定哪一頻率對應較大的功率值。如下文中將更詳細討論，接收器120可包含AC-DC轉換器、電壓或電流供應、電荷泵等，其使用從標籤讀取器105中的發送器110接收的信號而產生功率值。舉例來說，接收器120可接收AC調變RF信號並將這些信號轉換為功率值，像是DC電壓或電流。控制邏輯單元130決定輸入最大功率值的接收器120，藉此指示哪個標籤讀取器105比較靠近RFID標籤115。
一旦識別出最近的讀取器，控制邏輯單元130指示發送器125使用對應最接近的標籤讀取器105的頻率來發送回復訊息。舉例來說，若標籤讀取器105B(其發送900MHz信號)為最接近者，則發送器125使用900MHz調變信號來輸出回復訊息。換言之，控制邏輯單元130可選擇性地控制發送器125在RFID系統100中之標籤讀取器105所使用之任一頻率上輸出回復訊息。因此，當標籤讀取器105B接收使用900MHz信號所產生之回復訊息時，讀取器105B知道相較於標籤讀取器105A，標籤115比較靠近讀取器105B。以此方式，標籤115可發送位置資訊給讀取器105。
選擇性地控制發送器的一優點為這樣做可避免有關多重路徑反射(multi-path reflection)的問題。舉例來說，當標籤115發送(或反向散射)回復訊息，此訊息可能被環境中的不同表面反射，其造成多重路徑信號到達讀取器105。由於這些多重路徑信號，標籤讀取器105可能接收相同回復 訊息的多個延遲複本。這些延遲複本使得決定RFID標籤115的位置變得困難。然而，因為本文中的具體實施例選擇性地控制標籤115調變所接收信號的頻率，即使標籤讀取器105接收到回復訊息的多個延遲複本，讀取器105可藉由決定標籤115用以產生回復訊息的調變頻率是否與其用以輸出例如標籤查詢命令的發送頻率相同來決定其是否為最靠近標籤115的讀取器。
若標籤115移動使得其當下相較於標籤讀取器105B更靠近標籤讀取器105A，則標籤115中的控制邏輯單元130可藉由識別調諧至標籤讀取器105A之輸出頻率的接收器120所產生的功率值當下大於調諧至標籤讀取器105B之輸出頻率的接收器120所產生的功率值來偵測此位置的變化。作為回應，控制邏輯單元130指示發送器125停止使用900MHz信號來產生回復訊息，而是使用對應標籤讀取器105A的頻率(例如200MHz)來傳送訊息。以此方式，標籤115在其相對標籤讀取器105的位置改變時提供更新的位置資訊。
圖2根據本文所述的一具體實施例描述使用多個頻率與RFID標籤115通訊的RFID系統200。RFID系統包含RFID標籤115及RFID標籤讀取器105。標籤讀取器105包含發送器110及接收器230。在一具體實施例中，發送器110只使用一個頻率來發送訊息至RFID標籤115。在一具體實施例中，接收器230可僅在發送器110所使用之相同的發送頻率上接收來自RFID標籤115的回復訊息。舉例來說，發送器110可僅在200MHz發送查詢命令，而接收器230可僅在相同頻率(即200MHz)接收訊息。具有只可在與發送頻率相同的頻率接收資料的接收器230可降低標籤讀取器105的成本。
或者，標籤讀取器105可具有可在多個頻率接收訊息的接收器230，即使這些頻率在發送器110的頻帶之外，例如接收器230可能可以在200MHz及900MHz接收由RFID標籤115所傳送的資料訊息。具有可在不同於發送器110所使用之發送頻率的頻率下接收訊息的接收器230的優點將於下文中討論。
RFID標籤115包含至少一天線205、多個接收器120、發送器125、比較器225、及控制邏輯單元130。在一具體實施例中，接收器120共享相同的寬頻天線205，用以在不同頻率接收由標籤讀取器105所發送的資料訊息。或者，每一接收器120可耦合至設計以在與接收器120所調諧頻率相同的頻率下接收信號的一相應天線。此外，發送器125可使用與接收器120所使用相同的天線205(或多個天線)，或者標籤115可包含一獨立的發送器天線以發送回復訊息至RFID標籤讀取器105。
在此範例中，RFID標籤115為一被動標籤，其使用從標籤讀取器105所發送之RF信號擷取的功率來供電給其內部組件(例如發送器125、比較器225、控制邏輯單元130等)，以產生並發送回復訊息至標籤讀取器105。然而，在其他具體實施例中，標籤115可為主動或半被動標籤，其包含獨立的電源(例如電池)。即使使用電源來發送回復訊息，比較器225仍可比較由每一接收器120所量測的功率值(例如信號強度)，以決定哪個標籤讀取器105比較靠近RFID標籤115。控制邏輯單元130可接著指示發送器125使用對應最接近的標籤讀取器105的頻率來產生回復訊息，如前述。
