專利名稱：用于與遙控器進行無線通信的識別標記的制作方法
本申請是基于1997年8月5日提交的日本專利申請平-9-224279和1998年3月10日提交的平-10-58069并要求其優先權的益處，它們的內容在這里供參考。
本發明涉及用于與遙控器進行無線通信的識別標記(ID-tag)，電功率從遙控器無線地提供給此標記。遙控器例如是一個便攜式讀寫器。
在遙控器與由移動的人攜帶的ID-tag之間使用高頻波的無線通信系統迄今是公知的。在這個系統中，存儲在ID-tag中的數據被讀出，而數據通過ID-tag與遙控器之間的無線通信寫在ID-tag上。ID-tag包括用于發送和接收數據的調制器-解調器、一個存儲器和控制通信的微處理器單元。通常，ID-tag還包括電源如電池。如果使用電池作為電源，電池的壽命決定ID-tag的壽命，即當電池功率用完時ID-tag不能再使用。
為了解決電池壽命的問題，目前已使用其功率從外部源如遙控器無線地提供的系統。在這個系統中，ID-tag包括由天線線圈和電容器構成的諧振電路。功率由該諧振電路接收作為交流功率，然后它由包含在ID-tag中的整流器整流。這類的ID-tag固定到一個物品上，諸如在生產線的傳送機上的板式傳送部件或在倉庫中順序地傳送的部件。由于這些物品一個一個地順序傳送，操作ID-tag的電功率可從遙控器有效地提供給ID-tag。但是，如果各具有ID-tag的物品堆積在一起，電功率不能供給所有ID-tag，因為放置在靠近對其提供電功率的ID-tag的那樣ID-tag不能接收電功率。這是因為在從遙控器接收電功率的ID-tag中的諧振電路中流動的電流起著抵消無線電波的作用，該無線電波是提供給位于臨近的其它ID-tag的。
另外，當便攜式讀寫器如手持終端被用作遙控器時，需要保持便攜讀寫器在相同位置，直到完成與所有堆積的物品通信為止。
鑒于上述問題已制出了本發明，本發明的目的是提供一個ID-tag，在完成與遙控制器通信之后ID-tag不接收電功率或只接收少量功率，因此位于附近的其它標記可從遙控器接收電功率。本發明的另一個目的是提供與ID-tag通信的遙控器，它能夠指示是否完成與堆積在一起的所有ID-tag的通信，使得遙控器諸如手持終端可保持在正確位置，直到通信結束。
ID-tag放入或固定到每個物品上，多個物品靠近放置或堆積在一起。操作每個ID-tag的電功率從遙控器如手持終端無線地提供給ID-tag。ID-tag無線地與遙控器通信，進行發送和接收數據及其它信息。ID-tag包括一個天線，諸如線圈天線，用于接收電源和用于數據通信。天線串聯到電容器，因此形成諧振電路，用于接收電源。
存儲在ID-tag中的數據在多重讀模式下由遙控器讀出。每個ID-tag與遙控器一個一個順序地通信。來自遙控器的電功率提供給第一ID-tag和在多重讀模式下通信開始。當與第一ID-tag的通信完成時，即存儲在ID-tag中的數據都讀出時，終止給第一ID-tag的電源，和該功率提供給第二ID-tag并且由遙控器讀出存儲在第二ID-tag中的數據。這個過程繼續，直到位于通信區中的所有ID-tag完成與遙控器通信。轉換部件如繼電器或半導體元件與諧振電路串聯連接。轉換部件接通或斷開諧振電路以控制電源。當轉換部件斷開諧振電路時，保持斷開一個預定的時間期間。諧振電路不可以完全斷開，相反，可增加諧振電路的阻抗以限制電源到這樣的程度，以致該電源不干擾靠近放置的其它ID-tag的電源。
遙控器如手持終端指示這樣的事實它通過發出嗶嗶聲或在顯示窗口顯示這樣的指示與ID-tag通信。這個指示繼續直到完成與所有的ID-tag通信。通知持有遙控器的服務員是否完成該通信，使得服務員可保持遙控器在正確位置直到通信結束。
從更好地理解下面參照附圖敘述的優選實施例，本發明的其它目的和特性更容易清楚了。
