射頻應(yīng)答器電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文涉及射頻應(yīng)答器電路，特別是涉及具有唯一標(biāo)識(shí)符這樣的應(yīng)答器電路。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識(shí)別(RFID)這種技術(shù)通過(guò)使用電場(chǎng)或磁場(chǎng)或無(wú)線電波廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)識(shí)別物體或人而不需要視距通信。RFID應(yīng)答器通常沒(méi)有內(nèi)部電源，而是通過(guò)從接收信號(hào)提取電能來(lái)接收充足的能量。為了允許RFID應(yīng)答器被明確地識(shí)別，能夠識(shí)別與之相關(guān)聯(lián)的項(xiàng)目，每個(gè)應(yīng)答器都具有存儲(chǔ)的唯一標(biāo)識(shí)符(UID)，唯一標(biāo)識(shí)符(UID)是在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO15693中所使用的術(shù)語(yǔ)。通常在生產(chǎn)測(cè)試期間，在1C供應(yīng)商處對(duì)UID進(jìn)行編程，并確保每個(gè)標(biāo)識(shí)符的唯一性。然后UID能夠被鏈接到實(shí)體物體或者人。
[0003]在RFID中使用兩個(gè)基本的通信方案:讀取器先啟動(dòng)(RTF)和標(biāo)簽先啟動(dòng)(TTF)。標(biāo)簽先啟動(dòng)表示的是，無(wú)論何時(shí)應(yīng)答器被讀取器的場(chǎng)供電，它都開(kāi)始傳輸它的UID并且重復(fù)傳輸它的UID。讀取器必須要獲取到這些傳輸以識(shí)別出在它的場(chǎng)中的應(yīng)答器。標(biāo)簽先啟動(dòng)方案允許非常簡(jiǎn)單的應(yīng)答器，這是以不可能有更先進(jìn)的和更快的識(shí)別方法或另外的讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器為代價(jià)的。為了克服這些限制，可以使用讀取器先啟動(dòng)方案。這種方案表示的是，應(yīng)答器必須等到它從讀取器接收到指令才能執(zhí)行預(yù)定操作，預(yù)定操作例如是用它的UID進(jìn)行響應(yīng)。
[0004]永久性的標(biāo)志是在短時(shí)間斷電期間(例如在場(chǎng)重置期間)被保存的標(biāo)志。這種標(biāo)志用于RFID系統(tǒng)，特別是那些沒(méi)有內(nèi)部電源的系統(tǒng)，以在短時(shí)間斷電期間保持RFID應(yīng)答器的識(shí)別狀態(tài)。包括識(shí)別狀態(tài)的基本信息通常涉及應(yīng)答器是否已經(jīng)被識(shí)別(即UID已經(jīng)成功被系統(tǒng)讀取)，這表明應(yīng)答器不需要再參與識(shí)別過(guò)程，或者涉及應(yīng)答器是否還沒(méi)有被識(shí)別(即UID還沒(méi)由成功被系統(tǒng)讀取)，這表明應(yīng)答器需要參與識(shí)別過(guò)程。典型應(yīng)用是隧道式讀取器，這種讀取器能夠在不同方向上讀取RFID應(yīng)答器，并且具有至少三個(gè)不同方向的天線。在識(shí)別期間，讀取器周期地在這些天線之間進(jìn)行切換，這導(dǎo)致在需要進(jìn)行切換的時(shí)候，或者是當(dāng)特別的天線方位不能提供充足的能量的時(shí)候，讀取器范圍內(nèi)的任何一個(gè)應(yīng)答器都不被供電。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 18000-3M3中對(duì)用于這一目的的永久性的標(biāo)志作出了規(guī)定。
[0005]非易失性存儲(chǔ)器能夠被用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和冗余信息，以便當(dāng)存在位誤差時(shí)能夠檢測(cè)以及可能糾正存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。邏輯字節(jié)(8位)可以例如被存儲(chǔ)在12個(gè)物理位中，能夠糾正任何一個(gè)給定位的錯(cuò)誤。然而這表明，要讀取一個(gè)字節(jié)，或者甚至是當(dāng)僅讀取一個(gè)位的信息時(shí)，12位都需要讀取，這樣才能夠糾正錯(cuò)誤。
