TWI451709B - 近場通訊裝置與其相關方法 - Google Patents

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Description

近場通訊裝置與其相關方法
本發明係關於一近場通訊裝置與其相關方法，尤指直接存取一儲存裝置的一射頻識別標籤與其相關方法。
射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術係一種自動近場(Near Field)無線識別和資料交換的技術。一射頻識別系統通常會包含有一射頻識別標籤(Tag)與一讀卡機(Reader)，該射頻識別標籤會透過一內建式的天線來產生一射頻訊號與該讀卡機進行通訊，以將儲存於該射頻識別標籤內的資訊傳送至該讀卡機，其中該射頻訊號係對應一特定頻率。在通常情況下，射頻識別標籤被用來當作價格標籤、提示標籤使用，並不會與其他外部電路合併使用。意即，射頻識別標籤不會將所接收到的資料，轉送至外部電路，或接收外部電路之資料，以無線方式轉送至讀卡機。此外，在習知特殊的應用下，射頻識別標籤需要與外部電路進行通訊，通常需要有額外的微控制器(Micro-Control Unit；MCU)處理射頻識別標籤與外部電路之通訊。但是，使用額外的微控制器除會大幅增加射頻識別標籤與外部電路的複雜度及成本，亦需要提供額外的電源給微控制器。因此，如何降低該射頻識別標籤與外部電路間資料寫入或輸出的複雜度，以有效地降低整個射頻識別系統的製作成本已成為業界亟需解決的問題。
因此，本發明之一目的在於提供一直接存取其儲存裝置的一射頻識別標籤與其相關方法，以解決習知射頻識別標籤所面臨的問題。
依據本發明之一實施例，其係提供一種近場通訊裝置。該近場通訊裝置包含有一天線、一訊號處理電路、一儲存裝置以及一訊號傳輸介面。該天線係用以接收來自一外部讀取器(reader)的無線訊號或發送無線訊號至該外部讀取器。該訊號處理電路具有一第一連接埠、一第二連接埠以及一第三連接埠，其中該第一連接埠係耦接於該天線。該儲存裝置係耦接於該第二連接埠，用來儲存來自該訊號處理電路的資料。該訊號傳輸介面係直接連接於該第三連接埠，用來映射一外部訊號與該儲存裝置之一特定記憶區域。
依據本發明之另一實施例，其係提供一種近場通訊方法，用於一無線識別標籤裝置，該裝置包含一儲存裝置及一訊號傳輸介面。該近場通訊方法包含有接收來自該訊號傳輸介面之一外部訊號；依據自該訊號傳輸介面之外部訊號，直接映射至該儲存裝置之一特定記憶區域；以及依據該特定記憶區域所儲存的該特定資料，來產生一無線傳送訊號。
請參考第1圖。第1圖所示係依據本發明一種近場通訊(Near Field Communication,NFC)裝置之一實施例示意圖。在一較佳實施例中，該近場通訊裝置係一射頻識別系統中的一射頻識別標籤。因此，在後續的段落，該近場通訊裝置係以一射頻識別標籤100來加以說明。射頻識別標籤100包含有一天線102、一訊號處理電路104、一儲存裝置106以及一訊號傳輸介面108。天線102係用以接收來自一外部讀取器(reader)(未顯示)的無線訊號Srf或發送無線訊號Srf至該外部讀取器。訊號處理電路104具有一第一連接埠1042、一第二連接埠1044以及一第三連接埠1046，其中第一連接埠1042係耦接於天線102。儲存裝置106係耦接於第二連接埠1044，其係用來儲存來自訊號處理電路104的資料。訊號傳輸介面108係耦接於第三連接埠1046，其係用來於訊號處理電路104與一外部訊號So之間提供一溝通媒介。在本實施例中，訊號傳輸介面108之一第一介面1082係直接連接於訊號處理電路104之第三連接埠1046，以及第二介面1084係連接於一外部裝置(未顯示)，其中外部訊號So可以係該外部裝置對訊號處理電路104所產生的訊號，或訊號處理電路104對外部裝置112所產生的訊號。此外，本發明所提供的訊號傳輸介面108係映射至儲存裝置106之一特定記憶區域1062。更進一步來說，訊號處理電路104會依據自訊號傳輸介面108所接收之外部訊號So，來將一特定資料儲存於特定記憶區域1062，或將特定記憶區域1062所儲存的資訊透過訊號傳輸介面108傳送至該外部裝置。因此，針對上述兩種不同的實施例，本發明另提供了第2圖和第3圖來進一步說明其分別的技術特徵。
