專利名稱：通過安全通信優(yōu)化二叉樹遍歷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及射頻標(biāo)識(shí)(RFID)標(biāo)簽，以及更具體地說，涉及RFID標(biāo)簽組(a population of RFID tag)的安全協(xié)商。
背景技術(shù)：
在RFID系統(tǒng)中，RFID讀取器詢問一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)簽的信息。會(huì)要求RFID讀取器區(qū)分指定通信范圍內(nèi)的多個(gè)不同RFID標(biāo)簽并與其通信。通常，唯一的標(biāo)識(shí)號(hào)識(shí)別每個(gè)標(biāo)簽。RFID讀取器能快速和精確地讀取與每個(gè)標(biāo)簽有關(guān)的標(biāo)識(shí)(ID)號(hào)很重要。為詢問特定標(biāo)簽，通常，讀取器以逐位的方式廣播標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)號(hào)，以及標(biāo)簽響應(yīng)。
然而，這類RFID系統(tǒng)會(huì)遇到安全性問題。在第一安全性問題中，從讀取器傳送到標(biāo)簽的信號(hào)經(jīng)過長距離，諸如一英里的距離。因此，當(dāng)讀取器廣播完整的標(biāo)簽ID號(hào)時(shí)，不期望的第三方能接收該廣播，并收集該傳送的數(shù)據(jù)。因此，不期望的第三方能以這種方式獲得標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)號(hào)。
在第二安全性問題中，不期望的第三方能欺騙或“哄騙”RFID讀取器廣播標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)號(hào)以便收集它。例如，在這種情況下，不期望的第三方響應(yīng)讀取器的廣播。不期望的第三方向讀取器傳送錯(cuò)誤的標(biāo)簽響應(yīng)以便導(dǎo)致位沖突，從而導(dǎo)致讀取器廣播標(biāo)識(shí)號(hào)位。
因此，需要一種在開放空中通信信道上與標(biāo)簽通信，同時(shí)保護(hù)標(biāo)簽數(shù)據(jù)，諸如標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供讀取器和標(biāo)簽之間的安全通信(即協(xié)商)。根據(jù)本發(fā)明，讀取器能夠在開放空中通信信道上與標(biāo)簽通信，同時(shí)保持標(biāo)簽數(shù)據(jù)，諸如標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)的安全。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可修改傳統(tǒng)的二叉遍歷算法以提供讀取器和標(biāo)簽之間的安全通信。例如，可修改傳統(tǒng)的二叉樹遍歷算法來提供安全協(xié)商。
例如，實(shí)現(xiàn)RFID標(biāo)簽組的安全協(xié)商方法，使得不在空中傳送完整的標(biāo)簽號(hào)。該方法的步驟可包括下述(1)運(yùn)行二叉樹算法以便識(shí)別RFID標(biāo)簽組中的RFID標(biāo)簽；(2)在所述二叉樹算法期間，從所述RFID標(biāo)簽組的一個(gè)或多個(gè)接收位；以及(3)僅在所述二叉樹算法中的分叉，將接收的位回送到所述RFID標(biāo)簽組。
在另一方面中，實(shí)現(xiàn)RFID標(biāo)簽組的安全協(xié)商方法，使得執(zhí)行不包含應(yīng)用數(shù)據(jù)的二叉遍歷。該方法中的步驟可包括下述(1)生成密鑰以便識(shí)別RFID標(biāo)簽組中的RFID標(biāo)簽，其中，該密鑰不包括識(shí)別與RFID標(biāo)簽相關(guān)的物品的位；(2)運(yùn)行二叉樹算法以便識(shí)別RFID標(biāo)簽組中的RFID標(biāo)簽；以及(3)在二叉樹算法期間，從RFID標(biāo)簽接收位。
在一個(gè)方面中，生成步驟包括從一系列數(shù)中選擇一個(gè)數(shù)用作密鑰的步驟。
在另一方面中，生成步驟包括將隨機(jī)生成的數(shù)用作密鑰的步驟。
在另一方面中，生成步驟包括在每次遍歷RFID標(biāo)簽組之前，動(dòng)態(tài)生成數(shù)以便用作密鑰的步驟。
在本發(fā)明的另一方面中，描述了用于通過改善的安全性與RFID讀取器通信的射頻標(biāo)識(shí)(RFID)標(biāo)簽的方法和系統(tǒng)。該標(biāo)簽存儲(chǔ)相應(yīng)的第一密鑰，其可以是標(biāo)識(shí)號(hào)。第一密鑰包括第一位模式。從讀取器接收第一至少一位以便使標(biāo)簽通過由第二位模式定義的第二密鑰響應(yīng)二叉遍歷操作。通過讀取器從事二叉遍歷操作。在二叉遍歷操作期間，從讀取器接收一系列位，以及標(biāo)簽通過第二位模式的相應(yīng)位響應(yīng)一系列位的每一位。由此使用第二密鑰的第二位模式，單一化(singulate)標(biāo)簽。
在方面中，能從標(biāo)簽中的存儲(chǔ)器中讀取第二位模式。
在另一方面中，在操作標(biāo)簽期間，可隨機(jī)生成用于第二位模式的每一位的位值。在一個(gè)方面中，能隨后存儲(chǔ)隨機(jī)生成的第二位模式。
在另一方面中，能通過讀取器從事第二二叉遍歷操作。在第二二叉遍歷操作期間，標(biāo)簽可通過存儲(chǔ)的第二位模式進(jìn)行響應(yīng)，或通過新隨機(jī)生成的第二位模式進(jìn)行響應(yīng)。
在本發(fā)明的另一方面中，描述了射頻標(biāo)識(shí)(RFID)標(biāo)簽。該標(biāo)簽包括天線、調(diào)制器、第一存儲(chǔ)器和第二存儲(chǔ)器。調(diào)制器耦合到天線。調(diào)制器配置成通過響應(yīng)位，反向散射(backscatter)調(diào)制從天線接收的位。第一存儲(chǔ)器存儲(chǔ)定義標(biāo)識(shí)號(hào)的第一位模式(即第一密鑰)。第二存儲(chǔ)器存儲(chǔ)不包括識(shí)別與RFID標(biāo)簽相關(guān)的物品的位的第二位模式(即第二密鑰)。從讀取器接收的第一位組合使得標(biāo)簽通過第一位模式響應(yīng)二叉遍歷。從讀取器接收的第二位組合使得標(biāo)簽通過第二位模式響應(yīng)二叉遍歷。
在一個(gè)方面中，標(biāo)簽包括用于生成第二位模式的隨機(jī)位模式發(fā)生器。在一個(gè)方面中，所生成的第二位模式存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)器中。在另外的方面中，不存儲(chǔ)所生成的第二位模式，以及第二存儲(chǔ)器不存在。在該方面中，當(dāng)生成第二位模式時(shí)，由標(biāo)簽響應(yīng)讀取器而傳送該第二位模式。
在本發(fā)明的另一方面中，提供用于通過改善的安全性，射頻標(biāo)識(shí)(RFID)讀取器與RFID標(biāo)簽組通信的方法和系統(tǒng)。標(biāo)簽組中的每個(gè)標(biāo)簽存儲(chǔ)相應(yīng)的第一密鑰，其可以是標(biāo)識(shí)號(hào)并包括第一位模式。將第一至少一位傳送到標(biāo)簽組以便使標(biāo)簽通過第二位模式來響應(yīng)二叉遍歷操作。將基本上恒定的信號(hào)傳送到標(biāo)簽組。在傳送基本上恒定的信號(hào)期間，從第一標(biāo)簽接收第二位模式的多個(gè)位。通過讀取器終止將基本上恒定的信號(hào)傳送到標(biāo)簽組以便停止第一標(biāo)簽傳送第二位模式的更多位?？芍貜?fù)地將基本上恒定的信號(hào)傳送給標(biāo)簽并終止，以便從第一標(biāo)簽接收另外多個(gè)位。
在本發(fā)明的另一方面中，能由讀取器使用跳頻技術(shù)和/或擴(kuò)頻技術(shù)來提高安全性。
鑒于本發(fā)明的下述詳細(xì)描述，這些和其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更顯而易見。


包含其中并形成說明書的一部分的附圖示例說明本發(fā)明以及連同說明書，進(jìn)一步用來解釋本發(fā)明的原理以及允許本領(lǐng)域的技術(shù)人員制造和使用本發(fā)明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽讀取器與一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽通信的環(huán)境的框圖。
圖2是示例說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)讀取器和一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽之間的通信的體系結(jié)構(gòu)概述的框圖。
圖3A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性標(biāo)簽的框圖。
圖3B示例說明了示例性唯一標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)。
圖4是示例說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，RFID標(biāo)簽的各種操作狀態(tài)的狀態(tài)圖。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，提供使用位滾動(dòng)，通過提高的安全性，用于讀取器與RFID標(biāo)簽組通信的示例性步驟的流程圖。
圖6示出根據(jù)發(fā)明的示例性實(shí)施例，表示讀取器和標(biāo)簽之間的示例性通信的信號(hào)圖。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，包括用于存儲(chǔ)第二密鑰的位模式的第二存儲(chǔ)元件的示例標(biāo)簽。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，包括隨機(jī)位模式發(fā)生器的示例性標(biāo)簽。
圖9A和9B示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，提供使用第二密鑰，通過提高的安全性，用于標(biāo)簽與RFID讀取器通信的示例性步驟的流程圖。
圖10A和10B示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，提供使用第二密鑰，通過提高的安全性，用于讀取器與RFID標(biāo)簽組通信的示例性步驟的流程圖。
現(xiàn)在，將參考附圖來描述本發(fā)明。在圖中，相同的標(biāo)記表示相同或功能類似的元件。另外，標(biāo)記的最左數(shù)字表示標(biāo)記首次出現(xiàn)的圖。
