可傳送禁止命令的近距離詢問通信方法

專利名稱：可傳送禁止命令的近距離詢問通信方法
技術領域：
本發明涉及一種用于發送/接收詢問器與具有信息的多個電子標記應答器之間的通信系統。本發明不僅適用于各種射頻(RF)通信系統，而且還適用于任何紅外線(IR)通信系統。在這些系統中，根據即定協議，詢問器向電子標記應答器發射信號，以便對其詢問。
這些系統特別是可用于在高速公路通行稅征收處識別帶有標記的車輛，或識別帶有標記入庫的貨物或商店出售的商品。
具有某些用途的電子標記通常是“應答器”(發射機應答器)，因為其主要作用是發送信息，尤其是要答復詢問設備的指令。所以，在下面的說明中將總是談及應答器，用以選定這些電子標記。
通常，一個發射機應答器的通信參數是固定的，因此它所含有的集成電路的(性能)狀態在其使用壽命周期剩余部分也是不變的。
然而，這一固定性能狀態構成一種缺陷，這是由于不可能適合應答器的所有環境條件。然而，它經常有利于使某些參數演變，如根據應答器在電磁場中所受干擾程度，或根據周期性出現的雜波、改變發射速度或集成電路發送持續時間。
另外，在許多應用中，如存儲，商品銷售郵寄包裹，要注意已做標記產品的變化。當維持合同時，更應定期注意產品的變化。
盡管如此，在某些情況下，需要給應答器集成電路一個臨時的或最終確定的禁止命令，當提供者不允許使用時，以便禁止使用或再使用已做標記的產品。
同樣，例如當人們購買一個已做標記的產品時，它可使應答器集成電路臨時禁止，以便商店出口處探測器的警報不會起動。
這種暫時禁止還可使集成電路以后恢復正常，以便進行操作，如產品的維護。
在這種情況下，詢問器可閱讀集成電路存儲器以便了解購買日期或例如產品保質期。同樣還可在集成電路存儲器中寫入一些信息，如可以的話，將涉及在產品上進行各種償試處理。
另外，為了防止欺詐，最好將應答器集成電路激起確定的最終禁止，以防止對已做標記的產品任何不合適宜的再使用。
目前已存在一些能禁止的通信系統。PCT專利申請WO 92/22040中描述了一種發射機應答器識別系統，當詢問一個發射機應答器時，其它發射機應答器暫時停止工作。
為此，每個發射機應答器包括一個控制、定序電路和禁止元件。對每個發射機應答器接收到的信息進行解碼并發送到對其管理與控制的控制與定序電路決定答復發送和進入發射機應答器的禁止模式。當該電路決定進入發射機應答器的禁止模式，就向禁止裝置發送控制信號。
這種用于導致集成電路禁止的控制電路很昂貴，因此，不能并入上述經濟型，即成本價低的上述應答器中。
所以本發明試圖找到一種從詢問設備起能控制經濟型應答器集成電路的禁止的裝置。
另外，提出的另一個問題在于，經濟型發射機應答器經常是由詢問設備發生的射頻，或紅外線信號提供的能量而產生的負電子裝置實現的。該裝置由一個只讀集成電路，通過兩個天線觸點連接實現。
因此，試圖發明一種從詢問設備起，控制集成電路禁止裝置，不能寫入集成電路存儲區。
本發明提出一種可靠的解決方案利用一種簡易技術和經濟工藝，從詢問器起，誘發發射機應答器集成電路控制禁止，與一種用途相一致的禁止模式，在其初始化時，被存入由發射機應答器發往詢問器的消息中。
本發明的內容尤其是一種用于發送/接收詢問器，能發射能量場，和具有存儲器的集成電路的應答器之間的通信系統，其主要特點為，在預置響應回答時，發射機應答器發送一個尤其帶有以其禁止模式為特征的信息(MOD)和一種確定兩個消息之間的提示工作周期時間(PV)的信息(RR)的消息(ATR)，在此期間詢問器可根據記錄模式(MOD)發射一個或多個禁止命令。
