利用光對rfid標(biāo)簽進(jìn)行子集選擇的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及利用光對RFID標(biāo)簽進(jìn)行子集選擇，在一些實(shí)施例中提供了用于選擇RFID標(biāo)簽的子集的方法和裝置。這些方法和裝置利用了存在于無源標(biāo)簽中的持續(xù)節(jié)點(diǎn)對光的易感性?？捎霉鈦砉室獾販p短特定子集的標(biāo)簽或者甚至單個(gè)標(biāo)簽中的持續(xù)時(shí)間。然后，可用持續(xù)節(jié)點(diǎn)作為選擇標(biāo)準(zhǔn)來區(qū)分先前照射的標(biāo)簽和未照射的標(biāo)簽。在其他實(shí)施例中，電力電路接收RF輸入源并且生成直流（DC）輸出電壓。該電路包括偏置電路，該偏置電路提供獨(dú)立于DC輸出電壓的柵極到源極偏置。該電路還包括耦合到偏置電路的電壓倍增器電路。該電壓倍增器電路具有MOS晶體管，其中一個(gè)晶體管接收所述柵極到源極偏置。
【專利說明】利用光對RFID標(biāo)簽進(jìn)行子集選擇
[0001]分案申請說明
[0002]本申請是申請日為2009年04月07日、題為“利用光對RFID標(biāo)簽進(jìn)行子集選擇”的中國發(fā)明專利申請N0.200980121339.4 (PCT國際申請PCT/ US2009/039826)的分案申請。
[0003]本申請與2008年4月7日提交的同樣未決的美國臨時(shí)專利申請N0.61/123，410相關(guān)；本申請根據(jù)35 U.S.C.§ 119(e)要求該臨時(shí)申請的申請日的權(quán)益，特此通過弓丨用將其全部并入在此。
[0004]政府權(quán)利公告
[0005]本發(fā)明的實(shí)施例是根據(jù)North Dakota State University SubcontractSPP002-5, Defense Microelectronics Activity (DMEA) Contract N0.H94003-06-1-0601 (prime)在美國政府的支持下做出的。某些實(shí)施例，包括這里描述的光不敏感電路結(jié)構(gòu)和基于晶體管的電壓倍增器和解調(diào)器，是根據(jù)Defense MicroelectronicsActivity (DMEA) Contract N0.H94003-06-1-0612在美國政府的支持下做出的。美國政府對本發(fā)明擁有某些權(quán)利。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0006]本發(fā)明總地涉及射頻識別(“RFID”)器件的領(lǐng)域，具體而言涉及為了盤點(diǎn)或測試而對標(biāo)簽進(jìn)行子集選擇的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0007]RFID標(biāo)牌、嵌體、條帶和應(yīng)答器(這里統(tǒng)稱為“標(biāo)簽”)被廣泛用于將物體與識別碼關(guān)聯(lián)起來。標(biāo)簽一般組合了一個(gè)或多個(gè)天線與模擬和/或數(shù)字電子電路芯片(RFID芯片)，這種芯片例如可包括通信電子、數(shù)據(jù)存儲器和控制邏輯。RFID標(biāo)簽應(yīng)用的示例是汽車安全鎖、建筑物的訪問控制、盤點(diǎn)和包裹跟蹤。一般地，RFID標(biāo)簽可以保持并發(fā)射足夠的信息來唯一地識別個(gè)體、包裹、存貨等等。
[0008]存在三種基本類型的RFID標(biāo)簽。無源標(biāo)簽是波束供電的器件，其從讀取器生成的無線電波中整流出操作所需的能量。為了通信，無源標(biāo)簽使被反射給讀取器并被讀取器所讀取的場的反射率產(chǎn)生變化。這通常被稱為連續(xù)波背向散射。電池供電的半無源標(biāo)簽也接收并反射來自讀取器的無線電波；但是電池獨(dú)立于從讀取器接收電力來為標(biāo)簽供電。具有獨(dú)立的電力供應(yīng)的有源標(biāo)簽包括其自己的射頻源以用于發(fā)射。
[0009]無源背向散射標(biāo)簽使用電壓倍增器來將RF信號轉(zhuǎn)換成DC電力以為芯片電路供電。無源RFID標(biāo)簽的射程受到其將低幅度RF信號轉(zhuǎn)換成充分的DC電力以為標(biāo)簽的電路供電的能力的限制。
[0010]RFID標(biāo)簽還可包括傳感器，例如振動(dòng)傳感器、溫度傳感器和光傳感器。作為示例，溫度記錄RFID標(biāo)簽將周期性地對其環(huán)境的溫度采樣并且將測量到的溫度保存到其存儲器。讀取器隨后可從標(biāo)簽讀出此溫度記錄以及其他信息，例如其ID。[0011]讀取器有時(shí)也被稱為詢問器，其包括向標(biāo)簽發(fā)射RF信號的發(fā)射器和接收標(biāo)簽調(diào)制的信息的接收器。發(fā)射器和接收器可被組合為收發(fā)器。讀取器與標(biāo)簽之間的通信是由諸如以下(但不限于)的空中接口協(xié)議來定義的:
