對(duì)rfid跟蹤的改進(jìn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于對(duì)物品和裝備進(jìn)行跟蹤和感測(cè)的RFID標(biāo)簽的使用，并且特別地涉及以下對(duì)RFID傳感器標(biāo)簽的改進(jìn):除了提供基本的識(shí)別功能以外，該RFID傳感器標(biāo)簽被配置成檢測(cè)、記錄和中繼環(huán)境信息等。本發(fā)明的實(shí)施方式可以應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，包括安全、食品安全、監(jiān)視、后勤、運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)、庫(kù)存管理、資產(chǎn)跟蹤等等。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識(shí)別(RFID)是一種在后勤、運(yùn)輸、庫(kù)存管理、資產(chǎn)跟蹤等等中具有一系列應(yīng)用的廣泛部署的技術(shù)。
[0003]現(xiàn)有的RFID部署通常工作于在30MHz與300MHz之間的甚高頻(VHF)波段內(nèi)；和/或工作于在300MHz與3GHz之間的超高頻(UHF)波段內(nèi)。常見的工作頻率例如處于2.4GHz非授權(quán)的波段內(nèi)。
[0004]大多數(shù)RFID部署單獨(dú)用于或主要用于基本識(shí)別。在這樣的部署中所使用的RFID標(biāo)簽通常是無(wú)源的，即不具有其自己的電源，并且RFID標(biāo)簽完全從用于對(duì)該標(biāo)簽進(jìn)行詢問(wèn)的RF場(chǎng)的能量來(lái)被激活和供電。通常，在加標(biāo)簽的物品、裝備等的附近范圍內(nèi)對(duì)RFID標(biāo)簽讀取器一一其可以是固定式的或便攜式的一一進(jìn)行操作，從而生成如下詢問(wèn)信號(hào)，該詢問(wèn)信號(hào)激活RFID標(biāo)簽并且查詢RFID標(biāo)簽以提供識(shí)別信息和/或其他固定存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。RFID讀取器/寫入器可以用于對(duì)被存儲(chǔ)在RFID標(biāo)簽內(nèi)的信息進(jìn)行添加或更新。
[0005]這樣的RFID跟蹤系統(tǒng)可以用于監(jiān)視設(shè)施內(nèi)的或者通過(guò)已知處理的物品或裝備的進(jìn)展。監(jiān)視取決于標(biāo)簽進(jìn)入RFID讀取器/寫入器設(shè)備的鄰近范圍內(nèi)，此時(shí)可以從標(biāo)簽中檢索身份和其他信息和/或?qū)⑸矸莺推渌畔⒋鎯?chǔ)在標(biāo)簽內(nèi)。然而，當(dāng)標(biāo)簽不在合適的RFID讀取器的鄰近范圍之內(nèi)時(shí)，沒(méi)有可用的另外信息或者不能獲得另外信息。
[0006]存在以下一些應(yīng)用，在這些應(yīng)用中可能期望對(duì)位置和/或環(huán)境狀況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視。例如，易腐商品例如食品可能需要在已知的安全溫度范圍內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存和運(yùn)輸。如果在任何時(shí)候周圍溫度超出該范圍，則所儲(chǔ)存的食物的質(zhì)量和安全性可能會(huì)受到影響。特別是在運(yùn)輸過(guò)程中，這可能會(huì)在任何時(shí)間發(fā)生，而不是僅當(dāng)加標(biāo)簽的產(chǎn)品位于合適的RFID讀取器和額外的環(huán)境監(jiān)視和控制裝備附近時(shí)發(fā)生。
[0007]在其他場(chǎng)景下，可能期望提供對(duì)加標(biāo)簽的物品、產(chǎn)品或裝備的其他方面比如位置、光照暴露、水分/濕度暴露和其他環(huán)境因素進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視。因此，存在對(duì)如下改進(jìn)的RFID標(biāo)簽和系統(tǒng)的需要，該RFID標(biāo)簽和系統(tǒng)能夠提供對(duì)環(huán)境條件和其他因素的這樣的連續(xù)監(jiān)視。作為實(shí)際考慮，RFID標(biāo)簽應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地具有很低的功耗以及針對(duì)所記錄的環(huán)境信息的最小存儲(chǔ)要求，以便最小化成本并且最大化工作壽命，這二者均是可行的商業(yè)部署中的重要參數(shù)。
