专利名称：电子识别标签及用于其的询问器的制作方法
背景技术：
在许多工业和商业分发环境中，需要快速确定特定产品或者包装的信息，并且只需最少的用户干预。例如，在生产环境中，从装配阶段直到将特定部件交付给用户必须全程跟踪部件。执行这种跟踪功能的技术也已经从劳动密集的人工处理发展为光学扫描(涉及扫描通用产品代码(UPC)标签的条形码阅读器)，并且已经发展到射频识别(RFID)领域。
在光学扫描系统中，条形码阅读器生成低功率的激光信号，后者在一个包含UPC的纸标签上被反射。反射信号被转换成可以由计算机解释的数字信息。然而，在光学扫描系统中，通过低功率激光信号及其反射的光学系统会变的很脏，因此需要频繁的维护。而且，只有条形码在条形码阅读器视线范围内时，UPC标签才可以被读出，因而需要将标签粘贴在包装的外表面。这些因素增加了光学条形码扫描系统的成本，并限制了他们在工业和商业环境中被认可。
在RFID系统中，被动应答器接收询问器单元产生的能量。存在从询问器单元接收的能量时，该应答器作出响应，产生一条消息。然而，这些系统需要在被动应答器中嵌入复杂的电路，因此增加了成本，进而限制了对RFID系统的认可。
图1的框图示出了依照本发明实施例的电子识别标签的基本单元以及同该电子识别标签单元一起工作的询问器。
图2是依照本发明实施例的电子识别标签单元的电路图。
图3的波形图表示了依照本发明实施例，耦合到图1的询问器的磁场产生装置的输入阻抗。
图4a是电子识别标签的框图，它包括按照本发明实施例的两个电子识别标签单元。
图4b的一对波形的图表示了依照本发明实施例，由图4a询问器的阻抗传感器所读出的作为时间函数的输入阻抗。
图5是依照本发明另一实施例的电子识别标签单元。
图6是依照本发明另一实施例的电子识别标签单元的框图。
图7a是依照本发明另一实施例的电子识别标签的框图。
图7b的一对波形的图表示了依照本发明另一实施例，由图7a询问器的阻抗传感器所读出的作为时间函数的输入阻抗。
图8是依照本发明实施例，将信息从电子识别标签传递给询问器的方法的流程图。
图9是依照本发明实施例，查询电子识别标签的方法的流程图。
图10是依照本发明另一实施例，将信息由电子识别标签传递给询问器的方法的流程图。
具体实施例方式
图1是依照本发明实施例的电子识别标签的基本单元以及同该电子识别标签单元一起工作的询问器的框图。在图1中，询问器100的信号发生器120以第一频率产生一个信号，该信号被耦合到场生成设备140。在图1的实施例中，信号发生器120生成一个10-20MHz范围内的信号，尽管根据应用的特殊需要也不阻止使用低于10MHz或者高于20MHz的频率。在一个实施例中，与当前的RFID系统一致，信号发生器120产生一个13.56MHz附近的信号。
在图1的实施例中，场生成设备140是一个磁场发生器，它包括一个或多个的电感器或者其它电感设备。场生成设备140还可以表示任何类型的场生成设备，它在由信号发生器120所产生的频率处产生时变的磁场。在图1中，场生成设备140被放置在电子识别标签单元105外部距离该单元耦合距离“D”处。耦合距离“D”在2到20厘米之间，但本发明其它实施例可以使用超出此范围的耦合距离。
电子识别标签单元105包括谐振电路150、整流器160、能量存储设备170、开关设备180和181以及电路元件190。在图1的实施例中，当场生成设备140以谐振电路150的谐振频率或者基本接近的频率产生信号时，一定数量的能量被无线耦合并存储在谐振电路150中。耦合到谐振电路150中的能量的数量取决于耦合距离(D)、谐振电路150的品质因数(Q)以及由场生成设备140所产生的磁场强度。
