專利名稱：在射頻識別系統(tǒng)中向被動式標簽提供能量的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及射頻識別(RFID)技術(shù)，尤其涉及在采用被動式標簽(passive tag)的射頻識別系統(tǒng)中向標簽提供能量的方法和裝置。
背景技術(shù)：
射頻識別系統(tǒng)通常由讀寫器(reader或interrogator)和標簽(Tag)組成。在 采用被動式標簽(Passive tag)的射頻識別系統(tǒng)中，被動式標簽的能量是從讀寫 器發(fā)送的射頻波中獲得的。例如，在基于EPC C1G2(EPC Radio-Frequency Identity Protocols Class-1 Genemtion-2 UHF RFID Protocol for Communications at 860MHz — 960MHz Version 1.0.9)協(xié)議的射頻識別系統(tǒng)中， 讀寫器在通信過程中會交替發(fā)送命令信號和載波信號(continuous wave,簡稱
CW)，標簽可以從所述讀寫器的發(fā)送信號中獲得能量。
讀寫器對標簽的讀和寫是射頻識別系統(tǒng)的兩種主要操作，通常讀寫器在
對標簽執(zhí)行讀操作之后再執(zhí)行寫操作。標簽在執(zhí)行寫操作時要比讀操作消耗 更多的能量。 一些距離讀寫器較遠的標簽由于獲得的能量較少，在執(zhí)行完讀 操作后可能沒有足夠的能量進行可靠的寫操作。因此，采用被動式標簽的射 頻識別系統(tǒng)的可讀寫范圍通常比可讀范圍小很多，如圖l所示。這會限制射 頻識別系統(tǒng)的很多應用。
為了提高寫操作的可靠性，擴大可讀寫范圍，就需要給射頻識別系統(tǒng)中 的被動式標簽提供更多的能量以進行可靠的寫操作。
此外，在射頻識別系統(tǒng)的讀操作可靠性也有待提高、可讀范圍也有待擴 大的情況下，也需要給射頻識別系統(tǒng)中的被動式標簽提供更多的能量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供在采用被動式標簽的射頻識別系統(tǒng)中向標簽提供 能量的方法、裝置和系統(tǒng)，以使標簽能獲得更多的能量，使其執(zhí)行讀和/或?qū)懖僮鞯目煽啃缘玫教岣?，射頻識別系統(tǒng)的只讀和/或可讀寫范圍得到擴大。
本發(fā)明的第 一種在射頻識別系統(tǒng)中向被動式標簽提供能量的方法中，所 述射頻識別系統(tǒng)的讀寫器的 一個通信過程包括至少 一個發(fā)送命令信號的時 段和至少一個發(fā)送載波信號的時段，所述射頻識別系統(tǒng)的標簽從所述載波信
號中獲得能量；所述讀寫器從發(fā)送載波信號的時段中選定至少一個時段作為 增強時段；然后，所述讀寫器調(diào)節(jié)對發(fā)送信號的增益，使得在所述增強時段 中的載波信號以增強的發(fā)送功率發(fā)送出去，和/或，所述讀寫器調(diào)節(jié)向標簽發(fā) 送載波信號的時間長度，使得在所述增強時段中以加長的時間長度向標簽發(fā) 送載波信號。
作為一種優(yōu)選方案，所述選定增強時段的步驟包括當所述讀寫器檢測 到對標簽的接收信號強度小于一預設的接收信號強度參考值時，所述讀寫器 選定當前或之后的至少 一個發(fā)送載波信號的時段作為所述增強時段。
作為另一種優(yōu)選方案，所述選定增強時段的步驟包括當所述讀寫器要 向標簽寫入的比特數(shù)大于一預設的比特數(shù)參考值時，所述讀寫器選定當前或 之后的至少 一個發(fā)送載波信號的時段作為所述增強時段。
作為再一種優(yōu)選方案，所述增強時段由所述讀寫器預先選定。
具體地，所述增強的發(fā)送功率大于發(fā)送命令信號所采用的發(fā)送功率。優(yōu) 選地，所述增強的發(fā)送功率為最大允許的發(fā)送功率。
優(yōu)選地，所述讀寫器進一步通過訓練時段獲取相關信息用于調(diào)節(jié)所述增益。
本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)第一種方法的讀寫器，包括 一個發(fā)送信號生 成單元，用于生成發(fā)送給標簽的發(fā)送信號，所述發(fā)送信號包括至少一個發(fā)送 命令信號的時段和至少一個發(fā)送載波信號的時段； 一個功率調(diào)節(jié)單元，用于
接收所述發(fā)送信號生成單元提供的發(fā)送信號，根據(jù)設置的增益對所述發(fā)送信