[0012]( i ) EPCglobal 的 EPC Radio-Frequency Identity ProtocolsClass — 1 Generatiο N- 2UHF RFID Protocol for Communicationsat860MHz-960MHz, versionl.1.0 (http://www.epcglobalinc.0rg/standards/uhfclg2/uhfclg2 I I 0-standard-20071017.pdf)(以下稱之為 “UHF Gen2 標(biāo)準(zhǔn)”)；
[0013](ii)為在高頻(“HF”)(例如在13.56MHz)的操作而對UHF Gen2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的適應(yīng)性修改；以及
[0014](iii) I SO/IEC18000-6 Inf ormat i on technology-Radio frequencyidentification for item management_Part6:Parameters for air interfacecommunications at860MHz to960MHz, Amendmentl!Extension with Type C and update ofTypes A and B0
[0015]上述協(xié)議中的每一種通過弓丨用被并入在此用于所有目的。
[0016]諸如這些通信協(xié)議可能要求無源標(biāo)簽在所接收電力的一小段時(shí)間期間操作一定時(shí)電路或維護(hù)一標(biāo)志值。例如，UHF Gen2標(biāo)準(zhǔn)要求標(biāo)志SL、S1、S2和S3的持續(xù)，但不要求SO的持續(xù)。轉(zhuǎn)讓給Alien Technology Corporation (“Alien”,也是本發(fā)明的受讓人)并且通過引用被并入在此用于所有目的的美國專利N0.6，942，155提供了關(guān)于持續(xù)標(biāo)志和節(jié)點(diǎn)的各種教導(dǎo)。據(jù)稱以下專利提出了其他或相關(guān)技術(shù)(這些專利中的每一個(gè)通過引用被并入在此用于所有目的):
[0017](i)美國專利 N0.7，259，654;以及
[0018](ii)美國專利 N0.7，215，251。
[0019]如Alien所發(fā)現(xiàn)的,持續(xù)節(jié)點(diǎn)(persistent node)遭受著對光甚至是環(huán)境光的潛在易感性。也就是說，暴露于光可能急劇減短持續(xù)時(shí)間(persistent time)。在本發(fā)明的開發(fā)期間，發(fā)明人記錄了以下來自 傳統(tǒng)標(biāo)簽的結(jié)果:
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種射頻識別(RFID)系統(tǒng)，包括: 具有集成電路的標(biāo)簽，該集成電路具有至少一個(gè)標(biāo)志，所述至少一個(gè)標(biāo)志具有因暴露于光而減短的持續(xù)時(shí)間； RFID讀取器；以及 被配置為減短所述持續(xù)時(shí)間的光源。
2.如權(quán)利要求1所述的RFID系統(tǒng)，其中，所述光源是局部化光源。
3.如權(quán)利要求1所述的RFID系統(tǒng)，其中，所述標(biāo)志是指示出標(biāo)簽選擇狀態(tài)的邏輯值。
4.如權(quán)利要求1所述的RFID系統(tǒng)，其中，所述光源產(chǎn)生紅外電磁波。
5.如權(quán)利要求1所述的RFID系統(tǒng)，其中，所述光源是紅外光發(fā)射二極管。
6.如權(quán)利要求1所述的RFID系統(tǒng)，其中，所述RFID讀取器是手持式讀取器。
7.如權(quán)利要求1所述的RFID系統(tǒng)，其中，所述RFID讀取器被配置為接收來自所述標(biāo)簽的在860MHz至960MHz的頻帶內(nèi)的背向散射調(diào)制數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1所述的RFID系統(tǒng)，其中，所述RFID讀取器被配置為接收來自所述標(biāo)簽的在13.56MHz ±10%的頻帶內(nèi)的數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求1所述的RFID系統(tǒng)，其中，所述集成電路包括第二標(biāo)志，該第二標(biāo)志具有不受暴露于光的影響的持續(xù)時(shí)間。
10.如權(quán)利要求9所述的RFID系統(tǒng)，其中，第二標(biāo)志的持續(xù)時(shí)間因不同于所述暴露的頻率而減短。
11.一種射頻識別(RFID)讀取器，包括: 射頻源； 天線，其發(fā)射由所述射頻源生成的射頻波；以及 光源，其產(chǎn)生操縱RFID標(biāo)簽的功能的光線。
12.如權(quán)利要求11所述的RFID讀取器，其中，所述天線向空間發(fā)射射頻波，并且所述光源使光線指向空間的一部分而非全部。
