TWI384402B - 射頻識別標籤的存取方法以及射頻識別標籤中用來判斷是否回應讀取器所發送之指令的電路 - Google Patents

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Description

射頻識別標籤的存取方法以及射頻識別標籤中用來判斷是否 回應讀取器所發送之指令的電路
本發明係有關於一種射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術，尤指一種可調整標籤(Tag)被讀取之機率的射頻識別技術。
一般射頻識別系統如第1圖所示，包含有標籤110、讀取器(reader)120、射頻天線130以及用來處理識別訊號的主機140，其中標籤110與讀取器120之間係以無線射頻訊號進行非接觸式的資料傳輸，而電子產品碼(Electronic Product Code，EPC)通訊協定係一常見的傳輸規範。在電子產品碼通訊協定中，讀取器120係依據Q-演算法(或稱為反碰撞(Anti-Collision)搜尋法)找出位於範圍內的每一個標籤110並讀取其內容：讀取器120首先產生一Q值，並向範圍內的每個標籤110發送包含有參數Q的查詢指令(query command)，標籤110在接收到查詢指令後會依據Q值隨機得出一計數值，且只有在計數值等於0時，標籤110才會回應讀取器120的查詢指令；當只有一個標籤110回應時，讀取器120便與該標籤110進行資料傳輸，然而，若同時有超過一個標籤110回應讀取器120的查詢指令時，讀取器120可再發出指令重新設定Q值，直到只有一個標籤110的計數值等於0為止。
在上述Q-演算法中，所有標籤110均採用相同的Q值以及相 同的隨機程序，故隨機得出之計數值等於0的機率也相同，換句話說，每個標籤110被讀取的機率是相同的。當某些標籤110所攜帶之資料具有急迫性或緊急程度較高，需要優先被讀取時，傳統的Q-演算法無法有效地保證該些標籤110可以盡快地被讀取。
本發明的目的之一即在於提供一種可調整射頻識別標籤被讀取之機率的射頻識別技術，可使攜帶有緊急資料的標籤被優先讀取，或是使未攜帶有緊急資料的標籤較慢被讀取，以解決習知技術所面臨的問題。
根據本發明之一實施例，其係提供一種射頻識別標籤的存取方法。該存取方法包含有設定一標籤中的一Q值以及一第一參考值，根據至少該第一參考值產生一計數範圍，於該計數範圍中選擇出一計數值，以及根據該計數值決定該標籤是否回應一讀取器所發出之一指令。
根據本發明之另一實施例，其係提供一種射頻識別標籤的存取方法。該存取方法包含有設定一標籤中的一Q值以及大於1之一參考值，根據該Q值產生一計數範圍，於該計數範圍中選擇出一計數值，將該計數值減少該參考值，以及根據該計數值決定該標籤是否回應一讀取器所發出之一指令。
根據本發明之另一實施例，其係提供一種射頻識別標籤中用來判斷是否回應一讀取器所發送之一指令的電路。該電路包含有一記憶體、一計數值產生電路以及一控制電路，該記憶體係用來儲存一Q值以及一第一參考值，該計數值產生電路則根據至少該第一參考值產生一計數範圍，並於該計數範圍中選擇出一計數值，而該控制電路則根據該計數值決定該標籤是否回應該指令。
根據本發明之另一實施例，其係提供一種射頻識別標籤中用來判斷是否回應一讀取器所發送之一指令的電路。該電路包含有一記憶體、一計數值產生電路以及一控制電路，其中該記憶體係用來儲存一Q值以及大於1之一參考值，該計數值產生電路則用來根據該Q值產生一計數範圍，於該計數範圍中選擇出一計數值，將該計數值減少該參考值以產生一調整後的計數值，而該控制電路則根據該調整後的計數值決定該標籤是否回應一讀取器所發出之一指令。
本發明所提供之射頻識別標籤的存取方法可調整射頻識別標籤被讀取的機率，其係利用至少一參考值來調整Q值或調整計數值而達成。在一實施例中，標籤內用來判斷是否回應一讀取器(如第1圖所示之射頻識別系統中的讀取器120)所發送之指令的電路架構係如第2圖所示，包含有一記憶體210、一計數值產生電路220以及一控制電路230。計數值產生電路220除了包含一運算電 路224之外，更包含有一調整電路222。記憶體210係用來儲存Q值、計數值以及至少一參考值(第2圖係列舉一第一參考值以及一第二參考值作為實施例)，其中Q值係由讀取器發送指令來設定，而參考值可以是內建於記憶體210中，或是由讀取器發送指令設定。