根據本發明的另一個特點，發送消息(ATR)之后，發射機應答器發送(CMID，TMID，APID，TID，CRC)信息，以便進行確認。
根據本發明另一個特點，集成電路至少打開一個監聽窗FE，在提示工作周期內(PV)，可接收由詢問機發送的禁止命令信號。
根據本發明另一個特點，根據發射機應答器的類型(TID)和確定工作周期(PV)的信息(RR)將監聽窗(FE)的打開時間記錄在詢問機的存儲器中。
根據本發明的另一個特點，監聽窗FE是在一個或多個連續的工作周期內起動。
根據本發明的另一個特點，集成電路的工作周期PV持續時間是固定或變化的。
當這些工作周期PV的持續時間是固定時，其持續時間要與一個字節的持續時間一致，每個監聽窗FE的打開時間是由確定相應工作周期的字節的一個比特的位置來規定的。
相反，當工作周期PV持續時間可變化時，其持續時間是根據偽隨機序列確定，一般在一個比特和16個比特持續時間之間，監聽窗FE的打開時間是根據一個偽隨機序列，通過相應的工作周期預定的比特位置來確定。
根據本發明的另一個特點，禁止命令在于在較短的周期內消除由詢問機發射的能量磁場。
最好詢問機以中斷脈沖形式(PCI)向監聽窗FE發送一定預定數量的禁止命令。
發射機應答器的集成電路的各種禁止模式是完全最終禁止，部分最終禁止，全部臨時禁止和部分臨時禁止。
借助該通信系統，發射機應答器的集成電路，無論何種類型(讀/寫，或只讀)均可檢測由詢問機發射的電磁式或紅外線的能量磁場的出現或消失。其實，主動式集成電路，有足夠清晰度檢測磁場變化，而對于一個被動式集成電路，該磁場是其運轉的一個必要條件。
通過電磁場或紅外線的改變實現禁止控制。該改變在于中斷磁場。最好根據發射機應答器集成電路監聽窗按照一組序列實施該中斷。
用這樣的方式，將禁止命令發送到專門的集成電路，或發送到如某一應用內的集成電路族。
這樣傳輸的禁止命令可制止集成電路存儲器中信息的改變。
根據本發明，該系統可使用很低價格的經濟型發射機應答器，因它們可僅用被動式集成電路制造，即只讀式，沒有解調與解碼電路通常用一個讀寫式集成電路安裝，不需要控制電路和用于起動禁止的禁止設備。
結合作為實施例的附圖通過閱讀說明書，將發現本發明的其它特點和益處，但并非局限于此

圖1是發射機應答器集成電路存儲器的構造，圖2是詢問機與經濟型發射機應答器之間傳輸禁止命令的主示意圖。
在說明書后面中描述的通信系統是一種射頻(RF)通信系統。然而，本發明不限于該類型的系統，并可以同樣方式適用于紅外線通信系統。
當是RF通信系統時，一個并入發射機應答器中整流橋可從詢問機發生的射頻信號中提取供電能量。當在發射機應答器端子獲得的電壓達到預定值，與發射機應答器供電電壓一致，發射機應答器開始工作或設置初始值，并開始向詢問機發送數據。
詢問機的通信數據至少存在發射機應答器集成電路的非易失性的存儲器MNV中。該非易失性存儲器是EEPROM式電子程序存儲器，或ROM或PROM式靜態存儲器。該存儲器MNV構造如圖1中所示。
集成電路非易失性存儲器分為多個數據存儲區。第一區命令為ATR(來自英語術語“Answer To Reset”)，由許多字節構成，詳細說明一條消息，集中了交流協議和集成電路的特有信息。將該消息向詢問機發送，以使發射機應答器啟動。
其它區CMD1，TMID，APID，TID和CRC可用作分別確定集成電路制造商，發射機應答器制造商、用途、發射機應答器的類型，或如錯誤控制電路。