因為圖2中的標籤115為被動，接收器120各自包含相應的電源210，其由從標籤讀取器105接收的信號產生功率值。舉例來說，電源210可包含AC-DC轉換器(像是電荷泵，如迪克森電荷泵)，其將AC信號轉換為DC電壓及/或電流。由電源210所產生的功率值可接著用以供電給發送器125、比較器225及控制邏輯單元130。在一具體實施例中，電源210可共享相同的電路設計，即使電源210中電路元件的的個別電性值或尺寸可變化以將電源210調諧至不同頻率。
發送器125包含調變器215，其調變所接收的信號以產生回復訊息。在一具體實施例中，發送器125及調變器215使用反向散射的技術反射及調變標籤讀取器105所產生的入射信號，以將資料發送回標籤讀取器105。如所示，調變器215包含ID 220，其可儲存於標籤115中的非揮發記憶 體元件。當回復一標籤查詢命令，調變器215調變所接收的信號以包含ID 220。因此，當由RFID標籤115所反射或反向散射的調變信號到達標籤讀取器105時，接收器230解調信號並識別ID 220。在此方式中，標籤讀取器105可識別標籤115。在一具體實施例中，ID 220可為用以追蹤標籤115所附加於其上的產品的產品ID、對應包含標籤115之佩章的使用者ID、標籤115所放置於其中的車輛ID等等。在此方式中，標籤讀取器105可發送標籤查詢命令，其可接著由標籤115使用以產生含有ID 220的調變回復訊息。
除了提供ID 220，標籤115也可發送不同的資訊以回應標籤讀取器105所發送的其他命令。舉例來說，標籤115可發送安全或存取碼、產品有效日期(針對易腐食物)、時間戳記等等，以回應標籤讀取器105所發送的命令。
比較器225接收由接收器120所產生的功率值並決定哪一數值最大。在一具體實施例中，功率值為電源210所產生的電壓或電流。一般而言，RFID標籤115所接收之信號的信號強度越大，電源210所產生的功率值越大。因此，雖然特別提到了電壓或電流，但功率值可為標籤讀取器105所發送至RFID標籤115之信號的信號強度的任何指示符(indicator)。藉由比較功率值，比較器225產生指示哪一個標籤讀取器105比較靠近RFID標籤115的一輸出。比較器225可包含硬體元件，例如CMOS電路，用以決定哪一功率值最大。在其他具體實施例中，比較器225可包含在標籤115上之IC中所執行的韌體(firmware)或軟體操作。
使用比較器225的輸出，控制邏輯單元130指示調變器215使用對應於最接近的標籤讀取器105的頻率來產生回復訊息。亦即，若標籤115接收到在兩個不同頻率的信號，則控制邏輯單元130指示調變器215調變在最接近標籤115之標籤讀取器105之頻率的信號以包含ID 220。舉例來說，若標籤115接收到在200MHz及900MHz的信號，但200MHz信號對應較大的功率值，則調變器215調變200MHz信號以包含ID 220。在一具體實施例中， 控制邏輯單元130指示調變器215僅調變200MHz信號，而不調變任何其他所接收的信號(例如900MHz信號)。因為產生200MHz的標籤讀取器105接收到有效ID 220，此讀取器105知道其為最接近標籤115的讀取器105。
在另一具體實施例中，邏輯單元130可指示調變器215調變200MHz信號以包含ID 220，並調變900MHz信號以包含不同的資料(其通知發送900MHz的標籤讀取器105並非為最接近的標籤讀取器)。舉例來說，傳送至此標籤讀取器105的資料可為指示讀取器105其並非最接近的讀取器105的一預定義程式碼。在一具體實施例中，預定義程式碼可包含ID 220以及向發送900MHz之讀取器105指示另一讀取器105較接近標籤115的額外資料。通過接收此程式碼，標籤讀取器105可仍使用ID 220來識別標籤115(及相關的使用者或產品)，但也決定另一標籤讀取器105較靠近標籤115。
在一具體實施例中，接收器120、發送器125、比較器225及控制邏輯單元可實施於標籤115上的IC中。舉例來說，標籤115可包含一積體電路，其包含用以執行上述功能的電路。此外，標籤115可包含數位及類比電路的組合。