具體實(shí)施例方式
標(biāo)簽詢問環(huán)境在詳細(xì)地描述本發(fā)明之前，描述可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的示例性環(huán)境是有幫助的。為示例目的，示出了該示例性環(huán)境，以及本發(fā)明不限于該環(huán)境。圖1示例說明了根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)簽讀取器104與示例性RFID標(biāo)簽組120通信的環(huán)境。如圖1所示，標(biāo)簽組120包括七個(gè)標(biāo)簽102a-102g。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，標(biāo)簽組120可以包括任何數(shù)目的標(biāo)簽102。在一些實(shí)施例中，大量標(biāo)簽102可以包括在標(biāo)簽組120中，包括上百、上千或更多。
示例性環(huán)境100還包括一個(gè)或多個(gè)讀取器104。這些讀取器104可以獨(dú)立地操作或可以耦合在一起以形成讀取器網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示。讀取器104可以被外部應(yīng)用請(qǐng)求來尋址標(biāo)簽組120。另外，讀取器可以具有啟動(dòng)通信的內(nèi)部邏輯。當(dāng)讀取器不與標(biāo)簽組通信時(shí)，讀取器104通常不發(fā)射RF能量。這允許其他讀取器作用于相同標(biāo)簽組，但是從不同方位，以便盡可能實(shí)現(xiàn)通過RF信號(hào)完全覆蓋整個(gè)標(biāo)簽組。另外，相同的讀取器可以使用不同頻率作用于相同的標(biāo)簽組以便增加標(biāo)簽覆蓋率。
根據(jù)本發(fā)明，在讀取器104和標(biāo)簽102之間根據(jù)一個(gè)或多個(gè)詢問協(xié)議交換信號(hào)110和112。示例性詢問協(xié)議是下述的二叉樹遍歷協(xié)議。信號(hào)110和112是無線信號(hào)，諸如射頻(RF)傳輸。在接收信號(hào)110后，標(biāo)簽102可以根據(jù)基于時(shí)間的模式或頻率，通過交替地反射和吸收信號(hào)110部分，來產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)112。用于交替地吸收和反射信號(hào)110的技術(shù)在此稱為反向散射調(diào)制。本發(fā)明還能應(yīng)用于用其他方式進(jìn)行通信的RFID標(biāo)簽。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一個(gè)或多個(gè)讀取器104和標(biāo)簽102之間的通信的示例性RFID系統(tǒng)200的框圖。RFID系統(tǒng)200包括用戶應(yīng)用域290、讀取器網(wǎng)絡(luò)104a-n以及一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽102。注意本發(fā)明可應(yīng)用于單個(gè)讀取器，以及在網(wǎng)絡(luò)中耦合的多個(gè)讀取器，如圖2所示。因此，盡管通常在此引用“讀取器”，應(yīng)理解到本發(fā)明可應(yīng)用于由特定應(yīng)用所需的任何結(jié)構(gòu)中的任何數(shù)目的讀取器。
每個(gè)讀取器104經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)天線210與標(biāo)簽102通信?？捎枚喾N天線結(jié)構(gòu)。例如，在實(shí)施例中，讀取器104a可以直接連接多達(dá)四個(gè)天線(例如天線210a-210d)。在另一示例性實(shí)施例中，讀取器104耦合到復(fù)用器并控制它。復(fù)用器允許更多數(shù)目的天線切換到讀取器的單個(gè)天線端口。用這種方式，讀取器104b可以容納更多數(shù)目的天線。
用戶應(yīng)用域290可以包括一個(gè)或多個(gè)用戶應(yīng)用。用戶應(yīng)用可以經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)鏈路與一個(gè)或多個(gè)讀取器104通信。讀取器可以從用戶應(yīng)用域290接收有關(guān)一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽102的請(qǐng)求。例如，應(yīng)用可以請(qǐng)求讀取器104詢問標(biāo)簽組。
如相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到的，本發(fā)明可以在多種讀取器平臺(tái)和讀取器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)。
示例性標(biāo)簽實(shí)施例結(jié)構(gòu)概述圖3A是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的標(biāo)簽102的框圖。標(biāo)簽102包括RF接口部310、狀態(tài)機(jī)320、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部330和天線345。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部330可以包括特定應(yīng)用所需的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器元件。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部330存儲(chǔ)由標(biāo)簽102用于與讀取器104通信的信息。在實(shí)施例中，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊330中的信息包括存儲(chǔ)元件332。
根據(jù)該實(shí)施例，由通常為唯一標(biāo)識(shí)號(hào)的密鑰來識(shí)別每個(gè)標(biāo)簽102。唯一的標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)的位模式可以永久地存儲(chǔ)或臨時(shí)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部330的存儲(chǔ)元件332中。圖3B描述了唯一的標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)350的布局的例子。每個(gè)唯一的標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)350具有嵌入的標(biāo)簽標(biāo)識(shí)位354和錯(cuò)誤檢測(cè)碼位358。例如，每個(gè)唯一的標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)可以具有九十六(96)位的標(biāo)識(shí)號(hào)和16位的錯(cuò)誤檢測(cè)碼值。然而，本發(fā)明可應(yīng)用于其他標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)長度和錯(cuò)誤檢測(cè)碼長度。在該整個(gè)文獻(xiàn)中，嵌入的標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)350被稱為標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)。
RF接口部310連同一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽天線345，提供與讀取器104的雙向通信接口。RF接口部310通過天線345從讀取器104接收RF信號(hào)，并將信號(hào)解調(diào)成數(shù)字信息符號(hào)。RF接口部310包括將數(shù)字信息符號(hào)調(diào)制成將由讀取器104接收和解釋的RF信號(hào)的調(diào)制器340。例如，調(diào)制器340可以將信息位“反向散射”到從讀取器104接收的RF信號(hào)上以便通過信息響應(yīng)讀取器104。
狀態(tài)機(jī)320可以包括邏輯、處理器和/或控制標(biāo)簽102的操作的其他部件。狀態(tài)機(jī)320從RF接口部310接收解調(diào)的信息符號(hào)。狀態(tài)機(jī)320還根據(jù)需要訪問數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部330中的信息。在實(shí)施例中，狀態(tài)機(jī)320用數(shù)字電路，諸如邏輯門來實(shí)現(xiàn)。有關(guān)狀態(tài)機(jī)320的另外的詳細(xì)情況下面參考圖4提供。
標(biāo)簽的操作狀態(tài)標(biāo)簽102能以各種操作狀態(tài)存在。這些操作狀態(tài)的每一個(gè)描述用于標(biāo)簽102的一種操作模式。在出現(xiàn)某些事件時(shí)，標(biāo)簽102能從一個(gè)操作狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另一個(gè)。例如，在出現(xiàn)事件時(shí)，標(biāo)簽102能從當(dāng)事件出現(xiàn)時(shí)標(biāo)簽102正操作的操作狀態(tài)的當(dāng)前操作狀態(tài)轉(zhuǎn)變成由當(dāng)前操作狀態(tài)和事件的組合規(guī)定的新的操作狀態(tài)。
事件可以由檢測(cè)到來自讀取器104的傳輸中的邊緣、經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間周期或邊緣檢測(cè)和時(shí)間經(jīng)過的組合來觸發(fā)。事件的例子包括主機(jī)復(fù)位事件、主機(jī)待用事件和數(shù)據(jù)“空”。
圖4示例說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于標(biāo)簽102的狀態(tài)圖中的各種操作狀態(tài)。在圖4中，每個(gè)操作狀態(tài)被示為一個(gè)橢圓，以及操作狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變被示為橢圓之間的連接。通過描述相應(yīng)事件的文字，注釋這些轉(zhuǎn)變。
下面的段落描述如圖4所示的操作狀態(tài)和各轉(zhuǎn)變。僅通過舉例，提供這些特定的狀態(tài)和轉(zhuǎn)變?？刹捎昧硗夂涂蛇x的操作狀態(tài)、轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)變引起事件，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