圖1是表示作為根據本發明的第一實施例包含在ID-tag中的電路和部件的方框圖；圖2是表示其中放入ID-tag和環形天線的“壽司(sushi)”盤的透視圖；圖3是表示與堆積在一起的壽司(sushi)盤通信的便攜式讀寫器的示意圖；圖4是表示包含在便攜式讀寫器中的電子電路的方框圖5是表示在ID-tag和便攜式讀寫器之間的通信過程的流程圖；圖6是表示包含在ID-tag中的電路和部件的方框圖，作為本發明第一實施例的改型；圖7是表示作為本發明第二實施例包含在便攜式讀寫器中的電子電路的方框圖；圖8是表示圖7所示的便攜式讀寫器的主控制器的方框圖；圖9是表示圖7所示的便攜式讀寫器的遙控器部分的方框圖；圖10是表示在圖7所示的ID-tag和遙控器之間通信過程的流程圖；和圖11是表示在多重讀模式下的通信定時的時間圖。
本發明的第一實施例將參照圖1-5敘述。作為第一實施例的ID-tag的一個應用將利用在旋轉壽司吧中的計費系統進行敘述。
在壽司吧中安裝傳遞壽司盤的旋轉傳送機。該傳送機傳送各傳送相應類型壽司的壽司盤。用戶坐在旋轉傳送機周圍和拿他們喜歡的盤并在他們吃完壽司之后把空盤堆積起來。壽司盤是不同顏色的或者根據壽司的種類設計，例如具有一定顏色的盤傳遞一種類型的壽司，而具有另一種顏色的盤傳送另一種類型的壽司，使得盤顏色指示放在特定盤上的壽司的價格。根據盤的數量和相應盤的顏色計算壽司吧的賬單。本發明的ID-tag用于在這種壽司吧中自動地計算賬單。
如圖2所示，ID-tag3和環形天線2放入由塑性樹脂如黑素樹脂制作的壽司盤中。如圖1所示，ID-tag3包括由電容器4、繼電器5、集成電路芯片(ID芯片)6和平滑電路7構成的電子部件及電路，所有這些都安裝在印刷板上。繼電器5是一個轉換單元，如光MOS繼電器、固態繼電器(SSR)等等。ID芯片6包括微處理器單元(MPU)8、整流器9、調制器-解調器10、存儲器11。平滑電路7包括一個平滑電容器和一個齊納二極管。
電容器4接到環形天線2，因而形成諧振電路12。通常為接通的繼電路5在諧振電路12中串聯連接。環形天線2捕捉從遙控器如便攜式讀寫器發送的無線電頻率。諧振電路12中的交流由整流器9整流為直流功率并且由平滑電路7平滑。平滑電路7提供具有預定電壓電平的直流功率給MPU8和其它部件。信號諸如從遙控器發送的命令和數據疊加在用于電源的無線電波上。這些信號由調制器-解調器10解調并且饋送給MPU8。根據存儲在存儲器11的只讀存儲器(ROM)中的程序工作的MPU8處理由調制器-解調器10解調的信號，并且在可擦除非易失存儲器諸如包含在存儲器11中的EEPROM上寫入從遙控器接收的數據。存儲在存儲器11中的數據由MPU8讀出和饋送給調制器-解調器10，調制器-解調器10又調制該數據，以便以無線電波的形式從環形天線2中發送它們。
上述ID-tag3與安裝在傳送機側的固定控制器和圖3所示的便攜式讀寫器13通信。固定控制器與放入壽司盤1中的ID-tag3通信，以便發送或接收有關壽司價格、壽司種類、壽司制作時間、在上面傳遞特定壽司無需用戶拿的傳送機的轉數的數據等等。已在傳送機上循環超過預定圈數的壽司盤1將從傳送機取下。
如圖3所示的便攜式讀寫器13與ID-tag通信以便計算堆積在用戶側的盤1的數量并且計算要付的賬單數量。便攜式讀寫器13包括提供工作功率的電池、鍵盤14、顯示窗口15和用于通信的天線。如圖4所示，便攜式讀寫器13中包含電子部件，諸如用于控制整個操作的MPU16、ROM17和RAM18。當從鍵盤14收到命令和信號時，MPU16根據存儲在ROM17的程序執行其功能。從鍵盤14饋送的命令、數據，賬單的數量和其它信息顯示在顯示窗口15上。
發送天線19和接收天線20安裝在便攜式讀寫器13中。為了與放入盤1中的ID-tag通信，調制器21只調制載波信號，然后該信號通過天線19從發射機22發送作為用于提供功率給ID-tag3的無線電波。然后，MPU讀出從RAM18發送的數據，并且由調制器21調制該數據，使得它們疊加在用于電源的無線電波上。然后，疊加的電波從發送天線發送出。另一方面，從ID-tag3發送的無線電信號由接收機23通過接收天線20接收并且由解調器24解調為數據。在MPU16的控制下，來自解調器24的數據存儲在RAM18中，和MPU16計算賬單數，賬單數又顯示在顯示窗口15中。便攜式讀寫器13還包括I/025，用于與固定控制器通信。