圖3為根據本文所揭露之一具體實施例的方法300的流程圖，其中方法300用以藉由比較對應不同頻率的功率值來產生位置資訊。在方塊305，RFID標籤從使用不同頻率的多個RFID標籤讀取器接收標籤查詢命令(如RFID信號)。在一具體實施例中，RF系統係組態使得每一RFID標籤讀取器使用一獨特頻率或無部分重疊的頻率範圍來發送標籤查詢命令。如此，每一頻率可關聯至單一個標籤讀取器。如上述，RFID標籤可包含調諧至標籤讀取器所發送之不同頻率的多個接收器電路。
在方塊310，RFID標籤使用接收器中不同調諧的電源從查詢命令產生功率值。在一具體實施例中，每一接收器產生對應其中一頻率的一功率值(即信號強度的指示符)。舉例來說，接收器可包含一電荷泵，其使用從標籤讀取器接收的信號來產生電壓或電流以供電給RFID標籤中的內部 組件-即啟動標籤。然而，若RFID標籤為主動或半被動標籤，則接收器所產生的功率值可能不用以對內部組件供電。而是，RFID標籤中的獨立電源可用以供電給標籤並發送回復訊息給標籤讀取器。
在方塊315，RFID標籤中的控制邏輯單元決定哪一頻率對應最大的產生功率。在一具體實施例中，控制邏輯單元使用功率值(其係直接或間接地關聯至所接收的功率)來選擇標籤讀取器所發送的其中一頻率。控制邏輯單元決定發射對應最高功率值之頻率的標籤讀取器為最接近的讀取器。
在方塊320，控制邏輯單元指示調變器使用產生對應至最接近的標籤讀取器的最大功率值的頻率來發送標籤ID。換言之，當反向散射所接收的信號時，RFID標籤選擇性地僅調變特定頻率以包含其ID。這樣做將通知接收調變信號的標籤讀取器其是否為最接近的標籤讀取器。在一範例中，若標籤讀取器僅能夠發送及接收900MHz信號而RFID標籤調變在200MHz的反向散射信號，則此標籤讀取器無法識別或偵測RFID標籤。相反地，發送及接收在200MHz之信號的標籤讀取器將偵測到RFID標籤，且藉由這樣做來決定其為最靠近標籤的標籤讀取器。藉由選擇性地調變發送至標籤讀取器的信號，RFID標籤傳送位置資訊至一或多個讀取器，其指示哪個讀取器最靠近標籤。
圖4A及4B根據本文所述的一具體實施例描述用以決定RFID標籤之位置的RFID系統。RFID系統包含一地理區域400，其定義為分別分配給一標籤讀取器105的不同區(區(Zone)1-4)。在一具體實施例中，區表示在地理區域400中之相應標籤讀取器105所發送之信號的強度大於其他三個標籤讀取器105的信號強度的區域。舉例來說，當組態RFID系統時，技術人員可使用感測器行走區域400，以識別相應信號強度為最大的區(即區域)。雖然此處所示為矩形，但這是區的簡化，因為在實際應用上區可能具有非線性的邊界。此外，技術人員可調整標籤讀取器105的輸出功率，使得 信號強度建立具有所需邊界的區，例如具有相同面積的區或涵蓋區域400中特定位置或特徵的區。
地理區域400可為像是倉庫或商店的室內設施、或可為像是停車場、遊樂園、港口等的室外區域。舉例來說，標籤讀取器可架設在倉庫的屋頂以使用RFID標籤監視庫存、或標籤讀取器可放置在停車場的柱子上以監視停車場中的車輛。此外，標籤讀取器105不需為靜止的，而是可在區域400中移動，其可能造成區相應地調整。舉例來說，中央控制器405可偵測到標籤讀取器105A已移動而改變區1的邊界並相應地更新所有區的邊界。
在圖4A中，標籤115為於區3內，其表示標籤讀取器105C所輸出的信號具有最大的強度。即使標籤115在區3，標籤115可接收來自在其他區域中之標籤讀取器105的標籤查詢命令(或其他命令)。舉例來說，標籤115可接收到來自標籤讀取器105A、105C及105D的命令，但可能沒有接收到來自可能太遠的標籤讀取器105B。標籤讀取器105可使用四個不同的頻率或頻率範圍來發送RFID命令。如此，標籤115可包含四個不同的接收器，其分別調諧至標籤讀取器105所使用的其中一頻率。繼續先前的範例，標籤115中對應標籤讀取器105A、105C及105D所輸出頻率的三個接收器將偵測到RFID命令，而標籤讀取器105B所輸出的信號可能太微弱而無法被偵測到。如上述，每一接收器輸出一功率值，其指示對應頻率的信號強度。標籤115上的比較器決定哪個信號在標籤115的位置是最強的，其在此例中為標籤讀取器105C。如此，標籤115選擇性地調變標籤讀取器105C所發送的信號以產生包含標籤ID的回復訊息。