[0008]另外，隨著VHF波段和UHF波段中日益擠滿各種通信應(yīng)用，可能期望提供以下RFID加標(biāo)簽和感測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)操作于替選的頻帶內(nèi)，例如在3GHz至30GHz之間的特高頻(SHF)波段。特別地，在澳大利亞和多個(gè)其他司法管轄區(qū)中，在5.725GHz與5.850GHz之間的頻帶是未授權(quán)的波段。
[0009]本發(fā)明在各個(gè)方面和實(shí)施方式中試圖致力于這些期望的特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種對(duì)RFID傳感器標(biāo)簽進(jìn)行操作的方法，該RFID傳感器標(biāo)簽包括RF收發(fā)器、電源以及一個(gè)或更多個(gè)傳感器，該方法包括:
[0011 ] 將RFID傳感器標(biāo)簽置于低功耗狀態(tài)下；
[0012]當(dāng)滿足預(yù)定條件時(shí)，將RFID傳感器標(biāo)簽置于中等功耗狀態(tài)下，以用于經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)傳感器來(lái)執(zhí)行傳感器測(cè)量；
[0013]當(dāng)經(jīng)由RF收發(fā)器檢測(cè)到RF信號(hào)時(shí)，將RFID傳感器標(biāo)簽置于高功耗狀態(tài)下，以用于進(jìn)行與RF信號(hào)源的RF通信；以及
[0014]當(dāng)完成RF通信或者完成傳感器測(cè)量時(shí)，將RFID傳感器標(biāo)簽返回至低功耗狀態(tài)。
[0015]有利地，本發(fā)明的方法的實(shí)施方式通過(guò)對(duì)RFID傳感器標(biāo)簽進(jìn)行操作來(lái)產(chǎn)生降低的整體功耗，從而延長(zhǎng)了電源例如板上電池的有效壽命。
[0016]另外，本發(fā)明的實(shí)施方式采用如下RFID傳感器標(biāo)簽，該RFID傳感器標(biāo)簽被配置成從所接收的RF信號(hào)來(lái)收獲RF能量，以便進(jìn)一步減少電源的消耗。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，RF收發(fā)器包括接收電路/發(fā)送電路，該接收電路/發(fā)送電路包括至少一個(gè)天線，該天線可以是完全無(wú)源的(即完全由所收獲的RF能量來(lái)供電)、半無(wú)源的(例如利用電池輔助的后向散射的情況下部分地由所收獲的RF能量來(lái)供電)、半有源的(例如，無(wú)源接收器和電池輔助發(fā)送器)或者完全有源的(即電池輔助發(fā)送器和電池輔助接收器)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，RFID傳感器標(biāo)簽包括時(shí)鐘發(fā)生電路，該時(shí)鐘發(fā)生電路被配置成生成具有至少兩種不同速率的時(shí)鐘，其中:將RFID傳感器標(biāo)簽置于中等功耗狀態(tài)下包括以第一時(shí)鐘速率操作RFID傳感器標(biāo)簽；以及
[0019]將RFID傳感器標(biāo)簽置于高功耗狀態(tài)下包括以第二時(shí)鐘速率操作RFID傳感器標(biāo)簽，
[0020]其中，第二時(shí)鐘速率高于第一時(shí)鐘速率。
[0021]另外，可以生成具有很慢時(shí)鐘速率的時(shí)鐘信號(hào)，用于RFID傳感器標(biāo)簽的不執(zhí)行快速操作或處理的部件的操作，以便最小化這樣的部件的功耗。很慢時(shí)鐘速率可以包括小于IHz直到IkHz的頻率，或者更特別地小于10Hz或甚至更特別地小于10Hz。在一個(gè)實(shí)施方式中，采用3.8Hz的時(shí)鐘速率。
[0022]第一時(shí)鐘速率可以是例如操作于IkHz至1MHz之間的慢時(shí)鐘，或者更特別地第一時(shí)鐘速率小于2MHz，并且在示例性實(shí)施方式中第一時(shí)鐘速率為IMHz時(shí)鐘速率。
