本發(fā)明總體上涉及集成電路(“ic”)。更特別地，本發(fā)明涉及包括使用亞閾值技術(shù)的ic的無源射頻識(shí)別(“rfid”)標(biāo)簽。

背景技術(shù)：

rfid技術(shù)在傳統(tǒng)上已經(jīng)被用于傳輸數(shù)據(jù)，以便自動(dòng)識(shí)別和追蹤貼附于對(duì)象的rfid標(biāo)簽。在這方面，rfid標(biāo)簽具有存儲(chǔ)于其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的信息，例如唯一標(biāo)識(shí)符。在運(yùn)行期間，rfid標(biāo)簽通過后向散射所接收的信號(hào)來發(fā)送對(duì)從rfid讀取器接收的信號(hào)的響應(yīng)。最低限度，響應(yīng)信號(hào)包括唯一標(biāo)識(shí)符。

一些rfid標(biāo)簽是無源的。無源rfid標(biāo)簽通過從接收自rfid讀取器的信號(hào)中采集能量來獲得其運(yùn)行電力。更具體地，通過本地輻射器在其讀取器附近產(chǎn)生的磁場(chǎng)的電磁感應(yīng)來向rfid標(biāo)簽供電。電磁感應(yīng)是在導(dǎo)體被暴露于變化的磁場(chǎng)時(shí)在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。無源rfid標(biāo)簽具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如，成本低、重量輕、尺寸小和運(yùn)行壽命長(zhǎng)。但是，無源rfid標(biāo)簽具有有限的讀取范圍，因?yàn)橹荒軓乃邮盏男盘?hào)中采集幾微瓦。

因?yàn)檫\(yùn)行無源rfid標(biāo)簽所需的電力已經(jīng)隨著時(shí)間而下降，所以在讀取范圍上發(fā)生了增益。此外，無源rfid標(biāo)簽對(duì)傳入信號(hào)的靈敏度已經(jīng)隨著時(shí)間而下降。但是，大體上，無源rfid標(biāo)簽的小天線限制向其供應(yīng)的電力的量。實(shí)際上，無源rfid標(biāo)簽的讀取范圍仍被限制為與rfid讀取器相距2-10米。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開涉及用于運(yùn)行rfid應(yīng)答器的系統(tǒng)和方法。方法包括：由rfid應(yīng)答器的電壓搜集(scavenging)設(shè)備來執(zhí)行能量采集操作以從rf場(chǎng)、磁場(chǎng)、熱、光或rfid應(yīng)答器的運(yùn)動(dòng)中收集能量；通過rfid應(yīng)答器的電壓轉(zhuǎn)換器將從電壓搜集設(shè)備接收的信號(hào)的電壓水平提高或降低至比rfid應(yīng)答器的正常運(yùn)行范圍低至少一個(gè)數(shù)量級(jí)的亞閾值電壓水平；以及將處于亞閾值電壓水平的運(yùn)行電壓至少供應(yīng)給rfid應(yīng)答器的收發(fā)器電路。

在一些情況下，電壓水平的正常運(yùn)行范圍是1.2伏至3.6伏。亞閾值電壓水平在200毫伏至600毫伏的范圍內(nèi)。當(dāng)能量收集自rf場(chǎng)、磁場(chǎng)、熱或光時(shí)，電壓水平被提高至亞閾值電壓水平。當(dāng)能量收集自光或rfid應(yīng)答器的運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓水平被降低至亞閾值電壓水平。

能量采集操作包括：捕捉由裝備發(fā)射到周圍環(huán)境中的rf能量；通過通常處于可提供rfid應(yīng)答器的天線與rfid應(yīng)答器的全波整流器之間的電連接的位置的開關(guān)來傳遞rf能量；將rf能量轉(zhuǎn)換成直流以用于產(chǎn)生電力；將電力供應(yīng)給rfid應(yīng)答器的儲(chǔ)能設(shè)備(例如，超級(jí)電容器)，用于將儲(chǔ)能設(shè)備充電至預(yù)定的電壓水平；以及當(dāng)儲(chǔ)能設(shè)備的電壓水平等于或大于預(yù)定的電壓水平時(shí)，將電力從儲(chǔ)能設(shè)備供應(yīng)至rfid應(yīng)答器的控制器。控制器還可以產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)并將其發(fā)送給開關(guān)，以使開關(guān)改變位置，使得該開關(guān)從天線斷開并連接至rfid應(yīng)答器的收發(fā)器。還可以將信息從rfid應(yīng)答器傳送到外部設(shè)備。信息可以包括但不限于可用于確定是同意還是拒絕人進(jìn)入限制區(qū)域的信息。