第一狀態(tài)是待用狀態(tài)402。在待用狀態(tài)402期間，標(biāo)簽102基本上非活動(dòng)。因此，節(jié)省功率同時(shí)標(biāo)簽102處于待用狀態(tài)402。標(biāo)簽102在加電后、接收主機(jī)待用事件后，以及在如下所述的其他時(shí)間，進(jìn)入待用狀態(tài)。
如圖4所示，標(biāo)簽102在主機(jī)復(fù)位事件452后，從待用狀態(tài)402轉(zhuǎn)變成校準(zhǔn)狀態(tài)404。在實(shí)施例中，標(biāo)簽102僅能從待用狀態(tài)402轉(zhuǎn)變成校準(zhǔn)狀態(tài)404。另外，僅主機(jī)復(fù)位事件452將導(dǎo)致從待用狀態(tài)402的轉(zhuǎn)變。在另外的實(shí)施例中，其他事件可以導(dǎo)致從待用狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。
在校準(zhǔn)狀態(tài)404下，標(biāo)簽102初始化其定時(shí)電路。在實(shí)施例中，在校準(zhǔn)狀態(tài)404下，標(biāo)簽102將不產(chǎn)生邏輯符號(hào)“0”或“1”，因?yàn)檫€沒有定義它們。相反，在校準(zhǔn)4下，標(biāo)簽102執(zhí)行振蕩器校準(zhǔn)過程和數(shù)據(jù)校準(zhǔn)過程。振蕩器校準(zhǔn)過程包含標(biāo)簽102從讀取器104接收多個(gè)振蕩器校準(zhǔn)脈沖，在此定義為邊緣轉(zhuǎn)變(數(shù)據(jù))事件。在邊緣轉(zhuǎn)變事件之間提供專用定時(shí)。類似地，數(shù)據(jù)校準(zhǔn)過程包含標(biāo)簽102從讀取器104接收多個(gè)數(shù)據(jù)校準(zhǔn)脈沖。數(shù)據(jù)校準(zhǔn)導(dǎo)致定義在讀取器和標(biāo)簽之間的通信中使用的數(shù)據(jù)符號(hào)。
如圖4所示，在出現(xiàn)事件454時(shí)，標(biāo)簽102可以從校準(zhǔn)狀態(tài)404轉(zhuǎn)變成待用狀態(tài)402。在實(shí)施例中，事件454被定義為接收到不是標(biāo)簽102所期望的定時(shí)信號(hào)的表示的信號(hào)。例如，在實(shí)施例中，振蕩器校準(zhǔn)信號(hào)被定義為8個(gè)相同長度的脈沖。如果由標(biāo)簽102接收的振蕩器校準(zhǔn)脈沖相當(dāng)不等或不在所期望的長度范圍內(nèi)，則可以將脈沖視為無效，導(dǎo)致出現(xiàn)事件454。因此，當(dāng)標(biāo)簽102收到不導(dǎo)致成功振蕩器校準(zhǔn)或數(shù)據(jù)校準(zhǔn)過程的信號(hào)時(shí)，發(fā)生事件454。
在成功完成導(dǎo)致調(diào)諧的振蕩器的振蕩器校準(zhǔn)過程和導(dǎo)致定義的數(shù)據(jù)符號(hào)的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)過程之后，標(biāo)簽102期望從讀取器104接收定義的數(shù)據(jù)符號(hào)。數(shù)據(jù)符號(hào)被定義為數(shù)據(jù)“0”、數(shù)據(jù)“1”以及數(shù)據(jù)“空”。主機(jī)復(fù)位和主機(jī)待用事件可以在任何時(shí)間發(fā)生，以及在發(fā)生后立即被處理。
在成功完成校準(zhǔn)過程之后，標(biāo)簽102從讀取器接收數(shù)據(jù)元。在優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)據(jù)元是單個(gè)位。例如，接收邏輯“0”數(shù)據(jù)元引導(dǎo)標(biāo)簽102進(jìn)入全局模式設(shè)置狀態(tài)406。接收邏輯“空”引導(dǎo)標(biāo)簽102進(jìn)入樹開始狀態(tài)408，跳過全局模式狀態(tài)406。接收邏輯“0”或“空”導(dǎo)致標(biāo)簽102忽略其讀取狀態(tài)，如由確認(rèn)的讀取標(biāo)志334所示。用這種方式，讀取器能尋址組120內(nèi)的所有標(biāo)簽，即使是先前已經(jīng)讀取的標(biāo)簽。然而，接收邏輯“1”引導(dǎo)標(biāo)簽102估價(jià)確認(rèn)讀取標(biāo)志。在該估價(jià)中，如果已經(jīng)設(shè)置了確認(rèn)的讀取標(biāo)志(即，表示已經(jīng)讀取過該標(biāo)簽)，則標(biāo)簽102轉(zhuǎn)變成待用狀態(tài)402。如果未設(shè)置確認(rèn)讀取標(biāo)志，則標(biāo)簽102轉(zhuǎn)變成全局模式設(shè)置狀態(tài)406。因此，通過發(fā)送邏輯“1”，讀取器僅能讀取還沒有被讀取的那些標(biāo)簽。
在實(shí)施例中，標(biāo)簽102當(dāng)處于全局模式設(shè)置狀態(tài)406時(shí)，從讀取器104接收位序列。當(dāng)處于全局模式設(shè)置狀態(tài)406時(shí)，標(biāo)簽102按特定預(yù)定順序接收串行二進(jìn)制信息并存儲(chǔ)在寄存器中。以二進(jìn)制(開或關(guān))結(jié)構(gòu)構(gòu)造全局模式。從讀取器104動(dòng)態(tài)接收的每個(gè)位編程與模式有關(guān)的寄存器。該寄存器與控制定義的標(biāo)簽功能/模式的電路或多個(gè)電路有關(guān)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，定義的模式包括調(diào)制器除數(shù)控制(modulator divisor control)、反向散射諧波限幅器(harmonicslimiter)控制以及反向散射功率調(diào)節(jié)器控制。
調(diào)制器除數(shù)控制模式控制標(biāo)簽的調(diào)制器340將調(diào)制反向散射的頻率。在本發(fā)明的實(shí)施例中，該模式基于用于數(shù)據(jù)“0”的2.5MHz初始頻率和用于數(shù)據(jù)“1”的3.75MHz初始頻率。另外，如由相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到的，能使用其他初始頻率。當(dāng)實(shí)現(xiàn)反向散射諧波限幅器模式時(shí)，限制反向散射諧波的能量。該限制降低了來自標(biāo)簽的基頻之上的頻率上的有效發(fā)射。反向散射功率調(diào)節(jié)器控制模式限制由附加到標(biāo)簽的天線反射的調(diào)制的基頻中的反向散射功率的量。
如上所述，在實(shí)施例中，標(biāo)簽102以一系列位的形式從讀取器104接收“模式”。每個(gè)模式對(duì)應(yīng)于該系列位中的一位。因此，標(biāo)簽通過該系列位中相應(yīng)位的位置來識(shí)別每個(gè)模式?？梢栽谥圃鞓?biāo)簽期間在標(biāo)簽中預(yù)定系列位中模式的順序，或能另外定義。未來模式可以定義并分配給序列中的開始位，盡管這些可被定義為“空閑”。在實(shí)施例中，在接受序列中的第一位之前，對(duì)于所有模式，標(biāo)簽將缺省(上電復(fù)位(power on reset))為位值“0”。用這種方式，全局模式設(shè)定值是可變位數(shù)。如果對(duì)操作來說，所有缺省值可接受，則可以在操作中完全省略全局模式。
注意在另外的實(shí)施例中，標(biāo)簽從讀取器接收全局命令，而不是全局模式信息。例如，當(dāng)在特定狀態(tài)下，標(biāo)簽102能從讀取器104接收全局命令。代替用于每個(gè)模式的一位(關(guān)于全局模式)，讀取器104將N位長度的全局命令傳送到標(biāo)簽102。例如，全局命令可以是8位的長度，提供256個(gè)可能的命令。命令能構(gòu)造成使標(biāo)簽102執(zhí)行在此所述或者已知的任何操作。
在接收邏輯“空”數(shù)據(jù)元后，標(biāo)簽102轉(zhuǎn)變成樹開始狀態(tài)408。在樹開始狀態(tài)408期間，標(biāo)簽102期望以數(shù)據(jù)符號(hào)形式來自讀取器104的命令。在實(shí)施例中，命令是單一位。例如，接收邏輯“0”符號(hào)引導(dǎo)標(biāo)簽102進(jìn)入樹遍歷狀態(tài)410。然而，接收邏輯“1”符號(hào)引導(dǎo)標(biāo)簽102進(jìn)入啞(mute)狀態(tài)412。在實(shí)施例中，接收邏輯“空”符號(hào)不影響樹開始狀態(tài)下的標(biāo)簽102的狀態(tài)。
當(dāng)在樹遍歷狀態(tài)410下操作時(shí)，標(biāo)簽102根據(jù)允許讀取器104快速詢問標(biāo)簽組120的二叉遍歷協(xié)議，將其標(biāo)識(shí)號(hào)傳送給讀取器104。二叉遍歷協(xié)議的舉例如下所述。
標(biāo)簽102可以從樹遍歷狀態(tài)410或樹開始狀態(tài)408進(jìn)入啞狀態(tài)412。例如，在不成功協(xié)商其標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)后，標(biāo)簽102可以從樹遍歷狀態(tài)進(jìn)入啞狀態(tài)。在啞狀態(tài)412下，標(biāo)簽102從讀取器104接收數(shù)據(jù)。然而，當(dāng)在啞狀態(tài)412下時(shí)，標(biāo)簽102不向讀取器104提供響應(yīng)。因此，啞狀態(tài)412禁止標(biāo)簽102響應(yīng)對(duì)于標(biāo)識(shí)號(hào)的特定請(qǐng)求。
在成功協(xié)商其標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)后，標(biāo)簽102在從讀取器104接收“空”符號(hào)后，從樹遍歷狀態(tài)410轉(zhuǎn)變成命令開始狀態(tài)414。當(dāng)標(biāo)簽102接收標(biāo)簽標(biāo)識(shí)長度的“空”符號(hào)時(shí)，表示成功協(xié)商。在命令開始模式414期間，如果從讀取器104接收數(shù)據(jù)“0”，則標(biāo)簽102進(jìn)入待用模式402。該轉(zhuǎn)變表示確認(rèn)讀取標(biāo)簽102。在進(jìn)入待用狀態(tài)之前，標(biāo)簽102設(shè)置確認(rèn)讀取標(biāo)志。因此，該標(biāo)志表示已經(jīng)由讀取器確認(rèn)讀取了該標(biāo)簽。
當(dāng)在命令開始狀態(tài)414下，如果從讀取器104接收數(shù)據(jù)“1”，標(biāo)簽102進(jìn)入命令狀態(tài)416。在一個(gè)實(shí)施例中，接收邏輯“空”符號(hào)不影響命令開始狀態(tài)414下的標(biāo)簽102的狀態(tài)。
