專利名稱：用于檢測(cè)標(biāo)識(shí)介質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的用于在讀/寫(xiě)單元的天線的通信范圍內(nèi)檢測(cè)標(biāo)識(shí)介質(zhì)的方法。
大家都知道在根據(jù)RF場(chǎng)的電感耦合原理的讀/寫(xiě)單元的天線與例如標(biāo)識(shí)介質(zhì)的導(dǎo)電物體之間，一旦接通RF場(chǎng)，就在天線附近發(fā)生電感耦合。
在RFID(無(wú)線電頻率標(biāo)識(shí))系統(tǒng)中，在標(biāo)識(shí)介質(zhì)與讀/寫(xiě)單元之間的非接觸通信是基于這種電感耦合，在電流消耗無(wú)關(guān)緊要的具有電源接線的讀/寫(xiě)單元中，常?？梢越油≧F場(chǎng)，并且時(shí)間可以是為了尋找在通信范圍內(nèi)的標(biāo)識(shí)介質(zhì)和為了建立通信所期望的。因此，在這種讀/寫(xiě)單元中建立通信借助于用于認(rèn)證無(wú)源標(biāo)識(shí)介質(zhì)的通信信號(hào)。為了這個(gè)目的，接通RF場(chǎng)，例如每200毫秒接通一次，發(fā)送一些毫秒寬度的認(rèn)證信號(hào)(具有調(diào)制)并等待響應(yīng)。由于相對(duì)高的電流消耗，這個(gè)方法對(duì)于電池供電的讀/寫(xiě)單元不是最佳的。在這種情況下，只有當(dāng)標(biāo)識(shí)介質(zhì)位于讀/寫(xiě)單元的天線的通信范圍內(nèi)時(shí)發(fā)送通信信號(hào)，將是非常有利的。問(wèn)題是檢測(cè)什么時(shí)候是這種情形。用于解決這個(gè)問(wèn)題的近程檢測(cè)器，例如光探測(cè)器，需要附加電路，以及響應(yīng)于任何物體——其不能特別地指示標(biāo)識(shí)介質(zhì)或者到RF場(chǎng)的耦合。
從EP0944014中，已知了一種方法，其使得在讀/寫(xiě)站的附近地區(qū)內(nèi)能夠檢測(cè)到標(biāo)識(shí)介質(zhì)，而且僅僅是以較低的RF頻帶，即在先前的125KHz標(biāo)準(zhǔn)頻帶中。然而，這種方法不適用于具有MHz頻帶中的載波頻率的大功率RFID系統(tǒng)，優(yōu)選地大于5MHz或者10MHz，尤其在非常高信息傳輸速率的13.56MHz，相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的125KHz頻帶有可能有更多改進(jìn)和更多應(yīng)用。這樣的MHz頻帶大功率系統(tǒng)可以從例如WO97/34265了解。
根據(jù)EP0944014的方法是基于天線共振頻率的激勵(lì)，這借助于單脈沖和測(cè)量這種信號(hào)的衰變特性。在這種方法中，產(chǎn)生了例如具有減少的電流的2μs寬度(即，大大短于在125KHz的近似8μs的固有振蕩)的短矩形單脈沖，以及用于激勵(lì)發(fā)射天線為在其共振頻率的固有振蕩中。在等待例如200μs(對(duì)應(yīng)于近似25個(gè)固有振蕩)的在一個(gè)信號(hào)衰變期間的時(shí)間之后，經(jīng)由接收天線例如在20μs之上測(cè)量到所述衰變的單脈沖信號(hào)。由于標(biāo)識(shí)介質(zhì)在讀/寫(xiě)單元的附近，信號(hào)比平時(shí)衰變得更強(qiáng)烈。相應(yīng)地，如果單脈沖信號(hào)或者固有振蕩衰變到某一特定值以下，結(jié)束了標(biāo)識(shí)介質(zhì)的存在。
然而，因?yàn)樵贛Hz頻帶中的大功率系統(tǒng)中的幾個(gè)理由，對(duì)于125KHz頻帶的這種方法根本不能實(shí)現(xiàn)不能實(shí)現(xiàn)在10MHz比固有振蕩短很多例如0.1μs的單脈沖，單脈沖或者必須發(fā)生100次的固有振蕩的衰變?cè)谶@里比在125KHz頻帶中更迅速，根本不能測(cè)量，更不用說(shuō)標(biāo)識(shí)介質(zhì)對(duì)單脈沖衰變的影響。
根據(jù)EP0944014的方法具有其它缺點(diǎn)不符合于用于RF通信的固有振蕩的短的單脈沖需要附加電路。在等待時(shí)間期間，這種電路必須是工作的。在用高功率發(fā)生RF通信的整個(gè)通信范圍內(nèi)借助于用減少的電流產(chǎn)生的單脈沖來(lái)檢測(cè)標(biāo)識(shí)介質(zhì)是不可能的。兩個(gè)已知的方法都不適合于用明顯不同于讀/寫(xiě)單元的天線的共振頻率的檢測(cè)標(biāo)識(shí)介質(zhì)。