附圖說明

將參考以下附圖來描述實(shí)施例，其中相似的附圖標(biāo)記在所有附圖中表示相似的項(xiàng)，并且其中：

圖1是rfid系統(tǒng)的示例性架構(gòu)的示意圖。

圖2是圖1所示的電壓搜集設(shè)備的示例性架構(gòu)的框圖。

圖3是可用于理解儲(chǔ)能設(shè)備的充電的曲線圖。

圖4是用于運(yùn)行rfid標(biāo)簽的示例性方法的流程圖。

圖5a-5b(統(tǒng)稱為“圖5”)提供用于控制對(duì)限制區(qū)域的訪問的示例性方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

容易理解，本文總體上描述的和附圖所例示的實(shí)施例的構(gòu)件可以按照各種各樣的不同配置來布置和設(shè)計(jì)。因而，如圖所示，下面對(duì)各種實(shí)施例的更詳細(xì)的描述并非旨在限定本公開的范圍，而只是各種實(shí)施例的代表。雖然在附圖中給出了實(shí)施例的各個(gè)方面，但是附圖并不必然按比例繪制，除非特別指出。

在不背離本發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它特定的形式來實(shí)現(xiàn)。所描述的實(shí)施例在所有方面都應(yīng)當(dāng)僅被看作說明性的而非限制性的。因此，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求指示，而非由該具體實(shí)施方式指示。屬于權(quán)利要求的等同含義和范圍之內(nèi)的所有變化都應(yīng)當(dāng)涵蓋在其范圍之內(nèi)。

本說明書通篇對(duì)特征、優(yōu)點(diǎn)或類似語言的引用并非意味著可以用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的所有特征和優(yōu)點(diǎn)都包括于或應(yīng)當(dāng)包括于本發(fā)明的任意單個(gè)實(shí)施例中。相反，提及特征和優(yōu)點(diǎn)的語言應(yīng)當(dāng)被理解為意味著：結(jié)合實(shí)施例所描述的特定特征、優(yōu)點(diǎn)或特性均包括于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因而，本說明書通篇關(guān)于特征和優(yōu)點(diǎn)的討論以及類似的語言可以但并不一定指的是同一實(shí)施例。

而且，本發(fā)明的所描述的特征、優(yōu)點(diǎn)和特性可以以任何合適的形式結(jié)合于一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中。根據(jù)本文的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，可以在沒有特定的實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特定特征或優(yōu)點(diǎn)的情況下實(shí)施本發(fā)明。在其它情況下，在某些實(shí)施例中可以存在可能沒有出現(xiàn)于本發(fā)明的所有實(shí)施例中的附加特征和優(yōu)點(diǎn)。

本說明書通篇對(duì)“一種實(shí)施例”、“實(shí)施例”或類似的語言的引用意味著，結(jié)合所指示的實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因而，在整個(gè)本說明書中，短語“在一種實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”以及類似的語言可以但并不一定全都指的是同一實(shí)施例。

如本文所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”以及“該”包括復(fù)數(shù)引用，除非上下文另有明確指示。除非另有定義，否則本文所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語的含義與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所理解的含義相同。如同本文所使用的，術(shù)語“包括”意指“包含，但不限于”。

本發(fā)明可以被實(shí)施于硬件、固件和軟件中的一種或其任意組合。本發(fā)明還可以被實(shí)施為包含于機(jī)器可讀介質(zhì)之內(nèi)或之上的指令，該指令可以由一個(gè)或多個(gè)處理器讀取并執(zhí)行以允許執(zhí)行本文所描述的操作。機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括用于以機(jī)器(例如，計(jì)算機(jī))可讀的形式存儲(chǔ)、發(fā)送和/或接收信息的任何機(jī)構(gòu)。例如，機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括有形存儲(chǔ)介質(zhì)，例如但不限于只讀存儲(chǔ)器(“rom”)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“ram”)、磁盤存儲(chǔ)介質(zhì)、光存儲(chǔ)介質(zhì)和/或閃存設(shè)備。機(jī)器可讀介質(zhì)還可以包括已被調(diào)制為對(duì)指令進(jìn)行編碼的傳播信號(hào)，例如但不限于電磁載波信號(hào)、光載波信號(hào)或聲波載波信號(hào)。