注意在樹遍歷操作期間，一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽102可以有效并處于樹遍歷狀態(tài)410，或暫時(shí)無效并處于啞狀態(tài)412。已經(jīng)處理(即確認(rèn)讀取)過的任何其他標(biāo)簽將處于待用狀態(tài)402。讀取器104可以通過隱式指令，共同尋址全部標(biāo)簽組120。這表示在接收某一符號(hào)后，標(biāo)簽將基于其當(dāng)前狀態(tài)確定指令。因此，標(biāo)簽不必接收整個(gè)“顯式”指令來執(zhí)行功能，使得需要傳送更少數(shù)據(jù)(例如長位長度顯式指令)并節(jié)省傳送時(shí)間。例如，讀取器104可以向標(biāo)簽組發(fā)送邏輯“空”符號(hào)。處于啞狀態(tài)412的那些標(biāo)簽將轉(zhuǎn)變成樹開始狀態(tài)408。如果在對(duì)應(yīng)于標(biāo)識(shí)號(hào)長度的遍歷中的位處接收“空”，則樹遍歷狀態(tài)下的任何標(biāo)簽將轉(zhuǎn)變成命令開始狀態(tài)414。如果在對(duì)應(yīng)于標(biāo)識(shí)號(hào)長度的遍歷的位處未接收到“空”，那么處于遍歷狀態(tài)的任何標(biāo)簽將轉(zhuǎn)變成啞狀態(tài)412。當(dāng)整個(gè)協(xié)商標(biāo)簽處于命令開始狀態(tài)414或命令狀態(tài)416以及一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽無效并處于啞狀態(tài)412時(shí)，也使用隱式指令。
當(dāng)在命令狀態(tài)416下操作時(shí)，標(biāo)簽102從讀取器104接收命令。命令由多位組成。在本發(fā)明的實(shí)施例中，命令為8位長，盡管在其他實(shí)施例中，命令能具有其他長度。在經(jīng)由成功二叉樹遍歷識(shí)別出標(biāo)簽后，命令狀態(tài)416允許讀取器104啟動(dòng)標(biāo)簽上的特征和功能。在出現(xiàn)事件416后，標(biāo)簽102可以從命令狀態(tài)416轉(zhuǎn)變成命令啞狀態(tài)418。在實(shí)施例中，事件468被定義為檢測(cè)命令內(nèi)的通信錯(cuò)誤或?qū)τ谖粗蚪构δ艿恼?qǐng)求。在從讀取器接收邏輯“空”符號(hào)后，標(biāo)簽102返回到命令開始狀態(tài)414。
命令啞狀態(tài)418在功能上與啞狀態(tài)412類似。當(dāng)在命令啞狀態(tài)418下操作時(shí)，標(biāo)簽102接收數(shù)據(jù)但不響應(yīng)。在接收數(shù)據(jù)“空”后，標(biāo)簽102可以從命令啞狀態(tài)418返回到命令開始狀態(tài)414。
二叉樹遍歷協(xié)議根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用二叉樹遍歷方法以便在讀取器104和讀取器的通信范圍內(nèi)的標(biāo)簽組120中的一個(gè)之間建立通信。在實(shí)施例中，通過要求從每個(gè)標(biāo)簽102至讀取器104的發(fā)射在單獨(dú)的頻率方面是唯一的，來避免標(biāo)簽102之間的爭(zhēng)用。在另外的實(shí)施例中，能以其他通信方式避免爭(zhēng)用。爭(zhēng)用可以被定義為通過相同頻率、時(shí)間和/或相位的多個(gè)發(fā)射的通信，因此，破壞性地干擾彼此的嘗試發(fā)射。因此，在示例性的二叉遍歷算法中，在讀取器104和讀取器正尋址的當(dāng)前標(biāo)簽組102之間一次協(xié)商一位信息。
每個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)由兩個(gè)頻率來定義，一個(gè)頻率用于數(shù)據(jù)“0”，以及另一頻率用于數(shù)據(jù)“1”。用這種方式，許多標(biāo)簽?zāi)芡瑫r(shí)和非破壞性地傳送數(shù)據(jù)0。例如，讀取器不能從多個(gè)數(shù)據(jù)0中區(qū)別單個(gè)數(shù)據(jù)0并不重要，只要存在數(shù)據(jù)0。另外，例如，標(biāo)簽響應(yīng)可以由兩個(gè)時(shí)間周期來定義，一個(gè)時(shí)間周期用于“0”，以及另一個(gè)用于“1”。
在實(shí)施例中，二叉樹遍歷方法消除標(biāo)簽通信直到隔離和校驗(yàn)了具有唯一號(hào)的僅一個(gè)標(biāo)簽為止。如上所述，二叉樹中的每一級(jí)表示標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)中的一個(gè)位位置。當(dāng)讀取器通過二叉樹中的結(jié)點(diǎn)(或級(jí))時(shí)，其引導(dǎo)標(biāo)簽組的子集保持有效以及標(biāo)簽組的子集變得無效。讀取器可以發(fā)出信號(hào)中的位或位組合以便使標(biāo)簽開始二叉遍歷，如上所述。然后，標(biāo)簽用它們的標(biāo)識(shí)號(hào)的第一位進(jìn)行響應(yīng)。然后，讀取器確定二叉樹的哪一分支繼續(xù)。例如，讀取器可以選擇“0”位作為感興趣的第一位。讀取器傳送“0”位。最后發(fā)送“0”位的標(biāo)簽保持有效。未發(fā)送的那些將變成無效。該過程繼續(xù)，其中，讀取器選擇二叉樹的“0”和“1”分支中的一個(gè)。統(tǒng)計(jì)地，在每一位交換時(shí)，一半的標(biāo)簽組將變成無效。該過程繼續(xù)直到讀取器達(dá)到二叉樹的最后一級(jí)的結(jié)點(diǎn)為止并產(chǎn)生唯一標(biāo)簽隔離和消除。能重復(fù)該過程直到隔離標(biāo)簽組中的每個(gè)標(biāo)簽為止。
對(duì)于有關(guān)二叉樹遍歷方法的更多信息，以及通常，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，RFID讀取器和標(biāo)簽組之間的通信參見U.S.專利No.6,002,544，名為“System and Method for Electronic Inventory”，在此引入其全部以供參考，以及后續(xù)未決U.S.專利申請(qǐng)，分別在此引入其全部以供參考申請(qǐng)序列號(hào)No.09/323,206，1999年6月1日提交，名為“System andMethod for Electronic Inventory”，代理案卷號(hào)No.1689.0010001、申請(qǐng)序列號(hào)No.10/072,885，2002年2月12日提交，名為“Method，Systemand Apparatus for Binary Traversal of a Tag Population”，代理案卷號(hào)No.1689.0210001，以及申請(qǐng)序列號(hào)No.10/073,000，2002年2月12日提交，名為“Method，System and Apparatus for Communicatingwith a RFID Tag Population”，代理案卷號(hào)No.1689.0260000。
本發(fā)明的示例性實(shí)施例本發(fā)明提供讀取器和標(biāo)簽之間的安全通信(即協(xié)商)。根據(jù)本發(fā)明，讀取器能在開放空中通信信道上與標(biāo)簽通信，同時(shí)保持標(biāo)簽數(shù)據(jù)，諸如標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)的安全。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，能修改諸如如上所述的二叉遍歷算法，以便提供讀取器和標(biāo)簽之間的安全通信。例如，能修改傳統(tǒng)的二叉樹遍歷算法以便提供安全協(xié)商。
在以下小節(jié)中，詳細(xì)地描述通過提高的安全性，用于讀取器和標(biāo)簽之間的通信的本發(fā)明的實(shí)施例。
隱式滾動(dòng)(implied scroll)實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，“隱式滾動(dòng)”用來提供在讀取器和標(biāo)簽之間的通信期間的提高的安全性。根據(jù)該實(shí)施例，通過在由讀取器提供的單個(gè)響應(yīng)間隔期間傳送多個(gè)響應(yīng)位而不是正常的單一位響應(yīng)，標(biāo)簽“滾動(dòng)”。讀取器在每個(gè)參與標(biāo)簽連續(xù)地將多個(gè)響應(yīng)位滾動(dòng)到讀取器期間，傳送基本上恒定的輸出信號(hào)。讀取器監(jiān)視來自標(biāo)簽的響應(yīng)位的滾動(dòng)序列，并確定何時(shí)終止標(biāo)簽的響應(yīng)。讀取器能通過結(jié)束基本上恒定的輸出信號(hào)來終止標(biāo)簽的響應(yīng)。在結(jié)束標(biāo)簽的響應(yīng)后，讀取器能傳送一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的基本上恒定的輸出信號(hào)以便引起進(jìn)一步的位滾動(dòng)，和/或能夠通過二叉遍歷操作，開始與標(biāo)簽互換單個(gè)位。
在實(shí)施例中，標(biāo)簽?zāi)茼憫?yīng)從讀取器接收的顯式命令，諸如命令位串，向讀取器“滾動(dòng)”或傳送系列位流。在另外的實(shí)施例中，能通過讀取器的隱式命令，使標(biāo)簽將位滾動(dòng)到讀取器。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，在標(biāo)簽傳送第一響應(yīng)位后，標(biāo)簽等待來自讀取器的下一位(即前向鏈路符號(hào))。如果標(biāo)簽比特定間隔更久地繼續(xù)從讀取器接收基本上恒定/連續(xù)的功率，標(biāo)簽可以將此識(shí)別為隱式命令并調(diào)制其下一響應(yīng)位返回讀取器。標(biāo)簽可繼續(xù)將進(jìn)一步的響應(yīng)位調(diào)制回讀取器，只要標(biāo)簽繼續(xù)從讀取器接收連續(xù)功率信號(hào)。用這種方式，標(biāo)簽?zāi)軐⒍鄠€(gè)位滾動(dòng)到讀取器，而沒有來自讀取器的另外的干預(yù)。
能使用滾動(dòng)以便以各種方式增強(qiáng)安全性。例如，滾動(dòng)允許對(duì)于每個(gè)讀取器傳送的位，從標(biāo)簽傳送多個(gè)位到讀取器。因?yàn)槟芤愿凸β蕚魉蜆?biāo)簽位，對(duì)于不希望的第三方來說，這些位更難以檢測(cè)。因?yàn)樵跐L動(dòng)期間傳送更少讀取器位，存在更少所傳送的易于被檢測(cè)的更高能位。