在MHz頻帶的、優(yōu)選地在至少5MHz或者至少10MHz、尤其在13.56MHz的大功率系統(tǒng)中，已知的微處理器不能用于通過(guò)激勵(lì)在其固有頻率的天線、斷電與測(cè)量在例如0.2-1ms的測(cè)量時(shí)間內(nèi)的這些固有振蕩的衰變特性(例如通過(guò)測(cè)量在測(cè)量時(shí)間內(nèi)的振幅的開(kāi)始值和結(jié)束值，或者通過(guò)記數(shù)振蕩次數(shù)、直到其衰變到某個(gè)門(mén)限值)，以執(zhí)行對(duì)于具有125KHz的標(biāo)準(zhǔn)制式的固有振蕩的衰變特性的相對(duì)低速的測(cè)量方法。特別地，例如在13.56MHz系統(tǒng)中，固有振蕩必須在2.4ms內(nèi)完全衰變到0值，以便在這里可以進(jìn)行通信。這對(duì)于在這個(gè)非常短時(shí)間內(nèi)測(cè)量任何衰變特性來(lái)說(shuō)是不可能的。
因此，本發(fā)明的目的是克服上述缺點(diǎn)和限制，創(chuàng)建一種用于檢測(cè)在讀/寫(xiě)單元的通信范圍內(nèi)的所有標(biāo)識(shí)介質(zhì)的方法，所述讀/寫(xiě)單元在具有MHz頻帶的載波頻率的大功率RFID系統(tǒng)中，以及同時(shí)，最小化了對(duì)于電池供電的讀/寫(xiě)單元非常重要的電流消耗。另外，最小化天線場(chǎng)中的環(huán)境的干擾作用、以便可以更可靠地檢測(cè)到標(biāo)識(shí)介質(zhì)應(yīng)當(dāng)也是可能的。還打算使得能夠檢測(cè)到標(biāo)識(shí)介質(zhì)，其中的共振頻率明顯地偏離天線的共振頻率。
根據(jù)本發(fā)明，所述目的是由如權(quán)利要求1中要求的方法和如權(quán)利要求22中要求的讀/寫(xiě)單元所實(shí)現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的擴(kuò)展，相對(duì)于節(jié)省能量、的可靠檢測(cè)與對(duì)干擾作用的補(bǔ)償來(lái)說(shuō)有附加的改善。特別有利的實(shí)施例包括電流測(cè)量周期的反饋信號(hào)用作下一個(gè)測(cè)量周期的參考值。
在下文中，將參照附圖與例子更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。其中

圖1示出了根據(jù)用于執(zhí)行所述方法的本發(fā)明的讀/寫(xiě)單元，圖2示出了具有單獨(dú)檢測(cè)路徑與單獨(dú)估計(jì)元件的讀/寫(xiě)單元，圖3示出了輪詢信號(hào)，圖4a示出了關(guān)于輪詢信號(hào)的反饋信號(hào)，圖4b示出了反饋信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)的比較，圖5a示出了關(guān)于具有相同發(fā)射功率的通信信號(hào)的輪詢信號(hào)，圖5b示出了輪詢信號(hào)與具有減少的發(fā)射功率的通信信號(hào)，
圖6示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法中的電流消耗，圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
圖1示出了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的用于檢測(cè)在讀/寫(xiě)單元WR的通信范圍K-B內(nèi)的標(biāo)識(shí)介質(zhì)的方法的讀/寫(xiě)單元WR。所述讀/寫(xiě)單元包含用于根據(jù)在MHz頻帶中的RF場(chǎng)的電感耦合原理來(lái)發(fā)送與接收RF信號(hào)的公用天線At，直接連接到所述天線的發(fā)送路徑HFo，直接連接到所述天線的接收路徑Dem，用于以標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射功率P-HF的RF通信(調(diào)制與未調(diào)制的)的電路S(HF)，以及用于估計(jì)在讀/寫(xiě)單元與標(biāo)識(shí)介質(zhì)IM之間的通信的邏輯電路Pr。