在一第一實施例中，調整電路222可根據第一參考值來調整讀取器所設定之Q值，再由運算電路224根據調整後的Q值產生一計數範圍，並於該計數範圍中選擇出一計數值後，控制電路230根據選擇出之該計數值決定是否回應讀取器的指令。在一第二實施例中，運算電路224先根據Q值產生一計數範圍，並於該計數範圍中選擇出一計數值，而調整電路222再將該計數值減少該第二參考值以產生調整後的計數值，而控制電路230根據調整後的計數值判斷是否回應讀取器。另外，第一實施例與第二實施例更可結合出一第三實施例：調整電路222先根據第一參考值來調整讀取器所設定之Q值，而運算電路224根據調整後的Q值產生一計數範圍，並於該計數範圍中選擇出一計數值後，調整電路222再將該計數值減少該第二參考值以產生調整後的計數值。藉由選擇第一及第二參考值的大小或選擇調整電路222的調整方式，上述實施例可控制計數範圍或計數值，使計數值等於0的機率提高或降低，以調整標籤200被讀取的機率。
以下將搭配流程圖來說明上述實施例。請注意，在可達成實 質上相同之效果的前提下，標籤200產生計數值的流程不一定要完全依照第3圖所示之步驟順序來加以實施，且第3圖所示之步驟亦不必要連續地實施，在步驟之間另可插入其他步驟。
在第3圖所示之實施例中，標籤200判斷是否回應一讀取器所發送之指令的流程包含有以下步驟：步驟310：接收讀取器所發送的一設定指令。設定指令中包含有第一參考值、第二參考值以及一功能啟動參數，其中功能啟動參數係用來指示標籤200是否使用第一參考值或第二參考值來調整Q值或計數值，例如當功能啟動參數等於1時，代表標籤200中調整電路222的調整功能被啟動，而當功能啟動參數等於0時，標籤200中調整電路222的調整功能被關閉，此時標籤200係採用習知的Q-演算法來產生計數值。另外，如同先前所述，第一參考值與第二參考值亦可預設於記憶體210中，此時設定指令可不包含第一參考值以及第二參考值的設定值。
一般來說，由於設定指令中包含有習知中不具備調整功能之標籤無法辨識的參數(如功能啟動參數、第一及第二參考值)，因此讀取器係於執行標籤濾波(Tag filtering)之前發送設定指令，以避免影響範圍內其他習知標籤的狀態，造成錯誤發生。
步驟315：標籤200依據設定指令設定記憶體210內的功能啟 動參數、第一參考值以及第二參考值。如同前述，第一參考值與第二參考值亦可預設於記憶體210中。在一實施例中，當標籤200的功能啟動參數被設定後，可於範圍內所有標籤都被讀取後，再經由讀取器的指令重新設定。
步驟320：標籤200接收到讀取器所發送的查詢指令。
步驟325：標籤200判斷所接收到的查詢指令的類型，例如圖中所列舉之查詢(Query)、重複查詢(QueryRep)以及調節查詢(Query Aojust)。當判斷結果為查詢指令係指示標籤200進行查詢動作時，則執行一第一回應程序326，使標籤200隨機產生一計數值；當判斷結果為查詢指令係指示標籤200進行重複查詢動作時，則執行一第二回應程序350，使標籤200調整原有的計數值；當判斷結果為查詢指令係指示標籤200進行調節查詢動作時，則執行一第三回應程序328，使標籤200依據調整後的Q值重新產生一計數值。
第一回應程序326包含有步驟330～步驟334：在執行查詢動作時，調整電路222係先以第一參考值替換查詢指令中設定的Q值(步驟330)。接著在步驟332中，運算電路224再依據調整後的Q值(亦即，第一參考值)產生一計數範圍。在一實施例中，計數範圍為0~(2m -1)，其中m為第一參考值。而在步驟331中，運算電路224在計數範圍中挑選出一數值作為標籤200的計數值，並儲存於記憶體210中，在一實施例中，運算電路224係於計數範圍 中隨機挑選出計數值。
步驟340：控制電路230判斷產生之計數值是否等於或小於0？當計數值為0或小於0時，則進行步驟345以回應讀取器的查詢指令，否則便回到步驟320，等待下一個指令。
步驟345：標籤200在回應讀取器的查詢指令後，進入回令(Reply)狀態，並在回應讀取器的EPC答覆命令(ACK command)後發送標籤200的EPC碼至讀取器。
由此可知，在第一回應程序326中，為了增加標籤200被讀取的機率，第一參考值係小於Q值，以使計數範圍縮小，進而增加隨機挑選出之數值為0的機會；在一實施例中，步驟330可直接將Q值替換為0，則步驟332所得出(2m -1)值為0，步驟334所挑選出之計數值一定為0。反之，若要使標籤200較晚被讀取，則第一參考值可大於Q值，以增大計數範圍，令計數值為0的機率降低。
第二回應程序包含有步驟350：當查詢指令係指示標籤200進行重複查詢動作時，調整電路222將記憶體210中儲存之計數值減去第二參考值以產生調整後的計數值並儲存於記憶體210中，同樣地，當調整後的計數值等於或小於0時，標籤200便回應讀取器的查詢指令。請注意，第二參考值係大於1，以使計數值快速 地收斂至等於或小於0的值。
第三回應程序328包含有步驟360～步驟369，各步驟的動作係說明如下。