術(shù)語“無線”及其衍生詞可以被用來描述通過使用穿過非固體介質(zhì)的經(jīng)調(diào)制的電磁輻射來傳送數(shù)據(jù)的電路、設(shè)備、系統(tǒng)、方法、技術(shù)、通信通道等。該術(shù)語不意味著相關(guān)的設(shè)備不包括任何線，盡管在一些情況下其可能不包括。

現(xiàn)在參考圖1，本發(fā)明涉及包括rfid標(biāo)簽102和rfid讀取器/寫入器104的rfid標(biāo)簽系統(tǒng)100。rfid標(biāo)簽102(也稱為rfid應(yīng)答器)包括rfid天線120和rfidic106。rfid天線120接收傳入的無線信號(hào)并且以經(jīng)調(diào)制的射頻信號(hào)的形式發(fā)送無線響應(yīng)。rfid讀取器/寫入器104無線接收由rfid標(biāo)簽102發(fā)出的響應(yīng)。在一些情況下，rfid讀取器/寫入器104還將數(shù)據(jù)和/或指令發(fā)送給rfid標(biāo)簽102。rfid讀取器/寫入器在本領(lǐng)域中是眾所周知的，因此本文不再描述。此處可以使用任何已知的或者以后出現(xiàn)的rfid讀取器/寫入器，沒有限制。

在一些情況下，rfid讀取器/寫入器104包括天線108、發(fā)送器110、控制器112和接收器118?？刂破?12包括傳輸數(shù)據(jù)發(fā)生器114和處理器116。每個(gè)所列出的構(gòu)件104-116都是本領(lǐng)域已知的，因此本文將不再詳細(xì)描述。此外，應(yīng)當(dāng)理解，這些構(gòu)件便于：無線接收從rfid標(biāo)簽102發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)；和/或?qū)?shù)據(jù)和/或指令無線傳輸?shù)絩fid標(biāo)簽102。

注意，rfid標(biāo)簽102是可通過從rf場(chǎng)、磁場(chǎng)、熱、運(yùn)動(dòng)和/或光中采集能量來獲得其運(yùn)行電力的無源設(shè)備。在rf場(chǎng)的情況下，傳入的無線信號(hào)用于激活rfid標(biāo)簽102。在其它情況下，rfid標(biāo)簽102響應(yīng)于檢測(cè)到熱、運(yùn)動(dòng)和/或光而被激活，如同下文更詳細(xì)描述的。

如圖1所示，rfidic106包括存儲(chǔ)電路122，用于存儲(chǔ)rfid標(biāo)簽的唯一標(biāo)識(shí)符和/或其它信息。存儲(chǔ)電路122可以包括易失性存儲(chǔ)器和/或非易失性存儲(chǔ)器。例如，存儲(chǔ)器可以包括但不限于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“ram”)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“dram”)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“sram”)、只讀存儲(chǔ)器(“rom”)和/或閃存。存儲(chǔ)器還可以包括非安全存儲(chǔ)器和/或安全存儲(chǔ)器。本文所使用的短語“非安全存儲(chǔ)器”指的是被配置為以純文本形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。本文所使用的短語“安全存儲(chǔ)器”指的是被配置為以加密形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器和/或具有安全的或防篡改的外殼或被布置于其內(nèi)的存儲(chǔ)器。

在一些情況下，存儲(chǔ)電路122包括其上存儲(chǔ)有被配置為實(shí)施本文所描述的一個(gè)或多個(gè)方法、程序或功能的指令132的一個(gè)或多個(gè)集合(例如，軟件代碼)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(未示出)。指令132還可以完全或至少部分駐留于存儲(chǔ)電路122內(nèi)。存儲(chǔ)電路122還可以構(gòu)成機(jī)器可讀介質(zhì)。這里所使用的術(shù)語“機(jī)器可讀介質(zhì)”指的是存儲(chǔ)指令132的一個(gè)或多個(gè)集合的單個(gè)介質(zhì)或多個(gè)介質(zhì)(例如，閃存、ram、rom等)。這里所使用的術(shù)語“機(jī)器可讀介質(zhì)”還指能夠存儲(chǔ)、編碼或攜帶指令132的集合的任何介質(zhì)，指令132由rfid標(biāo)簽102執(zhí)行并且使rfid標(biāo)簽102執(zhí)行本公開的任何一個(gè)或多個(gè)方法。