為了識(shí)別進(jìn)入通信范圍K-B的標(biāo)識(shí)介質(zhì)，包含所述RF場(chǎng)的許多固有振蕩的短的輪詢信號(hào)ASo是以標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射功率P-HF經(jīng)由發(fā)送路徑HFo與天線At(方法步驟1)周期地發(fā)射的，然后，在所述輪詢信號(hào)ASo的發(fā)射期間，還包含所述RF場(chǎng)的許多固有振蕩的反饋信號(hào)ASi是在所述天線(方法步驟2)處同時(shí)檢測(cè)到的，然后，所述反饋信號(hào)ASi和基準(zhǔn)信號(hào)RS相比較(3)，然后如果反饋信號(hào)ASi不同于基準(zhǔn)信號(hào)RS(3-2)，就發(fā)送(4)用于標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí)介質(zhì)IM的通信信號(hào)KS。否則，在下一個(gè)周期(3-1)中發(fā)送另一個(gè)輪詢信號(hào)ASo。因?yàn)榕c反饋信號(hào)ASi比較，基準(zhǔn)信號(hào)RS還可以減少門(mén)限值X(參考值由此是＝RS-X，見(jiàn)圖4b與7)。如果用通信信號(hào)KS發(fā)現(xiàn)授權(quán)的標(biāo)識(shí)介質(zhì)IM并且被認(rèn)證(5)，與其發(fā)生通信(5-2)。在通信結(jié)束之后，再次發(fā)送輪詢信號(hào)ASo。這在圖7的框圖中進(jìn)一步說(shuō)明與解釋了。用全部發(fā)射功率P-HF對(duì)具有RF場(chǎng)的固有振蕩的天線At的強(qiáng)制激勵(lì)，還使得對(duì)檢測(cè)具有極大地偏離固有振蕩(例如對(duì)于13.56-MHz-RFID系統(tǒng)偏離直至18MHz)的共振頻率的標(biāo)識(shí)介質(zhì)IM成為可能，盡管是相當(dāng)弱的電感耦合。
根據(jù)本發(fā)明的方法已經(jīng)可以在根據(jù)圖1的讀/寫(xiě)單元WR中實(shí)現(xiàn)了，如果借助于其組件，可以在電路S(HF)中經(jīng)由接收路徑Dem檢測(cè)到反饋信號(hào)ASi，然后可以在邏輯電路Pr中例如借助于模數(shù)轉(zhuǎn)換器來(lái)處理。沒(méi)有附加組件的實(shí)施的可能性是根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)質(zhì)優(yōu)點(diǎn)。
圖2示出了如果讀/寫(xiě)單元不能執(zhí)行所述識(shí)別方法的所有功能的具有附加組件的多個(gè)可能的補(bǔ)充。如果反饋信號(hào)ASi不能經(jīng)由接收路徑Dem檢測(cè)到、或者在邏輯電路Pr中未估計(jì)，這種讀/寫(xiě)單元可以用具有最小數(shù)量組件擴(kuò)展的簡(jiǎn)單方式來(lái)升級(jí)。反饋信號(hào)ASi然后經(jīng)由單獨(dú)的檢測(cè)路徑Det檢測(cè)，例如，借助于具有比較器Co的單獨(dú)的電路dS(AS)、或者在模-數(shù)變換之后在附加的邏輯電路Pr(AS)中估計(jì)反饋信號(hào)并將其和基準(zhǔn)信號(hào)RS相比較。電路dS(AS)與Pr(AS)可以連接到邏輯電路Pr。另外，應(yīng)用程序計(jì)算機(jī)H還可以有助于協(xié)調(diào)所述信號(hào)(如果應(yīng)用程序計(jì)算機(jī)H可以經(jīng)由無(wú)線電鏈路發(fā)送信息到讀/寫(xiě)單元WR，而不對(duì)讀/寫(xiě)單元傳送功率)。如圖2所示，反饋信號(hào)ASi可以經(jīng)由單獨(dú)電路dS(AS)的模擬裝置、或者在模-數(shù)變換之后，由邏輯電路Pr或者由單獨(dú)的邏輯電路Pr(AS)數(shù)字化地與基準(zhǔn)信號(hào)RS相比較。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的作為輪詢信號(hào)ASo的時(shí)間t的函數(shù)固有振蕩振幅A，其是以標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射功率P-HF產(chǎn)生的，并且包含所述RF場(chǎng)的許多(未調(diào)制的，強(qiáng)制激勵(lì)的)固有振蕩。短的輪詢信號(hào)ASo具有例如Lo＝4-10ms的脈沖寬度或信號(hào)持續(xù)時(shí)間。在10MHz，這相當(dāng)于具有0.1μs的周期T(HF)的40-100個(gè)固有振蕩。所述輪詢信號(hào)是以在輪詢周期p與下一個(gè)輪詢周期p+1之間的例如T1＝100-300ms的輪詢間隔T1周期地發(fā)射的。根據(jù)需要，還可以相對(duì)平均的低能量消耗(例如在臨界時(shí)間期間)來(lái)可變地選擇例如1-3秒的比較久的輪詢間隔T1。