[0006]一些應(yīng)答器還包含簽名以證明它的真實(shí)性，簽名是通過(guò)對(duì)UID進(jìn)行計(jì)算得到的。如果在場(chǎng)中，UID的任何一位或簽名發(fā)生改變，則該簽名就是無(wú)效的，從而使得讀取器能夠詢問(wèn)應(yīng)答器來(lái)確定它的有效性。
[0007]智能卡1C通常使用存儲(chǔ)在系統(tǒng)存儲(chǔ)器中的校驗(yàn)和，可以在每個(gè)啟動(dòng)進(jìn)程期間對(duì)任何安全性相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算校驗(yàn)和。
[0008]大多數(shù)RFID應(yīng)答器包括用戶存儲(chǔ)器(即用戶能夠進(jìn)行讀/寫(xiě)操作的存儲(chǔ)器)。因此RFID系統(tǒng)可以對(duì)UID計(jì)算校驗(yàn)和，并將該校驗(yàn)和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中用于檢查。
[0009]RFID應(yīng)答器自身例如可以在啟動(dòng)進(jìn)程中使用校驗(yàn)和來(lái)檢查UID是否已經(jīng)被更改或破壞，在機(jī)械震動(dòng)或極端的環(huán)境條件下會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。然而，這種方法存在一個(gè)問(wèn)題，就是需要從應(yīng)答器的存儲(chǔ)器讀取額外的數(shù)據(jù)，這樣會(huì)增加啟動(dòng)進(jìn)程的時(shí)間。和UID —樣，還需要在啟動(dòng)期間讀取配置數(shù)據(jù)和校驗(yàn)和，并且在應(yīng)答器能夠響應(yīng)信號(hào)之前需要執(zhí)行完整性校驗(yàn)。這樣會(huì)延遲應(yīng)答器能夠響應(yīng)讀取器信號(hào)的時(shí)間。或者啟動(dòng)進(jìn)程需要更多時(shí)間，或者應(yīng)答器需要在啟動(dòng)期間以更快的速率進(jìn)行操作。第一個(gè)選項(xiàng)是不可能的，因?yàn)橹T如ISO15693的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)規(guī)定了在給定時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)備好處理一個(gè)命令(在ISO 15693中規(guī)定的是最大值為lms)。第二個(gè)選項(xiàng)通常也是不可能的，因?yàn)檫@樣需要使用更多的能量，這會(huì)對(duì)應(yīng)答器的工作范圍產(chǎn)生負(fù)面影響。
[0010]在應(yīng)答器的讀取操作中，對(duì)于工作序列來(lái)說(shuō)，最壞情況的方案可能包括以下步驟:
[0011]1.場(chǎng)重置操作；
[0012]2.讀取器對(duì)應(yīng)答器設(shè)置執(zhí)行啟動(dòng)進(jìn)程的有限時(shí)間；
[0013]3.發(fā)布識(shí)別命令；以及
[0014]4.如果沒(méi)有從應(yīng)答器接收到響應(yīng)的話，直接進(jìn)行到步驟1。
[0015]如果應(yīng)答器不能在可用的有限時(shí)間內(nèi)完成啟動(dòng)進(jìn)程的話，則應(yīng)答器就不能處理識(shí)別命令，因此將不能被識(shí)別。
[0016]本文的目的是要解決一個(gè)或多個(gè)上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]根據(jù)本文的第一個(gè)方面，提供了一種射頻應(yīng)答器電路，包括天線模塊、控制電路和存儲(chǔ)器，射頻應(yīng)答器電路被配置成通過(guò)控制電路讀取和經(jīng)由天線模塊發(fā)送存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)符，以此來(lái)響應(yīng)經(jīng)由天線模塊接收到的讀取器命令，其中控制電路被配置成在第一次經(jīng)由天線模塊被讀取器場(chǎng)供電時(shí)，對(duì)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)執(zhí)行完整性校驗(yàn)，并且在隨后被讀取器場(chǎng)供電時(shí)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)不執(zhí)行完整性校驗(yàn)。