[0023]第二時(shí)鐘速率可以是例如以高于IMHz的速率進(jìn)行操作的快時(shí)鐘，更特別地第二時(shí)鐘速率高于10MHz，并且在一個(gè)實(shí)施方式中第二時(shí)鐘速率為22MHz。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，在中等功耗狀態(tài)下執(zhí)行傳感器測(cè)量包括:
[0025]讀取來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)傳感器的至少一個(gè)傳感器值；以及
[0026]將該傳感器值連同與預(yù)定條件相關(guān)聯(lián)的信息存儲(chǔ)在RFID傳感器標(biāo)簽的存儲(chǔ)器中。
[0027]在一些實(shí)施方式中，預(yù)定條件是經(jīng)過(guò)了預(yù)定時(shí)間段，并且與預(yù)定條件相關(guān)聯(lián)的信息是對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳。該時(shí)間戳可以是例如時(shí)間偏移參數(shù)。
[0028]根據(jù)示例性實(shí)施方式，在中等功耗狀態(tài)下執(zhí)行傳感器測(cè)量包括:
[0029]讀取來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)傳感器的至少一個(gè)傳感器值；
[0030]將該傳感器值與預(yù)定記錄標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較；以及
[0031]在滿足該預(yù)定記錄標(biāo)準(zhǔn)的情況下，將該傳感器值存儲(chǔ)在RFID傳感器標(biāo)簽的存儲(chǔ)器中。
[0032]例如，該預(yù)定記錄標(biāo)準(zhǔn)能夠是:傳感器值落入至少一個(gè)預(yù)定的值范圍內(nèi)。
[0033]在示例性實(shí)施方式中，傳感器可以包括溫度傳感器，并且預(yù)定的值范圍可以是:小于最小安全/期望值的值；和/或大于最大安全/期望值的值。有利地，該方法使得RFID傳感器標(biāo)簽?zāi)軌蛴涗泝H“關(guān)鍵”傳感器信息，從而避免將有限的內(nèi)存資源消耗用于記錄實(shí)際不感興趣的傳感器數(shù)據(jù)。
[0034]根據(jù)示例性實(shí)施方式，在高功耗狀態(tài)下進(jìn)行RF通信包括:
[0035]接收RF信號(hào)；
[0036]確定所接收的RF信號(hào)是否包括按照預(yù)定通信協(xié)議的指令；
[0037]在所接收的RF信號(hào)包括按照預(yù)定通信協(xié)議的指令的情況下，提供對(duì)應(yīng)的響應(yīng)；以及
[0038]在所接收的RF信號(hào)不包括按照預(yù)定通信協(xié)議的指令的情況下，將RFID傳感器標(biāo)簽返回至低功耗狀態(tài)。
[0039]有利地，該方法降低了在所接收的RF信號(hào)不包括可識(shí)別的指令的情況下在高功耗狀態(tài)下所花費(fèi)的時(shí)間。這樣的狀況可能會(huì)例如由于以下而發(fā)生:在RFID傳感器標(biāo)簽的操作頻率上的偽RF干擾；和/或在該頻率范圍內(nèi)存在其他不兼容的RF傳輸。
[0040]在示例性實(shí)施方式中，響應(yīng)包括以下中的一個(gè)或更多個(gè):被記錄在RFID傳感器標(biāo)簽的存儲(chǔ)器中的傳感器數(shù)據(jù)的可用性的指示；和/或RFID傳感器標(biāo)簽的狀態(tài)指示。有利地，初始僅指示例如傳感器數(shù)據(jù)是否可用的響應(yīng)避免了在沒(méi)有可用的新信息或有用信息的情況下對(duì)繼續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?br>[0041]另外，在示例性實(shí)施方式中，響應(yīng)包括來(lái)自電源的電力的可用性的指示。S卩，本發(fā)明的實(shí)施方式使得能夠同時(shí)詢問(wèn)RFID傳感器標(biāo)簽的內(nèi)容連同監(jiān)視剩余電池壽命。