随着谐振电路150的谐振，将能量传递通过整流器160并且进入能量存储设备170。当能量存储设备170已经存储了预定量的耦合能量时，开关设备180被激活，由此将电路元件190耦合到谐振电路150。在图1的实施例中，电路元件190是一个电阻器，它显著地影响谐振电路150的品质因数(Q)。由于谐振电路150的品质因数受到影响，因此阻抗传感器130感知到谐振电路150存储从场生成设备140中无线接收到的能量的能力变化。
由于开关设备180将电路元件190接入到谐振电路150，开关设备181的功能是将存储在能量存储设备170中的能量基本释放掉。当存储在能量存储设备170中的能量已经被基本释放后，开关设备180恢复到它的前一状态，由此将电路元件190从谐振电路150断开。开关设备181也恢复到断开状态，由此将能量存储设备170和地断开。
由于电路元件190被从谐振电路150中断开，谐振电路返回到先前更高品质因数的状态，在该状态谐振电路能够无线接收来自场生成设备140的能量。谐振电路150的品质因数变化被询问器100的阻抗传感器130检测到。通过阻抗传感器130，处理器110能够确定电路元件190连接到谐振电路150上以及从谐振电路150断开的周期。
开关设备180可以使用一个或者多个晶体管，它们响应出现在能量存储设备170输出端的特定电压。因而，举例来说，如果能量存储设备170在从谐振电路150获得很少的能量之后就能够产生一个显著电压，则开关设备180会更频繁地将电路元件190连接到谐振电路150以及从谐振电路150断开。如果能量存储设备170需要更长的时间周期才能产生显著电压，则开关设备180会减少将电路元件190连接到谐振电路150以及从谐振电路150断开的频率。
因此，在图1的实施例中，谐振电路150的品质因数在单位时间内的改变次数受能量存储设备170容量的影响。在此实施例中，由于谐振电路150的品质因数在单位时间内的这些改变被阻抗传感器130检测到并且被处理器110处理，因此这些改变将有关电子识别标签单元105的信息传递到询问器100。
在图1的该实施例中，处理器110只需要拥有把场生成设备140的输入阻抗的改变计数为时间函数的能力。在本发明的其它实施例中(如图4a中的实施例)，处理器110需要对于从第一阻抗传感器接收到的单位时间的改变次数和从第二阻抗传感器接收到的改变次数进行比较。在图4a的该实施例中，从第一阻抗传感器接收到的单位时间内的改变提供了一个数据框架，在该数据框架中可以测量第二阻抗传感器在单位时间内的改变。在本发明的其它实施例中(例如图7a的实施例)处理器110需要使用从第一电子识别标签单元接收的定时和时钟信息来解码一连串的二进制数字，该数字是通过从第二电子识别标签单元接收的输入阻抗的改变而被传递的。
图1的谐振电路150可以是任意的并联或者串联谐振电路，其中利用来自诸如场生成设备140的无线耦合设备的相对小的周期激励，就能够在该电路中获得大的电流和/或电压幅度。该激励的周期可以和该电路的固有频率相同或者基本相同。因而，使用串联或者并联的谐振就能够实现谐振电路150，该谐振电路包括至少一个集总元件电容器和至少一个被适当连接的电感器来产生大电流和/或电压幅度。在其它实施例中，谐振电路150可以只包括单个电感器，该电感器中包括了足以产生期望频率的谐振的寄生电容。本发明的其它实施例会包括诸如微波或者毫米波微波传输带和带状线电路的谐振结构，在该电路中传输线的打开和短接部分起到谐振电路的作用。