步驟360：當查詢指令係指示標籤200進行調節查詢動作時，標籤200判断讀取器是否要增加Q值，例如當回覆查詢指令的標籤過多時，讀取器會增加Q值，而當查詢指令一直得不到回覆時，讀取器會降低Q值。若判斷結果為增加Q值時，便進入步驟362，相應地將Q值加上1；若否，則進入步驟364，相應地將Q值減去1。
步驟366：調整電路222根據第一參考值對Q值進行運算以調整Q值。
步驟368：運算電路224依據調整後的Q值產生一計數範圍。在一實施例中，計數範圍為0~(2Q' -1)，其中Q'為調整後的Q值。
步驟369：運算電路224在計數範圍中挑選出一數值作為標籤200的計數值，並儲存於記憶體210中，在一實施例中，運算電路224係於計數範圍中隨機挑選出計數值。同樣地，當調整後的計數值等於或小於0時，標籤200便回應讀取器的查詢指令。
在一實施例中，調整電路222在步驟366中係將Q值除上第 一參考值的函數，例如2m ，其中m為第一參考值，以產生小於Q值之一調整後的Q值，以使步驟368所產生之計數範圍縮小，進而增加步驟369所產生之計數值為0的機會，以使標籤200可優先被讀取。在另一實施例中，調整電路222係將Q值乘上第一參考值的函數，以使計數範圍放大，降低挑選出之計數值為0的機會，進而使標籤200被優先讀取的機率降低。
綜上所述，存取流程300係以額外的參考值調整Q值或計數值，使符合回應讀取器所發送之指令的條件(例如，計數值等於或小於0)發生的機率提高或降低，藉此調整標籤被讀取的機率，可使攜帶有緊急資料的標籤被優先讀取，或是使未攜帶有緊急資料的標籤較晚被讀取。
無線射頻識別系統所使用的頻率區段的可大略區分為低頻(0~300kHz)、高頻(3MHZ~30MHz)、超高頻(300MHz~960MHz)及微波(2.45GHz~1000GHz)等，不同頻率區段的應用領域、讀取距離及價格也有區別，上述實施例之標籤200以及讀取器係符合電子產品代碼規格中操作於超高頻(UHF)或高頻(HF)之第二代(generation 2)射頻識別系統的規範，具有大量的標籤訊息儲存量以及高準確性，通用於各種標籤、晶片、印表機或者編碼器。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100‧‧‧射頻識別系統
110‧‧‧標籤
120‧‧‧讀取器
130‧‧‧射頻天線
140‧‧‧主機
200‧‧‧電路
210‧‧‧記憶體
220‧‧‧計數值產生電路
222‧‧‧調整電路
224‧‧‧運算電路
230‧‧‧控制電路
第1圖係一習知射頻識別系統的方塊示意圖。
第2圖係本發明射頻識別標籤中用來判斷是否回應一讀取器所發送之指令的電路的一實施例示意圖。
第3圖係本發明射頻識別標籤判斷是否回應一讀取器所發送之指令的一實施例的流程圖。
310~369‧‧‧步驟

Claims (24)

  1. 一種射頻識別(RFID)標籤(Tag)的存取方法，包含有：設定一標籤中的一Q值以及一第一參考值；根據至少該第一參考值產生一計數範圍；於該計數範圍中選擇出一計數值；以及根據該計數值決定該標籤是否回應一讀取器所發出之一指令。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之存取方法，其中設定該第一參考值之步驟包含有：接收該讀取器所發送之一設定指令，其中該設定指令內包含有該第一參考值之資訊；以及依據所接收之該資訊設定該標籤。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之存取方法，其中該設定指令中更包含有一功能啟動參數，用來指示該標籤是否使用該第一參考值。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之存取方法，其中該讀取器係於進行標籤濾波(tag filtering)之前發送該設定指令。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之存取方法，其中根據至少該第一參考值產生該計數範圍之步驟包含有：以該第一參考值調整該Q值來產生一調整後的Q值；以及根據該調整後的Q值來產生該計數範圍。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之存取方法，其中以該第一參考值調整該Q值之步驟包含有以該第一參考值替換該Q值。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之存取方法，其中以該第一參考值調整該Q值之步驟包含有根據該第一參考值對該Q值進行運算，以產生小於該Q值之該調整後的Q值。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之存取方法，其中設定該Q值以及該第一參考值之步驟另包含有設定大於1之一第二參考值；以及該存取方法另包含有：將該計數值減少該第二參考值。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之存取方法，其係應用於電子產品代碼(EPC)規格中操作於超高頻(UHF)或高頻(HF)的第二代(generation 2)射頻識別系統。