集成電路制造商姓名或發射機應答器制造商姓名對反對片狀物生產或類似發射機應答器的生產是有用的。
TID信息很重要，因為某些數據是根據使用的發射機應答器類型，記錄在詢問機存儲器中。其它區可用作儲存其它數據。
ATR區消息尤其包括集成電路禁止模特有的MOD信息。最好將該信息放置ATR上部，以便加快集成電路存儲器內容閱讀處理和便于詢問機的解碼。
四種禁止方式全部最終禁止、部分最終禁止，全部暫時禁止和部分暫時禁止。為了確定集成電路是否被禁止，如果是的話，為了確定其禁止模，MOD信息最好用三個比特編碼。使用不同的禁止模和其命令在下面詳細介紹。
ATR消息的另一個MS信息，可確定集成電路存儲器容量。在本發明的實施例中，該信息可由三個比特編碼。因此，借助該信息，詢問機可改善其與發射機應答器集成電路的對訪。人們可對存儲器容量值編碼，在80位和16千位之間。用有效的方式將與MS編碼信息一致的值存儲在詢問機存儲器中。
另一方面，RR信息可確定在集成電路和詢問機之間進行數據傳輸的方式。其實，為了防止周期性源于工業的無線電頻率的某些雜波，有利于使集成電路存儲器內容傳輸重復進行，通過靜態時間將其分開，再指定監視周期PV。
在這些監視周期期間，不能閱讀集成電路存儲器的內容。這些周期持續時間是用固定或變化方式確定。因此，ATR的一比特可向詢問機通報重復型程序傳輸數據。
當編碼RR信息位是0，PV監視周期持續時間是固定的，并與字節的持續時間一致。集成電路監聽窗FE在這些監視周期內確定，在確定監聽窗過程中，集成電路專心致致，即可檢測來自詢問機禁止命令。每個監聽窗FE的打開時間是由相應的PV監視周期的字節位的狀態確定的。
在相反的情況，編碼信息RR位是1，PV監視周期持續時間是可變的，在一位和16位持續時間。集成電路監聽窗FE在監視時間內用偽隨機方式確定。
在下面將更深入地介紹RR信息的作用。
最后，DR信息確定傳輸能力，即發射機應答器與詢問機之間的交換速度。它可以是2位編碼，以便能夠根據其應用，確定集成電路接受的最大傳輸速度的四個不同的值。每個碼相應的最大速度值完全記錄在詢問機存儲器中。
由于了解發射機應答器傳輸最高速度值，詢問機可根據射頻環境條件，調整其傳輸速度與該最終速度相適合。這樣可防止多個發射機應答器之間答復沖突問題，并可解除周期性雜波干擾。
在電磁場受到干擾的情況下，詢問設備可放慢傳輸速度，以減少消息解釋中可能出現的錯誤。
相反，當環境有利時，即當沒有過多的干擾時，可提高速度直到允許的最高速度，將傳輸時間縮小到最低程度。在一個實施例中，傳輸的最高速度可以是每秒1655比特、3310比特、13242比特，或26484比特。
在運輸應用中，即高速公路通行稅，集成電路應需要通報其提高最大速度數據，如每秒鐘最高速度為26484比特。相反，當是確定合同時，不需要同樣高的速度，因為作有標記的產品是不動的，所以在這種情況下可將速度固定在1655或3310比特/每秒鐘。
ATR消息中確定的特有信息最好發送給詢問設備，啟動發射機應答器。然后用傳統的方法，以問答的形式，使詢問設備與發射機應答器對話。
圖2中示意圖說明從詢問設備起，發射機應答器集成電路禁止命令傳輸原理。
禁止命令在暫短的周期內至少一次消除由詢問設備發射的電磁場。控制命令的狀態在圖2中用羅馬數字III表示。命令如圖所示包括電磁場中斷脈沖PCI1，PCI2，PCI3。脈沖數量多少，要根據每個集成電路的種類預定。在圖2中介紹的實例，脈沖數為三。這樣，當集成電路檢測到電磁場三個停止脈沖PCI時，它就會自動禁止。