rfidic106還包括用于通過天線120接收傳入的無線信號(hào)的接收電路124，用于通過天線120發(fā)送唯一標(biāo)識(shí)符和/或其它信息的發(fā)送電路124，以及用于從rf場(chǎng)、磁場(chǎng)、熱、運(yùn)動(dòng)和/或光中收集所接收的能量的電源電路126。所收集的能量被用來為rfid標(biāo)簽102的運(yùn)行供電。接收和發(fā)送電路在本領(lǐng)域中是眾所周知的，因此本文不再描述。

在本發(fā)明中，rfidic106以亞閾值功率或電壓水平運(yùn)行。本文所使用的術(shù)語“亞閾值”意指功率水平和/或電壓水平比給定設(shè)備的正常運(yùn)行范圍下降至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。例如，傳統(tǒng)的處理系統(tǒng)通常以約為3毫瓦的功率水平和/或1.2伏至3.6伏的電壓水平運(yùn)行。相比之下，rfidic106以約為3微瓦的亞閾值功率水平和/或200毫伏至600毫伏的電壓水平運(yùn)行。

例如，rfidic106可以包括用于對(duì)傳入的信號(hào)進(jìn)行整流的二極管結(jié)(或整流器)，以及用于開關(guān)到/來自收發(fā)器的傳入信號(hào)的晶體管。在常規(guī)的rfid標(biāo)簽中，運(yùn)行二極管結(jié)和晶體管所需的輸入電壓為閾值電壓水平(例如，1.5-3.0伏，對(duì)于二極管結(jié)為0.7伏，對(duì)于晶體管為0.6伏)。相比之下，運(yùn)行rfid標(biāo)簽102的二極管結(jié)和晶體管所需的輸入電壓為亞閾值電壓水平(例如，0.6伏)，該亞閾值電壓水平低于常規(guī)的rfid標(biāo)簽的閾值電壓水平(例如，1.5-3.0伏)。例如，在本發(fā)明中，0.3-0.4伏可以被供應(yīng)給二極管橋，并且0.2-0.3伏可以被供應(yīng)給晶體管。實(shí)際上，與常規(guī)的rfid標(biāo)簽的運(yùn)行電壓相比，運(yùn)行rfid標(biāo)簽102所需的運(yùn)行電壓顯著降低(例如，從1.5-3.0伏降至0.6伏)。在一些情況下，本解決方案所采用的二極管橋包括低壓差二極管(lowdropoutdiode)，與可允許在300-700毫伏的電壓處進(jìn)行整流的常規(guī)二極管相比，該低壓降二極管可允許在低于20毫伏的電壓處進(jìn)行主動(dòng)整流。

在這方面，rfidic106的電源電路126包括一個(gè)或多個(gè)低功率電壓搜集設(shè)備130和一個(gè)或多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器128。一個(gè)或多個(gè)電壓搜集設(shè)備130一般地被配置為從rf場(chǎng)、磁場(chǎng)、熱、運(yùn)動(dòng)和/或光中收集所接收的能量。因此，一個(gè)或多個(gè)電壓搜集設(shè)備130包括但不限于低功率rf場(chǎng)搜集設(shè)備、低功率磁場(chǎng)搜集設(shè)備、低功率熱搜集設(shè)備、低功率壓電設(shè)備以及低功率光伏搜集設(shè)備。在所有情況下，調(diào)整一個(gè)或多個(gè)電壓搜集設(shè)備130的尺寸和形狀以使其在高度小于或等于約2英寸并且寬度小于或等于約3英寸的rfid標(biāo)簽102上所占用的空間的量最小化。

例如，一個(gè)或多個(gè)電壓搜集設(shè)備130可以包括但不限于可從德克薩斯州達(dá)拉斯市的德州儀器公司(texasinstruments)購得的具有部件編號(hào)bq25570的設(shè)備。附加地或替代地，一個(gè)或多個(gè)電壓搜集設(shè)備130還可以包括但不限于圖2所示的以及下文所討論的電壓搜集設(shè)備。圖2的架構(gòu)可適用于rf場(chǎng)景和/或來自天線120的輸入電壓為交流(“ac”)的其它場(chǎng)景。圖2的架構(gòu)可以被修改為適用于來自天線120的輸入電壓為直流(“dc”)的場(chǎng)景。例如，在dc場(chǎng)景中，可以將全波整流器252從電壓搜集設(shè)備130中刪除。