號進行功率調(diào)節(jié)； 一個天線單元，用于將來自所述功率調(diào)節(jié)單元的發(fā)送信號 發(fā)送出去； 一個時段選擇單元，用于從發(fā)送載波信號的時段中選定至少一個 時段作為增強時段； 一個增益控制單元，所述增益控制單元用于調(diào)節(jié)所述功 率調(diào)節(jié)單元的增益，以使在所述增強時段中載波信號達到增強的發(fā)送功率；
和/或， 一個時長設置單元，用于控制所述發(fā)送信號生成單元的發(fā)送信號的時 段長度，使得在所述增強時段中延長上述發(fā)送載波信號的時段的長度。
作為一種優(yōu)選方案，所述讀寫器進一步包括 一個條件判斷單元，用于檢測對標簽的接收信號強度，在判定所述接收信號強度小于一預設的接收信 號強度參考值時，觸發(fā)所述時段選擇單元從發(fā)送載波信號的時段中選定至少 一個時段作為增強時段。
作為另一種優(yōu)選方案，所述讀寫器進一步包括 一個條件判斷單元，用 于檢測要向標簽寫入的比特數(shù)，在判定所述比特數(shù)大于一預設的比特數(shù)參考 值時，觸發(fā)所述時段選擇單元從發(fā)送載波信號的時段中選定至少 一個時段作 為增強時段。
優(yōu)選地，所述讀寫器還包括 一個訓練單元，用于執(zhí)行訓練時段并獲取 相關信息，來確定在所述增強時段對所述功率調(diào)節(jié)單元設置的增益并提供給 所述增益控制單元。
本發(fā)明還提供了第二種在射頻識別系統(tǒng)中向被動式標簽提供能量的方 法，其中，所述射頻識別系統(tǒng)的讀寫器的一個通信過程包括至少一個發(fā)送命 令信號的時段和至少一個發(fā)送載波信號的時段，所述射頻識別系統(tǒng)的標簽從 所述載波信號中獲得能量；在所述射頻識別系統(tǒng)中設置至少一個獨立供能裝 置；所述獨立供能裝置從發(fā)送載波信號的時段中選定至少 一個時段作為增強 時段；所述獨立供能裝置監(jiān)視所述讀寫器通信的進程，在確定進入所述增強 時段時，向標簽發(fā)送載波，直到所述讀寫器開始發(fā)送下一個命令。 優(yōu)選地，在距離讀寫器較遠的標簽附近設置所述獨立供能裝置。 優(yōu)選地，根據(jù)所期望的覆蓋范圍相應地設置所述獨立供能裝置。 本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)第二種方法的獨立供能裝置，包括 一個時段 選擇單元，用于從一個讀寫器發(fā)送載波信號的時段中選定至少一個時段作為 增強時段； 一個時段控制單元，用于監(jiān)視所述讀寫器通信的進程，在確定所 述讀寫器開始所述增強時段時發(fā)出發(fā)送載波信號的指示，在確定所述讀寫器
開始發(fā)送下一個命令時，發(fā)出停止發(fā)送載波信號的指示； 一個載波發(fā)送單元， 用于在收到所述時段控制單元發(fā)出的發(fā)送載波信號指示時，向標簽發(fā)送載 波，直到收到所述停止發(fā)送載波信號指示。
在現(xiàn)有的采用被動式標簽的射頻識別系統(tǒng)中，讀寫器通過在發(fā)送命令信 號的間隙發(fā)送載波信號以向標簽提供能量，且發(fā)送命令信號和發(fā)送載波信號 都采用相同的發(fā)送功率。而本發(fā)明的第一種方法的一方面是增強了選定的增 強時段中載波信號的發(fā)送功率，相對于現(xiàn)有技術(shù)來說，本發(fā)明的這種方法可 以使標簽從載波信號中獲得更多的能量用于讀和/或?qū)戅鳎岣吡俗x和/或?qū)懖僮鞯目煽啃?，擴大了系統(tǒng)的只讀范圍和/或可讀寫范圍。而且，在其它時 段仍采用較低的發(fā)送功率發(fā)送信號，可以避免對其它讀寫器的工作產(chǎn)生太大 干擾。本發(fā)明的這種方法不增加載波信號的發(fā)送時間，因此不會使讀寫才喿作 的耗時延長。如果在滿足預定條件時才觸發(fā)設置增強的發(fā)送功率，則在向標 簽增加供能以提高讀和/或?qū)懖僮骺煽啃缘耐瑫r，又可以避免對其它讀寫器的 操作產(chǎn)生大的干擾。
本發(fā)明的第一種方法的另一方面是，延長了載波信號的發(fā)送時間，相對
多的能量用于寫操作，提高了讀和/或?qū)懖僮鞯目煽啃?，擴大了系統(tǒng)的只讀范 圍和/或可讀寫范圍。這種方法不增加載波信號的發(fā)送功率，因此不會對其它 讀寫器的工作產(chǎn)生額外的干擾。如果在滿足預定條件時才觸發(fā)設置延長的發(fā) 送時間，則在向標簽增加供能以提高讀和/或?qū)懖僮骺煽啃缘耐瑫r，又可以權(quán) 衡讀和/或?qū)懖僮鞯男省?br> 本發(fā)明的第二種方法在射頻識別系統(tǒng)中增加了額外的獨立供能裝置，這 些獨立供能裝置能方便地設置在遠離讀寫器的標簽附近，為這些獲得能量不 足的標簽提供額外的能量供應用于讀和/或?qū)懖僮?，從而提高讀寫操作的可靠 性，擴大系統(tǒng)的只讀范圍和/或可讀寫范圍。這種方法不需要原有的射頻識別 系統(tǒng)作任何修改，因此可方便地用于各種射頻識別系統(tǒng)。