圖5示出提供根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，使用位滾動(dòng)，通過提高的安全性，用于讀取器與RFID標(biāo)簽組通信的示例性步驟的流程圖500。基于下述論述，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其他結(jié)構(gòu)和操作實(shí)施例將是顯而易見的。下面，參考圖6，更詳細(xì)地描述圖5的步驟。圖6示出信號(hào)圖600，表示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，讀取器和標(biāo)簽之間的示例性通信。
流程圖500從步驟502開始。在步驟502，將第一位傳送到標(biāo)簽組。例如，可以由讀取器傳送第一位以便開始二叉遍歷，或能是二叉遍歷樹內(nèi)的任何位。例如，圖6示出由讀取器傳送的示例性第一讀取器位602。在圖6的例子中，第一讀取器位602可以由讀取器在特定時(shí)間周期傳送的低信號(hào)來表示。為示例目的，在圖6中，由讀取器傳送的所示信號(hào)以邏輯形式表示，而不是載波頻率等等。
在步驟504，將基本上恒定的信號(hào)傳送到標(biāo)簽組。例如，如圖6所示，由讀取器提供基本上恒定的RF輸出，示為基本上恒定的信號(hào)部分604。
在步驟506，在傳送基本上恒定的信號(hào)期間，從第一標(biāo)簽接收多個(gè)位。例如，如圖6所示，第一標(biāo)簽響應(yīng)被示為第一標(biāo)簽響應(yīng)606a(圖6中被示為通過三個(gè)周期的響應(yīng)反向散射頻率，調(diào)制基本上恒定的信號(hào)部分604)。例如，第一標(biāo)簽響應(yīng)606a是在接收讀取器位，第一讀取器位602后的二叉遍歷期間標(biāo)簽的正常響應(yīng)。如圖6所示，標(biāo)簽從用第一標(biāo)簽響應(yīng)606a進(jìn)行響應(yīng)(或從任何其他參考點(diǎn))等待特定時(shí)間間隔608a。在特定時(shí)間間隔608a屆滿后，標(biāo)簽通過下一位，第二標(biāo)簽響應(yīng)606b進(jìn)行響應(yīng)。由于來自讀取器的隱式命令，標(biāo)簽進(jìn)行該響應(yīng)，僅維持基本恒定的信號(hào)部分604。用同樣的方式，在第二特定時(shí)間間隔608b屆滿后，標(biāo)簽通過另一位，第三標(biāo)簽響應(yīng)606c進(jìn)行響應(yīng)(即滾動(dòng))。再一次，由于來自讀取器的隱式命令，標(biāo)簽進(jìn)行該響應(yīng)，僅維持基本恒定的信號(hào)部分604。
在步驟508，終止將基本恒定的信號(hào)傳送到標(biāo)簽組以便結(jié)束從第一標(biāo)簽傳送多個(gè)位。例如，如圖6所示，在點(diǎn)610，終止基本恒定的信號(hào)部分604。因此，由于另一特定時(shí)間間隔608在第三標(biāo)簽響應(yīng)606和點(diǎn)610之間未屆滿，標(biāo)簽將此理解為隱式命令，停止?jié)L動(dòng)響應(yīng)位。在點(diǎn)610后，讀取器能傳送下一讀取器位602以便將標(biāo)簽組引導(dǎo)下到二叉樹的另一分支，發(fā)出一個(gè)命令或執(zhí)行任何其他讀取器功能。
在實(shí)施例中，能用各種方式設(shè)置標(biāo)簽在調(diào)制下一響應(yīng)位返回讀取器之前的間隔608的長度。例如，間隔608的長度能預(yù)編程到標(biāo)簽中。另外，能在操作期間從讀取器傳送到標(biāo)簽的訓(xùn)練/同步序列中定義間隔608。
這種隱式滾動(dòng)過程能用于增強(qiáng)標(biāo)簽組的二叉遍歷。例如，能縮短執(zhí)行二叉遍歷所需的時(shí)間長度。例如，在實(shí)施例中，在二叉遍歷期間，讀取器能傳送二叉樹中的結(jié)點(diǎn)處的位，其中讀取器知道來自結(jié)點(diǎn)的樹的“0”和“1”分支用標(biāo)簽填充。在其他結(jié)點(diǎn)處，讀取器能允許標(biāo)簽滾動(dòng)位。如果讀取器從標(biāo)簽同時(shí)接收“0”和“1”響應(yīng)，那么，讀取器能通過傳送指示在該二叉樹“分叉”處的二叉遍歷將采取哪一分支的位來終止?jié)L動(dòng)。因?yàn)槌３Ｏ∈璧靥畛涠鏄洌赏ㄟ^僅需要傳送更少位(例如3或4位)的讀取器來隔離具有大量位(例如，諸如80位)的ID號(hào)以便解決二叉樹中的位沖突/分叉，并滾過二叉樹的剩余結(jié)點(diǎn)。
注意在實(shí)施例中，讀取器可以具有關(guān)于在終止當(dāng)前位滾動(dòng)前，將允許連續(xù)滾動(dòng)多少位的限制。例如，限制滾動(dòng)位的數(shù)量以便使讀取器和標(biāo)簽保持同步。在另一例子中，可以限制滾動(dòng)位的數(shù)量以便標(biāo)簽不將來自讀取器的連續(xù)信號(hào)與能由讀取器發(fā)送的其他信號(hào)，諸如主機(jī)復(fù)位信號(hào)等等混淆。因此，例如，可以不允許滾動(dòng)多于每次10或12位。對(duì)于示例性80位ID號(hào)，每次滾動(dòng)10位將僅需要從讀取器廣播約ID號(hào)碼的12％，從而加速二叉樹遍歷操作(其中，廣播所有80位)。此外，用這種方式，標(biāo)簽ID號(hào)更秘密地隱瞞不期望的第三方。
跳頻和擴(kuò)頻實(shí)施例如上所述，對(duì)不希望的第三方來說，可能欺騙或“哄騙”讀取器進(jìn)入顯示整個(gè)標(biāo)簽ID號(hào)。該不希望的第三方可以傳送錯(cuò)誤標(biāo)簽響應(yīng)而導(dǎo)致位沖突，從而使讀取器傳送位來解決該沖突。不希望的第三方從讀取器接收位，并多次發(fā)出錯(cuò)誤響應(yīng)信號(hào)來拼湊標(biāo)簽組的一個(gè)或多個(gè)ID號(hào)。給定足夠的時(shí)間，不希望的第三方能潛在地“哄騙出”整個(gè)標(biāo)簽組二叉樹。
以超高頻(UHF)傳送的讀取器可使用跳頻擴(kuò)頻方法來減輕多徑空和來自其他讀取器的干擾。因此，試圖哄騙RFID系統(tǒng)的不希望的第三方將必須跟蹤讀取器頻率跳躍。如果讀取器使用偽隨機(jī)跳躍順序，則對(duì)于不希望的第三方來說，相對(duì)容易跟蹤讀取器頻率跳躍。如果讀取器使用真隨機(jī)頻率跳躍順序，則對(duì)于不希望的第三方來說，如果可能的話，也難于跟蹤頻率跳躍。如果有多個(gè)同時(shí)操作的讀取器協(xié)商標(biāo)簽組，那么不希望的第三方可能選擇的任何一個(gè)信道，或任何信道序列將包含不完整樹數(shù)據(jù)的隨機(jī)交叉。因此，不希望的第三方將不能在合理的時(shí)間量內(nèi)，提取有意義的信息。
對(duì)期望提高安全性但僅使用一個(gè)或少數(shù)讀取器的RFID系統(tǒng)來說，隨機(jī)頻率跳躍技術(shù)將不認(rèn)為堅(jiān)固。在實(shí)施例中，為提供改進(jìn)的系統(tǒng)，讀取器可傳送直接序列擴(kuò)頻信號(hào)。在優(yōu)選實(shí)施例中，直接擴(kuò)頻序列是隨機(jī)的。與標(biāo)簽類似，不期希的第三方能通過寬帶接收機(jī)，監(jiān)視讀取器傳輸(即前向鏈路)。為哄騙標(biāo)簽，在接收讀取器的傳輸前，不希望的第三方必須知道精確的擴(kuò)頻序列。不希望的第三方最可能以相對(duì)遠(yuǎn)的距離接收和發(fā)射。因此，即使不希望的第三方能接收讀取器傳輸并快速地傳送調(diào)制的復(fù)本，由傳播延遲引起的相移將可能防止讀取器正確地解擴(kuò)不希望的第三方的哄騙信號(hào)。因此，哄騙信號(hào)將比真實(shí)標(biāo)簽響應(yīng)在更寬帶上傳播，并將被忽略。
在實(shí)施例中，根據(jù)特定的情形，可使用隨機(jī)跳頻、隨機(jī)直接序列擴(kuò)頻或混合方法來提供堅(jiān)固數(shù)據(jù)保護(hù)。
沒有應(yīng)用數(shù)據(jù)的二叉遍歷實(shí)施例在本發(fā)明的實(shí)施例中，二叉樹遍歷提供提高的安全性。根據(jù)本實(shí)施例，標(biāo)簽的二進(jìn)制數(shù)而不是標(biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)被用于協(xié)商二叉遍歷。此外，該二進(jìn)制數(shù)或“第二密鑰”不包含應(yīng)用數(shù)據(jù)。換句話說，由標(biāo)簽返回給讀取器的二進(jìn)制數(shù)不包含能關(guān)聯(lián)或能用來識(shí)別與標(biāo)簽有關(guān)的對(duì)象的信息。通過不向讀取器傳送應(yīng)用數(shù)據(jù)，可以發(fā)生通過讀取器的標(biāo)簽單一化(即單個(gè)標(biāo)簽的分離)，維持有關(guān)附加標(biāo)簽的物品的任何信息的安全性。在實(shí)施例中，能通過不同性能折衷，在標(biāo)簽中使用幾種二進(jìn)制數(shù)以便提供可變安全度。
典型地，要求將在二叉遍歷中協(xié)商的標(biāo)簽ID號(hào)(即第一密鑰)對(duì)于所有可能標(biāo)記的物品在一段時(shí)間是唯一的。這會(huì)需要冗余的位序列以便覆蓋用于大量物品的唯一性，甚至包括萬億的全世界物品。協(xié)商標(biāo)簽唯一性所需的大量位會(huì)花費(fèi)相當(dāng)長的時(shí)間周期。
然而，典型地，特定讀取器不能供電和/或讀取多于特定數(shù)目的無源標(biāo)簽。能由特定讀取器供電的標(biāo)簽數(shù)量依賴于標(biāo)簽廣播功率、讀取器到標(biāo)簽的距離以及其他因素。在示例性情況下，讀取器能供電約2000個(gè)無源標(biāo)簽，其能由11位二進(jìn)制串覆蓋(即2048個(gè)唯一值)。因此，在這種情況下，嘗試?yán)缑看慰偸亲x取整個(gè)ID號(hào)，諸如112位標(biāo)識(shí)號(hào)(例如，96位ePC加上16位CRC)效率不高。統(tǒng)計(jì)上，在本實(shí)例中，將標(biāo)簽唯一性容納在讀取器領(lǐng)域中僅需要11位。然而，在實(shí)施例中，對(duì)于各種原因，諸如誤差校正等，可以使用比最小值更多的位。
根據(jù)本發(fā)明，讀取器使用第二密鑰的位模式來單一化標(biāo)簽。隨后，標(biāo)簽?zāi)芟蜃x取器傳送其相當(dāng)長的標(biāo)識(shí)號(hào)或物品密鑰(例如ePC或類似)(即，第一密鑰)，通常包含有關(guān)附加標(biāo)簽的物品的信息。然而，由于可在讀取器或主機(jī)系統(tǒng)中關(guān)聯(lián)兩個(gè)密鑰用于未來標(biāo)識(shí)，該傳輸僅需要執(zhí)行一次。因此，在該實(shí)施例中，第二密鑰短于第一密鑰。然而，注意，在另外的實(shí)施例中，如下所述，第二密鑰可以與第一密鑰相同長度或更長。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，包括用于存儲(chǔ)第二密鑰的位模式的第二存儲(chǔ)元件702的示例性標(biāo)簽700。