图2是依照本发明实施例的电子识别标签的电路图。在图2中，电感器205和电容器210构成并联谐振电路，该电路在预定频率处从诸如图1的场生成设备140的外部源无线接收能量。随着谐振电路吸收能量，一部分能量通过整流器160、通过电阻器235耦合到一个或者多个电容器250上。随着能量存储在电容器250上，电容器的平行板上的电压升高。当电压升高超过一预定电平之后，晶体管215转换到激活状态(“导通”)，因而，将电阻器220耦合到由电感器205和电容器220所构成的谐振电路上。当晶体管215激活时，通过电阻器230传递到晶体管240的电流使晶体管240转换到激活状态，由此提供导通路径，以便基本上或者至少部分地耗散存储在电容器250上的能量。电阻器245限制电容器250的放电速度。当电容器250已经被完全放电之后，电容器215返回到不活跃(“断开”)状态，由此将电阻器220从电感器205和电容器210形成的谐振电路断开。该谐振电路然后开始接收和存储与该谐振电路的高品质因数状态相当的能量。
图2多个电容器250，用于存储来自由电感器205和电容器210所形成的谐振电路的能量。当单个电容器250的值很小，或者当只有很少的电容器250时，在电容器250上只需要出现很小的能量就可以获得足以激活晶体管215的电压，并接下来将电阻器220耦合到谐振电路。相反地，当单个电容器250的值比较大，或者有数目较多的电容器250时，需要比较多的能量才可以获得足以激活晶体管215的电压，并接下来将电阻器220耦合到谐振电路。因而，电容器250的总值可以用来控制单位时间内电阻器220耦合到由电感器205和电容器210构成的谐振电路或者从该谐振电路断开的速度。可以认为当总的电容值很小时，可以快速充放电，而较大的值会比较慢的充放电。
图2还示出了晶体管215和240作为双极性结式晶体管。然而，本发明的其它实施方式可以采用各种类型的开关设备，诸如结式和金属氧化物半导体场效应管、绝缘结式晶体管等等。进而，尽管图2将整流器160示为桥式整流器，也可以采用其它将交变电流信号转换为直流电流信号的整流器的布局。
在和图2的实施例有关的一个实施例中，期望电阻器220只提供很小的电阻量。实际上，本发明的替换实施例使用小如连接到地的导电迹线就可以获得这一小电阻。这一小电阻量然后可以用于在该谐振电路的整个品质因数上提供最显著的改变，因而使诸如图1的询问器100的询问器来感知谐振电路能量吸收中的大的改变。因而，在此处所述的实施例环境中，将连接到谐振电路或者从谐振电路断开的“电阻器”的广义定义设想为包含导电迹线在内，作为该迹线长度和截面积的函数，迹线提供了很小的电阻。
目前为止，对于图1和图2的描述还没有提到从场生成设备(140)中耦合到电子识别标签单元(105，200)的单位时间内的能量的量，和分隔场生成设备与电子识别标签单元的距离“D”(图1)之间的关系。如下所述，由在同场生成设备相距“D”处的谐振电路所接收的能量会影响单位时间内谐振电路的品质因数中发生改变的速度。
图3的波形图表示依照本发明实施例耦合到图1的询问器的场生成设备(140)的输入阻抗。在图3中，波形330表示场生成设备140的输入阻抗变化。波形330的高和低值反应了耦合到场生成设备的该谐振电路的品质因数的改变。
随着图1中的耦合距离“D”增加，或者如果从场生成设备140中发出的场强度下降，由于单位时间内耦合到图1和2的谐振电路中的能量更少了，因此有望提高周期“P”。通过将较少的能量耦合到谐振电路中，相应较少的能量也被耦合到相关的能量存储设备。这依次延长了相关的能量存储设备存储足够能量来激活开关设备将电路元件(例如电阻器220)耦合到谐振电路所需要的时间。
以相似的方式，如果图1的距离“D”下降，或者场生成设备产生更强的场，由于单位时间内耦合到图1和图2的谐振电路中的能量更大了，因此希望减小周期“P”。通过将更多的能量耦合到谐振电路中，相应较大的能量被耦合到相关能量存储设备。这依次降低了相关的能量存储设备存储足够能量来激活开关设备将电路元件耦合到谐振电路所需的时间。
尽管图3示出的波形图具有非常规则的高和低状态，中间由陡峭的转换分开，但是应当理解，在实践中该波形和此处所讨论的其它波形并不是性能良好的。