13.如權(quán)利要求11所述的RFID讀取器，其中，所述光線包括紅外波。
14.如權(quán)利要求11所述的RFID讀取器，其中，所述讀取器是便攜式的。
15.如權(quán)利要求11所述的RFID讀取器，其中，所述讀取器是在至少一個(gè)主體中容納所述射頻源、所述天線和所述光源的手持式讀取器。
16.如權(quán)利要求11所述的RFID讀取器，還包括容納所述射頻源的主體，所述主體被部署得遠(yuǎn)離所述光源。
17.如權(quán)利要 求11所述的RFID讀取器，其中，所述射頻波在860MHz至960MHz的頻帶內(nèi)。
18.如權(quán)利要求11所述的RFID讀取器，其中，所述射頻波在13.56MHz 土 10%的頻帶內(nèi)。
19.如權(quán)利要求11所述的RFID讀取器，其中，所述天線是諧振腔。
20.一種射頻識別(RFID)讀取器，包括: 射頻源； 天線，其發(fā)射由所述射頻源生成的射頻波；以及 光源，其發(fā)射操縱RFID標(biāo)簽的功能的光波， 其中所述天線向第一區(qū)域發(fā)射射頻波并且所述光源向第二區(qū)域發(fā)射，所述第二區(qū)域是所述第一區(qū)域的適當(dāng)子集。
21.如權(quán)利要求20所述的RFID讀取器，其中，所述光源是紅外源并且所述光波包括紅外電磁波。
22.一種用于選擇射頻識別(RFID)標(biāo)簽的子集的方法，包括: 將多個(gè)無源標(biāo)簽中的每一個(gè)的持續(xù)節(jié)點(diǎn)設(shè)定到第一邏輯值，該節(jié)點(diǎn)在沒有電力的情況下能夠維持所述第一邏輯值達(dá)第一時(shí)間段； 中斷給所述無源標(biāo)簽的電力達(dá)第二時(shí)間段，所述第二時(shí)間段短于所述第一時(shí)間段；以及 在所述第二時(shí)間段的至少一部分期間利用光照射所述多個(gè)標(biāo)簽的子集，所述子集的持續(xù)節(jié)點(diǎn)在所述第二時(shí)間段期間衰退到第二邏輯值。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括: 在所述第二時(shí)間段之后查詢包括具有第一邏輯值的節(jié)點(diǎn)的無源標(biāo)簽，但不查詢包括具有第二邏輯值的節(jié)點(diǎn)的無源標(biāo)簽。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括: 在所述第二時(shí)間段之后查詢包括具有第二邏輯值的節(jié)點(diǎn)的無源標(biāo)簽，但不查詢包括具有第一邏輯值的節(jié)點(diǎn)的無源標(biāo)簽。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述子集包括單個(gè)無源標(biāo)簽。
26.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，一卷筒包括所述多個(gè)無源標(biāo)簽。
27.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，一卷筒包括多個(gè)條帶組件。
28.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括測試所述子集的操作性能。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，還包括推進(jìn)卷筒并照射另一子集。
30.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述多個(gè)無源標(biāo)簽中的每一個(gè)包括不受光照射影響的至少一個(gè)持續(xù)節(jié)點(diǎn)。
31.一種用于選擇射頻識別(RFID)標(biāo)簽的子集的方法，包括: 廣播一詢問信號以將多個(gè)無源標(biāo)簽中的每一個(gè)的持續(xù)節(jié)點(diǎn)設(shè)定到第一邏輯值，該節(jié)點(diǎn)在沒有電力的情況下能夠維持所述第一邏輯值達(dá)第一時(shí)間段； 通過停止所述廣播而中斷給所述無源標(biāo)簽的電力達(dá)第二時(shí)間段，所述第二時(shí)間段短于所述第一時(shí)間段；以及 在所述第二時(shí)間段的至少一部分期間利用照射源照射所述多個(gè)標(biāo)簽的子集，所述子集的持續(xù)節(jié)點(diǎn)在所述第二時(shí)間段期間衰退到第二邏輯值， 其中所述詢問信號相對于所述照射源的窄波束是寬波束。
32.一種射頻識別(RFID)標(biāo)簽，包括: RF電路，其接收和發(fā)射RF信號到RFID讀取器； 耦合到所述RF電路的處理邏輯； 耦合到所述RF電路的第一持續(xù)節(jié)點(diǎn)，該第一持續(xù)節(jié)點(diǎn)被配置為對光輻射敏感；以及耦合到所述RF電路的第二持續(xù)節(jié)點(diǎn)，該第二持續(xù)節(jié)點(diǎn)被配置為對光輻射的敏感性低于所述第一持續(xù)節(jié)點(diǎn)。