圖4a示出了作為反饋信號(hào)ASi的時(shí)間函數(shù)的振幅A(t)，反饋信號(hào)ASi相當(dāng)于圖3的輪詢信號(hào)ASo。在天線At(圖1)的反饋信號(hào)ASi的檢測(cè)與輪詢信號(hào)的發(fā)射同時(shí)發(fā)生。反饋信號(hào)ASi最好是在定義的時(shí)間延遲dt之后唯一測(cè)量或檢測(cè)到的，即在進(jìn)入的反饋信號(hào)的后一半或接近結(jié)尾處。例如，令輪詢信號(hào)的脈沖寬度Lo＝5μs，時(shí)間延遲dt＝3μs，測(cè)量的反饋信號(hào)的脈沖寬度Li＝2μs。在10MHz時(shí)，這個(gè)寬度相當(dāng)于在檢測(cè)到的反饋信號(hào)ASi中的20個(gè)固有振蕩。反饋信號(hào)ASi最好包括至少10個(gè)固有振蕩。在延遲時(shí)間dt內(nèi)，調(diào)停處理能夠進(jìn)行，借此檢測(cè)出唯一穩(wěn)定的固有振蕩作為在檢測(cè)到的測(cè)量范圍Li中的反饋信號(hào)。
圖4b示出了所檢測(cè)到的反饋信號(hào)ASi分別與基準(zhǔn)信號(hào)RS或參考值RS-X的比較，參考值RS-X即基準(zhǔn)信號(hào)RS減去門(mén)限值X。在測(cè)量周期p(在圖4b的左邊)中，假定反饋信號(hào)ASi(p)為如同基準(zhǔn)信號(hào)RS(p)的同樣振幅，因?yàn)樵谕ㄐ欧秶鶮-B內(nèi)沒(méi)有可能減少反饋信號(hào)的標(biāo)識(shí)介質(zhì)。這相應(yīng)于方法步驟3-1，即在下一個(gè)測(cè)量周期p+1中除了再次發(fā)射輪詢信號(hào)ASo(p+1)外，沒(méi)有發(fā)射通信信號(hào)KS。例如，能夠由比較器Co或它的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單地定義門(mén)限值X。
通過(guò)以適當(dāng)定義的方式測(cè)量振幅Ai或者還通過(guò)測(cè)量脈沖寬度Li，反饋信號(hào)ASi可以簡(jiǎn)單方式與基準(zhǔn)信號(hào)RS(或分別與參考值RS-X)相比較。
在圖4b右邊的例子中，作為特別有利的實(shí)施例，上述的反饋信號(hào)ASi(p)已經(jīng)設(shè)置為新的基準(zhǔn)信號(hào)RS(p+1)。這使得有可能以簡(jiǎn)單方式補(bǔ)償在環(huán)境影響中不是由標(biāo)識(shí)介質(zhì)引起的緩慢改變。假若這樣，另外定義門(mén)限值X(p+1)，其中反饋信號(hào)ASi(p+1)與參考值RS-X(p+1)相比較(根據(jù)圖7)。在這種情況下，假定標(biāo)識(shí)介質(zhì)已經(jīng)進(jìn)入通信范圍，以及反饋信號(hào)ASi(p+1)相對(duì)地減少，以致ASi(p+1)小于RS-X(方法步驟3-2)。相應(yīng)地，為了認(rèn)證標(biāo)識(shí)介質(zhì)IM(4)，隨后發(fā)射通信信號(hào)KS。
由于基準(zhǔn)信號(hào)RS(例如，通過(guò)連續(xù)地設(shè)置RS(p+1)＝ASi(p))的匹配，原則上補(bǔ)償了由于環(huán)境影響與干擾的在反饋信號(hào)ASi中的緩慢改變。為了這個(gè)目的，還可以根據(jù)存儲(chǔ)的基準(zhǔn)信號(hào)分布圖RSP(t)而隨時(shí)間改變基準(zhǔn)信號(hào)，以便補(bǔ)償在環(huán)境影響的時(shí)間方面的已知改變。還可以通過(guò)連續(xù)地重新考慮上述的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)以自適應(yīng)的方式改變基準(zhǔn)信號(hào)RS(t)，以產(chǎn)生與存儲(chǔ)新的使適應(yīng)的基準(zhǔn)信號(hào)分布圖RSP(t)。例如，在正確檢測(cè)到的標(biāo)識(shí)介質(zhì)和錯(cuò)誤檢測(cè)到的標(biāo)識(shí)介質(zhì)之間的關(guān)系能夠分別包含在新的參考值RS或門(mén)限值X的確定中。原則上，能夠借助于門(mén)限值X可靠地檢測(cè)到在反饋信號(hào)ASi上的標(biāo)識(shí)介質(zhì)的影響d(IM)。為了這個(gè)目的，門(mén)限值X選擇得比標(biāo)識(shí)介質(zhì)干擾影響d(IM)小，但是大于在反饋信號(hào)ASi上的短期干擾和環(huán)境變化的影響dsu。