图4a是一电子识别标签的框图，它包括依照本发明实施例的两个电子识别标签单元。在图4a中，电子识别标签400至少包括两个图2中所示的电子识别标签单元。场生成设备140和141将能量通过耦合距离D1和D2分别耦合到第一谐振电路410和第二谐振电路420。
询问器101的场生成设备140和141被分别耦合到信号发生器120和121。由信号发生器120和121所生成的频率被充分地隔开，以使场生成设备和相邻谐振电路之间的交叉耦合最小。阻抗传感器130和131感知相应于场生成设备140和141之一的输入阻抗，并将这些阻抗报告给处理器110。
电子信息标签402的能量存储设备430存储从谐振电路410耦合的一定数量的能量。响应于被存储在能量存储设备430中预定量的能量，开关设备420将电阻器415耦合到第一阻抗电路410或者与之断开。能量存储设备430的一个输出也被耦合到开关设备422，其作用是至少部分地将能量从存储设备通过电阻器417释放。将电阻器415耦合到第一谐振电路410中，以一种可以被感知为场生成设备140的输入阻抗的改变的方式，降低谐振电路的品质因数。阻抗传感器130感知输入阻抗中的这一改变，并将该信息传递到处理器110。
以相似方式，第二谐振电路440接收从场生成设备141耦合而来的能量。通过能量存储设备460存储一定数量的耦合能量。当预定量的能量已被存储在存储设备460中时，开关设备450被激活以便将电阻器445耦合到第二阻抗电路440中。当第二电阻器445被耦合到第二谐振电路440时，开关设备452通过电阻器447将能量存储设备460放电。将电阻器445耦合到第二谐振电路中440中，以一种可以被感知为场生成设备141的输入阻抗改变的方式，降低第二谐振电路的品质因数。阻抗传感器131感知该输入阻抗的改变，并将该信息传递给处理器110。
在图4a的实施例中，考虑能量存储设备430比能量存储设备460的容量更小，进而，距离D1和D2被视为大致相等并且场生成设备140和141生成大致相等的场强，即单位时间内耦合到第一和第二谐振电路的能量基本相同。在此环境下，电阻器415耦合到第一谐振电路410并与之断开，比电阻器445耦合到第二谐振电路440并与之断开更为频繁。因而，举例来说，假设能量存储设备430的容量仅为能量存储设备460的1/10并且第一和第二谐振电路410和440在单位时间内接收大致相等的能量，阻抗传感器130测量到第一谐振电路410的品质因数的改变是阻抗传感器131测量的第二谐振电路440的品质因数的改变的10倍。处理器然后比较场生成设备140的输入阻抗改变和场生成设备141的输入阻抗改变。通过比较，场生成设备140的输入阻抗改变被用于构建数据框架，在该数据框架中可以测量场生成设备141的输入阻抗改变。
图4b的一对波形图表示依照本发明实施例由图4a的询问器的阻抗传感器所读出的作为时间函数的输入阻抗。在图4b中，波形480表示作为时间函数快速发生的输入阻抗改变。图4b还包括波形481，它示出了作为时间函数比较慢地发生的输入阻抗改变。因而，波形480可以表示图4a的场生成设备140的输入阻抗改变，而波形481表示图4a的场生成设备141的输入阻抗改变。从图4b中可以看出，波形481包括开始标记482和结束标记483，它们传递可以被用作数据框架的定时信息，并在该数据框架中计数输入阻抗改变的次数。
如图4a所示，使用两个或者多个电子识别标签单元，允许询问器101从电子识别标签420接收信息，而不管场生成设备140和141与标签之间的距离(D1和D2)。如前所述，当场生成设备和电子识别标签单元之间的距离增加时，谐振电路的品质因数由“高”到“低”并返回到“高”所需的周期也会增加。从而通过使用允许询问器构建数据框架而提供定时信息的电子识别标签，便能相对于所构建的数据框架测定来自第二电子识别标签的数据。