請參考第2圖。第2圖所示係本發明一種射頻識別標籤200之一第一實施例示意圖。射頻識別標籤200包含有一天線202、一訊號處理電路204、一儲存裝置206以及一訊號傳輸介面208。訊號處理電路204具有一第一連接埠2042、一第二連接埠2044以及一第三連接埠2046。訊號傳輸介面208係映射至儲存裝置206之一特定記憶區域2062。請注意，在本實施例中，射頻識別標籤200的元件之間的耦接方式係相似於第1圖的射頻識別標籤100，故在此不另贅述。此外，一外部裝置210係耦接於訊號傳輸介面208之第二介面2084。當外部裝置210產生一外部訊號So’時，外部訊號So’會透過訊號傳輸介面208傳送至訊號處理電路204，而訊號處理電路204就會依據外部訊號So’來將一特定資料儲存於特定記憶區域2062以更新特定記憶區域2062內的資料。接著，訊號處理電路204會依據特定記憶區域2062內更新後的資料，亦即該特定資料，來產生一傳送訊號St’至天線202以將該特定資料以無線(亦即經由無線訊號Srf’)的方式傳送至一外部讀取器212。如此一來，外部裝置210就可以透過本發明所提供的訊號傳輸介面208來更新儲存裝置206所儲存的資料，而訊號處理電路204和天線202亦可即時的(或經由一段時間後)將更新後的資料傳送外部讀取器212，以使得射頻識別標籤200的使用者可以及時知道儲存裝置206內的最新資訊。
請參考第3圖。第3圖所示係本發明一種射頻識別標籤300之一第二實施例示意圖。射頻識別標籤300包含有一天線302、一訊號處理電路304、一儲存裝置306以及一訊號傳輸介面308。訊號處理電路304具有一第一連接埠3042、一第二連接埠3044以及一第三連接埠3046。訊號傳輸介面308係映射至儲存裝置306之一特定記憶區域3062。同理，在本實施例中，射頻識別標籤300的元件之間的耦接方式係相似於第1圖的射頻識別標籤100，故在此不另贅述。此外，一外部裝置310係耦接於訊號傳輸介面308之第二介面3084。當天線302接收到一外部讀取器212所發射的無線訊號Srf”時，訊號處理電路304就會對無線訊號Srf”進行解碼以產生對應的一特定資料並利用該特定資料來更新儲存裝置306的特定記憶區域3062。接著，訊號處理電路304就會將特定記憶區域3062的一更新後的資料儲存狀態藉由訊號傳輸介面308輸出至耦接於訊號傳輸介面308之外部裝置310。換句話說，訊號處理電路304會依據特定記憶區域3062內所儲存的資訊來產生一外部訊號So”至外部裝置310，以使得外部裝置310可以及時地接收到儲存於特定記憶區域3062內的最新資訊。請注意，本發明之訊號處理電路304並不限定更新特定記憶區域3062和產生外部訊號So”的先後順序。在一實施例中，訊號處理電路304係可以先依據該特定資料來更新特定記憶區域3062，之後再依據該特定資料來產生外部訊號So”至外部裝置310。在另一實施例中，訊號處理電路304係可以先依據該特定資料來產生外部訊號So”至外部裝置310，之後再依據該特定資料來更新特定記憶區域3062。而在另一實施例中，訊號處理電路304係可以同時依據該特定資料來產生外部訊號So”至外部裝置310以及更新特定記憶區域3062的。如此一來，外部裝置310就可以透過本發明所提供的訊號傳輸介面308來更新儲存裝置306所儲存的資料，以使得外部裝置310的使用者可以及時知道射頻識別標籤300內的儲存裝置306的最新資訊。
請注意，雖然上述兩種不同操作型態的實施例係分別以不同的圖式(亦即第2圖和第3圖)來說明，然其並不代表其係限定為獨立存在的，此領域具有通常知識者在閱讀完上述所教導的技術方案，經由適當地修正後係可以將其技術特徵整合在同一個射頻識別標籤內的，其亦屬於本發明之範疇所在。請參考第4圖。第4圖所示係依據本發明一訊號傳輸介面400之一實施例示意圖。訊號傳輸介面400係整合了第2和第3圖內的訊號傳輸介面208和308的技術特徵。因此，訊號傳輸介面400包含有一第一輸入訊號介面401、複數個分壓電路402、一第二輸入訊號介面403、一第三輸入訊號介面404、複數個負載電路405以及一第四輸入訊號介面406，其中第一輸入訊號介面401、複數個分壓電路402以及第二輸入訊號介面403構成訊號傳輸介面208，而第三輸入訊號介面404、複數個負載電路405以及第四輸入訊號介面406構成訊號傳輸介面308。第一輸入訊號介面401具有複數個端點N1-N4耦接於一訊號處理電路407，用來依據複數個輸入位元So1-So4來分別產生複數個輸入訊號Si1-Si4於複數個端點N1-N4上，其中複數個輸入訊號Si1-Si4中的每一個輸入訊號的電壓準位係受控於複數個輸入位元So1-So4中一輸入位元，以選擇性地被設定為一第一電壓準位或一第二電壓準位。請注意，複數個輸入位元So1-So4係相當於外部訊號So’。