圖1是采用被動使標簽的射頻識別系統(tǒng)的讀/寫范圍的示意圖； 圖2示出了本發(fā)明第 一 實施例中讀寫器對標簽進行寫操作的 一個過程的 示意圖3給出了一種實現(xiàn)本發(fā)明第一實施例所述方法的讀寫器的組成示意
圖4是功率調(diào)節(jié)單元的一種實現(xiàn)方式的示例； 圖5是功率調(diào)節(jié)單元的另一種實現(xiàn)方式的示例； 圖6示出了本發(fā)明第二實施例中讀寫器對標簽進行寫操作的一個過程的 示意圖7給出了一種實現(xiàn)本發(fā)明第二實施例所述方法的讀寫器的組成示意
圖；圖8是本發(fā)明第二實施例中讀寫器的發(fā)送信號生成單元的組成示意圖； 圖9給出了本發(fā)明第三實施例中獨立供能裝置的示意圖。 以下結(jié)合附圖來對本發(fā)明進行詳細說明。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，通過以下各實施例描述的方式為采用被動式標簽的射頻識 別系統(tǒng)中的被動式標簽(以下簡稱標簽)增加能量的供給，就可以使標簽獲得 更多的能量，以可靠地進行讀和/或?qū)懖僮?。從一個射頻識別系統(tǒng)的角度看， 也就是可擴大覆蓋范圍。
第一實施例
本發(fā)明的第 一 實施例通過增加讀寫器發(fā)送載波的功率強度來增加向標 簽供給的能量。
以下結(jié)合圖2的過程對第一實施例進行詳細說明。圖2示出了讀寫器在 進行讀操作之后對標簽進行寫操作的一個過程的示例，該示例基于EPC
C1G2協(xié)議。在讀寫器對一組標簽進行讀操作之后(例如在時刻1)，被成功讀 取的標簽處于應答(acknowledged)狀態(tài)。此時，讀寫器向一個處于應答 (acknowledge)狀態(tài)的標簽發(fā)出Req_RN命令。該標簽生成并存儲一個新的 RN16，或稱為句柄(handle)，將該句柄通過反向散射返回給讀寫器，并轉(zhuǎn) 入開放(open)或安全(secured)狀態(tài)(例如在時刻2)。讀寫器然后發(fā)出一個帶有 RN16的Re^RN命令，標簽相應地返回一個碼值(Cover Code)。之后，標簽 可以執(zhí)行寫(Write)等訪問(access)命令。標簽向讀寫器返回其句柄表示操作成 功或返回錯誤碼(error code)表示操作失敗。
從以上過程可看出，在現(xiàn)有技術(shù)中，讀寫器在通信過程中會發(fā)送命令信 號和載波(CW)信號，標簽從所述讀寫器發(fā)送的信號中獲得能量，其中，發(fā)送 命令信號和發(fā)送載波信號都采用相同的發(fā)送功率。實際上，標簽在通信過程 中主要從載波信號發(fā)送時段獲得能量。因此，根據(jù)本發(fā)明，讀寫器從那些發(fā)
送載波信號的時段(如時段t2、 t4、 t6)中選定至少一個時段(如時段t2)作為增強
時段；讀寫器對發(fā)送信號進行功率調(diào)節(jié)，使得在所述增強時段中的發(fā)送信號， 即載波信號，以增強的發(fā)送功率發(fā)送出去，在其它時段(如時段t。 t3、 t4、 t5、
t6)中的發(fā)送信號可以采用按常規(guī)方式確定的發(fā)送功率發(fā)送出去。本發(fā)明所謂
增強的發(fā)送功率，是指其大于發(fā)送命令信號時段的發(fā)送功率。這樣，通過在增強時段采用增強的發(fā)送功率發(fā)送載波信號，可以使標簽 從載波信號中獲得更多的能量。而在其它時段，仍采用較小的發(fā)送功率，如 按常規(guī)方式確定的發(fā)送功率，則可以避免對附近其它讀寫器的4喿作產(chǎn)生大的 干擾。這樣，標簽就可以在增強時段獲取更多的能量用于寫操作。
具體地，可以在t2時段采用最大允許的發(fā)送功率作為增強的發(fā)送功率。 所述最大允許的發(fā)送功率通常由無線電相關的法規(guī)進行限定，目的是為了避 免對其它無線電系統(tǒng)的過大干擾。
一種優(yōu)選的調(diào)節(jié)方式是，可以在滿足預定條件時觸發(fā)讀寫器選定至少一 個時段作為增強時段，并在該時段中將載波信號以增強的發(fā)送功率發(fā)送出 去。這樣，只是在必要時增加載波信號的發(fā)送功率，可以盡可能地減少對其