這是在圖4b中圖解地說(shuō)明的例如，使短期干擾影響是dsu＝5％，標(biāo)識(shí)介質(zhì)的影響是d(IM)＝10％，以及門(mén)限值設(shè)置為ASo的X＝7％。然后未檢測(cè)到干擾影響(dsu小于X)，但是檢測(cè)到標(biāo)識(shí)介質(zhì)(d(IM)大于X)。門(mén)限值X因此能夠用于設(shè)置標(biāo)識(shí)介質(zhì)的檢測(cè)的靈敏度。門(mén)限值X可以是例如輪詢信號(hào)ASo的5-20％，最好為5-10％。然而，門(mén)限值X還可以是0％。這將相對(duì)于圖7更進(jìn)一步解釋。
圖5a示出了輪詢信號(hào)ASo與通信信號(hào)KS的發(fā)射功率P(t)隨時(shí)間的變化，其中兩者都是以標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射功率P-HF產(chǎn)生的。例如這里說(shuō)明的，例如Lo＝5μs的輪詢信號(hào)ASo的脈沖寬度或信號(hào)持續(xù)時(shí)間Lo比用于認(rèn)證檢測(cè)到的標(biāo)識(shí)介質(zhì)IM的通信信號(hào)KS少至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)，其中持續(xù)時(shí)間Tk1例如是Tk1＝2-5ms，以及因此比具有相對(duì)非常高能量需要的輪詢信號(hào)ASo長(zhǎng)400-100倍，代替根據(jù)本發(fā)明的短的輪詢信號(hào)ASo，通信信號(hào)KS是周期地發(fā)射的，用于識(shí)別在所述通信范圍內(nèi)的標(biāo)識(shí)介質(zhì)。由于相應(yīng)于方法步驟4的輪詢信號(hào)KS，RF能量首先轉(zhuǎn)發(fā)到無(wú)源的標(biāo)識(shí)介質(zhì)IM，然后發(fā)送已調(diào)制的認(rèn)證信號(hào)，然后等待著響應(yīng)。在肯定的認(rèn)證之后，通信可以在讀/寫(xiě)單元WR與標(biāo)識(shí)介質(zhì)IM之間以時(shí)間Tk2進(jìn)行(步驟5-2)。
圖5b示出了一個(gè)例子，其中通信信號(hào)KS是用被至少乘數(shù)2的發(fā)射功率P-HFr發(fā)射的，然而輪詢信號(hào)ASo總是用全部發(fā)射功率P-HF發(fā)射。因此，在標(biāo)識(shí)介質(zhì)IM進(jìn)入通信范圍K-B時(shí)就檢測(cè)到標(biāo)識(shí)介質(zhì)IM，然而還可以用這個(gè)減少的發(fā)射功率P-HFr隨后可靠地執(zhí)行與讀/寫(xiě)單元WR的通信——在標(biāo)識(shí)介質(zhì)保持為相對(duì)地接近于讀/寫(xiě)單元的天線的應(yīng)用中。還可以首先用減少的發(fā)射功率發(fā)射通信信號(hào)KS，如果用這種方法沒(méi)有發(fā)生認(rèn)證，可以用全部發(fā)射功率P-HF在其后立即再次發(fā)射通信信號(hào)KS。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，讀/寫(xiě)單元WR還可以適應(yīng)性地以自學(xué)方式確定是否用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射功率P-HF或用減少的發(fā)射功率P-HFr發(fā)射通信KS。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的方法中在發(fā)射輪詢信號(hào)ASo時(shí)的電流消耗。圖6上部的例圖示出了邏輯電路Pr與RF電路S(HF)的電流消耗I(t)。在空閑模式中，電流消耗Is(待機(jī)電流)例如是5μA(a)。在發(fā)送輪詢信號(hào)ASo之前，電路Pr與S(HF)必須設(shè)置為在例如用于持續(xù)晶體(settling a crystal)的100-150μs的時(shí)間Tb1期間具有例如20mA的工作電流Ib的工作模式(b)。然后在例如5μs的發(fā)射持續(xù)時(shí)間Lo期間用例如100mA的電流I-HF發(fā)送輪詢信號(hào)ASo(c)。然后用工作電流Ib與在例如20μs(d)的時(shí)間Tb2內(nèi)估計(jì)反饋信號(hào)ASi。整個(gè)供電時(shí)間在這里例如是125μs，測(cè)量時(shí)間非常短小于10μs。在圖6的底部，示出了如果估計(jì)(d)是由這個(gè)裝置進(jìn)行而不是借助于邏輯電路Pr時(shí)，附加的邏輯電路Pr(AS)所需的工作電流Ib。用于發(fā)射輪詢信號(hào)ASo的電流消耗因此例如是Ib×(Tb1+Tb2)+I-HF×Lo＝20mA×120μs+100mA×5μs＝2.9μAs.