[0042]響應(yīng)還可以包括:被記錄在RFID傳感器標(biāo)簽的存儲(chǔ)器中的傳感器數(shù)據(jù)的一個(gè)或更多個(gè)記錄。在示例性實(shí)施方式中，可以僅在發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)的可用性的指示之后，向RFID傳感器標(biāo)簽提供通過(guò)發(fā)送該傳感器數(shù)據(jù)的記錄來(lái)做出響應(yīng)的指令。
[0043]根據(jù)示例性實(shí)施方式中，在所接收的RF信號(hào)不包括按照預(yù)定通信協(xié)議的指令的情況下，該方法還包括:
[0044]至少部分地禁用RF收發(fā)器；以及
[0045]當(dāng)滿足重新啟用條件時(shí)重新啟用RF收發(fā)器。
[0046]有利地，這樣的實(shí)施方式防止在存在RF干擾和/或不可識(shí)別的信號(hào)源時(shí)RFID傳感器標(biāo)簽的偽激活。因?yàn)檫@樣的干擾通常在一段時(shí)間內(nèi)存在，所以存在如下風(fēng)險(xiǎn):RFID傳感器標(biāo)簽將被正在進(jìn)行的RF事件重復(fù)重新激活進(jìn)入高功耗狀態(tài)。通過(guò)禁用RF收發(fā)器直到隨后的重新啟用條件被滿足為止，進(jìn)一步可以避免偽重新激活。
[0047]在一些實(shí)施方式中，重新啟用條件是經(jīng)過(guò)了指定時(shí)間段。指定時(shí)間段可以在每次連續(xù)出現(xiàn)所接收的RF信號(hào)不包括按照預(yù)定通信協(xié)議的指令的情況時(shí)加長(zhǎng)，直到預(yù)定最大時(shí)間段。
[0048]可以理解，可以實(shí)現(xiàn)如下替選的和/或另外的條件，在該條件下RF收發(fā)器可以至少部分地被禁用以節(jié)省電力并且隨后被重新啟用。
[0049]在另一方面中，本發(fā)明提供了一種對(duì)被記錄在RFID傳感器標(biāo)簽的存儲(chǔ)器中的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取的方法，該RFID傳感器標(biāo)簽包括RF收發(fā)器、電源以及一個(gè)或更多個(gè)傳感器，該方法包括:
[0050]由RFID傳感器標(biāo)簽接收如下RF信號(hào)，該RF信號(hào)包括按照預(yù)定通信協(xié)議的指令；
[0051]由RFID傳感器標(biāo)簽發(fā)送如下RF信號(hào)，該RF信號(hào)包括指示所記錄的傳感器數(shù)據(jù)的可用性的響應(yīng)；
[0052]由RFID傳感器標(biāo)簽按照預(yù)定通信協(xié)議接收如下RF信號(hào)，該RF信號(hào)包括發(fā)送所記錄的傳感器數(shù)據(jù)的指令；以及
[0053]由RFID傳感器標(biāo)簽發(fā)送如下RF信號(hào)，該RF信號(hào)包括被記錄在存儲(chǔ)器中的傳感器數(shù)據(jù)。
[0054]在示例性實(shí)施方式中，該方法還包括:
[0055]RFID傳感器標(biāo)簽在接收到RF信號(hào)時(shí)從較低功耗狀態(tài)切換至較高功耗狀態(tài)；以及
[0056]RFID傳感器標(biāo)簽在對(duì)所接收的RF信號(hào)的處理完成時(shí)從較高功耗狀態(tài)切換至較低功耗狀態(tài)。
[0057]在較高功耗狀態(tài)下對(duì)所接收的RF信號(hào)的處理可以包括:對(duì)所接收的RF信號(hào)中的消息進(jìn)行解碼；生成響應(yīng)消息；和/或發(fā)送響應(yīng)消息。
[0058]另外，在示例性實(shí)施方式中，指示所記錄的傳感器數(shù)據(jù)的可用性的響應(yīng)還包括來(lái)自電源的電力的可用性的指示。
[0059]在另一方面中，本發(fā)明提供了一種與預(yù)定區(qū)域內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)RFID傳感器標(biāo)簽進(jìn)行通信的方法，該方法包括:
[0060]提供RFID傳感器標(biāo)簽詢問(wèn)裝置，該RFID傳感器標(biāo)簽詢問(wèn)裝置包括RF收發(fā)器，該RF收發(fā)器被配置成使能對(duì)發(fā)送RF功率水平的控制；
[0061]設(shè)置所述發(fā)送RF功率水平，以提供能夠由位于預(yù)定區(qū)域的對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)的RFID傳感器標(biāo)簽檢測(cè)的RF信號(hào)