它讀寫器的操作產(chǎn)生的干擾。所述預定條件可以是所述讀寫器對標簽的接 收信號強度(RSSI)小于一預設的接收信號強度參考值，或所述讀寫器要向標 簽寫入的比特數(shù)大于一預設的比特數(shù)參考值。 一種具體做法是，讀寫器檢測 目前要執(zhí)行寫操作的標簽的接收信號強度，然后將所述接收信號強度與預設 的接收信號強度參考值相比較，如果所述接收信號強度小于預設的接收信號 強度參考值，則確定已滿足預定條件。另一種具體做法是，讀寫器檢測要向 目前要執(zhí)行寫操作的標簽發(fā)送的比特數(shù)量，然后將所述比特數(shù)與預設的比特 數(shù)參考值相比較，如果所述比特數(shù)大于預設的比特數(shù)參考值，則確定已滿足 預定條件。優(yōu)選地，將在確定已滿足預定條件之后的第一個發(fā)送載波信號的 時段作為增強時段，可以及時地增加對能量不足的標簽的能量供給，從而能 更好地提高后續(xù)操作的可靠性。
在實現(xiàn)時，可以在信號發(fā)射前對發(fā)送信號的功率進行增益調(diào)節(jié)來達到上 述目的。為了更準確地設置相應的增益，可以在通信的開始階段通過一段或 幾段訓練時間來獲取用于增益調(diào)節(jié)的參考信息。其具體方式可參照現(xiàn)有技術(shù) 通過訓練時段獲取信號功率等相關信息用于增益設置的方法，本發(fā)明不作詳 細描述。
在本實施例中，作為示例，只選定了在一個t2時段中增強載波的發(fā)送功 率。作為另選的方案，也可以選定在多于一個的時段(例如時段t2、 tO上增強 載波的發(fā)送功率。最好是根據(jù)標簽寫操作對能量的具體需求來選定增強時段 的數(shù)量，這樣可以達到更好的效果。
圖3示出了一種實現(xiàn)本發(fā)明第一實施例所述方法的讀寫器的示意圖。
10該讀寫器裝置包括發(fā)送信號生成單元、功率調(diào)節(jié)單元、天線單元、時段 選捧單元和增益控制單元。
其中，發(fā)送信號生成單元生成要發(fā)送給標簽的經(jīng)過調(diào)制后的發(fā)送信號， 所述發(fā)送信號包括至少 一個發(fā)送命令信號的時段和至少 一個發(fā)送載波信號 的時段。功率調(diào)節(jié)單元接收所述發(fā)送信號生成單元提供的發(fā)送信號，根據(jù)設 置的增益對所述發(fā)送信號進行功率調(diào)節(jié)。天線單元將來自所述功率調(diào)節(jié)單元 的發(fā)送信號發(fā)送出去。上述單元與現(xiàn)有讀寫器的相應單元基本相同，具體實 現(xiàn)可以參照現(xiàn)有技術(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的讀寫器還設置了 一個時段選擇單元，用于從發(fā)送載波信號 的時段中選定至少 一個時段作為增強時段。
根據(jù)本發(fā)明的讀寫器還設置了一個增益控制單元，用于調(diào)節(jié)對所述功率 調(diào)節(jié)單元設置的增益，以使在所述增強時段中載波信號達到增強的發(fā)送功 率，而在其它時段中發(fā)送信號達到例如按常規(guī)方式確定的發(fā)送功率。
增益控制單元對增益的具體設置方式可以例如是，在預先選定的增強時 段(例如時段t2),采用高增益用于對載波信號的功率進行調(diào)節(jié)，使得載波信
號的發(fā)送功率達到增強的發(fā)送功率，例如，達到最大允許的發(fā)送功率；而在 其它時段，采用低增益用于對發(fā)送信號的功率進行調(diào)節(jié)，使之達到按常規(guī)方 式確定的發(fā)送功率。這種設置方式實現(xiàn)起來簡單。
另外，時段選擇單元也可以在滿足預定條件時才選定增強時段并使增益 控制單元調(diào)節(jié)設置的增益，使得在為標簽提供足夠能量的同時，又盡可能地 減少對其它讀寫器的操作產(chǎn)生的干擾。為達到這一目的，所述讀寫器進一步 包括條件判斷單元，用于檢測對標簽的接收信號強度，在判斷所述接收信號 強度小于一預設的接收信號強度參考值時，向時段選擇單元發(fā)出已滿足預定 條件的通知；或者，條件判斷單元檢測要向標簽寫入的比特數(shù)，在判斷所述
比特數(shù)大于一預設的比特數(shù)參考值時，向時段選擇單元發(fā)出已滿足預定條件
的i^殺口 。
此外，所述讀寫器還可進一步包括訓練單元，用于執(zhí)行訓練時段并獲取 相關信息，來確定在所述增強時段對所述功率調(diào)節(jié)單元設置的增益值，并提 供給所述增益控制單元。
圖4和圖5給出了功率調(diào)節(jié)單元具體實現(xiàn)的兩個示例。 圖4中功率調(diào)節(jié)單元的實現(xiàn)方式基于可變衰減器。發(fā)送信號生成單元生成的經(jīng)過調(diào)制后的發(fā)送信號進入功率調(diào)節(jié)單元，在其中，預^t大器11對發(fā)