第二密鑰可包括單個(gè)位模式或多個(gè)組合位模式。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，將第二密鑰的編碼分解成幾部分或段。每段提供另外的唯一性。例如，在所期望的標(biāo)簽組中，將第一部分用作最小等級(jí)的統(tǒng)計(jì)唯一性。例如，在所期望的1024標(biāo)簽組中，10位用于第一部分是絕對(duì)最小值。此外，能增加另外的位用于概率和錯(cuò)誤檢測(cè)方案。因此，對(duì)示例性的1024標(biāo)簽組，可以在第一部分中使用16-24位。在許多情況下，廣播該標(biāo)簽組中的許多位會(huì)導(dǎo)致分離單個(gè)標(biāo)簽。如果確定傳輸該許多位未分離標(biāo)簽，那么，可協(xié)商第二密鑰的第二部分等等，直到獲得標(biāo)簽的分離為止。
在另外的示例性實(shí)施例中，能實(shí)現(xiàn)第二密鑰如下(A)簡(jiǎn)單的序列號(hào)第一標(biāo)簽被分配二進(jìn)制數(shù)碼1作為第二密鑰，第二標(biāo)簽被分配二進(jìn)制數(shù)碼2作為第二密鑰等等。可以在制造標(biāo)簽時(shí)或在稍后的任何時(shí)間分配這些數(shù)。該數(shù)能存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器702中，諸如例如圖7所示。然而，如果由不希望的第三方檢測(cè)到，用這種方式分配的第二密鑰會(huì)產(chǎn)生有關(guān)標(biāo)簽的信息。這是因?yàn)榉峙浣o特定標(biāo)簽組的數(shù)的范圍可以(例如由不希望的第三方)已知在某一數(shù)據(jù)范圍內(nèi)產(chǎn)生，或?yàn)樘囟康亩鍪?。因此，已知有關(guān)標(biāo)簽的這些信息，以及通過偷聽確定分配給標(biāo)簽的數(shù)，不希望的第三方能推導(dǎo)出有關(guān)與標(biāo)簽相關(guān)的物體的信息。因此，盡管這是相對(duì)簡(jiǎn)單的解決方案，可以通過偷聽措施，不期望地獲得有關(guān)附加標(biāo)簽的物品的一些信息。
(B)隨機(jī)生成的靜態(tài)數(shù)可以將隨機(jī)、國定數(shù)存儲(chǔ)在標(biāo)簽中作為第二密鑰。這些數(shù)能存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器702中，諸如例如圖7所示。使用這些隨機(jī)生成的靜態(tài)數(shù)避免了上述類型的偷聽。然而，通過偷聽的第三方，可以獲得該位置的標(biāo)簽物品的總數(shù)。例如，不希望的第三方能偷聽和記錄分配給廣播的局部組中的標(biāo)簽的所有隨機(jī)、固定數(shù)。然后，不希望的第三方能將記錄值與由偷聽者獲得的先前項(xiàng)目進(jìn)行比較，以便確定存在的標(biāo)簽物體數(shù)目的估計(jì)或精確計(jì)數(shù)。因此，該解決方案在保持物品的身份安全性方面更好，但可能允許不希望的第三方確定存在的物品數(shù)量。
注意能分配第二密鑰作為固定的偽隨機(jī)數(shù)。最好，第二密鑰被分配與第一密鑰的位模式不相關(guān)的位模式。例如，第二密鑰可被分配包括對(duì)應(yīng)于在其中形成RFID標(biāo)簽的集成電路芯片的晶片上的位置的位的位模式。例如，位模式能包括表示芯片在晶片上的X-Y位置或晶片中的芯片數(shù)量的位。位模式能進(jìn)一步包括對(duì)應(yīng)于移出芯片的特定晶片的唯一號(hào)碼，以便使第二密鑰進(jìn)一步與晶片相關(guān)聯(lián)。在另一實(shí)例中，第二密鑰的位模式能包括對(duì)應(yīng)于時(shí)間戳，諸如制造標(biāo)簽的時(shí)間、生產(chǎn)芯片的時(shí)間或其他相關(guān)時(shí)間戳的位。在另一實(shí)例中，第二密鑰的位模式能包括第一密鑰的位模式的一部分。例如，第二密鑰能包括標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)號(hào)的位。在另一實(shí)例中，第二密鑰的位模式能包括與標(biāo)簽有關(guān)的冗余校驗(yàn)(CRC)處理位，和/或根據(jù)任何其他錯(cuò)誤校驗(yàn)算法處理的位。在另一實(shí)例中，按照需要這些位模式的任何組合可以與任何其他位模式一起用在第二密鑰中。
(C)動(dòng)態(tài)生成的數(shù)使用動(dòng)態(tài)生成的數(shù)用于每個(gè)標(biāo)簽相對(duì)于偷聽和哄騙相對(duì)更安全。在該實(shí)例中，每次在二叉遍歷操作中協(xié)商或?qū)ぶ窐?biāo)簽組時(shí)，可改變第二密鑰。因?yàn)榇耍獠客德犗到y(tǒng)不能告知由標(biāo)簽傳送的一個(gè)新的第二密鑰是否應(yīng)用于一個(gè)新的物品，或應(yīng)用于正通過新的第二密鑰讀取的現(xiàn)有物品。因此，在該實(shí)施例中，不能容易確定存在物品的數(shù)量，如在上述實(shí)施例(B)中。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，包括隨機(jī)數(shù)生成器或隨機(jī)位模式發(fā)生器802的示例標(biāo)簽800。在實(shí)施例中，隨機(jī)位模式發(fā)生器802能生成用于第二密鑰的隨機(jī)數(shù)或位模式，具有已知固定長度，或者，能生成任何長度的隨機(jī)數(shù)，如由讀取器確定。因此，在一些實(shí)施例中，標(biāo)簽?zāi)芫哂徐`活的位長度的第二密鑰，如由讀取器確定。用這種方式，讀取器能使標(biāo)簽用任何位數(shù)進(jìn)行響應(yīng)，包括位1s、10s、100s、1000s，以及任何其他長度范圍，直到讀取器確定不請(qǐng)求另外的位為止。
此外，在實(shí)施例中，當(dāng)存在時(shí)，由隨機(jī)位模式發(fā)生器802生成的第二密鑰能存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)元件804中。另外，在實(shí)施例中，不存儲(chǔ)第二密鑰，以及當(dāng)由隨機(jī)位模式發(fā)生器802生成時(shí)，由標(biāo)簽逐位傳送。因此，在該實(shí)施例中，不存在第二存儲(chǔ)元件804。當(dāng)標(biāo)簽每次協(xié)商傳送不同的第二密鑰時(shí)，和/或傳送具有可變長度的第二密鑰時(shí)，該實(shí)施例有用。能將任何類型的隨機(jī)位模式發(fā)生器用于隨機(jī)位模式發(fā)生器802，包括振蕩器、邏輯門的組合，或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的其他類型的隨機(jī)位模式發(fā)生器。
使用動(dòng)態(tài)生成的數(shù)的折衷在于為了讀取器在讀取第二密鑰后了解標(biāo)簽附在何種物品上，必須讀取標(biāo)簽的第一密鑰。然而，因?yàn)槭褂冒踩诙荑€已經(jīng)隔離了標(biāo)簽，讀取器可將命令傳送到標(biāo)簽以將第一密鑰(例如標(biāo)識(shí)號(hào))傳送給讀取器，而不是讀取器將第一密鑰傳送給標(biāo)簽，如在普通二叉遍歷期間那樣。因此，僅標(biāo)簽的響應(yīng)，諸如反向散射型響應(yīng)將包含第一密鑰。
上述(C)方法解決幾個(gè)問題。例如，當(dāng)使用逐位方法協(xié)商時(shí)，諸如在二叉樹遍歷中，主要在相對(duì)高功率信道(即，需要高功率來啟動(dòng)無源標(biāo)簽)的讀取器傳送信道(即前向鏈路)上廣播第一密鑰中的信息。由于來自相當(dāng)長距離(幾百英尺)易于偷聽該信號(hào)。在由讀取器重復(fù)掃描標(biāo)簽組后，隨機(jī)噪聲或插入噪聲(哄騙)能最終導(dǎo)致在前向鏈路上傳送標(biāo)簽的第一密鑰的全部或大部分。然而，在實(shí)施例中，本發(fā)明提供不由讀取器在前向鏈路中傳送第一密鑰。相反，由讀取器在前向鏈路中傳送可比第一密鑰短得多并能缺乏物品相關(guān)信息(即，不與所附物體關(guān)聯(lián))的第二密鑰。如果需要，然后，讀取器能使單一化標(biāo)簽在“反向”鏈路(即標(biāo)簽到讀取器)中傳送其第一密鑰。因?yàn)闃?biāo)簽的響應(yīng)功率比讀取器的發(fā)射更低，對(duì)參考偷聽的不希望的第三方來說，該響應(yīng)更難。因此，即使標(biāo)簽將第一密鑰傳送給讀取器，該反向鏈路傳輸更難以檢測(cè)，允許比使讀取器在前向鏈路中傳送第一密鑰提高的安全性。
由本發(fā)明解決的另一問題關(guān)于需要在讀取器和標(biāo)簽之間傳送的位數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，在標(biāo)簽和讀取器之間協(xié)商的位數(shù)(即第二密鑰)能基本上小于物品標(biāo)識(shí)號(hào)(即第一密鑰)。一旦讀取器從標(biāo)簽獲得第一密鑰，讀取器能使用第二更短密鑰尋址標(biāo)簽，直到由標(biāo)簽生成新的第二密鑰為止。在實(shí)施例中，讀取器能將命令發(fā)送給標(biāo)簽以便通過新的第二密鑰進(jìn)行響應(yīng)。另外，標(biāo)簽?zāi)芸偸峭ㄟ^新生成的第二密鑰進(jìn)行響應(yīng)，或能在每N次詢問后，通過新生成的第二密鑰響應(yīng)，其中N大于等于1。
通過用短于第一密鑰的第二密鑰尋址標(biāo)簽，能更快地產(chǎn)生通信。如上所述，通常，標(biāo)簽僅需要在讀取器的區(qū)域內(nèi)是唯一的，因此，實(shí)際上，僅需要比第一密鑰短得多的密鑰。第一密鑰能提供全世界的唯一性以及能在100位以上。讀取器區(qū)域中的唯一性可能需要更少位。根據(jù)本發(fā)明，通過解決基于最小位數(shù)的標(biāo)簽讀取，在需要連續(xù)監(jiān)視的標(biāo)簽上，諸如在自動(dòng)化庫存系統(tǒng)中，能增加性能速度。更高系統(tǒng)性能能導(dǎo)致更快的自動(dòng)化庫存掃描，其能更快檢測(cè)庫存變化。
不傳送有關(guān)安全性問題(例如第一密鑰信息)的物品級(jí)信息作為本發(fā)明的標(biāo)簽協(xié)商過程的一部分，因?yàn)橄喾词褂貌幌嚓P(guān)的第二密鑰。
因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括從讀取器傳送/廣播的觀點(diǎn)，提供安全地讀取物品標(biāo)識(shí)號(hào)的能力。另外，在靜態(tài)應(yīng)用(諸如庫存)中，使用更短的第二密鑰能獲得更好的效率，同時(shí)將物品標(biāo)識(shí)號(hào)(即第一密鑰)隱私對(duì)競(jìng)爭(zhēng)者或其他不希望的第三方保密。
