[發(fā)明專利]斜升的詢問功率級(jí)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680024679.1
• 申請日: 2006-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN101218591A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅杰·格林·斯圖爾特;威廉·R·比米斯
• 申請（專利權(quán)）人: 因特萊弗萊克斯公司
• 主分類號(hào): G06K7/00
• 分類號(hào): G06K7/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 繆利明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，具體地，本發(fā)明是關(guān)于一種用于改善詢問器和多個(gè)無線設(shè)備之間通信的詢問器的傾斜上升(斜升)功率級(jí)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)使用射頻(RF)無線連接以及超小型嵌入式計(jì)算機(jī)電路。RFID技術(shù)使得物理目標(biāo)可以通過這些無線“標(biāo)簽”被識(shí)別和跟蹤。它的作用就像一個(gè)條形碼，可自動(dòng)與讀取器進(jìn)行通信，而無需人工地視線掃描或區(qū)分物體。RFID技術(shù)預(yù)示了零售、醫(yī)藥、軍事和運(yùn)輸工業(yè)的重大變革。

RFID技術(shù)的一些優(yōu)點(diǎn)歸納在以下表1：

表1

無需人眼目測即可識(shí)別

可以讀/寫

可以在標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)信息

信息可以隨時(shí)刷新

獨(dú)特的產(chǎn)品識(shí)別

可以抵御惡劣環(huán)境

可重復(fù)使用

高靈活性/價(jià)值

如圖1所示，一個(gè)基本的RFID系統(tǒng)100包括多個(gè)標(biāo)簽102、一個(gè)讀取器104，以及一個(gè)可選的服務(wù)器106。每個(gè)標(biāo)簽102都包括一個(gè)集成電路(IC)芯片和一根天線。該IC芯片中包括一個(gè)數(shù)字解碼器，用于執(zhí)行標(biāo)簽102從標(biāo)簽讀取器104接收到的計(jì)算機(jī)命令。該IC芯片還包括一個(gè)電源電路，用于從RF讀取器獲取以及調(diào)節(jié)電力；一個(gè)檢測器，用于解碼來自該讀取器的信號(hào)；一個(gè)反向散射調(diào)制器，用于將數(shù)據(jù)發(fā)回該讀取器；防沖突協(xié)議電路；以及至少足夠存儲(chǔ)其EPC代碼的存儲(chǔ)器。

通信從讀取器104發(fā)出信號(hào)以發(fā)現(xiàn)標(biāo)簽102開始。當(dāng)無線電波觸及標(biāo)簽102且標(biāo)簽102識(shí)別出該讀取器的信號(hào)時(shí)，該讀取器104將編程在標(biāo)簽102內(nèi)的數(shù)據(jù)解碼。然后該信息被發(fā)送至服務(wù)器106進(jìn)行處理、存儲(chǔ)，和/或發(fā)送給其它計(jì)算機(jī)設(shè)備。通過對各種產(chǎn)品打上標(biāo)簽，可以自動(dòng)迅速地獲得有關(guān)產(chǎn)品的性質(zhì)和位置的信息。

該系統(tǒng)使用了反射或“反向散射”射頻波，以將信息從標(biāo)簽102發(fā)送到讀取器104。由于被動(dòng)式標(biāo)簽(1級(jí)和2級(jí))從讀取器信號(hào)中獲得其全部的能量，因此這些標(biāo)簽只有在讀取器104的光束下才被啟動(dòng)。

下面說明自動(dòng)識(shí)別科技中心(Auto?ID?Center)的EPC可相容標(biāo)簽等級(jí)：

1級(jí)

·身份標(biāo)簽(RF用戶可編程，最大范圍3m)

2級(jí)

·記憶標(biāo)簽(8位至128M位可編程，最大范圍3m)

·安全性和隱私保護(hù)

3級(jí)

·電池標(biāo)簽(256位至64Kb)

·自供電反向散射(內(nèi)置時(shí)鐘，具有傳感器接口支持)

·100米范圍

4級(jí)

·主動(dòng)標(biāo)簽

·主動(dòng)傳輸(允許標(biāo)簽首先通話操作模式)

·高達(dá)30000米范圍

在RFID系統(tǒng)中，被動(dòng)式接收器(即1級(jí)標(biāo)簽)能夠從傳輸?shù)腞F中獲得足夠能量以驅(qū)動(dòng)該設(shè)備，不需要電池。當(dāng)距離過長，系統(tǒng)無法以上述方式驅(qū)動(dòng)設(shè)備時(shí)，必須使用一個(gè)替代的電源。對于這些“替代”系統(tǒng)(也稱為主動(dòng)或半被動(dòng))，電池是最普通的電源形式。它極大地增加了閱讀范圍，以及標(biāo)簽閱讀的可靠性，因?yàn)闃?biāo)簽不需要從閱讀器獲得能量。3級(jí)標(biāo)簽僅需來自閱讀器的一個(gè)10mV的信號(hào)，與之相比，運(yùn)行1級(jí)標(biāo)簽需要500mV。3級(jí)標(biāo)簽的能耗僅為1級(jí)標(biāo)簽的1/2500，使得3級(jí)標(biāo)簽?zāi)茉?00米，甚至更遠(yuǎn)的距離運(yùn)作，而同比1級(jí)標(biāo)簽的范圍僅為約3米。

一個(gè)經(jīng)常碰到的問題是“熱”標(biāo)簽。由于標(biāo)簽是通過反向散射載波信號(hào)來與讀取器進(jìn)行通信，那些離讀取器距離很近的標(biāo)簽會(huì)產(chǎn)生非常強(qiáng)的反向散射，進(jìn)而對其它距離較遠(yuǎn)的標(biāo)簽和讀取器之間的通信產(chǎn)生干擾。干涉或“擁塞”現(xiàn)象主要有兩種：即前向鏈路干擾和反向散射干擾。先假設(shè)被動(dòng)式標(biāo)簽1與1號(hào)讀取器之間相距0.5米。二者之間的通信包括從讀取器到標(biāo)簽的前向鏈路，以及從標(biāo)簽到讀取器的反向散射。1號(hào)讀取器的最大有效范圍為10米。再假設(shè)被動(dòng)式標(biāo)簽2與2號(hào)讀取器之間相距10米。且1號(hào)讀取器與2號(hào)讀取器之間相距200米。與1號(hào)讀取器僅相距0.5米的“熱”標(biāo)簽1所產(chǎn)生的反向散射將是在10米的讀取器最大有效范圍所產(chǎn)生的反向散射的400倍，通過公式(最大距離/實(shí)際距離)²＝(10/0.5)²＝400來計(jì)算。因此很明顯，標(biāo)簽1所產(chǎn)生的強(qiáng)大的反向散射會(huì)干擾標(biāo)簽2和2號(hào)讀取器之間的通信，即使標(biāo)簽2和2號(hào)讀取器都和標(biāo)簽1相距200米之遠(yuǎn)。事實(shí)上，要獲得可接受的通信質(zhì)量，根據(jù)射頻能量在自由空間內(nèi)的衰減與距離平方成正比的關(guān)系，2號(hào)讀取器需要與標(biāo)簽1和1號(hào)讀取器相距超過600米，具體可按下式計(jì)算：

D＝a×b×(d2/dl)????等式1