專利名稱：被動式射頻識別系統(tǒng)的編碼格式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種編碼格式，特別涉及一種應(yīng)用于被動式射頻識別系統(tǒng)的編碼格式。
背景技術(shù)：
被動式射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，受限于應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展與成本考慮，無法提供復(fù)雜的通訊調(diào)制方式，因此常見以AM(振幅調(diào)制)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。而被動式RFID系統(tǒng)的電子標(biāo)簽(tag)端，更因無主動的電源供應(yīng)，因此在標(biāo)簽(tag)端的電源供應(yīng)，僅能利用讀取器(reader)所送出的無線射頻(Radio Frequency，RF)載波當(dāng)作AC交流信號，以進(jìn)行交流/直流電源轉(zhuǎn)換，在有限電源供應(yīng)下，完成數(shù)據(jù)的傳輸。
在公知被動式RFID系統(tǒng)中，如圖1所示，通過讀取器(reader)01與電子標(biāo)簽(tag)02上的電感L101，L111來進(jìn)行電磁互感感應(yīng)，以進(jìn)行能量與信息傳輸動作。其中，電感L101位于讀取器01的諧振電路10中，而電感L111則位于標(biāo)簽02的諧振電路11中。被動式RFID在標(biāo)簽02端的工作偏壓供應(yīng)來源，是利用標(biāo)簽02與讀取器01上平行的電感L101，L111來進(jìn)行互感而產(chǎn)生感應(yīng)電壓，因此通過標(biāo)簽02端的電感L111，感應(yīng)由讀取器01端的電感形式的天線L101所發(fā)出的固定射頻載波信號，作為交流電源來源。然后，經(jīng)過四個或兩個二極管所構(gòu)成的全波或半波橋式整流電路12來進(jìn)行交流/直流(AC/DC)轉(zhuǎn)換，再經(jīng)由一RC低通濾波器13，取出約略穩(wěn)定的DC直流電平，以提供作為標(biāo)簽02端上的振蕩電路15與數(shù)字邏輯電路16等電路工作所須直流電壓的來源。而標(biāo)簽02內(nèi)部的振蕩電路15依據(jù)供應(yīng)的直流偏壓VDDA，自振出一系統(tǒng)頻率信號，將要傳送的數(shù)據(jù)信息通過編碼方式，經(jīng)由該調(diào)制發(fā)射電路17調(diào)制發(fā)送出去，而讀取器01端接收微弱的載波信息變化，經(jīng)檢波處理電路解調(diào)出正確的數(shù)據(jù)信息，再通過微處理器控制單元(Microprocessor Control Unit，MCU)發(fā)出預(yù)設(shè)的相應(yīng)聲音或動作，以完成信號的傳遞。
在公知被動式RFID系統(tǒng)中，因整個RFID系統(tǒng)并非在一定距離運(yùn)作，致使標(biāo)簽02端天線感應(yīng)的AM振幅，受讀取器01與標(biāo)簽02間的距離遠(yuǎn)近而有了高低變化差異，同時該橋式整流電路12所轉(zhuǎn)換出的直流電平也相對變化。因此，在公知被動式RFID上進(jìn)行AM傳輸時，幾乎伴隨數(shù)值編碼，以避免直接AM解調(diào)過程發(fā)生錯誤，常見以脈沖寬度調(diào)制(Pulse WidthModulation，PWM)編碼形式進(jìn)行。
請參閱圖2，其是公知被動式只讀型RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸示意圖。如圖所示，讀取器送出固定高電平的載波，而標(biāo)簽將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)經(jīng)過適當(dāng)PWM編碼后，調(diào)制至載波上發(fā)射出去給讀取器檢測解讀。