標籤讀取器105能夠在比讀取器105所發送頻率更多的頻率上接收來自標籤115的回復訊息。在一具體實施例中，標籤讀取器105能夠在其他讀取器105用以發送命令至標籤115的所有頻率上接收訊息。舉例來說，標籤讀取器105A、105C及105D可在標籤讀取器105C所輸出的頻率上接 收由標籤115所發送的回復訊息。然而，因為標籤115所使用的調變頻率不同於標籤讀取器105A及105D所使用的發送頻率，這些讀取器105決定標籤115並不在其對應區(即區1及區4)內。此決定可使用標籤讀取器105上的邏輯單元而產生或可由耦合至所有標籤讀取器105的中央控制器405來決定。舉例來說，標籤讀取器105可將所接收的回應發送至中央控制器405，其決定標籤115位在哪一區。
此外，中央控制器405可使用以下事實來進一步縮小標籤115的位置：標籤讀取器105A及105D接收來自標籤的回復訊息，而標籤讀取器105B則沒有。因為標籤讀取器105C在其發送的頻率上接收到來自標籤115的回復訊息，中央控制器405將知道標籤115在區3。但因為標籤讀取器105A及105D也接收到回復訊息而標籤讀取器105B沒有，所有中央控制器405可進一步縮小標籤115的位置至區中的一子部分(此處稱作一區的象限)。換言之，中央控制器405可使用鄰近標籤讀取器105是否接收到回復訊息的事實來將每一區劃分為象限或子部分。
在一具體實施例中，每一區可劃分成象限，其對應有接收或沒有接收到來自標籤115的回復訊息的標籤讀取器105的一特定組合。舉例來說，象限410所對應到的為標籤讀取器105A及105D接收到回復訊息但標籤讀取器105B沒有接收到。然而，若所有三個標籤讀取器105A、105B及105D都接收到回復訊息，則對應的象限可為區3的右上角。若只有標籤讀取器105C接收到回復訊息，則對應的象限可為區3的左下角。區3中的其他象限可對應至其他組合，像是只有標籤讀取器105A及105C接收到回復訊息或只有標籤讀取器105D及105C接收到訊息。在一具體實施例中，區中的不同象限可部分重疊，例如對應至標籤讀取器105A及105D接收到回復訊息的象限410可與對應至只有讀取器105A接收到回復訊息的象限部分重疊。
在另一具體實施例中，並不使用象限來縮小標籤115的位置，而是中央控制器405可使用由標籤讀取器105所擷取的資訊來決定標籤 115在區3內的位置。舉例來說，中央控制器405可使用哪個標籤讀取器105接收到回復訊息(以及哪個沒有接收到)的資訊來執行三角量測或其他空間定位技術以決定標籤115的位置。
或者，每一標籤讀取器105可僅在讀取器105發送的頻率下接收回復訊息。在此具體實施例中，即使標籤115所反向散射的回復訊息到達標籤讀取器105A或105D，這些讀取器也無法偵測訊息。因此，只有標籤讀取器105C將接收到訊息，藉此向中央控制器405指示標籤115在區3。然而，因為其他讀取器105無法偵測訊息，中央控制器405可(若需要的話)依靠其他定位技術來縮小標籤115在區3中的位置。
在一具體實施例中，標籤讀取器105可使用哪一象限包含RFID標籤115的資訊來改善其他位置偵測技術的準確度。如前文所解釋，因為標籤115使用標籤讀取器105C的發送頻率發送回復訊息，這向標籤讀取器105C指示標籤115係位在區3。標籤讀取器105C也可執行另外的位置偵測技術，例如量測所接收之回復訊息的功率或量測回復訊息的飛行時間。這些技術可識別標籤115離區3中的標籤讀取器105C有多遠，藉此進一步地縮小標籤115的位置。因為標籤讀取器105C已經知道標籤115在區3，讀取器105C可忽略可能從地理區域400中的其他區(即區1、區2、或區4)所接收的多路徑信號。忽略從其他區所接收的多路徑信號可改善處理標籤115所發送之回復訊息時所使用之位置偵測技術的準確性。
在圖4B中，標籤115移動到對應標籤讀取器105B的區2。換言之，標籤115中對應標籤讀取器105C所發送頻率的接收器輸出最高的功率值。作為回應，標籤115在與標籤讀取器105B所發送頻率相同的頻率下調變回復訊息，藉此向標籤讀取器105B(及中央控制器405)指示標籤115最靠近標籤讀取器105B。在此方式中，中央控制器405決定標籤115從區3移動至區2。