在图4a和4b中，只示出了两个电子识别标签单元。然而，通过喷墨打印设备使用电活化墨水在纸上或者在塑料衬底上打印，可以以比较低廉的成本在电子识别标签420上放置大量的单元。此外，尽管图4b的波形480只示出了在波形481的数据框架中的少量“脉冲”，但是也不禁止在数据框架中产生许多打的，数百的，或者1000，或者更多的脉冲。
如上所述，具有多个单元的电子识别标签可以使用喷墨打印技术制造。在制造这样的标签时，可以将标准数目的电容器250打印在纸或者塑料衬底上。然而，在这种标准配置中，只有很少的电容器250在最初被耦合到整流器160上，或者根本没有电容器250在最初耦合。随后单独修改每个电子标签以便将特定数目的电容器250耦合到整流器，同样也是使用电活化墨水的喷墨打印在导电迹线之间建立适当连接。在备选实施例中，在电子识别标签的制造过程中，所有的电容器250都在最初连接到整流器160上。该标签随后可被单独改变，以按照特定应用的需要提供适当数目的连接。
图5是依照本发明另一实施例的电子识别标签单元。在图5中，电感器205和电容器210构成并联谐振电路。耦合到该谐振电路的能量通过整流器160耦合到电容器526上。当电容器526上的电压达到适当值时，根据非稳态多谐振荡器的操作，晶体管516和518交替在激活和停止状态之间切换。在图5的电路中，与每个晶体管相关的激活和停止状态的持续时间受与另一个晶体管相关的电容器和电阻器的RC时间常数的影响。因而，在本实施例中，晶体管516切换到一个激活状态的持续时间受电阻器510和电容器524的RC时间常数影响。当晶体管516在“导通”状态，晶体管514也在“导通”状态(通过电阻器504)并且电阻器502被耦合到电感器205和210的谐振电路上或者与之断开。晶体管被切换到“断开”状态，其持续时间受电阻器522和电容器508的时间常数影响。电阻器506和512分别为晶体管516和518提供了电流限制。进而，电阻器502只具有很小的电阻，如使用接地的单个导电迹线所获得的电阻。
因而，在图5的电路中，电阻器502被耦合到谐振电路或者与之断开的周期受电容器522和524的能量存储容量的控制。通过控制这些电容器的值，影响了单位时间内能量被存储和释放的速率，图5的电子识别标签单元可以将有关该单元的信息传递给询问器100。在某些应用中，这样提供的电路比图2的电路更可靠。
图6是依照本发明另一实施例的电子识别标签单元的框图。在图6的实施例中，开关设备(520)可以是如图2的晶体管215那样的晶体管，它将电阻器517耦合到串联谐振电路，以影响由电感器210和电容器205所构成的串联谐振电路的品质因数。能量存储元件430，开关设备422以及电阻器417所执行的功能和前述本发明的实施例中所执行的功能类型。
在前述的本发明实施例中，电阻器或者其它电路元件被连接到第一和/或第二谐振电路中，和与之断开，以提供该谐振电路的接地电流路径，因而影响该谐振电路的品质因数。然而，本发明的其它实施例可以采用开关设备，该开关可以断开谐振电路元件之间的连接，因而停止谐振电路的电抗设备之间的电流。
图7a是依照本发明另一实施例的电子识别标签(602)的框图。在图7a中，场生成设备140和141被分别放置在第一谐振电路410和第二谐振电路440的耦合距离之内。询问器605与场生成设备140以及142耦合，并且执行的许多功能和图4a的询问器101所执行的功能相似。第一谐振电路410、整流器160、能量存储设备430、开关设备420、开关设备422以及电阻器415和电阻器417作用方式与参考图4a所述的它们的作用相似。