為了計算在他(或她)吃完飯之后相應于堆積在用戶側的壽司盤的賬單數，服務員攜帶便攜式讀寫器13到靠近堆積的盤1的位置和操作鍵盤14開始通信過程。首先，給ID-tag發送提供功率的無線電波，然后給ID-tag3發送疊加在用于電源的無線電波上的命令信號。由諧振電路12的環形天線2接收的用于電源的無線電波由整流器9整流和由平滑電路7平滑為具有預定的恒定電壓的直流功率。這樣得到的直流功率用作操作ID-tag3的電源。
現在參見圖5所示的流程圖說明通信過程的詳細情況。當收到DC功率時，ID-tag3開始其操作。在步驟S1設定初始條件，然后在步驟S2饋送從便攜式讀寫器13發送的命令。在步驟S3，判斷接收的命令是否為多重讀命令，多重讀命令是指讀出有關堆積的所有盤的數據的命令。除了多重讀命令外，單個讀命令和單個寫命令也用在這個系統的通信中。單個讀命令例如用在固定控制器與單個ID-tag3之間的通信以便讀出有關特定ID-tag3的數據。單個寫命令例如用于通過從固定控制器發送信號給ID-tag3一個一個地寫入有關在傳送機上移動的ID-tag的數據。由于在這里多重讀命令用于讀出有關所有堆積的盤1的數據，在步驟S3判定由ID-tag接收的命令種類。
如果在步驟S3判定命令為多重讀命令，則在步驟S4發送有關ID-tag3的數據給便攜式讀寫器13。該數據包括特定盤1的識別號和盤的種類。提供功率給ID-tag的無線電波是具有窄方向性的高頻電波和具有能夠同時地提供功率給兩個或三個盤的強度。因此，無線電波會聚在堆積的盤上而不廣泛擴散，而且能夠提供功率給兩個或三個盤。如果多個ID-tag同時接收功率和發送數據，則便攜式讀寫器13不能同時地處理這樣的數據。因此，如果同時地或基本上同時地從多個盤接收信號，則便攜式讀寫器13檢測首先接收的信號ID號并發回指定那個ID號的信號。當多個ID-tag接收指定的ID號時，它們將它與存儲在MPU8中的它們自己的ID號比較，而且只是對應該指定的ID號的一個ID-tag發送該數據給便攜式讀寫器13。其它的ID-tag不發送該數據。因此，便攜式讀寫器13一次與一個ID-tag通信并且稍后逐個地與其它ID-tag通信。
當ID-tag已完成它與便攜式讀寫器13的數據通信時，在步驟S5該ID-tag的MPU8關斷繼電器5，因此終止來自便攜式讀寫器13的電源。一旦繼電器5關斷，由存儲在平滑電路7的電容器中的電荷保持該狀態一個預定的時間期間。在預定的時間期間過去之后，繼電器5返回到正常的接通狀態。選擇繼電器5保持關斷的時間期間，使得它足以完成與所有堆積的盤的通信。由于給完成通信的ID-tag的電源被關斷，所以足夠的功率逐一地提供給其它ID-tag。
再翻到圖5的步驟S3，如果在步驟S3的回答為“否”，即接收的命令是單個寫或單個讀命令，則程序移動到步驟S6，MPU8根據接收的命令起作用和移回到步驟S2。單個寫和單個讀命令從固定控制器發送給在傳送機上移動的盤1，和在這些盤從通信區移開時，給ID-tag的電源自動斷開。因此，不必關斷繼電器5。
參見圖6，敘述第一實施例的改型。在這個改型中，電阻器26并聯接到繼電器5。其它結構與第一實施例的結構相同。當繼電器5關斷時，諧振電路12不是完全斷開而且少量電流流過諧振電路12，因此以少量電流繼續供電。選擇少量的功率，使得它不干擾對堆積在一起的其它ID-tag供電的電源。另外，即使繼電器5關斷，連續地供給的小功率能夠保持繼電器5關斷。
本發明的第二實施例參照圖7-11敘述。在這個實施例中，修改便攜式讀寫器13，使得它能夠指示與所有堆積的盤1的通信是否完成。便攜式讀寫器13包括一個主控制器34和一個遙控器部分35，如圖7所示。鍵開關32和加鍵33通過開關電路36接到主控制器34。用于與固定控制器通信的通信電路37及顯示窗口15也接到主控制器34。天線部分38和聲音發生器39諸如蜂鳴器連接到遙控器部分35。開關電路36根據鍵開關32和加鍵33的操作發送信號給主控制器34。電池31也包括在便攜式讀寫器13中。