請參閱圖3，其是公知被動式讀/寫型RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸示意圖。如圖所示，讀取器讀取標(biāo)簽傳送的數(shù)據(jù)時，方式與被動式只讀型RFID系統(tǒng)相同，也就是說，讀取器送出固定高電平的載波，而標(biāo)簽將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)經(jīng)過適當(dāng)PWM編碼后，調(diào)制至載波上發(fā)射出去給讀取器檢測解讀。
當(dāng)讀取器上的數(shù)據(jù)要寫入標(biāo)簽時，讀取器將數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后，經(jīng)由天線發(fā)射出去，在標(biāo)簽端檢測轉(zhuǎn)換出比被動式只讀型RFID的標(biāo)簽較低的直流電源，并利用該直流電源將數(shù)據(jù)解調(diào)記錄。
在被動式只讀型RFID的運(yùn)作上，讀取器端的電感形式的天線發(fā)出固定高度的射頻載波信號，以作為標(biāo)簽的交流電源來源，接著利用標(biāo)簽內(nèi)的整流與濾波電路來轉(zhuǎn)換出標(biāo)簽的工作電壓，同時將標(biāo)簽要傳送的數(shù)據(jù)耦合調(diào)制至載波上，讓讀取器端有效接收數(shù)據(jù)，即可完成單向的數(shù)據(jù)傳輸。然而，對于被動式讀/寫型RFID系統(tǒng)而言，在讀取器送出含有數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的射頻載波信號時，因為采用AM傳輸模式，在AM進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)制后，致使發(fā)射射頻載波有振幅高低變化，以便于標(biāo)簽端進(jìn)行解調(diào)，在標(biāo)簽端轉(zhuǎn)換出的工作電壓標(biāo)簽VDD需高于標(biāo)簽的最低工作電壓需求。
請參閱圖4，其是公知PWM讀/寫型RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸示意圖。如圖所示，公知PWM讀/寫型RFID是以PWM格式編碼，以H(high)/L(low)比例為1∶3的數(shù)據(jù)編碼方式為例，LHHH代表數(shù)據(jù)“1”(DATA“1”)，HLLL代表數(shù)據(jù)“0”(DATA“0”)，若較長的連續(xù)高電平脈沖振幅出現(xiàn)，將使得標(biāo)簽端轉(zhuǎn)換出較高的直流電平VDD1_L。若較長的連續(xù)低電平脈沖振幅出現(xiàn)，將使得標(biāo)簽端轉(zhuǎn)換出較低的直流電平VDD0_L。無論如何，VDD1_L或VDD0_L均必須高于標(biāo)簽所需的最小工作電壓，以避免誤動作產(chǎn)生。因此，傳統(tǒng)PWM編碼方式當(dāng)讀取器與標(biāo)簽間的距離過長，或是讀取器發(fā)射出過長的低電位載波振幅信號時，將導(dǎo)致標(biāo)簽所轉(zhuǎn)換出的直流偏壓不足，致使標(biāo)簽功能失效或誤動作，或因為直流偏壓不足，而縮短標(biāo)簽與讀取器間的使用距離。
圖5是另一公知的PPM編碼方式，其依低電平脈波所存在的位置，來決定所代表的不同指令信息。PPM編碼方式的優(yōu)點在于，其僅有一單位長度的低載波振幅，可以減少標(biāo)簽端所轉(zhuǎn)換出的直流電壓的衰減程度。如圖5所示，以L/H比例為1∶16為例，其固定為16單位長度或更長比例單位，致使標(biāo)簽與讀取器間的位傳輸速率(BAUD rate)降低。此外，因為其利用低電平脈沖的存在位置來決定所代表的不同指令信息，因此正確判定低電平脈脈沖的存在位置是相當(dāng)重要的。然而在實際運(yùn)作中，并無法立即區(qū)分出低電平脈沖的起始點位置，因此，必須進(jìn)行復(fù)雜的位置鎖定動作，以避免誤判，因此增加整個PPM解調(diào)電路的復(fù)雜性。
由上，鑒于公知技術(shù)的缺陷，提出本發(fā)明的被動式射頻識別(RFID)系統(tǒng)的傳輸編碼格式，用以改善上述公知技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種被動式RFID系統(tǒng)的傳輸編碼格式，其結(jié)合PWM與PPM數(shù)據(jù)編碼的傳輸特性，提供一特定編碼格式，以進(jìn)行特定格式協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸，同時兼顧簡單解調(diào)功能，并能在被動式RFID系統(tǒng)的有限電源供應(yīng)下，加長被動式RFID系統(tǒng)的使用距離。