送信號進行放大后，將其送至可變衰減器12，可變衰減器12以可變的衰減 值對其進行衰減后，再送入前置功率放大器13和主功率放大器14進行放 大。這里，各放大器給發(fā)送信號的增益是固定的，功率調(diào)節(jié)單元給發(fā)送信號 的最終增益的調(diào)節(jié)取決于可變衰減器衰減值的調(diào)節(jié)。經(jīng)過這一增益路徑，增 強時段的載波信號從功率調(diào)節(jié)單元獲得了增益控制單元為其設置的增益，其 發(fā)送功率可達到增強的發(fā)送功率，這時天線單元將該發(fā)送信號發(fā)送出去。
在最筒單的情況下，可變衰減器具有一個高衰減值與增益控制單元設置 的低增益相對應，以及具有一個低衰減值與增益控制單元設置的高增益相對 應。當增益控制單元對功率調(diào)節(jié)單元設置低增益時，可變衰減器采用高衰減 值給發(fā)送信號以較大衰減；當增益控制單元設置高增益時，可變衰減器采用 低衰減值給發(fā)送信號以較小衰減。
圖5中功率調(diào)節(jié)單元的實現(xiàn)方式基于可變功率放大器。發(fā)送信號生成單 元生成的經(jīng)過調(diào)制后的發(fā)送信號進入功率調(diào)節(jié)單元，在其中，發(fā)送信號經(jīng)可 變功率放大器21和固定功率放大器22進行放大。這里，固定功率放大器 給發(fā)送信號的增益是固定的，功率調(diào)節(jié)單元給發(fā)送信號的最終增益的調(diào)節(jié)取 決于可變功率放大器增益值的調(diào)節(jié)。經(jīng)過這一增益路徑，增強時段的載波信 號從功率調(diào)節(jié)單元獲得了增益控制單元為其設置的增益，其發(fā)射功率可達到
增強的發(fā)送功率，這時天線將該發(fā)送信號發(fā)送出去。
在最簡單的情況下，可變功率放大器具有一個高增益值與增益控制單元 設置的高增益相對應，以及具有一個低增益值與增益控制單元設置的低增益 相對應。當增益控制單元對功率調(diào)節(jié)單元設置高增益時，可變功率放大器采 用高增益值給發(fā)送信號以較大增益；當增益控制單元設置低增益時，可變功 率放大器采用低增益值給發(fā)送信號以較小增益。
第二實施例
本發(fā)明的第二實施例通過延長讀寫器發(fā)送的載波的時間來增加向標簽 供給的能量。這里結(jié)合圖6所示過程來對第二實施例進行詳細說明。圖6所 示的過程與圖2所示的過程基本相同，此處不再贅述。它們的不同之處在于 時段b中載波的發(fā)送功率和發(fā)送時間長度。
如前所述，讀寫器在通信過程中會發(fā)送命令信號和載波(CW)信號，標簽從所述讀寫器發(fā)送的信號中獲得能量。在本實施例中，將讀寫器向標簽發(fā)送
載波的時間長度增加，即能使被動式標簽獲得的能量相應增加，從而使可讀
寫范圍擴大。具體可以是，讀寫器從那些發(fā)送載波信號的時段(時段t2、 t4、
t6)中選定至少一個時段(如時段t2)作為增強時段，調(diào)節(jié)向標簽發(fā)送信號的時
間長度，使得在增強時段中以加長的時間長度向標簽發(fā)送載波信號，在其它
時^a中以按常規(guī)方式確定的時間長度向標簽發(fā)送信號。
加長讀寫器向標簽發(fā)送載波的時間長度，從另一方面看，會增加射頻識
別系統(tǒng)執(zhí)行寫操作所花費的時間，從而導致寫操作效率的降低。為了在可讀 寫范圍和寫操作效率之間達到較好的權(quán)衡，可以在滿足預定條件時觸發(fā)讀寫 器選定至少一個時段作為增強時段，并在該時段中將載波信號以加長的發(fā)送 時間發(fā)送出去。這樣，只是在必要時延長載波信號的發(fā)送時間，因此可以盡 可能地減少執(zhí)行寫操作所花費的時間。所述預定條件可以是所述讀寫器對 標簽的接收信號強度小于一預設的接收信號強度參考值，或所述讀寫器要向 標簽寫入的比特數(shù)大于一預設的比特數(shù)參考值。
一種具體做法是，讀寫器檢
測目前要執(zhí)行寫操作的標簽的接收信號強度(RSSI)，然后將所述接收信號強
度與預設的接收信號強度參考值相比較，如果所述接收信號強度小于預設的 接收信號強度參考值，則確定已滿足預定條件。另一種具體做法是，讀寫器 檢測要向目前要執(zhí)行寫操作的標簽發(fā)送的比特數(shù)量，然后將所述比特數(shù)與預 設的比特數(shù)參考值相比較，如果所述比特數(shù)大于預設的比特數(shù)參考值，則確 定已滿足預定條件。優(yōu)選地，將在確定已滿足預定條件之后的第一個發(fā)送載 波信號的時段作為增強時段，可以及時地增加對能量不足的標簽的能量供 給，從而能更好地提高后續(xù)操作的可靠性。
在本實施例中，作為示例，只選定了在一個t2時段中加長載波信號的發(fā)
送時間。作為另選的方案，也可以選定在多于一個的時段(例如時段t2、 u)