然而，這些中斷脈沖不應隨時進行。其實，在要禁止集成電路監聽精確時間，需要改變電磁場。由監聽窗FE確定這些監聽時間。其持續時間最好等于一個比特的持續時間。這些是從監視周期PV確定，而它們自己則是在消息ATR的RR信息中確定。
事實上信息RR至少含有一個比特可確定提示工作周期時間PV它是指定用來中斷集成電路存儲器內容讀出的。這些提示周期時間是固定的，或是根據信息RR編碼比特值而改變。
在圖2所示的實例中，為了便于理解，提示周期時間PV是固定的，在這種情況下，每個周期提示時間PV對應一個八位(二進制數)字節，一個比特公知地有一個很確定的時間。
有利地是，第一個指示周期PV1是由集成電路的誤差控制電路特性信號CRC而產生的，以便第一個提示周期以及后面的一些工作提示周期從一個應答器到另一個應答器都是不同的。
集成電路的監聽窗FE在那種情況下按預定時刻在提示周期PV內打開，以便使集成電路專注于由應答器所傳送的禁止命令信號。
每個監聽窗的時間都對應一個比特的時間。確定監聽窗開啟的時刻的序列是由一個提示周期的一個比特的位置所給出的。有利地是該比特的位置對于禁止所用的三個相繼的提示周期中的每一個來說都將是不同的。
這種序列不僅在制作時被編程在集成電路中而且還隨著應答器的類型(信息TID)及確定提示周期時間PV的信息RR而變化錄入詢問器的存儲器中。
這樣，在圖2上所表示的實例中，集成電路的三個監聽窗分別按固定時間的三個連續提示周期PV1，PV2，PV3的2、6及4比特啟動。
這表明當比特從0到7編號時，第一個監聽窗FE1在等于(n+1)比特的時間以后起動，n為對應于FE1窗打開時的比特號數，或者是在第一個提示周期PV1中的3比特的時間以后起動。同樣，第二個監聽窗FE2是在第二個指示周期PV2中7比特的時間后打開的，而第三個監聽窗FE3的開啟發生在第三個提示周期PV3中5比特的時間以后。
所以，為了集成電路能夠探測由詢問器以截止脈沖形式PCI1、PCI2、PCI3發送的三個禁止命令，就必須是這后三個脈沖都在三個相應的監聽窗FE1、FE2、FE3內執行的，這三個窗分別由相繼提示周期PV1，PV2，PV3的2、6及4比特確定。
所描述的實例不是齊全的，還存在很多實施變型方案。這樣，有可能一個提示周期PV能含有多個集成電路監聽窗FE。
此外，集成電路的監聽窗可在幾個連續的或非連續的提示周期內確定。
根據另一種實施變型方案，提示周期的時間PV可以是變化的。在這種情況下，它包括在一個比特的時間與2個八位字節的時間之內。
因而每個提示周期的時間可根據以偽隨機方式確定的序列而變化。開始時，集成電路的誤差控制電路向詢問器發送一個可確定第一個提示周期時間PV1及其起動時刻的信息。后面的提示周期時間隨后根據貯存在詢問器存儲器中的偽隨機序列而確定，隨著應答器的類型而變化，也就是說隨著信息TID而變化，在制作時就把它編程在集成電路中了。例如該序列如下5比特、13比特、1比特、9比特、4比特、12比特、16比特、8比特、7比特、15比特、3比特、11比特、6比特、14比特、2比特和10比特。
因此，當第一個提示周期時間比如確定在9比特時，則后面的周期將有4比特的時間，以此類推。同樣，從一個應答器到另一個應答器提示周期都是不同的。