相反，根據(jù)圖5a發(fā)射通信信號(hào)KS要求例如I-HF×Tk1＝100mA×4ms＝400μAs的電流消耗，即超過(guò)用于輪詢信號(hào)ASo的電流消耗的100倍。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的方法，分別以流程圖的形式示出了可以由反饋信號(hào)ASi分別與基準(zhǔn)信號(hào)、或與RS-X相比較而引起的多種可能性。在發(fā)射輪詢信號(hào)ASo(方法步驟1)與檢測(cè)反饋信號(hào)ASi(2)之后，輪詢周期(p)的反饋信號(hào)ASi(p)與基準(zhǔn)信號(hào)RS(p)相比較(3)、或者與減少門(mén)限值X的參考值、RS(p)-X(p)相比較。
如果反饋信號(hào)ASI(p)大于或等于在這個(gè)周期(p)中的參考值(RS-X)(p)，在下一個(gè)周期(p+1)如同以前一樣再次發(fā)射輪詢信號(hào)ASo(步驟3-1)。
如果反饋信號(hào)ASi(p)比參考值小(ASi＜RS-X)(步驟3-2)，發(fā)射通信信號(hào)KS(4)。如果沒(méi)有允許標(biāo)識(shí)介質(zhì)IM在通信范圍K-B內(nèi)以及這是成功地認(rèn)證的(因?yàn)榉答佇盘?hào)已經(jīng)改變了、由于和未授權(quán)的標(biāo)識(shí)介質(zhì)耦合、或由于環(huán)境影響，以及不是由于授權(quán)的標(biāo)識(shí)介質(zhì)IM的新的出現(xiàn))，在下一個(gè)輪詢周期(p+1)如同以前一樣發(fā)射輪詢信號(hào)ASo(步驟5-1)。
如果檢測(cè)到授權(quán)的標(biāo)識(shí)介質(zhì)IM，通信在后者與讀/寫(xiě)單元WR之間發(fā)生(在成功認(rèn)證之后)，例如用于執(zhí)行一個(gè)應(yīng)用程序(5-2)。
在通信結(jié)束之后，在下一個(gè)可能的周期再次發(fā)射輪詢信號(hào)ASo。
對(duì)于下一個(gè)輪詢周期(p+1)，可以正常地設(shè)置新的基準(zhǔn)信號(hào)RS(p+1)(步驟6)。如有必要，還可以在其它情形中設(shè)置新的門(mén)限值X(p+1)(步驟7)。
圖7還示出了最小化環(huán)境與干擾影響(由于其他的物體，例如由于變換到讀/寫(xiě)單元WR附近的金屬機(jī)箱)的簡(jiǎn)單與有利的可能性。為了這個(gè)目的，所述周期(p)的反饋信號(hào)ASi(p)可以適應(yīng)性地用作下一個(gè)周期(p+1)的基準(zhǔn)信號(hào)RS(p+1)。因此是借助于新的基準(zhǔn)信號(hào)不斷地適應(yīng)與補(bǔ)償對(duì)反饋信號(hào)的環(huán)境或干擾的影響。
如果標(biāo)識(shí)介質(zhì)IM又進(jìn)入在周期(p+1)內(nèi)的通信范圍K-B中，結(jié)果，反饋信號(hào)ASi(p+1)至少減少門(mén)限值X，這是檢測(cè)到的(3-2)，以及發(fā)射通信信號(hào)KS(4)。如同參考圖4b解釋的，可以借助于可調(diào)節(jié)的門(mén)限值最小化對(duì)干擾的靈敏度。
根據(jù)本發(fā)明的方法的簡(jiǎn)單示范性應(yīng)用是具有如同供電電源的電池、以及具有還包含如電子鑰匙的標(biāo)識(shí)介質(zhì)的機(jī)械鑰匙的機(jī)械與電子鎖。上述的具有通信信號(hào)KS的周期發(fā)射的檢測(cè)方法在這種情況下根本不能使用，因?yàn)閷?duì)電池的能量要求太高了。因此，附加的機(jī)械觸點(diǎn)與電子開(kāi)關(guān)必須使用至今，以便檢測(cè)標(biāo)識(shí)介質(zhì)、以及接通與后者的通信。這個(gè)附加的花費(fèi)可以從根據(jù)本發(fā)明的方法中省略，由此可以更快速與更可靠地執(zhí)行標(biāo)識(shí)介質(zhì)的檢測(cè)，同時(shí)對(duì)電池是非常低的電流消耗。
下列符號(hào)用于以下說(shuō)明IM 標(biāo)識(shí)介質(zhì)，標(biāo)記，卡K-B 通信范圍，近場(chǎng)區(qū)域At 天線WR 讀/寫(xiě)單元HFo 發(fā)射路徑Dem 接收路徑ASo 發(fā)射的輪詢信號(hào)ASi 檢測(cè)到的反饋信號(hào)RS 參考信號(hào)RSP 參考信號(hào)分布圖KS 用于認(rèn)證和與IM通信的通信信號(hào)、輪詢信號(hào)Det 單獨(dú)的檢測(cè)路徑Co 比較器X門(mén)限值
S(HF) RF電路，WR的組件dS(AS)各自的用于ASi的單獨(dú)電路Pr邏輯電路，WR的微處理器Pr(AS)用于估計(jì)ASi的各自的邏輯電路P-HF S(HF)的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射功率P-HFr S(HF)的減少的發(fā)射功率T 時(shí)間dt對(duì)ASi的時(shí)間延遲T(HF) 固有振蕩的周期T1輪詢時(shí)間間隔Tk1，Tk2 KS的周期Tb1，Tb2 Ib的導(dǎo)通時(shí)間p 輪詢周期的次數(shù)，測(cè)量周期A，Ao，Ai 振幅L，Lo，Li 脈沖寬度，信號(hào)周期Lo測(cè)量時(shí)間dsu 干擾影響d(IM) IM的影響H 應(yīng)用程序計(jì)算機(jī)，主機(jī)I 電流消耗Is待機(jī)電流Ib工作模式中的電流消耗I-HF RF信號(hào)發(fā)射的電流消耗1-7 方法步驟1 發(fā)射ASo