图7a还包括第二谐振电路440、附加整流器160、能量存储设备630、开关设备620以及存储器设备640。由于能量被耦合到第一谐振电路410中，能量存储设备430的一个输出被传递到存储器设备640。如前面在图4a的描述中所提到的，如连接到第一谐振电路410的单元那样的第一电子识别标签单元可以被用于产生定时信息。然而，在图7a的实施例中，能量存储设备430的时变输出也被用作存储器设备640的时钟输入。因而，将电阻器415连接到第一谐振电路410中，和将其断开的周期(源于能量存储设备430的周期性充电和放电)也被用作时钟输入，来控制存储器设备640的工作。
在图7a的实施例中，存储器设备640表示一个串行存储器设备、状态机、或者其他逻辑设备(或者一组设备)，它输出一个预定的或者唯一的二进制数字代码。该编码输出被输入到开关设备620中，后者将电阻器445连接到第二谐振电路440以及使其断开连接。图7b中示出了由询问器605的阻抗传感器605所感知的表示时钟输入的波形，它也是存储器设备640的输出。
在图7b中，波形681表示场生成设备140的时变输入阻抗。波形680表示场生成设备141的时变输入阻抗，并且定时在波形681的上升沿上。由图中可见，波形681被用作参考时钟，它确定存储器设备640的数字输出连接以及断开的周期。
尽管在图7a或者7b中没有示出，存储器设备640可以包括一个分频器电路，它分频从开关设备420输入的参考时钟，以根据波形681的周期提供波形680的周期中的一个比例。作为2分频电路的一个例子，波形681对于波形680所提供的每个二进制数字包括两个连接和断开连接周期。对于4分频电路，波形681对于波形680所提供的每个二进制数字包括四个连接和断开连接周期。
图8的流程图表示依照本发明实施例将信息从电子识别标签传递到询问器所用的方法。图4a的设备适于执行图8的方法。图8的方法以步骤700开始，在该步骤中询问器激发该电子识别标签外部的一个场生成设备。然后该方法继续到步骤705，在此步骤来自由询问器所产生的外部场的能量被耦合到电子识别标签中的谐振电路上。在步骤710，电子识别标签存储和释放能量的周期被用于将有关电子识别标签的信息传递到询问器。步骤710包括将电容器上的电荷存储在和该标签相关的一个存储设备。步骤710还可以包括将一电阻设备切换到该能量存储设备，以导致能量存储设备至少显著放电，或者甚至基本上完全放电。
该方法继续到步骤715，该步骤包括当电子识别标签周期性地存储和释放存储在能量存储设备中的能量时，记录外部场生成设备的输入阻抗所发生的改变。该方法继续到步骤720，其中将来自外部场的能量耦合到电子识别标签的第二谐振电路中。在步骤725，耦合到第二谐振电路的能量被周期性地存储和释放。在步骤725第二谐振电路存储和释放能量的周期将定时信息传递到询问器。该定时信息可以和在步骤710中传递到询问器的、有关电子识别标签的信息相伴。该方法在步骤730结束，在该步骤询问器使用从步骤725的第二谐振电路传递的定时信息来构建数据框架开始和结束标记。
在一些实施例中，不一定需要从700到730的所有步骤。在某些实施例中，从电子识别标签到询问器传递信息的方法也许只包括以下步骤将能量从外部场耦合到电子识别标签的谐振电路(步骤705)，电子识别标签周期性存储和释放一定数量的耦合能量(步骤710)，在后一步骤中，存储和释放的周期将有关电子识别标签的信息传递给询问器。
图9的流程图是依照本发明实施例查询电子识别标签的方法。图4a的设备适于执行图9的方法。该方法以步骤800开始，其中电子识别标签被放置在场生成设备的耦合距离之内。电子识别标签可以包含第一谐振电路和第二谐振电路，它们工作在第一和第二谐振频率上，并且进而还包括工作在附加谐振频率上的附加谐振电路。