為實現(xiàn)上述目的上述目的，本發(fā)明提供一種編碼格式，應(yīng)用于一射頻識別系統(tǒng)上，其包含一單位長度的低電平脈沖與n個單位長度的高電平脈波，通過調(diào)整n的值，以構(gòu)成不同的指令或數(shù)據(jù)格式。
如上所述的編碼格式，該射頻識別系統(tǒng)為一被動式射頻識別系統(tǒng)。
如上所述的編碼格式，應(yīng)用于該被動式射頻識別系統(tǒng)的振幅調(diào)制(AM)上。
如上所述的編碼格式，其中n≥1。
如上所述的編碼格式，該指令或數(shù)據(jù)格式由該n個單位長度的高電平脈沖所構(gòu)成。
如上所述的編碼格式，該指令或數(shù)據(jù)格式由該一單位長度的低電平脈沖與該n個單位長度的高電平脈沖所構(gòu)成。
如上所述的編碼格式，該指令或數(shù)據(jù)格式由兩個連續(xù)一單位長度的低電平脈沖間的多個具有不同單位長度的高電平脈沖所構(gòu)成。
如上所述的編碼格式，該一單位長度的低電平脈沖為該指令或數(shù)據(jù)格式的起始點。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種編碼格式，應(yīng)用于一射頻識別系統(tǒng)上，其包含一單位長度的低電平脈沖與n個單位長度的高電平脈沖，通過調(diào)整n的值，以構(gòu)成不同的指令或數(shù)據(jù)格式，其中該指令或數(shù)據(jù)格式由該n個單位長度的高電平脈沖所構(gòu)成。
如上所述的編碼格式，該射頻識別系統(tǒng)為一被動式射頻識別系統(tǒng)。
如上所述的編碼格式，應(yīng)用于該被動式射頻識別系統(tǒng)的振幅調(diào)制(AM)上。
如上所述的編碼格式，其中n≥1。
如上所述的編碼格式，該一單位長度的低電平脈沖為該指令或數(shù)據(jù)格式的起始點。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種編碼格式，應(yīng)用于一射頻識別系統(tǒng)上，其包含一單位長度的低電平脈沖與n個單位長度的高電平脈沖，通過調(diào)整n的值，以構(gòu)成不同的指令或數(shù)據(jù)格式，其中該指令或數(shù)據(jù)格式由該一單位長度的低電平脈沖與該n個單位長度的高電平脈沖所構(gòu)成。
如上所述的編碼格式，該射頻識別系統(tǒng)為一被動式射頻識別系統(tǒng)。
如上所述的編碼格式，應(yīng)用于該被動式射頻識別系統(tǒng)的振幅調(diào)制(AM)上。
如上所述的編碼格式，其中n≥1。
如上所述的編碼格式，該一單位長度的低電平脈沖為該指令或數(shù)據(jù)格式的起始點。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種編碼格式，應(yīng)用于一射頻識別系統(tǒng)上，其包含一單位長度的低電平脈沖與n個單位長度的高電平脈沖，通過調(diào)整n的值，以構(gòu)成不同的指令或數(shù)據(jù)格式，其中該指令或數(shù)據(jù)格式由兩個連續(xù)一單位長度的低電平脈沖間的多個具有不同單位長度的高電平脈沖所構(gòu)成。
如上所述的編碼格式，該射頻識別系統(tǒng)為一被動式射頻識別系統(tǒng)。
如上所述的編碼格式，應(yīng)用于該被動式射頻識別系統(tǒng)的振幅調(diào)制(AM)上。
如上所述的編碼格式，其中n≥1。
如上所述的編碼格式，該一單位長度的低電平脈沖為該指令或數(shù)據(jù)格式的起始點。


圖1為公知被動式RFID系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖。
圖2為公知被動式只讀型RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸示意圖。
圖3為公知被動式讀/寫型RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸示意圖。
圖4為公知PWM讀/寫型RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸示意圖。