一個(gè)或多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器128包括可改變電源(例如一個(gè)或多個(gè)低功率電壓搜集設(shè)備130)的輸出電壓的功率轉(zhuǎn)換器。一個(gè)或多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器128包括但不限于逆變器、半導(dǎo)體開關(guān)(例如，晶體管)、無源構(gòu)件(例如，電感器、電容器、電阻器和/或二極管)和/或用于改變ac電源的電壓的變壓器。

在所有情況下，一個(gè)或多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器128將從一個(gè)或多個(gè)電壓搜集設(shè)備130接收的輸入電壓的水平提升或降低至亞閾值電壓水平(例如，0.6伏)。例如，在rf場(chǎng)、磁場(chǎng)、熱或光功率搜集的場(chǎng)景中，輸入電壓(例如，30毫伏或0.5伏)可以被提高至亞閾值電壓水平(例如，0.6伏)。相比之下，在運(yùn)動(dòng)或光功率搜集的場(chǎng)景中，輸入電壓(例如，>0.6伏)可以被降低至亞閾值電壓水平(例如，0.6伏)。

降低rfid標(biāo)簽102所需的運(yùn)行電壓意味著，對(duì)于給定的天線尺寸需要較低的場(chǎng)水平(伏/米)。此外，以亞閾值功率或電壓水平運(yùn)行rfid標(biāo)簽102意味著，rfidic106運(yùn)行得比正常的超閾值ic慢，但是以低100-1000倍的電流運(yùn)行。而且，與常規(guī)的非基于亞閾值的rfid系統(tǒng)相比，以亞閾值水平運(yùn)行rfid標(biāo)簽102允許rfid讀取器/寫入器104的輸出天線功率被顯著降低。

可以通過(1)在制造期間改變掩膜組的處理參數(shù)，(2)改變摻雜劑的注入規(guī)則和/或(3)改變處理參數(shù)來創(chuàng)建rfidic106。但是，可以在不影響生產(chǎn)線的正常運(yùn)行的情況下在常規(guī)的cmos生產(chǎn)線上制造rfidic106。這允許大部分fab線使用生產(chǎn)所用的正常掩膜工藝在其標(biāo)準(zhǔn)線上創(chuàng)建亞閾值電子設(shè)備。

通常，以一半的電壓運(yùn)行rfidic106將會(huì)使電流減少一半，甚至導(dǎo)致ic以四分之一的功率運(yùn)行。但是，在這種情況下，由于較低的電路損耗和較慢的運(yùn)行速度，所需的功率會(huì)減少25-250倍以上。這種較低的功率允許很低的輸入電壓進(jìn)入升壓器128內(nèi)以供應(yīng)足夠的功率來運(yùn)行rfidic106。

以亞閾值功率或電壓水平運(yùn)行rfidic106的優(yōu)點(diǎn)是顯著的。例如，rfidic106理想地適于與能量采集設(shè)備一起運(yùn)行，能量采集設(shè)備以供應(yīng)很低的功率和電壓出名。同樣重要的是，rfidic106與所產(chǎn)生的嵌體(inlay)或rfid標(biāo)簽一起使用。由于rfidic106的運(yùn)行功率顯著降低，因而與常規(guī)的rfid標(biāo)簽的讀取范圍相比，給定尺寸的嵌體的讀取范圍是其10～15倍。例如，只有1厘米長(zhǎng)的嵌體可以像10～15厘米長(zhǎng)的常規(guī)嵌體一樣運(yùn)行。注意，與常規(guī)的rfid標(biāo)簽的天線相比，天線120的尺寸可以減小，同時(shí)仍然保持較大的讀取范圍。當(dāng)將rfidic106安置于封裝之內(nèi)/之上或者將rfidic106并入吊牌或價(jià)格標(biāo)簽之內(nèi)時(shí)，嵌體和天線的尺寸縮小可提供顯著的優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)在參考圖2，該圖提供了圖1的電壓搜集設(shè)備130的示例性架構(gòu)的詳細(xì)框圖。電壓搜集設(shè)備130總體上被配置為從外部源提取能量，從而向rfid標(biāo)簽102內(nèi)部的其它電子構(gòu)件供電。電壓搜集設(shè)備130包括開關(guān)250、全波整流器252、能量采集器電源管理器258和儲(chǔ)能設(shè)備262。在一些情況下，電壓搜集設(shè)備130還可以包括匹配電路(未示出)，用于優(yōu)化來自rfid標(biāo)簽102的天線120的電力傳輸和/或?qū)⑻炀€與rfid標(biāo)簽102的收發(fā)器124進(jìn)行阻抗匹配。天線120可以包括任何已知的或者以后出現(xiàn)的天線。例如，在一些情況下，天線包括美國專利公開no.2015/0054696中描述的天線。本發(fā)明并不限定于這方面。