在本實施例中，複數個分壓電路402中的每一分壓電路包含有一第一電阻402a、一開關電路402b以及一第二電阻402c。第一電阻402a(例如10K的電阻值)具有一第一端點耦接於一第一電壓Vcc(例如一供應電壓)，以及一第二端點(亦即端點N1)耦接於訊號處理電路407。開關電路402b具有一第一端點耦接於第一電阻402a之該第二端點，以及一控制端點耦接於複數個輸入位元So1-So4中一輸入位元(例如So1)。第二電阻402c(例如1K的電阻值)具有一第一端點耦接於開關電路402b之一第二端，以及一第二端點耦接一第二電壓Vgnd(例如一接地電壓)。每一個輸入位元分別控制每一個第二電阻之該第一端點來選擇性地耦接於該第一電阻的該第二端點。參考第4圖的訊號傳輸介面400的電路連接方式可以得知，當一輸入位元將一第二電阻之該第一端點耦接於一第一電阻的該第二端點時，其對應的輸入訊號(例如輸入位元So1對應至輸入訊號Si1)會因為電阻分壓的關係而具有較低的電壓準位。反之，當該輸入位元將該第二電阻之該第一端點與該第一電阻的該第二端點斷開時，其對應的輸入訊號會具有較高的電壓準位。因此，訊號處理電路407就會依據複數個端點N1-N4上複數個輸入訊號Si1-Si4的值進行解碼，以產生一特定資料來更新特定記憶區域2062內的資料。
另一方面，第三輸入訊號介面404具有複數個端點N5-N8耦接於訊號處理電路407，而第四輸入訊號介面406具有複數個輸出端點N9-N12用來分別輸出複數個輸出位元So5-So8。請注意，複數個輸出位元So5-So8係相當於外部訊號So”。複數個負載電路405中的每一負載電路包含有一電阻(例如405a)。該電阻具有一第一端點耦接於第一電壓Vcc，以及一第二端點耦接於訊號處理電路407並用來輸出複數個輸出位元So5-So8中一輸出位元(例如So5)。參考第4圖的訊號傳輸介面400的電路連接方式可以得知，訊號處理電路407可依據儲存裝置306之特定記憶區域3062內的資料來分別控制複數個端點N5-N8處的電壓準位，而複數個輸出端點N9-N12用來分別輸出對應的複數個輸出位元So5-So8給外部裝置310。
請參考第5圖。第5圖所示係依據本發明一種藥物裝載裝置500之一實施例示意圖，其係本發明射頻識別標籤200之一應用實例。藥物裝載裝置500包含有一射頻識別標籤502以及複數個具有導體特性的藥包504。射頻識別標籤502包含有一天線5022、一訊號處理電路5024、一儲存裝置5026以及一訊號傳輸介面5028。請注意，本實施例中的天線5022、訊號處理電路5024、儲存裝置5026以及訊號傳輸介面5028係相似於射頻識別標籤200分別之天線202、訊號處理電路204、儲存裝置206以及訊號傳輸介面208，因此其分別之技術特徵和耦接關係在此不另贅述。此外，本實施例的訊號傳輸介面5028係一輸入訊號介面，包含有複數個訊號傳輸路徑5028a-5028h，分別用來設定複數個輸入位元Sia-Sih，其中複數個訊號傳輸路徑5028a-5028h係分別串連複數個具有導體特性的藥包5030a-5030h，以及該些具有導體特性的藥包5030a-5030h的導通狀態係決定該些輸入位元Sia-Sih的邏輯值。當一藥物使用者將其中一個藥包(例如5030a)戳破以取出該藥包內的藥丸時，該對應的訊號傳輸路徑(例如5028a)就會斷開，而參考關於第4圖的複數個分壓電路402所揭露的技術特徵可以得知，該對應的輸入位元(例如Sia)就會具有較高的電壓準位。如此一來，射頻識別標籤502就可以透過訊號傳輸介面5028來讀取該些輸入位元Sia-Sih的電壓準位來判斷藥包內的藥丸是否有被取出，進而追縱該藥物使用者的用藥行為。接者，如同射頻識別標籤200，射頻識別標籤502就會將依據該些輸入位元Sia-Sih的電壓準位所解碼出來的特定資料儲存於儲存裝置5026，並經由天線5022發送一射頻訊號Sra對至一外部讀取器。如此一來，該藥物使用者的用藥行為就可以被記錄起來並自動地傳送至一相關的單位，而無需再花費多餘的人力來追縱其用藥行為。