圖5為公知PPM的編碼方式。
圖6為本發(fā)明一較佳實施例的被動式RFID的數(shù)據(jù)傳輸示意圖。
圖7為本發(fā)明一較佳實施例的編碼方式。
圖8為本發(fā)明一較佳實施例的完整傳輸架構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號說明10諧振電路 11諧振電路12橋式整流電路 13低通濾波器14電壓限制器 15振蕩電路16數(shù)字邏輯電路 17調(diào)制發(fā)射電路具體實施方式
本發(fā)明提供一適用于被動式RFID系統(tǒng)進(jìn)行雙向通信時的通訊傳輸界面，其結(jié)合PWM與PPM數(shù)據(jù)編碼的傳輸特性，采用PPM單一低電平脈沖特點，與PWM不同長度編碼特性，利用兩個不連續(xù)的單一低電平脈沖間的距離，來代表不同指令或數(shù)據(jù)，以設(shè)計一系列特定指令或數(shù)據(jù)，進(jìn)行信息傳輸。
請參閱圖6，其為本發(fā)明一較佳實施例的被動式RFID的數(shù)據(jù)傳輸示意圖。如圖所示，所有指令與數(shù)據(jù)均以一個單位低電平脈沖當(dāng)作起始點，配合隨后的高電平脈沖的單位長度來決定其代表指令或是數(shù)據(jù)，即利用高電平脈沖間的距離來區(qū)分不同的信息意義，也可視為以連續(xù)兩個低電平脈沖間的距離，來決定其代表指令或是數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的編碼方式的設(shè)計范例如圖7所示。所有指令或是數(shù)據(jù)均由一低電平脈沖時間當(dāng)起始，且固定為標(biāo)簽可接受的最小單位長度時間，因此，其指令或是數(shù)據(jù)解調(diào)方式，可利用檢測此低電平脈沖時間來作系統(tǒng)頻率校正，利用此低電平脈沖時間當(dāng)作指令或數(shù)據(jù)的檢測起始點，測量隨后的高電平脈沖的單位長度，即可簡易判別出指令或數(shù)據(jù)。
因為所有指令或是數(shù)據(jù)的編碼格式中，均僅有一個單位長度的低電平脈沖，所以反應(yīng)在標(biāo)簽端的直流電源上的電壓衰減變化是一致的，同時衰減影響也是最低的，也就是說，其應(yīng)用的有效使用距離會較公知PWM編碼格式的使用距離長。
PPM編碼方式基本上是無法提供指令或數(shù)據(jù)檢測的起始點，其必須通過復(fù)雜判斷模式或電路方可完成。然而，本發(fā)明的編碼方式均由一個單位長度的低電平脈沖時間當(dāng)起始，且固定為標(biāo)簽可接受的最小單位時間，因此，其指令或是數(shù)據(jù)解調(diào)方式，可利用檢測此低電平脈沖時間來作系統(tǒng)頻率校正，利用此低電平脈沖時間當(dāng)作指令或數(shù)據(jù)的檢測起始點，測量隨后的高電平脈沖的單位長度，即可簡易判別出指令或數(shù)據(jù)。由于其指令與數(shù)據(jù)的單位長度長短不一，故可靈活運(yùn)用，相對于PPM編碼方式使用固定單位長度的指令或數(shù)據(jù)而言，本發(fā)明的傳輸速率快了許多。
請參閱圖8，其為本發(fā)明一較佳實施例的完整傳輸架構(gòu)示意圖。該完整傳輸架構(gòu)分成三大區(qū)塊，包含封包頭(header)、指令/數(shù)據(jù)(command/data)及結(jié)尾(END)，其中封包頭(header)由編碼指令SYNC、data“0”、data“0”、及SYNC構(gòu)成，由一個低電平(L)啟始，在連續(xù)兩個低電平(L)中，將分別出現(xiàn)7-3-3-7個高電平(H)，接收端接收到此封包頭(header)后可作接收端時序脈沖(clock)校正，正確分離判讀出“Data_L”，“Data_H”等編碼指令。指令/數(shù)據(jù)字段由8位ID、7位地址、1讀/寫位、8位數(shù)據(jù)、及1奇位檢查構(gòu)成，最后為一結(jié)尾編碼指令。
綜上所述，本發(fā)明的編碼方式不僅改善了使用PWM編碼方式而產(chǎn)生的標(biāo)簽端電源不穩(wěn)的情形，并加長了讀取器與標(biāo)簽間的使用距離。此外，本發(fā)明還提供所有指令與數(shù)據(jù)編碼的起始點設(shè)計，減少了PPM編碼方式所需的復(fù)雜解調(diào)電路，同時也提升了傳輸速率。因此，本發(fā)明能有效改善公知技術(shù)的缺陷，因此具有產(chǎn)業(yè)價值，進(jìn)而達(dá)成發(fā)展本發(fā)明的目的。