[0018]通過(guò)僅在第一次接收到讀取器場(chǎng)時(shí)執(zhí)行完整性校驗(yàn)，應(yīng)答器電路能夠在所要求的時(shí)間期間內(nèi)及時(shí)響應(yīng)隨后的讀取器場(chǎng)傳輸(傳輸過(guò)程通常快速連續(xù)地重復(fù)進(jìn)行)，同時(shí)仍然確保了存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的標(biāo)識(shí)符是有效的。
[0019]讀取器場(chǎng)可以是RFID讀取器發(fā)射的用于對(duì)讀取器的范圍內(nèi)的應(yīng)答器進(jìn)行供電的電場(chǎng)、磁場(chǎng)或電磁波。
[0020]控制電路被配置成從存儲(chǔ)器讀取包括標(biāo)識(shí)符和校驗(yàn)和的數(shù)據(jù)，并且通過(guò)對(duì)標(biāo)識(shí)符執(zhí)行校驗(yàn)和函數(shù)來(lái)執(zhí)行完整性校驗(yàn)。
[0021]控制電路可以被配置成，如果完整性校驗(yàn)失敗，則禁用應(yīng)答器電路。這樣確保了應(yīng)答器電路不能發(fā)送無(wú)效的標(biāo)識(shí)符，例如如果存儲(chǔ)器已經(jīng)以某種方式被破壞或更改?？刂齐娐坊蛘呖梢员慌渲贸?，如果完整性校驗(yàn)失敗，(對(duì)于RTF通信方案來(lái)說(shuō))響應(yīng)讀取信號(hào)諸如讀取器命令發(fā)送錯(cuò)誤信號(hào)，從而讀取器設(shè)備能夠確定應(yīng)答器出現(xiàn)故障或者是無(wú)效的。
[0022]預(yù)定時(shí)間可以是一秒、五秒、一分鐘或更長(zhǎng)，例如取決于應(yīng)用類型，預(yù)定時(shí)間可以在1秒到1小時(shí)范圍內(nèi)。在存儲(chǔ)器被破壞或更改的風(fēng)險(xiǎn)較高的環(huán)境中使用的應(yīng)答器可以被配置成將預(yù)定時(shí)間周期設(shè)置成比在存儲(chǔ)器被破壞或更改的風(fēng)險(xiǎn)較低的環(huán)境中使用的應(yīng)答器的預(yù)定時(shí)間周期短。
[0023]預(yù)定時(shí)間可以通過(guò)永久性的標(biāo)志來(lái)確定，永久性的標(biāo)志可以被配置成取決于電容器的泄漏率隨時(shí)間周期衰減。預(yù)定時(shí)間或者可以通過(guò)設(shè)置對(duì)應(yīng)答器電路供電的周期數(shù)來(lái)確定，在預(yù)定時(shí)間之后，控制電路將再次執(zhí)行完整性校驗(yàn)?？梢酝ㄟ^(guò)多個(gè)永久性的標(biāo)志來(lái)設(shè)置周期數(shù)。可以通過(guò)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的值來(lái)設(shè)置預(yù)定時(shí)間，雖然這樣會(huì)在預(yù)定時(shí)間到期后需要能量來(lái)檢查和重置該值。當(dāng)讀取器場(chǎng)非激活時(shí)也必須要保持對(duì)應(yīng)答器電路供電，以使得控制電路能夠確定什么時(shí)候預(yù)定時(shí)間到期。利用一個(gè)或多個(gè)永久性的標(biāo)志就不需要電路不在讀取器的范圍內(nèi)時(shí)被供電，一個(gè)或多個(gè)永久性的標(biāo)志能夠被配置成在預(yù)定時(shí)間之后到期并且不需要應(yīng)答器電路被供電。設(shè)置單個(gè)永久性的標(biāo)志來(lái)表示是否要執(zhí)行完整性校驗(yàn)，避免了與不同的標(biāo)志以不同的速率衰減有關(guān)的問(wèn)題，這樣的問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致要對(duì)多個(gè)標(biāo)志重置不同次。