請參考第6圖。第6圖所示係依據本發明一種價格顯示裝置600之一實施例示意圖，其係本發明射頻識別標籤300之一應用實例。價格顯示裝置600包含有一射頻識別標籤602以及一價格顯示器604。射頻識別標籤602包含有一天線6022、一訊號處理電路6024、一儲存裝置6026、一訊號傳輸介面6028以及一電源供應器6030。請注意，本實施例中的天線6022、訊號處理電路6024、儲存裝置6026以及訊號傳輸介面6028係相似於射頻識別標籤300分別之天線302、訊號處理電路304、儲存裝置306以及訊號傳輸介面308，因此其分別之技術特徵和耦接關係在此不另贅述，而電源供應器6030係用來提供一電源於價格顯示器604。此外，本實施例的訊號傳輸介面5028係一輸出訊號介面，其具有複數個輸出端Noa-Noi分別用來輸出複數個輸出位元Da-Di。因此，該此輸出位元Da-Di係用來控制價格顯示器604所顯示的數字(或價格)。如同射頻識別標籤300，當價格顯示裝置600的天線6022接收到來自一外部讀取器所發射的一射頻訊號Srb以更改價格顯示器604所顯示的價格時，訊號處理電路6024就會將所欲更新的價格儲存於儲存裝置6026，並產生對應該價格的輸出位元Da-Di於輸出端Noa-Noi上。接著，價格顯示器604就會依據輸出位元Da-Di來顯示最新的價格。如此一來，當價格顯示裝置600的使用量很大時，就可以直接用一個發射機來以無線的方式更改每一個價格顯示裝置所顯示的價格，而無需逐個更新其價格，進而節省了大量的人力和時間。
綜上所述，上述實施例的操作方法可以簡化為步驟：a)接收來自一無線識別標籤裝置的一訊號傳輸介面之一外部訊號；b)依據自該訊號傳輸介面之外部訊號，直接映射至該無線識別標籤裝置的一儲存裝置之一特定記憶區域；以及c)依據該特定記憶區域所儲存的該特定資料，來產生一無線傳送訊號。由於本發明係對一射頻識別標籤設置了一訊號傳輸介面以直接映射至該射頻識別標籤中的一特定記憶區域，因此一資料可以直接透過該訊號傳輸介面來寫入該特定記憶區域，或透過該訊號傳輸介面來直接讀取該特定記憶區域的資料，進而降低該射頻識別標籤的資料寫入或輸出的複雜度，且不需再利用傳統的方式進行資料存取。再者，由於該訊號傳輸介面無需操作在射頻的頻率範圍，因此該射頻識別標籤亦具有極低的製作成本。
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、200、300、502、602．．．射頻識別標籤
102、202、302、5022、6022．．．天線
104、204、304、407、5024、6024．．．訊號處理電路
106、206、306、5026、6026．．．儲存裝置
108、208、308、400、5028、6028．．．訊號傳輸介面
210、310．．．外部裝置
212、312．．．外部讀取器
401．．．第一輸入訊號介面
402．．．分壓電路
403．．．第二輸入訊號介面
404．．．第三輸入訊號介面
405．．．負載電路
406．．．第四輸入訊號介面
402a．．．第一電阻
402b．．．開關電路
402c．．．第二電阻
405a．．．電阻
500．．．藥物裝載裝置
504、5030a-5030h．．．藥包
600．．．價格顯示裝置
604．．．價格顯示器
1042、2042、3042．．．第一連接埠
1044、2044、3044．．．第二連接埠
1046、2046、3046．．．第三連接埠
1062、2062、3062．．．特定記憶區域
1082、2082、3082．．．第一介面
1084、2084、3084．．．第二介面
5028a-5028h．．．訊號傳輸路徑
6030．．．電源供應器
第1圖係本發明一種近場通訊裝置之一實施例示意圖。
第2圖係本發明一種射頻識別標籤之一第一實施例示意圖。
第3圖係本發明一種射頻識別標籤之一第二實施例示意圖。
第4圖係本發明一訊號傳輸介面之一實施例示意圖。
第5圖係本發明一種藥物裝載裝置之一實施例示意圖。
第6圖係本發明一種價格顯示裝置之一實施例示意圖。
100．．．射頻識別標籤
102．．．天線
104．．．訊號處理電路
106．．．儲存裝置
108．．．訊號傳輸介面
1042．．．第一連接埠
1044．．．第二連接埠
1046．．．第三連接埠
1062．．．特定記憶區域
1082．．．第一介面
1084．．．第二介面

Claims (14)