本發(fā)明可由熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)行各種改型和變化，然而其均涵蓋在本發(fā)明的申請專利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種編碼格式，應(yīng)用于一射頻識別系統(tǒng)上，其包含一單位長度的低電平脈沖與n個單位長度的高電平脈沖，通過調(diào)整n的值，以構(gòu)成不同的指令或數(shù)據(jù)格式。
2.如權(quán)利要求1所述的編碼格式，其中該射頻識別系統(tǒng)為一被動式射頻識別系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的編碼格式，應(yīng)用于該被動式射頻識別系統(tǒng)的振幅調(diào)制上。
4.如權(quán)利要求1所述的編碼格式，其中n≥1。
5.如權(quán)利要求1所述的編碼格式，其中該指令或數(shù)據(jù)格式由該n個單位長度的高電平脈沖所構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的編碼格式，其中該指令或數(shù)據(jù)格式由該一單位長度的低電平脈沖與該n個單位長度的高電平脈沖所構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1所述的編碼格式，其中該指令或數(shù)據(jù)格式由兩個連續(xù)一單位長度的低電平脈沖間的多個具有不同單位長度的高電平脈沖所構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的編碼格式，其中該一單位長度的低電平脈沖為該指令或數(shù)據(jù)格式的起始點。
9.一種編碼格式，應(yīng)用于一射頻識別系統(tǒng)上，其包含一單位長度的低電平脈沖與n個單位長度的高電平脈沖，通過調(diào)整n的值，以構(gòu)成不同的指令或數(shù)據(jù)格式，其中該指令或數(shù)據(jù)格式由該n個單位長度的高電平脈沖所構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求9所述的編碼格式，其中該一單位長度的低電平脈沖為該指令或數(shù)據(jù)格式的起始點。
11.一種編碼格式，應(yīng)用于一射頻識別系統(tǒng)上，其包含一單位長度的低電平脈沖與n個單位長度的高電平脈沖，通過調(diào)整n的值，以構(gòu)成不同的指令或數(shù)據(jù)格式，其中該指令或數(shù)據(jù)格式由該一單位長度的低電平脈沖與該n個單位長度的高電平脈沖所構(gòu)成。
12.一種編碼格式，應(yīng)用于一射頻識別系統(tǒng)上，其包含一單位長度的低電平脈沖與n個單位長度的高電平脈沖，通過調(diào)整n的值，以構(gòu)成不同的指令或數(shù)據(jù)格式，其中該指令或數(shù)據(jù)格式由兩個連續(xù)一單位長度的低電平脈沖間的多個具有不同單位長度的高電平脈沖所構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種被動式射頻識別系統(tǒng)的編碼格式，應(yīng)用于一射頻識別系統(tǒng)上，其包含一單位長度的低電平脈沖與n個單位長度的高電平脈沖，通過調(diào)整n的值，以構(gòu)成不同的指令或數(shù)據(jù)格式。本發(fā)明的編碼格式結(jié)合PWM與PPM數(shù)據(jù)編碼的傳輸特性，提供一特定編碼格式，以進(jìn)行特定格式協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸，同時兼顧簡單解調(diào)功能，并能在被動式RFID系統(tǒng)的有限電源供應(yīng)下，加長被動式RFID系統(tǒng)的使用距離。
文檔編號H04L27/04GK1862565SQ200510068800
公開日2006年11月15日 申請日期2005年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
發(fā)明者許績賀 申請人:盛群半導(dǎo)體股份有限公司