该方法继续至步骤805，其中包括计数工作在第一谐振频率的场生成设备的输入阻抗改变，以及计数工作在第二谐振频率的场生成设备的输入阻抗改变。在步骤805，被耦合至第一和第二谐振电路之一或者两者上的场生成设备的输入阻抗改变可以通过开关与该第一谐振电路的元件并联的电阻器产生。步骤805还可以包括将电阻器切换到第一和第二谐振电路之一或者两者上，所述切换与存储在耦合到相应谐振电路的存储设备上的能量释放基本同时。该方法继续至步骤810，其中包括对工作在第一谐振频率的场生成设备的输入阻抗改变的数目和工作在第二谐振频率的场生成设备的输入阻抗改变的数目进行比较。
图10的流程图是依照本发明另一实施例将信息从电子识别标签传递至询问器的方法。图7的设备适于执行图10的方法。图10的方法以步骤900开始，将能量从外部场耦合到电子识别标签的谐振电路中。该方法继续至步骤905，包括根据周期存储和释放耦合到第一谐振电路上一定数量的能量。该方法继续至步骤910，在该步骤中表示周期的信号被传递给存储器设备。在步骤915，从外部场耦合的能量被传递到电子识别标签的第二谐振电路。一定数量的耦合能量被提供到存储器设备。在步骤915，将电阻器耦合到第二谐振电路以及与之断开影响对产生外部磁场的设备的输入阻抗。在步骤920，存储器设备输出由表示周期的信号定时的多个二进制数字。在步骤920，存储器设备的输出被用于控制将电阻器耦合到第二谐振电路以及与之断开。
在某些实施例中，并不一定需要步骤900到920的所有步骤。在某些实施例中，查询电子识别标签的方法可以只包括以下步骤将能量从外部场耦合到电子识别标签的谐振电路(步骤900)，根据周期存储和释放耦合到谐振电路的一定数量的能量(步骤905)，将表示该周期的信号传递至存储器设备(步骤910)以及存储器设备输出由表示该周期的信号定时的多个二进制数字。
总之，尽管参考上述优选和备选实施例，已经具体示出和描述了本发明，本领域技术人员将会明白在不脱离如附加的权利要求中所规定的本发明精神和范围的情况下，可以对其进行多种改变。本发明的描述应理解为包含了此处所述元件的新颖和非显而易见的组合，而对于这些元件的任何新颖和非显而易见的组合，权利要求呈现在本申请以及后面的申请中。上述实施例是示例性的，对于在此申请或者稍后的申请中所有可能组合，没有任何单个特征或者元件是必不可少的。权利要求中记载了“一个”或者“一个第一”等表述及其等价表述，这些权利要求应被理解为包括一个或者多个此类元件的结合，对于两个或者多个此类元件，既不必要也不排斥。
权利要求
1.一种将信息从电子识别标签(402)传递至询问器(101)的方法，包括将能量从外部磁场耦合(705)到电子识别标签(402)的谐振电路(410)；该电子识别标签(402)周期性存储(710)和释放相当数量的耦合能量；以及其中存储和释放的周期将有关电子识别标签(402)的信息传递至询问器(101)。
2.权利要求1的方法，另外包括询问器(101)激励一个外部场生成设备(140)；以及询问器(101)计数(715)在单位时间内当电子识别标签(402)周期性地存储和释放该一定量的耦合能量时所发生的磁场设备(140)输入阻抗的改变。
3.权利要求1的方法，其中该周期存储和释放步骤(710)还包括在与该电子识别标签(402)相关的能量存储设备(170)中的至少一个电容器(250)上存储电荷。
4.权利要求3的方法，其中周期存储和释放步骤(710)还包括将电阻器(220)切换到与该电子识别标签(402)相关的能量存储设备(170)上，该电阻器(220)是一接地的导电迹线。
5.权利要求1的方法，还包括将电阻器(220)闩锁到能量存储设备上，以便对该能量存储设备基本上完全放电。
6.权利要求1的方法，还包括将能量从外部磁场耦合(720)到电子识别标签(402)的第二谐振电路(440)；以及该电子识别标签(402)周期性地存储和释放(725)耦合到第二谐振电路(440)的相当数量的能量，其中，电子识别标签(402)存储和释放耦合到第二谐振电路的能量的周期将定时信息传递给询问器(101)，该信息和有关电子识别标签(402)的信息相伴。