上加長載波信號的發(fā)送時間。最好是根據(jù)標簽寫操作對能量的具體需求來選 定增強時段的數(shù)量，這樣可以達到更好的效果。
圖7給出了一種實現(xiàn)本發(fā)明第二實施例所述方法的讀寫器。 該讀寫器包括發(fā)送信號生成單元、功率調(diào)節(jié)單元、天線單元、時_^殳選擇
單元和時長設置單元。
其中，發(fā)送信號生成單元用于生成發(fā)送給標簽的發(fā)送信號，所述發(fā)送信 號包括至少 一個發(fā)送命令信號的時段和至少 一個發(fā)送載波信號的時段，然后將發(fā)送信號輸出給所述功率調(diào)節(jié)單元。功率調(diào)節(jié)單元用于才艮據(jù)設置的增益值 對發(fā)送信號生成單元提供的發(fā)送信號進行功率調(diào)節(jié)。天線單元用于將來自所 述功率調(diào)節(jié)單元的發(fā)送信號發(fā)送出去。功率調(diào)節(jié)單元和天線單元與現(xiàn)有讀寫
器的相應單元基本相同，具體實現(xiàn)可以參照現(xiàn)有技術(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的讀寫器還設置了 一個時段選擇單元，用于從發(fā)送載波信號 的時段中選定至少 一個時段作為增強時段。
根據(jù)本發(fā)明的讀寫器還設置了 一個時長設置單元，用于控制所述發(fā)送信 號生成單元的發(fā)送信號的時段長度，使得在所述增強時段中延長上述發(fā)送載 波信號的時段的長度。
為了在可讀寫范圍和寫操作效率之間達到較好的權(quán)衡，可以在滿足預定 條件時觸發(fā)讀寫器選定至少 一個時段作為增強時段，并在該時段中將載波信 號以加長的發(fā)送時間發(fā)送出去。為實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明的讀寫器進一步包 括條件判斷單元，用于檢測對標簽的接收信號強度，在判斷所述接收信號強 度小于一預設的接收信號強度參考值時，觸發(fā)所述時段選擇單元從發(fā)送載波
信號的時段中選定至少一個時段作為增強時段；或者，條件判斷單元用于檢 測要向標簽寫入的比特數(shù)，在判斷所述比特數(shù)大于一預設的比特數(shù)參考值 時，觸發(fā)所述時段選擇單元從發(fā)送載波信號的時段中選定至少 一個時段作為 增強時段。
如圖8所示，發(fā)送信號生成單元具體可包括載波序列提供模塊、命令 序列提供模塊、序列合成模塊和調(diào)制模塊。
其中，載波序列提供模塊用于提供向標簽發(fā)送的載波序列，并按時長設 置單元的設置確定載波序列的時間長度，使之達到所述時長設置單元設置的 所述時間長度。這里所謂的載波序列是指用于生成載波信號的數(shù)字序列。命 令序列提供模塊用于提供向標簽發(fā)送的命令序列。這里所謂的命令序列是指 用于生成命令信號的數(shù)字序列。序列合成模塊用于將所述命令序列和所述載 波序列合成為向標簽發(fā)送的數(shù)字序列。調(diào)制模塊用于對所述序列合成模塊輸 出的所述數(shù)字序列進行調(diào)制，生成發(fā)送信號，然后輸出給所述功率調(diào)節(jié)單元。
第三實施例
本發(fā)明的第三實施例通過在采用被動式標簽的射頻識別系統(tǒng)中增加獨 立供能裝置來增加對標簽的能量供給。其主要思路是，在采用被動式標簽的射頻識別系統(tǒng)中設置至少一個獨立供能裝置，獨立供能裝置在所述射頻識別 系統(tǒng)通信期間向標簽發(fā)送一段一定長度的載波信號，從而額外地向標簽提供 能量。獨立供能裝置發(fā)送的所述載波信號應符合無線電相關的法規(guī)限定的最 大允許的發(fā)送功率。
前面已提到，讀寫器在通信過程中會發(fā)送命令信號和載波(CW)信號，標 簽從所述讀寫器發(fā)送的信號中，尤其是載波信號中，獲得能量。為了避免對 射頻識別系統(tǒng)的通信造成干擾，獨立供能裝置最好選定在讀寫器向標簽發(fā)送
載波信號的時段(如圖2中時段t2、 t4、 t6)向標簽發(fā)送一段一定長度的載波信
號，選定的時段可以是一個(如圖2中時段t2),也可以多于一個(如圖2中時
段t2、 t4)，這一段載波信號的長度與所述讀寫器向標簽發(fā)送載波信號的時段