2接收、檢測(cè)ASi3分別比較ASi與RS、或者與RS-X3-1 ASi分別大于或等于RS或RS-X3-2 ASi分別小于RS或RS-X4發(fā)射KS5認(rèn)證5-2 與IM通信6設(shè)置RS7設(shè)置X
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)在用于檢測(cè)發(fā)射和接收讀/寫(xiě)單元(WR)的RF信號(hào)的天線(At)的通信范圍(K-B)內(nèi)的標(biāo)識(shí)介質(zhì)(IM)的方法，所述讀/寫(xiě)單元(WR)按照在MHz頻帶中的RF場(chǎng)的電感耦合原理而工作，以及所述讀/寫(xiě)單元具有直接連接到所述天線的發(fā)射路徑(HFo)，直接連接到所述天線的接收路徑(Dem)，用于用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射功率(P-HF)或更少的發(fā)射功率進(jìn)行RF通信的電路(S(HF))，以及用于估計(jì)在所述讀/寫(xiě)單元(WR)與標(biāo)識(shí)介質(zhì)(IM)之間的通信的邏輯電路(Pr)，特征在于短的輪詢信號(hào)(ASo)，其包含所述RF場(chǎng)的許多基本振蕩，并且是經(jīng)由所述發(fā)射路徑(HFo)與所述天線(At)以所述標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射功率(P-HF)周期地發(fā)射的(1)，在所述輪詢信號(hào)(ASo)的發(fā)射期間，在所述天線(At)處檢測(cè)到具有所述RF場(chǎng)的許多基本振蕩的反饋信號(hào)(ASi)(2)，然后所述反饋信號(hào)(ASi)與基準(zhǔn)信號(hào)(RS)相比較(3)，以及然后如果所述反饋信號(hào)(ASi)不同于所述基準(zhǔn)信號(hào)(RS)(3-2)，就發(fā)射通信信號(hào)(KS)以用于檢測(cè)標(biāo)識(shí)介質(zhì)(IM)(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述輪詢信號(hào)(ASo)比所述通信信號(hào)(KS)短至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述反饋信號(hào)(ASi)的檢測(cè)(2)是經(jīng)由所述接收路徑(Dem)執(zhí)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述反饋信號(hào)(ASi)的檢測(cè)(2)是經(jīng)由單獨(dú)的檢測(cè)路徑(Det)執(zhí)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述反饋信號(hào)(ASi)與基準(zhǔn)信號(hào)(RS)的比較(3)是由所述邏輯電路(Pr)執(zhí)行的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述反饋信號(hào)(ASi)與基準(zhǔn)信號(hào)(RS)的比較(3)是在單獨(dú)的邏輯電路(Pr(AS))中執(zhí)行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述反饋信號(hào)(ASi)與基準(zhǔn)信號(hào)(RS)的比較(3)是借助于單獨(dú)的分立電路(dS(AS))執(zhí)行的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述電流測(cè)量周期(p)的所述反饋信號(hào)(ASi(p))用作所述下一個(gè)測(cè)量周期(p+1)的基準(zhǔn)信號(hào)(RS(p+1))(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述基準(zhǔn)信號(hào)(RS)是根據(jù)存儲(chǔ)的基準(zhǔn)信號(hào)分布圖(RSP(t))隨時(shí)間改變的(6)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述基準(zhǔn)信號(hào)(RS(t))是隨時(shí)間自適應(yīng)的(6)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述反饋信號(hào)(ASi)與基準(zhǔn)信號(hào)(RS)的振幅(A)是相比較的(3)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述反饋信號(hào)(ASi)與基準(zhǔn)信號(hào)(RS)的脈沖寬度(L)是相比較的(3)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于如果所述反饋信號(hào)(ASi)低于所述基準(zhǔn)信號(hào)(RS)所定義的門(mén)限值(X)(3-2)ASi＜RS-X，就進(jìn)行所述通信信號(hào)(KS)的發(fā)射(4)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述反饋信號(hào)(ASi)與基準(zhǔn)信號(hào)(RS)的比較(3)是由分立電路(dS(AS))的比較器(Co)的模擬裝置執(zhí)行的。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述反饋信號(hào)(ASi)與基準(zhǔn)信號(hào)(RS)的比較(3)，在模數(shù)變換之后是由所述邏輯電路(Pr)的數(shù)字裝置或者由單獨(dú)的邏輯電路(Pr(AS))執(zhí)行的。