7.一种电子识别标签(602)，包括第一和第二谐振电路(410，440)；耦合到相应谐振电路(410，440)的第一和第二能量存储设备(430，630)，用于存储耦合到第一和第二谐振电路(410，440)的能量；第一和第二开关设备(420，620)，它们被放置在第一和第二谐振电路(410，440)和相应能量存储设备(430，630)之间；以及第一和第二电路元件(415，445)，它们通过第一和第二开关设备(420，620)周期性地耦合到相应谐振电路(410，440)上以及与之断开，其中和第一电路元件(415)耦合到第一谐振电路以及与之断开的速率相比较的第二电路元件(445)耦合到第二谐振电路中以及与之断开的速率将信息从电子识别标签(602)传递到询问器。
8.权利要求7的电子识别标签，其中，至少第一和第二能量存储设备(430，630)之一是电容器(250)。
9.权利要求7的电子识别标签，其中，至少第一和第二开关设备(420，620)之一至少包括一个晶体管(215)。
10.权利要求7的电子识别标签，其中，至少第一和第二电路元件(415，445)之一是电阻器，并且至少第一和第二开关设备(420，620)之一周期性地将该电阻器耦合到相应能量存储设备，由此从相应能量存储设备(430，630)上将大部分能量除去。
11.和电子识别标签一起使用的询问器，包括一个场生成设备(140)，以第一频率将能量辐射到该电子识别标签(402)；一个传感器(130)，感知在第一频率时该电子识别标签(402)的品质因数改变；一个场生成设备(141)，以第二频率将能量辐射到该电子识别标签(402)；一个传感器(131)，感知在第二频率时该电子识别标签(402)的品质因数改变；一个处理器(110)，确定在第一和第二频率处品质因数改变的相应数目，并比较这两个数目。
12.权利要求11的询问器，其中该电子识别标签(402)在第一频率处的品质因数改变被测量为工作在该第一频率的场生成设备(140)的输入阻抗改变。
13.权利要求11的询问器，其中处理器(110)使用在第一频率处品质因数改变的计数来规定数据框架，在该数据框架中在第二频率处品质因数改变的计数被测量。
14.权利要求11的询问器，其中处理器(110)使用在第二频率处品质因数改变的计数来提取有关电子识别标签(402)的信息。
15.一种电子识别标签(602)，包括一个谐振电路(410)，其从场生成设备(140)接收给定数量的能量；一个能量存储设备(430)，其根据周期来存储和释放从该谐振电路(410)接收到的能量；以及一个存储器设备(640)，其接受表示该周期的信号，并按从该周期获得的比特率输出一个代码，其中该周期是场生成设备(140)到电子识别标签(602)的耦合距离的函数。
16.权利要求15的电子识别标签，其中从存储器设备输出的代码被用来控制将阻抗设备(415)耦合到第二谐振电路(440)以及与之断开。
全文摘要
一种用于将信息从电子识别标签(402)传递到询问器(101)的方法，该方法包括将能量从外部磁场耦合(705)到电子识别标签(402)的谐振电路(410)。该方法还包括，该电子识别标签(402)周期性存储(710)和释放一定量的耦合能量，其中存储和释放能量的周期将有关电子识别标签(402)的信息传递至询问器(101)。
文档编号H04B5/02GK1542673SQ20041000352
公开日2004年11月3日 申请日期2004年1月29日 优先权日2003年4月29日
发明者J·A·德沃斯, C·贝特拉贝特, J·G·翁, D·R·布拉克利, O·维, J A 德沃斯, 乩 刺, 布拉克利, 翁 申请人:惠普开发有限公司