類似圖4A所示，中央控制器405也可決定區2中包含標籤115的一特定象限415。舉例來說，由標籤115所反向散射的回復訊息除了可由 標籤讀取器105B接收之外還可由標籤讀取器105A、105C及105D接收。因為此資訊被轉呈至中央控制器405，控制器405決定標籤115在象限415內，即在區2的左下角。
在一具體實施例中，一干擾物體可能在最接近的標籤讀取器(在此情況為讀取器105B)與標籤115之間。此物體可能將從標籤讀取器105B所發射的部分或全部信號反射至標籤115，從而降低標籤115中相應接收器所產生的功率值。如此，標籤115可能會錯誤地決定其位置較接近一不同的標籤讀取器。在一具體實施例中，中央控制器405可在將標籤115分配至一特定區之前對標籤讀取器105所收集的位置資訊進行時間平均。舉例來說，干擾物體(或標籤115)可能正在移動，在此情況下由物體所造成的功率值下降可能只是暫時的。在一範例中，干擾物體可為在地理區域400中行駛的堆高機，其暫時阻擋標籤讀取器105B所發送的大部分信號到達標籤115。中央控制器405在將標籤115分配至一區前可評估從標籤115反向散射的多個回復訊息。舉例來說，當堆高機在標籤115與標籤讀取器105B之間移動時，反向散射的回復訊息可能錯誤地指示標籤115在區1。然而，一旦堆高機不再干擾信號，則標籤115可決定標籤讀取器105B為最接近的讀取器並產生正確地指示標籤115在區2的回復訊息。因此，中央控制器405在將標籤115分配至一區時，可使用例如一到五分鐘間隔來評估回復訊息。
然而，當標籤115在區域400中移動，不同的位置可能造成標籤讀取器105所發送信號產生建設性或破壞性的干涉(亦即，引起死點(dead spots))。因此，即使標籤115在區2中，其可能位在由標籤讀取器105B所發射信號(其可能包含多路徑信號)在標籤115的當前位置處產生破壞性干涉的死點。如此，對標籤115所反向散射的回復訊息進行時間平均可使得中央控制器405忽略當標籤115通過區2中之死點的時間。或者，標籤115可能通過區2中標籤讀取器105D(其對應區4)所發射之信號產生建設性干涉的一點，其造成標籤115中對應讀取器105D之接收器所量測的功率值突然增加。 在某些情況中，建設性干涉可能造成對應標籤讀取器105D的功率值大於對應標籤讀取器105B的功率值，即使標籤115是在區2而不是在區4。對標籤115所發送的回復訊息進行時間平均也可幫助識別建設性干涉的位置，在該處來自標籤讀取器105的信號在對應不同標籤讀取器105的區內不自然地增加。
在一具體實施例中，RFID系統可週期性地將標籤讀取器105的位置移動至不同位置，其改變了區中的建設性及破壞性干涉點。這樣做可能對標籤115在區中的建設性或破壞性干涉點處為靜止的情況有幫助。即使是標籤讀取器105的位置或方位的微小變化也可移動區域400中建設性及破壞性干涉的位置。如此，中央控制器405可改變建設性及破壞性干涉的位置，而不會使標籤讀取器105的當前位置產生大的改變，藉此使區的邊界保持實質上不變。
已出於說明之目的呈現本發明之各種具體實施例之描述，但其不欲為詳盡的或限於所揭示之具體實施例。在不背離所述具體實施例之範疇及精神的情況下，許多修改及變更對一般熟習此項技術者而言將是顯而易見的。本文中使用之術語經選擇以最佳解釋具體實施例之原理、實際應用或對市場上可見之技術之技術改良，或使得其他一般熟習此項技術者能夠理解本文中揭示之具體實施例。
在下文中，參考本發明之具體實施例。然而，本發明範疇並不限於特定所描述具體實施例。實情為，涵蓋以下特徵及元件(不論是否與不同具體實施例相關)之任何組合，以實施及實踐所涵蓋的具體實施例。此外，儘管本文所述的具體實施例可達成優於其他可能解決方案或優於先前技術之優點，但特定優點是否藉由給定的具體實施例達成並非對本發明範疇之限制。因此，以下態樣、特徵、具體實施例及優點僅為說明性的，且除在(多個)請求項中明確敍述以外不被視為隨附申請專利範圍之要素或限制。同樣，對「本發明」之參考不應解釋為對本文中所揭示之任何發明 性標的物的概括，且除在(多個)請求項中明確敍述以外不應被視為隨附申請專利範圍之要素或限制。
本發明之具體實施例可呈完全硬體具體實施例、完全軟體具體實施例(包括韌體、常駐軟體、微碼等)或組合軟體與硬體態樣之具體實施例的形式，該等實施例在本文中皆可通稱為「電路」、「模組」或「系統」。