  1. 一種近場通訊裝置，包含有：一天線，用以傳收一無線訊號；一訊號處理電路，具有一第一連接埠、一第二連接埠以及一第三連接埠，該第一連接埠係耦接於該天線；一儲存裝置，耦接於該第二連接埠，用來儲存來自該訊號處理電路的資料；以及一訊號傳輸介面，直接連接於該第三連接埠，用來映射一外部訊號與該儲存裝置之一特定記憶區域。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的近場通訊裝置，其中該訊號處理電路係依據自該訊號傳輸介面之外部訊號，來將該外部訊號對應之一特定資料儲存於該特定記憶區域。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的近場通訊裝置，其中該訊號處理電路另會依據該特定記憶區域所儲存的該特定資料，來產生一傳送訊號至該天線。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的近場通訊裝置，其中該訊號處理電路會依據該特定記憶區域的一資料儲存狀態，輸出該資料儲存狀態對應之外部訊號至該訊號傳輸介面。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的近場通訊裝置，其中該訊號處理電路另依據該天線所接收到的一特定資料儲存於該特定記憶區域。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的近場通訊裝置，其中該外部訊號包含有至少一個輸入位元，以及該訊號傳輸介面包含有：一輸入訊號介面，具有至少一個端點直接連接於該訊號處理電路，用來依據該至少一個輸入位元來分別產生至少一個輸入訊號於該至少一個端點上，其中該至少一個輸入訊號中的每一個輸入訊號的電壓準位係受控於該至少一個輸入位元中一輸入位元，以選擇性地被設定為一第一電壓準位或一第二電壓準位。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的近場通訊裝置，其中該輸入訊號介面包含有：至少一個分壓電路，其中每一分壓電路包含有：一第一電阻，具有一第一端點耦接於一第一電壓，以及一第二端點耦接於該訊號處理電路；一開關電路，具有一第一端點耦接於該第一電阻之該第二端點，以及一控制端點耦接於該複數個輸入位元中一輸入位元；以及一第二電阻，具有一第一端點耦接於該開關電路之一第二端，以及一第二端點耦接一第二電壓；其中該輸入位元控制該第二電阻之該第一端點來選擇性地耦接於該第一電阻的該第二端點。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的近場通訊裝置，其中該輸入訊號介面包含有：至少一個訊號傳輸路徑，分別用來設定該至少一個輸入位元，其中每一個訊號傳輸路徑串連一具有導體特性的包裝，以及該具有導體特性的包裝的導通狀態係決定一相對應輸入位元的邏輯值。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的近場通訊裝置，其中該外部訊號包含有至少一個輸出位元，以及該訊號傳輸介面包含有：一輸出訊號介面，具有至少一個輸出端點耦接於該訊號處理電路，用來分別輸出該至少一個輸出位元。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的近場通訊裝置，其中該輸出訊號介面包含有：至少一個負載電路，其中每一負載電路包含有：一電阻，具有一第一端點耦接於一電壓，以及一第二端點耦接於該訊號處理電路並用來輸出該至少一個輸出位元中一輸出位元。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的近場通訊裝置，另包含有：一顯示裝置，耦接於該輸出訊號介面，用來依據該至少一個輸出位元來進行顯示。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的近場通訊裝置，其中該顯示裝置係依據該至少一個輸出位元來顯示一數字。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的近場通訊裝置，其中該顯示裝置係為一價格顯示器。
  14. 一種近場通訊方法，用於一無線識別標籤裝置，該裝置包含一儲存裝置及一訊號傳輸介面，該方法包含有：接收來自該訊號傳輸介面之一外部訊號；依據自該訊號傳輸介面之外部訊號，直接映射至該儲存裝置之一特定記憶區域；以及依據該特定記憶區域所儲存的該特定資料，來產生一無線傳送訊號。
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