監聽窗FE，其時間對應于一比特的時間，它們都在提示周期PV內，按一個比特位置所確定的時刻打開。根據提示周期PV時間，確定監聽窗FE打開時刻的比特是不同的。該比特要根據制作時在集成電路中所編程的序列而且以偽隨機方式加以選擇，該編程序列隨著應答器的類型(TID)及編程重復類型(RR)而變化并存儲在應答器中。這程序列表示在下表中提示周期時間PV監聽窗FE的起動比特16 81 02 03 14 25 36 27 38 49 510 411 512 613 714 615 7因此，當集成電路的提示周期時間比如對14比特的時間時，集成電路在其制作時就被編程，為了相應的監聽窗按第6個比特打開。
此外，當禁止是暫時的，則其時間可與由集成電路控制的延遲相關。該延遲由集成電路的內部時鐘控制的。在應答器集成電路是無源被動型集成電路的情況下，所接收到的RF信號可驅動內部時鐘的發生電路。
根據一種實施變型，有可能作到使得應答器控制集成電路的禁止開始及結束。在這種情況下，禁止的結束比如可以用同樣的方式由一個或幾個電磁場的操作來加以控制。
借助于本系統，禁止命令可無需在其存儲器中進行任何寫入的情況下傳送給集成電路，因此這就有可能對那些經濟型的應答器加以禁止，這些經濟型的應答器是以無源被動型集成電路也就是說比如以只讀型集成電路為基礎而制作的。
本發明系統的一些應答是很多的，可僅僅從中指出任意幾個以便于更好地理解本發明。
在標記商品的出售或貯存的情況下，比如一些計算機或照相復制機，可能比較有利的還是，比如在付款時，還是向應答器集成電路發出禁止命令為好，為了不起動安裝在商店出口處的探測器報警，或者在倉貯出貨時為了不讓集成電路在運輸過程中被激發。在這種情況下，所執行的禁止命令最好是暫時的。事實上這顯示出有利于重新激發應答器的集成電路以便于比如進行以后的維持性操作。
暫時的禁止可能是徹底的，例如安在商店出口處的探測器在那種情況下將不能進行任何探測。
然而在某些情況下，優選的是控制集成電路的局部暫時的禁止(抑制)。事實上，借助于這種局部的禁止命令，集成電路可傳送這樣一種消息，它表明禁止命令是存在的但是它被短暫抑制了。以這種方式安在商店出口或倉庫出口處的探測器可探測到打標記產品的通過情況同時又不起動其報警。這樣，探測器就能檢測比如已賣出的產品數量，這一數量尤其是可用來檢驗倉庫的帳薄統計。
隨后集成電路被重新激發，或者是在由集成電路內部時鐘所延遲的一定時間以后，或者是由后來所使用的詢問器來激發，為的是比如要進行某些保養操作。
當進行這些維修操作時，詢問器就能在集成電路的存儲器內容中讀出某些信息比如是保修的結束日期等。另外，如果集成電路允許的話，詢問器還可以在一個存儲器中控制某些信息的寫入，這些信息例如涉及有關產品的介入日期或者所進行的一些操作。
另外一種應用涉及的是裝有打標記產品的郵包發送。在這種情況下，可能感興趣的是，當收件人收到包裹時以暫時的或確定的方式對應答器的集成電路進行禁止處理以便能夠檢驗到包裹已到達目的地，因此也就使各種可能的要求事項更簡便了。
最后，在其它一些情況下，必需以確定的方式對應答器的集成電路進行禁止處理，為的是避免打標記產品的未經受權的各種再利用。
確定的抑制(禁止)可以是局部的，以便于集成電路可一直發射一種消息，它指定用來表明抑制的存在及不能起任何作用的情況。這樣，局部禁止還可以檢驗集成電路并未損壞不起作用。
確定的禁止另外還能是徹底的。在這種情況下集成電路不進行任何工作而且它在任何情況下也不能與一個損壞不起作用的集成電路相區別。
權利要求