本發明可為一系統、一方法及/或一電腦程式產品。電腦程式產品可包含具有多個程式指令於其中的一電腦可讀儲存媒體(或媒介)，以導致一處理器實施本發明之實施例。
電腦可讀儲存媒體可為一實體裝置，其能保留或儲存被一指令執行裝置使用的多個指令。電腦可讀取儲存媒體可能為，舉例來說，但不限於，電子儲存裝置、磁性儲存裝置、光學儲存裝置、電磁儲存裝置、半導體儲存裝置，或前述之任何適合的組合。電腦可讀取儲存媒體之更具體的範例(非詳盡清單)將包括下列：一可攜式電腦磁碟、一硬碟、一隨機存取記憶體(RAM)、一唯讀記憶體(ROM)、一可抹除程式化唯讀記憶體(EPROM或快閃記憶體)、一靜態隨機存取記憶體(static random access memory，SRAM)、一可攜式唯讀光碟(portable compact disc read-only memory，CD-ROM)、一數位影音光碟(digital versatile disk，DVD)、一記憶卡(memory stick)，一軟碟，一機械編碼裝置(諸如打孔卡片(punch-card)或具有指令紀錄於其上的凹槽內的突起結構)，以及前述之任何合適的組合。在如文中所使用的電腦可讀取儲存媒體不應理解為暫態信號本身，例如無線電波或其他自由傳遞的電磁波、經由波導或其他傳輸媒介的電磁波(例如通過光纖電纜(fiber optic cable)的光脈衝)、或經由電線傳輸的電信號。
文中所說明的電腦可讀取程式指令可從電腦可讀取儲存媒體下載至各別運算/處理裝置，或經由網路至外部電腦或外部儲存裝置，舉例來說，網際網路、區域網路、廣域網路及/或無線網路。該網路可能包含銅傳輸纜線、光學傳輸光纖、無線傳輸、路由器、防火牆、交換器、閘道 電腦及/或邊緣伺服器。在各運算/處理裝置中的網路配接卡或網路介面皆從該網路接收電腦可讀取程式指令，並轉送該等電腦可讀取程式指令供儲存在該各自運算/處理裝置內的電腦可讀取儲存媒體中。
用於執行本發明之操作的電腦可讀取程式指令可能為組譯器指令(assembler instruction)、指令集架構(instruction-set-architecture，ISA)指令、機器指令、機器相關指令、微碼、韌體指令、狀態設定資料，或以一種或多種程式設計語言之任何組合所編寫的原始碼或目的碼任一者，包括一物件導向程式設計語言，例如Smalltalk、C++或其類似物，以及慣用的程序程式設計語言，例如「C」程式設計語言或類似的程式設計語言。該等電腦可讀取程式指令可能完全在該使用者的電腦上、部分在該使用者的電腦上、作為獨立套裝軟體、部分在該使用者的電腦上且部分在遠端電腦上或完全在該遠端電腦或伺服器上執行。在該後者情境下，該遠端電腦可能透過任何類型之網路連接至該使用者的電腦，包括一區域網路(LAN)或一廣域網路(WAN)，或該連接可能至外部電腦(舉例來說，透過使用網際網路服務供應商的網際網路)。在一些具體實施例中，包括例如可程式邏輯電路、場可程式閘陣列(field-programmable gate arrays，FPGA)或可程式邏輯陣列(programmable logic arrays，PLA)的電子電路，可能利用該等電腦可讀取程式指令之狀態資訊從而執行該等電腦可讀取程式指令以個性化該電子電路，而執行本發明的態樣。
本發明之態樣參照依據本發明之具體實施例之方法的流程例示圖和/或區塊圖、設備(系統)和電腦程式產品於文中說明。將可理解該等流程例示圖和/或區塊圖之各區塊，以及在該等流程例示圖和/或區塊圖中的區塊之組合，可由電腦可讀取程式指令實行。
這些電腦可讀取程式指令可能提供給通用電腦、專用電腦或其他可程式資料處理設備之處理器以產生機器，使得經由該電腦或其他可程式資料處理設備之處理器執行的該等指令，創造用於實行在該流程圖 和/或區塊圖之一個或多個區塊中所指定的該等功能/動作的手段。這些電腦可讀取程式指令亦可能儲存在可引導電腦、可程式資料處理設備和/或其他裝置以特定方式起作用的電腦可讀取儲存媒體中，使得其中儲存有指令的電腦可讀取儲存媒體包含製造之一物件，其包括實行在該流程圖和/或區塊圖之一個或多個區塊中所指定的功能/動作之態樣的指令。