在一些情況下，儲(chǔ)能設(shè)備262包括超級(jí)電容器。開關(guān)250包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管(“fet”)開關(guān)。fet開關(guān)可以包括異質(zhì)結(jié)fet(“hfet”)，該異質(zhì)結(jié)fet(“hfet”)在沒有施加電力的情況下將天線120直接耦接至電壓搜集設(shè)備的電子設(shè)備。本發(fā)明并不限定于這些場(chǎng)景的細(xì)節(jié)。

在運(yùn)行期間，將rf能量從布置于設(shè)施內(nèi)(例如，在限制區(qū)域的訪問點(diǎn)處)的裝備發(fā)射到周圍環(huán)境中。在進(jìn)入與天線運(yùn)行頻率對(duì)應(yīng)的rf場(chǎng)時(shí)，電壓搜集設(shè)備130將儲(chǔ)能設(shè)備262(例如，超級(jí)電容器)充電到預(yù)定的電壓水平。在這方面，應(yīng)當(dāng)理解，開關(guān)250通常處于可提供天線120與全波整流器252之間的電子連接或閉合回路的位置，如圖2所示。在缺少能量源(并且因此沒有施加向開關(guān)供電的電壓)的情況下，開關(guān)250處于不確定的狀態(tài)，從而使rf信號(hào)通過其兩個(gè)通道流出，但輸出顯著減小。但是，電壓輸出足以開啟或啟用電壓搜集設(shè)備的電子設(shè)備252、258、262，使得可以由其捕捉rf能量。

借助于以上所描述的開關(guān)特性將所捕捉的rf能量傳遞通過開關(guān)250。能量采集器電源管理器258將所接收的rf能量轉(zhuǎn)換成直流以用于產(chǎn)生電力。電力被供應(yīng)給儲(chǔ)能設(shè)備262(例如，超級(jí)電容器)，用于將其充電至預(yù)定的電壓水平。圖3中提供了可用于理解儲(chǔ)能設(shè)備(例如電容器)的充電的曲線圖。在rfid標(biāo)簽102通過由外部設(shè)備(例如，位于設(shè)施的入口處的無線邊緣設(shè)備)產(chǎn)生的rf場(chǎng)或處于其內(nèi)時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備262的電壓足以對(duì)rfidic106的構(gòu)件124、132加電。

當(dāng)儲(chǔ)能設(shè)備262被充電到預(yù)定的電壓水平時(shí)，經(jīng)由能量采集器電源管理器258從儲(chǔ)能設(shè)備262將電力供應(yīng)給控制器132。控制器132產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)266并將其發(fā)送給開關(guān)250。開關(guān)控制信號(hào)266包括使開關(guān)250改變位置的命令。實(shí)際上，開關(guān)250從電壓搜集設(shè)備130斷開，由此在天線120與全波整流器252之間形成開路。開關(guān)250與收發(fā)器124連接，從而允許rfid標(biāo)簽102與附近的通信設(shè)備信息通信。接下來，控制器132啟動(dòng)與外部設(shè)備的通信，使得某些信息從rfid標(biāo)簽102被傳遞到外部設(shè)備。外部設(shè)備為了預(yù)先指定的目的(例如，用戶認(rèn)證、成功購買驗(yàn)證、物品追蹤等)而處理所接收的信息。