圖9A示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，用于標(biāo)簽通過提高的安全性與RFID讀取器通信的示例性步驟的流程圖900。在流程圖900的實(shí)例中，示例性標(biāo)簽存儲(chǔ)由第一位模式定義的標(biāo)識(shí)號(hào)(即第一密鑰)。基于下述論述，其他結(jié)構(gòu)和操作實(shí)施例對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。下面，更詳細(xì)地描述圖9A的步驟。
流程圖900從步驟902開始。在步驟902，從讀取器接收第一至少一位。該第一至少一位使標(biāo)簽通過第二位模式響應(yīng)二叉遍歷操作。第一至少一位可以是任何位或位組合以便使標(biāo)簽通過第二密鑰進(jìn)行響應(yīng)。這能達(dá)到標(biāo)簽的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，或其他標(biāo)簽算法改變。
在步驟904，通過讀取器從事二叉遍歷操作，其中，在二叉遍歷操作期間，標(biāo)簽通過第二位模式進(jìn)行響應(yīng)。因此，如上所述，標(biāo)簽與讀取器通信，通過第二密鑰位響應(yīng)讀取器。能用這種方式單一化標(biāo)簽。
根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例，步驟906、908、910和912是可選的。
在步驟906，從讀取器接收至少一位以便使第一標(biāo)簽傳送其標(biāo)識(shí)號(hào)。例如，如上所述，一旦單一化標(biāo)簽，讀取器會(huì)期望讀取標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)號(hào)、第一密鑰，以便識(shí)別標(biāo)簽所附的物體。因此，讀取器能使用任何機(jī)制以便使標(biāo)簽通過第一密鑰位進(jìn)行響應(yīng)。
在步驟908，傳送標(biāo)識(shí)號(hào)。
在步驟910，從讀取器接收命令。例如，如上所述，一旦單一化標(biāo)簽，讀取器會(huì)期望命令標(biāo)簽執(zhí)行標(biāo)簽?zāi)茏龅娜魏尾僮?，諸如在此所述，或者已知的任何命令/操作。
在步驟912，執(zhí)行命令。
圖9B示出用于步驟904的示例性步驟。如在圖9B的實(shí)施例中所示，步驟904能包括步驟914和916。
在步驟914，從讀取器接收一系列位。例如，如上所述，讀取器將位傳送給標(biāo)簽。
在步驟916，通過第二位模式的相應(yīng)位響應(yīng)系列位的每一位。例如，標(biāo)簽將每個(gè)接收的位與標(biāo)簽的第二密鑰的前一傳送位進(jìn)行比較(或在另外的實(shí)施例中，將每個(gè)接收的位與標(biāo)簽的第二密鑰的下一位進(jìn)行比較)。如果它們匹配，標(biāo)簽傳送第二密鑰的下一位。
在實(shí)施例中，步驟904能包括從標(biāo)簽中的存儲(chǔ)器讀取第二位模式的下一位的步驟。例如，存儲(chǔ)器可以是存儲(chǔ)第二密鑰的第二存儲(chǔ)元件702或804。
在另一實(shí)施例中，步驟904能包括隨機(jī)生成第二位模式的下一位的步驟。例如，能由隨機(jī)位模式發(fā)生器，諸如圖8所示的隨機(jī)位模式發(fā)生器生成位值?？蓪⑸傻奈恢荡鎯?chǔ)在存儲(chǔ)器804中，或者，不存儲(chǔ)而是響應(yīng)二叉遍歷操作由標(biāo)簽立即傳送到讀取器。因此，在后續(xù)二叉遍歷操作中，標(biāo)簽將新生成第二位模式的每一位。
圖10A示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，提供用于讀取器通過提高的安全性與RFID標(biāo)簽組通信的示例性步驟的流程圖1000。在流程圖1000的實(shí)例中，標(biāo)簽組的每一標(biāo)簽存儲(chǔ)由第一位模式定義的相應(yīng)的標(biāo)識(shí)號(hào)(即第一密鑰)?；谙率稣撌?，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其他結(jié)構(gòu)和操作實(shí)施例將是顯而易見的。圖10A的步驟如下所述。
流程圖1000從步驟1002開始。在步驟1002中，將第一至少一位傳送到標(biāo)簽組以便使標(biāo)簽通過第二位模式響應(yīng)二叉遍歷操作。第一至少一位可以是任何位或位組合以便使標(biāo)簽通過第二密鑰進(jìn)行響應(yīng)。
在步驟1004中，執(zhí)行二叉遍歷操作以便單一化標(biāo)簽組的第一標(biāo)簽。
根據(jù)本發(fā)明的另外的示例性實(shí)施例，步驟1006、1008和1010是可選的。
在步驟1006，使第一標(biāo)簽傳送其標(biāo)識(shí)號(hào)。
在步驟1008，接收第一標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)號(hào)。
在步驟1010，傳送命令，以便由第一標(biāo)簽執(zhí)行。
圖10B示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，用于步驟1004的示例步驟。如圖10B的實(shí)施例中所示，步驟1004能包括步驟1012和1014。
在步驟1012，將一系列位傳送到標(biāo)簽組。
在步驟1014，響應(yīng)系列位的每一位，從第一標(biāo)簽接收第二位模式的相應(yīng)位。注意標(biāo)簽組的許多標(biāo)簽可以響應(yīng)由讀取器傳送的系列位的多位。然而，最終，僅單個(gè)標(biāo)簽將響應(yīng)，成為單一化標(biāo)簽。
在實(shí)施例中，在步驟1010，讀取器傳送預(yù)定數(shù)目位。例如，可以將位數(shù)預(yù)定成足以識(shí)別讀取器的通信范圍內(nèi)的標(biāo)簽。例如，如上所述，為了協(xié)商1024個(gè)標(biāo)簽，需要10位用于單一性。因此，讀取器可以傳送位系列中的10或更多位。然而，注意在實(shí)施例，對(duì)于在位系列，包括1s、10s、100s和1000s位中，讀取器可以傳送的位數(shù)沒有限制，以便單一化標(biāo)簽。
例如，在標(biāo)簽組包括1024個(gè)標(biāo)簽的實(shí)例中，可以將16位選擇為用于標(biāo)簽的第二密鑰的長度。因此，在該實(shí)例中，讀取器能傳送16位以便可能單一化標(biāo)簽。然而，在該實(shí)例中，讀取器能傳送少于16位，如果預(yù)定小于16位將識(shí)別通信范圍內(nèi)的單個(gè)標(biāo)簽的話。另外，在將標(biāo)簽構(gòu)造成具有用于第二密鑰的靈活位長度的實(shí)施例中，讀取器可以期望傳送除16位外的位以便單一化標(biāo)簽。
另外的實(shí)施例如果特定應(yīng)用需要的話，能以任何方式組合用于在RFID協(xié)商期間提高安全性的如上所述的系統(tǒng)和方法。例如，在實(shí)施例中，讀取器可以協(xié)商標(biāo)簽組?？梢杂勺x取器指示標(biāo)簽在協(xié)商期間，通過與它們的標(biāo)識(shí)號(hào)(即它們的EPC號(hào))不相關(guān)的第二位模式進(jìn)行響應(yīng)。讀取器可以使用二叉遍歷協(xié)商標(biāo)簽組。一旦讀取器單一化標(biāo)簽，讀取器能使用隱式滾動(dòng)功能來使標(biāo)簽將它的標(biāo)識(shí)號(hào)發(fā)送給讀取器。因此，該實(shí)施例提供增強(qiáng)的安全性，因?yàn)閰f(xié)商不相關(guān)的號(hào)碼，以及因?yàn)閷?biāo)簽標(biāo)識(shí)號(hào)在更低功率的“反向”鏈路上發(fā)送給讀取器。此外，標(biāo)簽的單一化，以及接收標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)號(hào)能更快地發(fā)生。因?yàn)樵陔[式滾動(dòng)期間，讀取器不傳送邊緣，因此，標(biāo)簽不必等待邊緣，能非?？焖俚貙?biāo)簽的標(biāo)識(shí)號(hào)滾動(dòng)到讀取器。例如，在示例性實(shí)施例中，在隱式滾動(dòng)期間，標(biāo)簽比在二叉遍歷期間發(fā)生通信三倍更快地傳送其標(biāo)識(shí)號(hào)(或其他信息)。
從在此的教導(dǎo)，如由本發(fā)明的技術(shù)人員所理解到的，在此所述的實(shí)施例的另外的組合也在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。
結(jié)論盡管上面描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，應(yīng)理解到僅通過舉例提供它們，而不是限制。對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)方面做出各種改變。因此，本發(fā)明的寬度和范圍不應(yīng)當(dāng)受上述示例性實(shí)施例的任何一個(gè)限制，而是僅應(yīng)當(dāng)根據(jù)下述權(quán)利要求及它們的等效來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于射頻標(biāo)識(shí)(RFID)標(biāo)簽與RFID讀取器通信的方法，其中，標(biāo)簽存儲(chǔ)相應(yīng)的標(biāo)識(shí)號(hào)，其中，所述標(biāo)識(shí)號(hào)包含第一位模式，該方法包括(a)從讀取器接收第一至少一位以便使標(biāo)簽通過第二位模式，響應(yīng)二叉遍歷操作；(b)通過讀取器從事二叉遍歷操作，包括步驟(1)從讀取器接收一系列位；以及(2)通過第二位模式的相應(yīng)位，響應(yīng)所述系列位的每一位。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(b)包括從標(biāo)簽中的存儲(chǔ)器讀取第二位模式。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(b)包括隨機(jī)生成用于第二位模式的每一位的位值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括(c)存儲(chǔ)第二位模式。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括(d)通過讀取器從事第二二叉遍歷操作，包括步驟(1)從讀取器接收第二系列位；以及(2)通過存儲(chǔ)的第二位模式的相應(yīng)位，響應(yīng)系列位的每一位。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括(d)通過讀取器從事第二二叉遍歷操作，包括步驟(1)從讀取器接收第二系列位；以及(2)通過第二隨機(jī)生成的位值，響應(yīng)系列位的每一位。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括(c)從讀取器接收至少一位以便使第一標(biāo)簽傳送其標(biāo)識(shí)號(hào)；以及(d)傳送標(biāo)識(shí)號(hào)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括(c)從讀取器接收命令；以及(d)執(zhí)行命令。