該電腦可讀取程式指令亦可能載入至電腦、其他可程式資料處理設備或其他裝置上，以導致一連串操作步驟在該電腦、其他可程式設備或其他裝置上進行以產生電腦所實行的程序，使得在該電腦、其他可程式設備或其他裝置上執行的該等指令實行在該流程圖和/或區塊圖之一個或多個區塊中所指定的該等功能/動作。
在所附圖式中的該等流程圖和區塊圖例示依據本發明之各種具體實施例的系統、方法和電腦程式產品之可能實作之架構、功能和操作。就此點而言，在該等流程圖或區塊圖中的各區塊皆可能表示指令之模組、區段或部分，其包含用於實行該(等)指定邏輯功能的一個或多個可執行指令。在一些替代性實作中，註記在該區塊中的該等功能可能脫離註記在所附圖式中的次序而發生。舉例來說，連續顯示的兩個區塊依所涉及的功能而定，其實可能實質上同時執行，或該等區塊有時可能以該反向次序執行。亦應注意該等區塊圖和/或流程例示圖之各區塊，以及在該等區塊圖和/或流程例示圖中的區塊之組合，可由進行該等指定功能或動作或執行專用硬體和電腦指令之組合的專用基於硬體的系統實行。
儘管前述係針對本發明之具體實施例，但本發明之其他和進一步具體實施例可能擬出而不悖離其基本範疇，且其範疇係由接下來的諸申請專利範圍確定。
300‧‧‧方法

Claims (20)

  1. 一種用以操作一射頻辨識(RFID)標籤的方法，該方法包含：以一第一頻率在該RFID標籤接收一第一RFID信號；以不同於該第一頻率的一第二頻率在該RFID標籤接收一第二RFID信號；產生指示該第一RFID信號及該第二RFID信號之信號強度的相應功率值；基於該等相應功率值，決定該第一RFID信號及該第二RFID信號中哪一個具有較大的信號強度；以及使用對應具有較大信號強度之該第一RFID信號或該第二RFID信號的一頻率，從該RFID標籤發送一回復訊息。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一RFID信號為由一第一標籤讀取器所發送的一標籤查詢命令，且該第二RFID信號為由一第二標籤讀取器所發送的一標籤查詢命令。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該第一RFID信號的一頻率範圍與該第二RFID信號的一頻率範圍不部分重疊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中發送一回復訊息包含：調變具有較大信號強度的該第一RFID信號或該第二RFID信號，以包含對應該RFID標籤的一ID。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該RFID標籤包含組態以接收該第一RFID信號及該第二RFID信號的至少一接收器，其中該接收器包含產生該等相應功率值的至少一電源。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該RFID標籤為一被動標籤，該方法更包含：使用該等電源供電給該RFID標籤中的一組件。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該RFID標籤包含調諧至該第一頻率的一第一接收器以及調諧至該第二頻率的一第二接收器，其中該第一接收器無法偵測該第二RFID信號且該第二接收器無法偵測該第一RFID信號。
  8. 一種RFID標籤，包含：一第一接收器，其調諧以接收一第一RFID信號，其中該第一接收器組態以產生指示該第一RFID信號之一信號強度一第一功率值；一第二接收器，其調諧以接收一第二RFID信號，其中該第二接收器組態以產生指示該第二RFID信號之一信號強度一第二功率值，且其中該第一接收器及該第二接收器係調諧至不同的頻率；一比較器，其組態以基於該第一功率值及該第二功率值而決定該第一RFID信號及該第二RFID信號中哪一個具有較大的信號強度；以及一發送器，其組態以使用對應具有較大信號強度之該第一RFID信號或該第二RFID信號的一頻率來發送一回復訊息。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之RFID標籤，其中該第一RFID信號為由一第一標籤讀取器所發送的一標籤查詢命令，且該第二RFID信號為由一第二標籤讀取器所發送的一標籤查詢命令。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之RFID標籤，其中該第一RFID信號的一頻率範圍與該第二RFID信號的一頻率範圍不部分重疊。