rfid標(biāo)簽102的天線120可以包括定向天線，該定向天線被布置為當(dāng)rfid標(biāo)簽102被貼附于物品、商品、對(duì)象或人上時(shí)指向遠(yuǎn)離該物品、商品、對(duì)象或人。天線120與可實(shí)施src技術(shù)的rfidic106的短程通信(“src”)構(gòu)件122、124、132耦接。src技術(shù)包括但不限于rf技術(shù)，rf技術(shù)在rfid標(biāo)簽、物品、商品、對(duì)象或人接近rfid讀取器/寫入器104時(shí)使用rf電磁場(chǎng)來識(shí)別該rfid標(biāo)簽、物品、商品、對(duì)象或人。因此，src構(gòu)件便于經(jīng)由響應(yīng)于從rfid讀取器/寫入器104發(fā)送的詢問信號(hào)的src應(yīng)答信號(hào)將至少一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)符和/或其它信息傳送給rfid讀取器/寫入器104。然后，由rfid讀取器/寫入器104使用唯一標(biāo)識(shí)符以至少自動(dòng)識(shí)別rfid標(biāo)簽、物品、商品、對(duì)象或人。

現(xiàn)在參考圖4，該圖提供了用于運(yùn)行rfid標(biāo)簽(例如，圖1的rfid標(biāo)簽102)的示例性方法400的流程圖。方法400從步驟402開始，并且繼續(xù)進(jìn)行步驟404，在步驟404中將rf能量從布置于限制區(qū)域的訪問點(diǎn)處的裝備發(fā)射到周圍環(huán)境中。接下來在步驟406中，rfid標(biāo)簽進(jìn)入處于rfid標(biāo)簽的天線的運(yùn)行頻率的rf場(chǎng)。結(jié)果，由rfid標(biāo)簽捕捉rf能量，如步驟408所示。所捕捉的rf能量被傳遞通過rfid標(biāo)簽的開關(guān)(例如，圖2的開關(guān)250)，如步驟410所示。開關(guān)通常處于可提供rfid標(biāo)簽的天線(例如，圖1的天線120)與全波整流器(例如，圖2的全波整流器252)之間的電連接或閉合回路的位置。然后，能量采集器電源管理器(例如，圖2的能量采集器電源管理器258)執(zhí)行步驟412中的操作，將rf能量轉(zhuǎn)換成直流以用于產(chǎn)生電力。在步驟414中，電力被供應(yīng)給rfid標(biāo)簽的儲(chǔ)能設(shè)備(例如，圖2的儲(chǔ)能設(shè)備262)，用于將其充電至預(yù)定的電壓水平。如果儲(chǔ)能設(shè)備(例如，電容器)的電壓不等于或大于預(yù)定的電壓水平[416：否]，則方法400返回到步驟414，使得儲(chǔ)能設(shè)備繼續(xù)被充電。

如果儲(chǔ)能設(shè)備(例如，電容器)的電壓等于或大于預(yù)定的電壓水平[416：是]，則執(zhí)行步驟418-422。這些步驟包括：經(jīng)由能量采集器電源管理器和/或電壓轉(zhuǎn)換器將電力從儲(chǔ)能設(shè)備供應(yīng)給rfid標(biāo)簽的控制器(例如，圖1的控制器132)；產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)并將其從控制器發(fā)送到開關(guān)，以使開關(guān)改變位置，從而從天線斷開并且與rfid標(biāo)簽的收發(fā)器連接；以及將信息從rfid標(biāo)簽傳送給外部設(shè)備。在完成步驟422時(shí)，執(zhí)行步驟424，在步驟424中方法400結(jié)束或者執(zhí)行其它處理。

現(xiàn)在參考圖5，該圖提供了使用rfid系統(tǒng)(例如，圖1的rfid系統(tǒng)100)來控制對(duì)限制區(qū)域的訪問的示例性方法500的流程圖。方法500從步驟502開始，并且繼續(xù)進(jìn)行步驟504，在步驟504中rfid標(biāo)簽(例如，圖1的rfid標(biāo)簽102)的電壓搜集設(shè)備(例如，圖1-2的電壓搜集設(shè)備130)收集能量。然后，將所收集的能量存儲(chǔ)于rfid標(biāo)簽的儲(chǔ)能設(shè)備(例如，圖2的儲(chǔ)能設(shè)備262)內(nèi)。當(dāng)儲(chǔ)能設(shè)備充電至rfid標(biāo)簽的src構(gòu)件(例如，圖1的構(gòu)件122、124、132)的運(yùn)行電壓水平時(shí)，執(zhí)行步驟510，在步驟510中將rfid標(biāo)簽從其能量采集模式轉(zhuǎn)變?yōu)槠渫ㄐ拍Ｊ?。在其通信模式中，?zhí)行步驟512。步驟512包括從rfid標(biāo)簽發(fā)送src信號(hào)。在一些訪問控制場(chǎng)景中，src信號(hào)包括但不限于唯一標(biāo)識(shí)符和/或指示儲(chǔ)能設(shè)備的充電電壓的變化率的第一信息。然后，在步驟514中，在與rfid讀取器/寫入器(例如，圖1的rfid讀取器/寫入器104)耦接的天線(例如，圖1的天線108)處接收src信號(hào)。