  10. 一種射頻識別(RFID)標籤(Tag)的存取方法，包含有：設定一標籤中的一Q值以及大於1之一參考值；根據該Q值產生一計數範圍；於該計數範圍中選擇出一計數值；將該計數值減少該參考值；以及根據該計數值決定該標籤是否回應一讀取器所發出之一指令。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之存取方法，其中設定該參考值之步驟包含有：接收該讀取器所發送之一設定指令，其中該設定指令內包含有該參考值之資訊；以及依據所接收之該資訊設定該標籤。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之存取方法，其係應用於電子產品代碼(EPC)規格中操作於超高頻(UHF)或高頻(HF)的第二代(generation 2)射頻識別系統。
  13. 一種射頻識別(RFID)標籤(Tag)中用來判斷是否回應一讀取器所發送之一指令的電路，包含有：一記憶體，用來儲存一Q值以及一第一參考值；一計數值產生電路，耦接於該記憶體，用來根據至少該第一參考值產生一計數範圍，並於該計數範圍中選擇出一計數值；以及一控制電路，耦接於該計數值產生電路，用來根據該計數值決定該標籤是否回應該指令。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之電路，其中該第一參考值係由該讀取器發送包含有該第一參考值之資訊的一設定指令至該標籤來設定。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之電路，其中該設定指令中更包含有一功能啟動參數，用來指示該計數值產生電路是否使用該第一參考值。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之電路，其中該讀取器係於進行標籤濾波(tag filtering)之前發送該設定指令。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之電路，其中該計數值產生電路包含有：一調整電路，耦接於該記憶體，其係以該第一參考值調整該Q值來產生一調整後的Q值；以及一運算電路，耦接於該調整電路，用來根據該調整後的Q值來產生該計數範圍。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之電路，其中該調整電路係以該第一參考值替換該Q值。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之電路，其中該調整電路係根據該第一參考值對該Q值進行運算，以產生小於該Q值之該調整後的Q值。
  20. 如申請專利範圍第13項所述之電路，其中該記憶體另儲存有大於1之一第二參考值，而該計數值產生電路另將該計數值減少 該第二參考值。
  21. 如申請專利範圍第13項所述之電路，其中該標籤以及該讀取器係符合電子產品代碼(EPC)規格中操作於超高頻(UHF)或高頻(HF)之第二代(generation 2)射頻識別系統的規範。
  22. 一種射頻識別(RFID)標籤(Tag)中用來判斷是否回應一讀取器所發送之一指令的電路，包含有：一記憶體，用來儲存一Q值以及大於1之一參考值；以及一計數值產生電路，耦接於該記憶體，用來根據該Q值產生一計數範圍，於該計數範圍中選擇出一計數值，將該計數值減少該參考值以產生一調整後的計數值；以及一控制電路，耦接於該計數值產生電路，用來根據該調整後的計數值決定該標籤是否回應一讀取器所發出之一指令。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之電路，其中該參考值係由該讀取器發送包含有該參考值之資訊的一設定指令至該標籤來設定。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之電路，其中該標籤以及該讀取器係符合電子產品代碼(EPC)規格中操作於超高頻(UHF)或高頻(HF)之第二代(generation 2)射頻識別系統的規範。
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