的長度相當。具體實現(xiàn)可以是，獨立供能裝置從那些發(fā)送載波信號的時段中 選定至少一個時段作為增強時段，監(jiān)視所述讀寫器通信的進程，在確定進入 所述增強時段時，向標簽發(fā)送載波信號，直到監(jiān)測到所述讀寫器開始發(fā)送下 一個命令。具體地，可以通過監(jiān)視到讀寫器發(fā)送完一個命令來確定進入了所 述增強時段。獨立供能裝置可以按照類似于標簽接收讀寫器發(fā)送信號的方式 來實現(xiàn)監(jiān)視所述讀寫器通信的進程，只是它不需要向讀寫器返回任何信息。 獨立供能裝置可以是獨立的實體，因此可方便地設置于距離讀寫器較遠 的標簽附近，這樣可以有效地提高這些標簽的寫操作的可靠性。優(yōu)選地，可 以在射頻識別系統(tǒng)中設置一個以上的獨立供能裝置，并根據(jù)所期望的可讀寫 范圍相應地分布設置獨立供能裝置，從而形成一個分布式的獨立供能裝置網(wǎng) 絡。這可以更有目標性地擴大可讀寫范圍。
圖9給出了第二實施例中獨立供能裝置的示意圖。獨立供能裝置包括時
段選擇單元、時段控制單元和載波發(fā)送單元。其中，時段選擇單元用于從一 個讀寫器發(fā)送載波信號的時段中選定至少 一個時段作為增強時段。時段控制 單元用于監(jiān)視所述讀寫器通信的進程，在確定所述讀寫器開始所述增強時段 時發(fā)出發(fā)送載波信號的指示，在確定所述讀寫器開始發(fā)送下一個命令時，發(fā) 出停止發(fā)送載波信號的指示。載波發(fā)送單元用于在收到所述時段控制單元發(fā) 出的發(fā)送載波信號指示時，向標簽發(fā)送載波信號，直到收到所述停止發(fā)送載 波信號指示。
以上各實施例主要以圖2在寫操作階段的過程為例來說明本發(fā)明。本領 域技術(shù)人員可以理解，如果將上述實施例中的增強時段選定在讀操作期間，則可以成為讀操作階段的具體實施例。本發(fā)明在應用于讀操作期間時，其具 體方法和裝置與上述實施例相似，只是在讀寫器不執(zhí)行寫操作的情況下不能 通過寫入比特數(shù)來作為判斷是否觸發(fā)功率增強或發(fā)送時間延長的條件。因 此，對于讀操作期間的實施例，此處不再贅述。
因此，本發(fā)明通過在讀和/或?qū)懖僮髌陂g，對某個或某些載波發(fā)送時段的 發(fā)送功率進行增強或其發(fā)送時間進行延長，就可以增加對標簽的能量供應， 提高后續(xù)各種操作的可靠性。
從以上說明可以看出，本發(fā)明的第 一實施例和第二實施例的實現(xiàn)只需對 現(xiàn)有的讀寫器做部分修改，標簽無需任何修改，實施起來簡單可行。第三實 施例只需在系統(tǒng)中增加一種新裝置，整個射頻識別系統(tǒng)無需任何修改，因此 可方便地與各種射頻識別系統(tǒng)配合使用。
權(quán)利要求
1、一種在射頻識別系統(tǒng)中向被動式標簽提供能量的方法，其中，所述射頻識別系統(tǒng)的讀寫器的一個通信過程包括至少一個發(fā)送命令信號的時段和至少一個發(fā)送載波信號的時段，所述射頻識別系統(tǒng)的標簽從所述載波信號中獲得能量；其特征在于，所述讀寫器從發(fā)送載波信號的時段中選定至少一個時段作為增強時段；然后，所述讀寫器調(diào)節(jié)對發(fā)送信號的增益，使得在所述增強時段中的載波信號以增強的發(fā)送功率發(fā)送出去，和/或，所述讀寫器調(diào)節(jié)向標簽發(fā)送載波信號的時間長度，使得在所述增強時段中以加長的時間長度向標簽發(fā)送載波信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述選定增強時段的步驟包括當所述讀寫器檢測到對標簽的接收信號強度小于一預設的接收信號強度參考值時，所述讀寫器選定當前或之后的至少一個發(fā)送載波信號的時段作為所述增強時段。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述選定增強時段的步驟包括當所述讀寫器要向標簽寫入的比特數(shù)大于一預設的比特數(shù)參考值時，所述讀寫器選定當前或之后的至少一個發(fā)送載波信號的時段作為所述增強時段。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述增強時段由所述讀寫器預先選定。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述增強的發(fā)送功率大于發(fā)送命令信號所采用的發(fā)送功率。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述增強的發(fā)送功率為最大允許的發(fā)送功率。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述讀寫器進一步通過訓練時段獲取相關信息用于調(diào)節(jié)所述增益。