33.如權(quán)利要求32所述的RFID標(biāo)簽，其中，所述第一持續(xù)節(jié)點(diǎn)被配置為存儲RFID協(xié)議中的第一標(biāo)志，并且所述第二持續(xù)節(jié)點(diǎn)被配置為存儲所述RFID協(xié)議中的第二標(biāo)志。
34.一種射頻識別(RFID)標(biāo)簽，包括: RF電路，其接收和發(fā)射RF信號到RFID讀取器； 耦合到所述RF電路的處理邏輯； 耦合到所述RF電路的持續(xù)節(jié)點(diǎn)，該持續(xù)節(jié)點(diǎn)被配置為對光輻射相對不敏感，該持續(xù)節(jié)點(diǎn)具有至少一個(gè)晶體管，其中該晶體管的基底區(qū)與阱注入相隔離，并且其中所述隔離阱是注入的阱。
35.如權(quán)利要求34所述的射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其中，所述隔離阱是P型注入阱。
36.如權(quán)利要求34所述的射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其中，所述隔離阱是深P型注入阱。
37.如權(quán)利要求34所述的射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其中，所述晶體管是PMOS晶體管。
38.如權(quán)利要求34所述的射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其中，所述隔離阱是η型注入阱。
39.如權(quán)利要求34所述的射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其中，所述隔離阱是深η型注入阱。
40.一種射頻識別(RFID)標(biāo)簽，包括: RF電路，其接收和發(fā)射RF信號到RFID讀取器； 耦合到所述RF電路的處理邏輯；以及 耦合到所述RF電路的振蕩器，該振蕩器被配置為對光輻射相對不敏感，該振蕩器具有至少一個(gè)晶體管，其中該晶體管的基底區(qū)與阱注入相隔離。
41.如權(quán)利要求40所述的射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其中，所述晶體管是NMOS晶體管。
42.如權(quán)利要求40所述的射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其中，所述隔離阱是注入的阱。
43.如權(quán)利要求40所述的射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其中，所述隔離阱是P型注入阱。
44.如權(quán)利要求40所述的射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其中，所述隔離阱是深P型注入阱。
45.如權(quán)利要求40所述的射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其中，所述晶體管是PMOS晶體管。
46.如權(quán)利要求40所述的射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其中，所述隔離阱是η型注入阱。
47.如權(quán)利要求40所述的射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其中，所述隔離阱是深η型注入阱。
48.一種射頻識別(RFID)標(biāo)簽，包括: RF電路，其接收和發(fā)射RF信號到RFID讀取器； 耦合到所述RF電路的處理邏輯；以及 耦合到所述RF電路的振蕩器，該振蕩器被配置為對光輻射相對不敏感，該振蕩器被配置為隨著溫度改變其振蕩頻率。
49.如權(quán)利要求48所述的射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其中，所述處理邏輯包括發(fā)射所述振蕩頻率的邏輯序列。
50.如權(quán)利要求48所述的射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其中，所述處理邏輯包括發(fā)射振蕩周期的計(jì)數(shù)的邏輯序列。
51.如權(quán)利要求48所述的射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其中，所述處理邏輯包括發(fā)射在發(fā)射到所述標(biāo)簽的兩個(gè)校準(zhǔn)時(shí)間之間的振蕩周期的計(jì)數(shù)的邏輯序列。
52.一種無源標(biāo)簽，包括電壓倍增器電路，該電壓倍增器電路提供足夠的電力以便以190毫伏RMS的輸入RF幅度為所述標(biāo)簽的電路供電。
【文檔編號】G06K7/10GK103593698SQ201310481844
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日:2008年4月7日
【發(fā)明者】馬克·阿爾佛雷德·哈德利, 杰伊·圖, 詹姆斯·哈羅德·阿瑟頓, 愛德華·約翰·博林, 約翰·斯蒂芬·史密斯 申請人:阿利安科技有限公司