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之RFID標籤，更包含：一調變器，其組態以調變具有較大信號強度的該第一RFID信號或該第二RFID信號以包含對應該RFID標籤的一ID。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之RFID標籤，其中該第一接收器及該第二接收器各包含產生該等相應功率值之其中一者的一電源。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之RFID標籤，其中該RFID標籤為一被動標籤，且其中該等電源係組態以供電給用以發送該回復訊息之該發送器。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之RFID標籤，其中該第一接收器無法偵測該第二RFID信號且該第二接收器無法偵測該第一RFID信號。
  15. 一種RFID系統，包含：一第一標籤讀取器，其組態以使用一第一頻率發送一第一RFID信號；一第二標籤讀取器，其組態以使用不同於該第一頻率之一第二頻率發送一第二RFID信號；一RFID標籤，包含：至少一接收器，其組態以接收該第一RFID信號及該第二RFID信號；以及邏輯單元，組態以： 回應接收該第一RFID信號及該第二RFID信號，藉由決定該第一RFID信號及該第二RFID信號中哪一個具有較大的信號強度而選擇該第一頻率及該第二頻率之其中一者，以及使用該所選擇的頻率輸出包含一標籤ID的一回復訊息。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之RFID系統，其中該所選擇的頻率為該第一頻率且其中該回復訊息沒有使用該第二頻率作調變。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之RFID系統，其中該第一標籤讀取器包含一第一接收器且該第二標籤讀取器包含一第二接收器，其中若該所選擇的頻率為該第二頻率，則該第一接收器無法偵測該回復訊息，且若該所選擇的頻率為該第一頻率，則該第二接收器無法偵測該回復訊息。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之RFID系統，更包含：一中央控制器，其通訊地耦合至該第一標籤讀取器及該第二標籤讀取器，其中該中央控制器組態以：當決定用以產生該回復訊息之該所選擇的頻率為該第一頻率，分配該RFID標籤的一位置至對應該第一標籤讀取器的一第一區；以及當決定用以產生該回復訊息之該所選擇的頻率為該第二頻率，分配該RFID標籤的該位置至對應該第二標籤讀取器的一第二區。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之RFID系統，其中該第一標籤讀取器包含一第一接收器且該第二標籤讀取器包含一第二接收器，其中不論該所選擇的頻率為該第一頻率或該第二頻率，該第一接收器及該第二接收器兩者皆可偵測該回復訊息。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之RFID系統，更包含：一中央控制器，其通訊地耦合至該第一標籤讀取器及該第二標籤讀取器，其中該中央控制器組態以：當決定(i)用以產生該回復訊息之該所選擇的頻率為該第一頻率且(ii)該第二標籤讀取器接收到該回復訊息，分配該RFID標籤的一位置至對應該第一標籤讀取器的一第一區中的一第一象限，當決定(i)用以產生該回復訊息之該所選擇的頻率為該第一頻率且(ii)該第二標籤讀取器未接收到該回復訊息，分配該RFID標籤的該位置至該第一區中的一第二象限，當決定(i)用以產生該回復訊息之該所選擇的頻率為該第二頻率且(ii)該第一標籤讀取器接到收該回復訊息，分配該RFID標籤的該位置至對應該第二標籤讀取器的一第二區中的一第一象限，以及當決定(i)用以產生該回復訊息之該所選擇的頻率為該第二頻率且(ii)該第一標籤讀取器未接收到該回復訊息，分配該RFID標籤的該位置至該第二區中的一第二象限。
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