在下一步驟516中，檢測(cè)rfid標(biāo)簽的運(yùn)動(dòng)的方向和/或速度/速率。用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)的方向和/或速度/速率的技術(shù)在本領(lǐng)域中是眾所周知的。此處可以使用任何已知的或者以后出現(xiàn)的技術(shù)，沒有限制。此后，在步驟518中，將指出檢測(cè)到的rfid標(biāo)簽的運(yùn)動(dòng)的方向和/或速度/速率的第二信息傳送給rfid讀取器/寫入器。然后，rfid讀取器/寫入器將以下信息傳送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(例如，圖1的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)152)：唯一標(biāo)識(shí)符、時(shí)間戳、第一信息，和/或第二信息(如步驟520所示)。在完成了步驟520之后，方法500繼續(xù)進(jìn)行圖5b的步驟522。

在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，在步驟522中執(zhí)行操作以使用在前面的步驟520中接收的信息來確定是否有人正試圖進(jìn)入或離開限制區(qū)域。例如，如果所接收的信息指示rfid標(biāo)簽正沿著第一方向朝入口行進(jìn)，則確定此人想要經(jīng)由訪問點(diǎn)(例如，門口)進(jìn)入限制區(qū)域。相反地，如果所接收的信息指示rfid標(biāo)簽正沿著與第一方向相反的第二方向朝出口行進(jìn)，則確定此人想要經(jīng)由訪問點(diǎn)離開限制區(qū)域。如果所接收的信息指示rfid標(biāo)簽正朝遠(yuǎn)離入口的方向行進(jìn)，則確定此人并不試圖進(jìn)入限制區(qū)域。類似地，如果所接收的信息指示rfid標(biāo)簽正朝遠(yuǎn)離出口的方向行進(jìn)，則確定此人并不試圖離開限制區(qū)域。本發(fā)明并不限定于這些實(shí)例的細(xì)節(jié)。在這方面，應(yīng)當(dāng)理解，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)附加地或替代地還分析由接收的信息限定的運(yùn)動(dòng)模式以確定此人是否想要進(jìn)入或離開訪問點(diǎn)。

在完成了步驟522之后，方法500繼續(xù)進(jìn)行判斷步驟524。如果確定此人不想進(jìn)入或離開限制區(qū)域[524：否]，則執(zhí)行步驟526，在步驟526中，以下信息被記錄于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)內(nèi)：唯一標(biāo)識(shí)符；時(shí)間戳；第一信息；第二信息；和/或指示在前面的步驟522中執(zhí)行的操作的結(jié)果的第三信息。隨后，執(zhí)行步驟536，其中方法500結(jié)束或者執(zhí)行其它處理。

如果確定此人確實(shí)想要進(jìn)入或離開限制區(qū)域[524：是]，則執(zhí)行步驟530，在步驟530中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行操作以使開門致動(dòng)器(例如，鎖)致動(dòng)。在完成步驟530時(shí)，執(zhí)行步驟532-534以記錄以下信息：唯一標(biāo)識(shí)符；時(shí)間戳；第一信息；第二信息；第三信息；和/或指示此人在特定的時(shí)間進(jìn)入或離開限制區(qū)域的第四信息。此后，執(zhí)行步驟536，其中方法500結(jié)束或者執(zhí)行其它處理。

盡管已經(jīng)針對(duì)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀并理解了本說明書和附圖后應(yīng)當(dāng)可以想到等同的更改和修改。此外，雖然可能只是針對(duì)若干實(shí)施方式中的一個(gè)公開了本發(fā)明的具體特征，但是這樣的特征可以與對(duì)于任何給定的或特定的應(yīng)用可能是所期望的和有利的其它實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)其它特征結(jié)合。因而，本發(fā)明的廣度和范圍不應(yīng)受任意上述實(shí)施例所限。相反，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)根據(jù)下面的權(quán)利要求以及其等同物來限定。