1.一種用于在可發射出一種能量場的發送/接收詢問器與至少一個包括帶有存儲器的集成電路的應答器之間進行通信的通信方法，所述方法的特征在于包括以下步驟使應答器響應初始化而發送一種消息(ATR)，所述消息(ATR)專門載有以其禁止模式為特征的信息以及一種可確定兩個消息之間提示周期時間(PV)的信息(RR)，使詢問器在提示周期時間內根據記錄模式(MOD)發送一個或多個禁止命令，使所述集成電路在提示周期(PV)內至少打開一個監聽窗(FE)，在窗打開時所述集成電路可接收由詢問器發送的禁止命令。
2.根據權利要求1所述的通信方法，其特征在于使應答器在發送消息(ATR)以后發送一些可對其加以確認的信息(CMID、TMID、APID、TID、CRC)，尤其是應答器類型特征的信息(TID)。
3.根據權利要求1或2所述的通信方法，其特征在于把監聽窗(FE)開啟的時刻記錄在詢問器的存儲器中，這是隨著應答器的類型(TID)及可確定提示周期時間(PV)的信息(RR)而變化的。
4.根據權利要求1或2所述的通信方法，其特征在于使監聽窗(FE)在一個或多個連續的或非連續的提示周期(PV)內打開。
5.根據權利要求1或2所述的通信方法，其特征在于集成電路的所述提示周期(PV)是固定的或變化的時間。
6.根據權利要求1或2所述的通信方法，其特征在于當提示周期時間(PV)是固定的時，它就對應于一個八位(二進制數)字節的時間，而每個監聽窗(FE)的打開時刻是由預先確定的八位字節的一個比特的位置所確定的，它可確定相應的提示周期(PV)。
7.根據權利要求1或2所述的通信方法，其特征在于當每個提示周期(PV)時間變化時，它就處在一個比特的時間與16比特的時間之間，而且是根據一個偽隨機序列來確定的，而且每個監聽窗(FE)的打開時刻是由的相應提示周期(PV)的一個預定比特的位置按照一個偽隨機序列而確定的。
8.根據權利要求1或2所述的通信方法，其特征在于禁止命令在短周期內消除由詢問器所發射的能量場。
9.根據權利要求1或2所述的通信方法，其特征在于使詢問器在窗(FE)內以截止脈沖(PCI)的形式發送預定的數目的禁止命令。
10.根據權利要求1或2所述的通信方法，其特征在于集成電路的各種不同的禁止模式是完全確定的禁止、局部確定的禁止、完全是短暫的禁止以及局部短暫的禁止。
11.根據權利要求1或2所述的通信方法，其特征在于當禁止是暫時的時候，使詢問器控制開始和結束。
12.根據權利要求1或2所述的通信方法，其特征在于當禁止是暫時的時候，則其時間由應答器的集成電路的內部時鐘來延遲。
13.根據權利要求1或2所述的通信方法，其特征在于主要采用射頻進行通信。
14.根據權利要求1或2所述的通信方法，其特征在于主要采用紅外線進行通信。
15.根據權利要求1或2所述的通信方法，其特征在于集成電路是無源被動型只讀集成電路。
全文摘要
公開一種用于在可發射出一種能量的場發送/接收詢問器與至少一個包括帶有存儲器的集成電路的應答器之間進行通信的方法，所述方法的特征在于包括以下步驟使應答器在預置響應回答過程中發送一種消息(ATR)，所述消息(ATR)專門載有以其禁止模式為特征的信息以及一種可確定兩個消息之間提示周期時間(PV)的信息(RR)，使詢問器在提示周期時間內根據記錄模式(MOD)發送一個或多個禁止命令，使應答器的集成電路在提示周期(PV)內至少打開一個監聽窗(FE)，在窗打開時集成電路可接收由詢問器發送的禁止命令。本發明的方法有利于采用經濟型應答器進行通信，從而降低通信成本。
文檔編號H04B1/59GK1516347SQ0310776
公開日2004年7月28日 申請日期1998年6月25日 優先權日1998年6月25日
發明者R·卡利諾斯基, M·勒杜, R 卡利諾斯基 申請人:格姆普拉斯公司