圖8表示包括在主控制器34中的部件。它包括MPU40、ROM41、RAM42和通信電路43。圖9表示包括在遙控器部分35中的部件。它包括MPU44、ROM45、RAM46、接到接收天線52的接收機49、接到發射天線51的發射機48和通信電路47。主控制器34和遙控器部分35通過相應的通信電路43和47相互通信。主控制器34的MPU40處理數據和控制接到它的其它部件，即它根據從開關電路36和遙控器部分35發送的信號處理數據，和控制顯示窗口15顯示所執行的功能和計算的結果。
遙控器部分35的MPU44控制與ID-tag3的通信和聲音發生器的操作。為了與ID-tag3通信，發射機48調制載波信號，產生電源無線電波，該無線電波又從發射天線51發射。然后，在發射機48中調制要發射的數據，使得該數據疊加在用于電源的無線電波上。疊加的數據從發射天線51發射。另一方面，從ID-tag發射的無線電波由接收天線52接收并由接收機49解調為數據信號。數據信號存儲在RAM46之后，則通過通信電路47發送給主控制器34。遙控制器部分35控制聲音發生器39，使得在便攜式讀寫器13與在多重讀模式的ID-tag通信期間該聲音發生器39發出嗶嗶聲。
現在參見圖10的流程圖敘述通信過程。盤1堆積在吃完飯的用戶側，每個盤中放入一個ID-tag3。當加鍵33操作時，發射來自便攜式讀寫器13的無線電波信號到這堆盤，以便計算對用戶收費的賬單數量。由于這個信號是在多重讀模式下發送的，圖10中步驟S101的應答是肯定的。然后，程序移動到步驟S102。在步驟S102，主控制器34中的MPU40發送命令給遙控器部分35以便開始讀出在多模式下的ID-tag的數據。遙控器部分35的MPU44開始多重讀模式通信。發射用于供電ID-tag的無線電波，在同時驅動聲音發生器39。聲音發生器39發出嗶嗶聲，和通知持有便攜式讀寫器13的服務員開始計算賬單的通信。嗶嗶聲繼續直到完成與所有盤的通信。因此，服務員持有該便攜式讀寫器，使得它瞄向盤堆直到嗶嗶聲結束。
然后，在步驟103，發送多重讀命令信號。在步驟S104以與第一實施例類似的方式讀出有關ID-tag的數據并且發送到便攜式讀寫器13。逐個地讀出每個ID-tag直到讀出所有的ID-tag，重復步驟S104和S105。當讀出所有ID-tag時，來自步驟S105的應答轉為“是”，則終止在多重讀模式下的通信并且在步驟S106嗶嗶聲停止。
關于是否讀出所有ID-tag的判斷以下面的方式執行。如在圖11的最上面的定時圖所示，遙控器部分35的MPU44以相等間隔重復地發送多重讀命令，例如每個間隔劃分為十個時隙。當ID-tag接收該命令，它在對應它自己ID號的時間發回一個信號。例如，假定有三個ID-tag；具有ID號121的tag3a、具有ID號132的tag3b和具有ID號142的tag3c。當這些ID-tag接收第一命令時，每個ID-tag在對應它自己的ID號的第一位數的時隙發回一個信號。即，如在圖11定時圖中所示的，ID-tag3a在第1時隙發送信號，因為它的第一位數是1，ID-tag 3b在第二時隙發送信號，因為它的第一位數是2，和ID-tag3c在第二時隙發送，因為它的第一位數也是2。因為在第一時隙只有一個信號從ID-tag3a發回，該信號由便攜式讀寫器13成功地接收，和ID-tag3a接收一個回答。但是，因為在第二時隙有兩個信號從ID-tag3b、3c發回，兩個信號碰撞而且便攜式讀寫器13沒有收到這兩信號。當由ID-tag3b、3c收到第二命令信號時，在分別對應它們自己的ID號的第二位數的時隙，ID-tag發回信號。即在第二命令信號之后的第三時隙該ID-tag3b發回一個信號，因為它的識別號的第二位數是3，而ID-tag3c在第四時隙發回信號，因為它的第二位數是4。因為這時在每個時隙只有一個響應信號，來自ID-tag3b、3c的那些響應信號由便攜式讀寫器13接收。ID-tag3b、3c分別接收來自便攜式讀寫器13的回答信號。這意味著在第一命令信號之后已失敗的、來自ID-tag3b、3c的響應在第二命令信號之后成功地完成了。然后，從便攜式讀寫器13發送第三命令信號。因為所有的ID-tag3a、3b、3c已經收到回答信號，所以它們不對第三命令信號響應。因此，在發送第三命令信號之后，便攜式讀寫器13沒有收到響應信號，因此，它判斷與所有的ID-tag的通信已完成。