8、 一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的讀寫器，包括一個發(fā)送信號生成單元，用于生成發(fā)送給標簽的發(fā)送信號，所述發(fā)送信號包括至少 一個發(fā)送命令信號的時段和至少 一個發(fā)送載波信號的時段；一個功率調(diào)節(jié)單元，用于接收所述發(fā)送信號生成單元提供的發(fā)送信號，根據(jù)設置的增益對所述發(fā)送信號進行功率調(diào)節(jié)；一個天線單元，用于將來自所述功率調(diào)節(jié)單元的發(fā)送信號發(fā)送出去； 其特征在于，所述讀寫器還包括一個時段選擇單元，用于從發(fā)送載波信號的時段中選定至少一個時段作 為增強時段；一個增益控制單元，所述增益控制單元用于調(diào)節(jié)所述功率調(diào)節(jié)單元的增 益，以使在所述增強時段中載波信號達到增強的發(fā)送功率；和/或， 一個時長 設置單元，用于控制所述發(fā)送信號生成單元的發(fā)送信號的時段長度，使得在 所述增強時段中延長上述發(fā)送載波信號的時段的長度。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的讀寫器，其特征在于，所述讀寫器進一步包括一個條件判斷單元，用于檢測對標簽的接收信號強度，在判定所述接收 信號強度小于一預設的接收信號強度參考值時，觸發(fā)所述時段選擇單元選定 增強時段。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的讀寫器，其特征在于，所述讀寫器進一步包括.'一個條件判斷單元，用于檢測要向標簽寫入的比特數(shù)，在判定所述比特 數(shù)大于一預設的比特數(shù)參考值時，觸發(fā)所述時段選擇單元選定增強時段。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8、 9或10所述的讀寫器，其特征在于，所述讀寫器 還包括一個訓練單元，用于執(zhí)行訓練時段并獲取相關信息，來確定在所述增強 時段對所述功率調(diào)節(jié)單元設置的增益并提供給所述增益控制單元。
12、 一種在射頻識別系統(tǒng)中向被動式標簽提供能量的方法，其中，所述 射頻識別系統(tǒng)的讀寫器的一個通信過程包括至少一個發(fā)送命令信號的時段 和至少一個發(fā)送載波信號的時段，所述射頻識別系統(tǒng)的標簽從所述載波信號中獲得能量； 其特征在于，在所述射頻識別系統(tǒng)中設置至少一個獨立供能裝置； 所述獨立供能裝置從發(fā)送載波信號的時段中選定至少一個時段作為增 強時段；所述獨立供能裝置監(jiān)視所述讀寫器通信的進程，在確定進入所述增強時段時，向標簽發(fā)送載波，直到所述讀寫器開始發(fā)送下一個命令。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在距離讀寫器較遠的標簽附近設置所述獨立供能裝置。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，根據(jù)所期望的覆蓋范圍相應地設置所述獨立供能裝置。
15、 一種實現(xiàn)權(quán)利要求12所述方法的獨立供能裝置，包括一個時段選擇單元，用于從一個讀寫器發(fā)送載波信號的時段中選定至少一個時段作為增強時段；一個時l更控制單元，用于監(jiān)^L所述讀寫器通信的進程，在確定所述讀寫器開始所述增強時段時發(fā)出發(fā)送載波信號的指示，在確定所述讀寫器開始發(fā)送下一個命令時，發(fā)出停止發(fā)送載波信號的指示；一個載波發(fā)送單元，用于在收到所述時段控制單元發(fā)出的發(fā)送載波信號指示時，向標簽發(fā)送載波信號，直到收到所述停止發(fā)送載波信號指示。
全文摘要
本發(fā)明提供了在射頻識別系統(tǒng)中向被動式標簽提供能量的方法和裝置。在采用被動式標簽的射頻識別系統(tǒng)中，讀寫器在通信過程中會交替發(fā)送命令和載波，標簽可以從所述讀寫器發(fā)送的這些信號中獲得能量。本發(fā)明的方法是，從那些發(fā)送載波信號的時段中選定至少一個時段，對該時段的載波發(fā)送信號采用增強的發(fā)送功率，或采用延長的發(fā)送時間，或在該時段由單獨設置的獨立供能裝置額外地向標簽發(fā)送一段載波，使得標簽從所述選定時段的載波信號中，獲得更多的能量用于讀和/或?qū)懖僮?，從而提高讀和/或?qū)懖僮鞯目煽啃?，擴大射頻識別系統(tǒng)的可讀寫范圍。
文檔編號G06K7/00GK101499118SQ20081000498
公開日2009年8月5日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者蘭普·馬蒂爾斯, 丹 喻, 勇 袁, 霍爾斯特·迪特 申請人:西門子公司