[0024]控制電路可以被配置成在執(zhí)行完整性校驗(yàn)之后設(shè)置標(biāo)志，以表示在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，隨后將不用執(zhí)行完整性校驗(yàn)。如果通過(guò)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的標(biāo)志來(lái)設(shè)置預(yù)定時(shí)間，則控制電路被配置成在預(yù)定時(shí)間周期到期之后重置標(biāo)志。
[0025]控制電路可以被配置成當(dāng)經(jīng)由天線模塊接收到讀取器場(chǎng)時(shí)檢查標(biāo)志的狀態(tài)，并且只要沒(méi)有設(shè)置標(biāo)志，就執(zhí)行完整性校驗(yàn)。
[0026]射頻應(yīng)答器電路可以作為射頻應(yīng)答器的一部分，射頻應(yīng)答器包括射頻應(yīng)答器電路和連接到天線模塊的天線。
[0027]根據(jù)本文的第二個(gè)方面，提供了一種操作根據(jù)第一個(gè)方面的射頻應(yīng)答器電路的方法，該方法包括:
[0028]通過(guò)讀取器場(chǎng)經(jīng)由天線模塊對(duì)應(yīng)答器電路第一次供電；
[0029]從存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中讀取標(biāo)識(shí)符；
[0030]對(duì)標(biāo)識(shí)符執(zhí)行完整性校驗(yàn)；
[0031 ] 如果完整性校驗(yàn)成功，則設(shè)置標(biāo)志；
[0032]經(jīng)由天線模塊接收讀取器命令；
[0033]響應(yīng)讀取器命令，經(jīng)由天線模塊發(fā)送標(biāo)識(shí)符；以及
[0034]當(dāng)被隨后的讀取器場(chǎng)供電時(shí)且標(biāo)志被保持設(shè)置時(shí)，不執(zhí)行完整性校驗(yàn)。
[0035]第一個(gè)方面的各種可選的特征，諸如標(biāo)志是永久性的標(biāo)志，可以被應(yīng)用到第二個(gè)方面。
[0036]本文中描述的實(shí)施例基于但并不是必須限于讀取器先啟動(dòng)(RTF)RFID通信方案。
【附圖說(shuō)明】
[0037]下面將參考附圖詳細(xì)描述本文。
[0038]圖1是示例的RFID應(yīng)答器的示意圖；
[0039]圖2是表示不同類型的應(yīng)答器在連續(xù)的讀取回合期間的操作序列的圖；以及
[0040]圖3是表示RFID應(yīng)答器的示例的操作序列的示意流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]圖1是基于現(xiàn)有的NXP ICODE SLIX應(yīng)答器1C圖解的典型的RFID應(yīng)答器的示意性的框圖。其他的應(yīng)答器具有相似的特征，雖然某些細(xì)節(jié)可能會(huì)改變。應(yīng)答器電路100包括連接到天線102的天線模塊101、控制電路模塊103和存儲(chǔ)器模塊104這些基本部件。天線模塊101包括各種子模塊，諸如整流器和解調(diào)器用于從經(jīng)由天線102接收到的信號(hào)中獲得供電和數(shù)據(jù)信號(hào)，時(shí)鐘模塊用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，以及用于調(diào)制通過(guò)天線102發(fā)送的輸出信號(hào)的模塊?？刂齐娐纺K103被配置成從天線模塊101獲得電源電壓VDD和時(shí)鐘信號(hào)，從天線模塊101接收數(shù)據(jù)，以及發(fā)送數(shù)據(jù)到天線模塊101?？刂齐娐纺K103還被配置成對(duì)存儲(chǔ)器模塊104進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作。
[0042]典型的RFID讀取器不是必須能夠確定什么時(shí)候任何特別的應(yīng)答器進(jìn)入讀取器場(chǎng)，因此可以被配置成對(duì)可能出現(xiàn)的任意的應(yīng)答器進(jìn)行連續(xù)地輪詢。圖2示出了根據(jù)上述最壞情況方案的示例的操作序列。讀取器執(zhí)行連續(xù)的回合，在圖2中示出了其中兩個(gè)回合201、20