再回到圖10中的流程圖，如果在步驟S101它判斷該命令信號不是多重讀命令，即該命令信號是單讀或單寫命令，然后程序移到S107再到S108。在步驟S107遙控器部分35發送單讀或單寫命令給ID-tag并且與特定ID-tag通信以便讀或寫有關ID-tag的數據。
如上所述，在執行多重讀模式下與ID-tag通信期間，作為第二實施例的便攜式讀寫器13發出嗶嗶聲。因此，通知服務員通信正在進行和保持便攜式讀寫器13朝向堆積的盤直到嗶嗶聲終止。因此，有關所有ID-tag的數據可無失敗地讀出。
本發明的應用不限于在壽司吧的賬單計算，而是它可應用于其它情況ID-tag堆積在一起或互相靠近放置。例如，ID-tag可連到在倉庫堆積在一起的衣服上。圖1和6所示的繼電器5可由半導體元件構成，諸如晶體管或晶閘管。圖7所示的聲音發生器39可用顯示可視信號的器件如發光二極管代替。而且，指示便攜式讀寫器13正與ID-tag通信的符號可顯示在顯示窗口15上，除了來自聲音發生器39的嗶嗶聲之外或代替它。
雖然本發明已參照前述優選實施例表示和敘述了，在不脫離如所附權利要求書定義的本發明的范圍情況下可進行形式和細節的改變，這對于本領域的技術人員是明顯的。
權利要求
1．用于與遙控器無線通信的識別標記，包括用于接收操作該識別標記的電源的裝置，該電源從該遙控器無線地提供；和一個開關部件，當與遙控器通信完成時基本上停止接收電源。
2．根據權利要求1的識別標記，其中該電源接收裝置包括具有串聯的一個線圈和一個電容器的一個諧振電路。
3．根據權利要求2的識別標記，其中該開關部件是與該諧振電路串聯連接的一個繼電器，該繼電器當與遙控器通信完成時打開。
4．根據權利要求3的識別標記，其中該繼電器已打開之后保持打開一個預定的時間期間。
5．根據權利要求4的識別標記，其中該繼電器是一個常閉無接點繼電器。
6．根據權利要求2的識別標記，其中該開關部件是與該諧振電路串聯連接的一個半導體開關，當與遙控器通信完成時該半導體開關進入高阻抗狀態。
7．根據權利要求6的識別標記，其中在該半導體開關已進入高阻抗狀態之后保持在高阻抗狀態一個預定的時間期間。
8．根據權利要求7的識別標記，其中該半導體開關是一個晶體管。
9．根據權利要求1的識別標記，其中該電源接收裝置包括用于接收從該遙控器發送的電源的一個天線；和該天線還起著用于該識別標記和該遙控器之間無線通信的天線的作用。
10．根據權利要求9的識別標記，其中該天線是一個環形天線。
11．根據權利要求2的識別標記，其中該開關部件是與該諧振電路串聯連接的電路，該電路具有相互并聯連接的開關裝置和一個電阻。
12．根據權利要求1的識別標記，其中該識別標記用于堆積在一起的物品，一個識別標記放入或固定到一個物品。
13．根據權利要求1的識別標記，其中該遙控器與位于其通信區中的多個識別標記無線地通信；該通信包括在多重讀模式下的通信；和該遙控器包括一個指示器，用于指示該遙控器與該識別標記正在多重讀模式下通信。
14．根據權利要求13的識別標記，其中該指示器包括用于檢測在多重讀模式下的通信還未執行一個預定的時間期間的裝置；和在由該檢測裝置檢測到這種情況時，該指示器停止其操作。
全文摘要
一種識別標記固定在或放入每個物品,多個物品靠近放置或堆積在一起。該識別標記與遙控器如手持標記無線地通信,以便發送數據或接收命令。用于操作識別卡的電源也從遙控器無線地提供。該電源只由特別的識別卡接收,該識別卡正與該遙控器通信和當通信完成時電源關斷。然后電源提供給與該遙控器通信的下一個識別卡。因此,所有的識別標記一個一個地順序發送其數據給該遙控器。遙控器包括一個指示器,指示與所有識別標記通信是否完成,使得遙控器可放置在正確位置直到通信結束。
文檔編號G06K19/07GK1223379SQ9811687
公開日1999年7月21日 申請日期1998年8月4日 優先權日1997年8月5日
發明者寺浦信之, 竹內弘好, 山內政敏 申請人:株式會社電裝