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，特征在于所述門(mén)限值(X)是由比較器(Co)或者其驅(qū)動(dòng)裝置定義的。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于在輪詢信號(hào)(ASo)的發(fā)射(1)的開(kāi)始與所述反饋信號(hào)(ASi)的檢測(cè)(2)之間具有定義的時(shí)間延遲(dt)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述反饋信號(hào)(ASi)包含所述RF場(chǎng)的至少10個(gè)基本振蕩。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于在發(fā)送所述輪詢信號(hào)(ASo)之前，所述邏輯電路(Pr)從空閑模式(Is)設(shè)置為工作模式(Ib)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述通信信號(hào)(KS)是以減少至少乘數(shù)2的發(fā)送功率(P-HFr)來(lái)發(fā)射的。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于所述讀/寫(xiě)單元(WR)以自學(xué)方式自適應(yīng)地確定是否以標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射功率(P-HF)或者以減少的發(fā)射功率(P-HFr)發(fā)射所述通信信號(hào)(KS)。
22.一種用于檢測(cè)在用于發(fā)送與接收所述讀/寫(xiě)單元(WR)的RF信號(hào)的天線的通信范圍(K-B)內(nèi)的標(biāo)識(shí)介質(zhì)(IM)的讀/寫(xiě)單元，所述讀/寫(xiě)單元按照在MHz頻帶中的RF場(chǎng)的電感耦合原理操作，并且其具有直接連接到所述天線的發(fā)射路徑(HFo)，直接連接到所述天線的接收路徑(Dem)，用于以標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射功率(P-HF)或者更少的發(fā)射功率進(jìn)行RF通信的電路(S(HF))，以及用于估計(jì)在所述讀/寫(xiě)單元(WR)與標(biāo)識(shí)介質(zhì)(IM)之間的通信的邏輯電路(Pr)，特征在于短的輪詢信號(hào)(ASo)，其包含所述RF場(chǎng)的許多基本振蕩，并且可以是經(jīng)由所述發(fā)射路徑(HFo)與所述天線(At)以所述標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射功率(P-HF)周期地發(fā)射的(1)，以及在所述輪詢信號(hào)(ASo)的發(fā)射期間，可以在所述天線(At)處檢測(cè)到具有所述RF場(chǎng)的許多基本振蕩的反饋信號(hào)(ASi)(2)，然后所述反饋信號(hào)(ASi)可以與基準(zhǔn)信號(hào)(RS)相比較(3)，以及然后如果所述反饋信號(hào)(ASi)不同于所述基準(zhǔn)信號(hào)(RS)(3-2)，可以發(fā)射通信信號(hào)(KS)以用于檢測(cè)標(biāo)識(shí)介質(zhì)(IM)(4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于識(shí)別在讀寫(xiě)設(shè)備(WR)的通信區(qū)域(K－B)中的標(biāo)識(shí)介質(zhì)(IM)的方法，所述讀寫(xiě)設(shè)備根據(jù)在MHz范圍中的電感耦合的原理而運(yùn)行，其中除用于發(fā)送HF信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射機(jī)功率輸出(P－HF)的電路(S(HF))和用于估計(jì)在讀/寫(xiě)設(shè)備和標(biāo)識(shí)介質(zhì)之間的通信的邏輯電路(Pr)之外，天線用于發(fā)送與接收HF信號(hào)。包括HF場(chǎng)的幾個(gè)基頻分量和具有標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射功率輸出(P－HF)的短查詢信號(hào)(ASo)是經(jīng)由發(fā)射路徑(HFo)和天線(At)周期地發(fā)送的，響應(yīng)信號(hào)(ASi)是在所述天線(At)上檢測(cè)(2)的。比較(3)響應(yīng)信號(hào)(ASi)與基準(zhǔn)信號(hào)(RS)，以及為了識(shí)別在響應(yīng)信號(hào)(ASi)不同(3－2)于基準(zhǔn)信號(hào)(RS)的事件中的標(biāo)識(shí)介質(zhì)(IM)而發(fā)送(4)通信信號(hào)(KS)。這使得特別相對(duì)于電池供電的讀/寫(xiě)設(shè)備，能夠節(jié)省能量，以及可靠地識(shí)別在用于與讀/寫(xiě)設(shè)備后續(xù)通信的通信(K－B)方面出現(xiàn)的標(biāo)識(shí)介質(zhì)。
文檔編號(hào)G06K7/00GK1926555SQ200580006740
公開(kāi)日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月3日
發(fā)明者馬塞·普拉斯, 安德烈亞斯·科赫, 彼特·豪斯曼 申請(qǐng)人:勵(lì)智識(shí)別技術(shù)有限公司