9.一種射頻標(biāo)識(shí)(RFID)標(biāo)簽，包括天線；耦合到所述天線的調(diào)制器，其中，所述調(diào)制器配置成通過響應(yīng)位，反向散射調(diào)制從所述天線接收的位；第一存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)定義標(biāo)識(shí)號(hào)的第一位模式；以及第二存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)不包括識(shí)別與RFID標(biāo)簽相關(guān)的物品的位的第二位模式；其中，從讀取器接收的第一位組合使所述標(biāo)簽通過第一位模式響應(yīng)二叉遍歷；以及其中，從讀取器接收的第二位組合使所述標(biāo)簽通過第二位模式響應(yīng)二叉遍歷。
10.如權(quán)利要求9所述的RFID標(biāo)簽，其中，所述第二位模式是隨機(jī)位模式。
11.如權(quán)利要求10所述的RFID標(biāo)簽，進(jìn)一步包括隨機(jī)位模式發(fā)生器，生成所述第二位模式。
12.如權(quán)利要求11所述的RFID標(biāo)簽，其中，所述隨機(jī)位模式發(fā)生器包括振蕩器。
13.如權(quán)利要求9所述的RFID標(biāo)簽，其中，所述第二位模式與所述第一位模式不相關(guān)。
14.如權(quán)利要求9所述的RFID標(biāo)簽，其中，所述第二位模式是固定位模式。
15.如權(quán)利要求9所述的RFID標(biāo)簽，其中，所述第二位模式包括對(duì)應(yīng)于RFID標(biāo)簽的集成電路芯片的晶體上位置的位。
16.如權(quán)利要求9所述的RFID標(biāo)簽，其中，所述第二位模式包括對(duì)應(yīng)于時(shí)間戳的位。
17.如權(quán)利要求9所述的RFID標(biāo)簽，其中，所述第二位模式包括第一位模式的一部分。
18.如權(quán)利要求9所述的RFID標(biāo)簽，其中，所述第二位模式包括來自第一位模式的散列位。
19.一種用于射頻標(biāo)識(shí)(RFID)標(biāo)簽與RFID讀取器通信的方法，其中，所述標(biāo)簽存儲(chǔ)相應(yīng)的標(biāo)識(shí)號(hào)，該方法包括(a)從讀取器接收第一至少一位以便使所述標(biāo)簽通過密鑰響應(yīng)二叉遍歷操作；(b)通過讀取器從事二叉遍歷操作，包括步驟(1)從讀取器接收一系列位；以及(2)通過隨機(jī)生成的密鑰位，響應(yīng)系列位的每一位。
20.一種射頻標(biāo)識(shí)(RFID)標(biāo)簽，包括天線；耦合到所述天線的調(diào)制器，其中，所述調(diào)制器配置成通過響應(yīng)位，反射散射調(diào)制從所述天線接收的位；存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)定義標(biāo)識(shí)號(hào)的位模式；以及隨機(jī)位模式發(fā)生器，生成所述第二位模式；其中，從讀取器接收的第一位組合使所述標(biāo)簽通過第一位模式，響應(yīng)二叉遍歷；以及其中，從讀取器接收的第二位組合使所述標(biāo)簽通過由所述隨機(jī)位模式發(fā)生器生成的位，響應(yīng)二叉遍歷。
21.一種用于射頻標(biāo)識(shí)(RFID)讀取器與RFID標(biāo)簽組通信的方法，其中，每個(gè)標(biāo)簽存儲(chǔ)相應(yīng)的標(biāo)識(shí)號(hào)，其中，標(biāo)識(shí)號(hào)包括第一位模式，該方法包括(a)將第一至少一位傳送到標(biāo)簽組以便使標(biāo)簽通過第二位模式，響應(yīng)二叉遍歷操作；(b)執(zhí)行二叉遍歷操作以便單一化標(biāo)簽組的第一標(biāo)簽，包括步驟(1)將一系列位傳送到標(biāo)簽組；以及(2)響應(yīng)系列位的每一位，從第一標(biāo)簽接收第二位模式的相應(yīng)位。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括(c)在步驟(b)后，使第一標(biāo)簽傳送其標(biāo)識(shí)號(hào)。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括(c)在步驟(b)后，傳送命令，用于由第一標(biāo)簽執(zhí)行。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述系列位包括足以識(shí)別讀取器的通信范圍內(nèi)的標(biāo)簽的預(yù)定數(shù)目的多個(gè)位，其中，步驟(1)包括將預(yù)定數(shù)目的位傳送給標(biāo)簽組。
25.一種射頻標(biāo)識(shí)(RFID)系統(tǒng)中的方法，該射頻標(biāo)識(shí)系統(tǒng)包括與RFID標(biāo)簽組通信的至少一個(gè)RFID讀取器，其中，每個(gè)RFID標(biāo)簽存儲(chǔ)相應(yīng)的標(biāo)識(shí)號(hào)，該方法包括生成密鑰以便識(shí)別RFID標(biāo)簽組的RFID標(biāo)簽，其中，密鑰不包括識(shí)別與RFID標(biāo)簽相關(guān)的物品的位；操作二叉樹算法以便至少識(shí)別RFID標(biāo)簽組中的RFID標(biāo)簽；以及在二叉樹算法期間，從RFID標(biāo)簽接收生成的密鑰的位。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述生成步驟包括步驟從一系列數(shù)中選擇一個(gè)數(shù)用作密鑰。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述生成步驟包括步驟將隨機(jī)生成的數(shù)用作密鑰。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述生成步驟包括步驟在每次遍歷標(biāo)簽組之前，動(dòng)態(tài)生成一個(gè)數(shù)用作密鑰。
29.一種用于射頻標(biāo)識(shí)(RFID)讀取器與RFID標(biāo)簽組通信的方法，其中，每個(gè)標(biāo)簽存儲(chǔ)相應(yīng)的標(biāo)識(shí)號(hào)，其中，該標(biāo)識(shí)號(hào)包括第一位模式，包括(a)將第一至少一位傳送給標(biāo)簽組以便使標(biāo)簽通過第二位模式響應(yīng)二叉遍歷操作；(b)執(zhí)行二叉遍歷操作以便單一化標(biāo)簽組的第一標(biāo)簽；(c)將基本上恒定的信號(hào)傳送到標(biāo)簽組；以及(d)在傳送基本上恒定的信號(hào)期間，從第一標(biāo)簽接收第一位模式的多個(gè)位。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，進(jìn)一步包括(e)終止將基本上恒定的信號(hào)傳送到標(biāo)簽組以便停止第一標(biāo)簽傳送第一位模式的更多位。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，進(jìn)一步包括(f)將第二基本上恒定的信號(hào)傳送給標(biāo)簽組；(g)在傳送第二基本上恒定的信號(hào)期間，從第一標(biāo)簽接收第一位模式的第二多個(gè)位；以及(h)終止向標(biāo)簽組傳送第二基本上恒定的信號(hào)以便停止第一標(biāo)簽傳送第一位模式的更多位。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，進(jìn)一步包括(I)對(duì)于后續(xù)基本上恒定的信號(hào)，重復(fù)步驟(f)-(h)。
33.一種射頻標(biāo)識(shí)(RFID)系統(tǒng)中的方法，該射頻標(biāo)識(shí)系統(tǒng)包括與RFID標(biāo)簽組通信的至少一個(gè)RFID讀取器，其中，每個(gè)RFID標(biāo)簽存儲(chǔ)相應(yīng)的標(biāo)識(shí)號(hào)，包括(a)生成位以便識(shí)別RFID標(biāo)簽組的RFID標(biāo)簽，其中，該位不包括識(shí)別與RFID標(biāo)簽相關(guān)的物品的位；(b)操作二叉樹算法以便至少識(shí)別RFID標(biāo)簽組中的RFID標(biāo)簽；(c)在二叉樹算法期間，從RFID標(biāo)簽接收生成的位；以及(d)重復(fù)步驟(a)-(c)直到單一化RFID標(biāo)簽為止。
34.一種用于射頻標(biāo)識(shí)(RFID)讀取器與RFID標(biāo)簽組通信的方法，其中，每個(gè)標(biāo)簽存儲(chǔ)相應(yīng)的標(biāo)識(shí)號(hào)，其中，該標(biāo)識(shí)號(hào)包括第一位模式，該方法包括(a)將第一至少一位傳送到標(biāo)簽組以便使標(biāo)簽通過第一位模式響應(yīng)二叉遍歷操作；(b)將基本上恒定的信號(hào)傳送到標(biāo)簽組；以及(c)在傳送基本上恒定的信號(hào)期間，從第一標(biāo)簽接收第一位模式的多個(gè)位。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，進(jìn)一步包括(d)終止向標(biāo)簽組傳送基本上恒定的信號(hào)以便停止第一標(biāo)簽傳送第一位模式的更多位。
全文摘要
提供用于通過提高的安全性協(xié)商RFID標(biāo)簽組(120)的方法和系統(tǒng)。在一個(gè)方面中，執(zhí)行二叉遍歷以便單一化標(biāo)簽，不使用直接識(shí)別標(biāo)簽組中的標(biāo)簽(102)的信息。生成密鑰以便識(shí)別RFID標(biāo)簽組的每個(gè)RFID標(biāo)簽。生成的密鑰不包括識(shí)別與特定RFID標(biāo)簽相關(guān)的物品的位。操作二叉樹算法以便使用生成的密鑰來識(shí)別RFID標(biāo)簽組中的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽。在另一方面中，使用跳頻和/或擴(kuò)頻技術(shù)來提供提高的安全性同時(shí)協(xié)商標(biāo)簽。在另一方面中，讀取器(104)使標(biāo)簽對(duì)于發(fā)送給標(biāo)簽的每一位，將系列位滾動(dòng)回讀取器以便提供提高的安全性。
文檔編號(hào)G06K7/08GK1726500SQ200380105963
公開日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2003年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月25日
發(fā)明者凱文·J·鮑維爾, 韋恩·E·尚克斯, 威廉·R·班迪 申請(qǐng)人:賽寶技術(shù)公司