專利名稱:被動式射頻識別系統的編碼格式的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種編碼格式,特別涉及一種應用于被動式射頻識別系統的編碼格式。
背景技術:
被動式射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)系統在進行數據傳輸時,受限于應用領域的擴展與成本考慮,無法提供復雜的通訊調制方式,因此常見以AM(振幅調制)方式進行數據傳輸。而被動式RFID系統的電子標簽(tag)端,更因無主動的電源供應,因此在標簽(tag)端的電源供應,僅能利用讀取器(reader)所送出的無線射頻(Radio Frequency,RF)載波當作AC交流信號,以進行交流/直流電源轉換,在有限電源供應下,完成數據的傳輸。
在公知被動式RFID系統中,如圖1所示,通過讀取器(reader)01與電子標簽(tag)02上的電感L101,L111來進行電磁互感感應,以進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則位于標簽02的諧振電路11中。被動式RFID在標簽02端的工作偏壓供應來源,是利用標簽02與讀取器01上平行的電感L101,L111來進行互感而產生感應電壓,因此通過標簽02端的電感L111,感應由讀取器01端的電感形式的天線L101所發出的固定射頻載波信號,作為交流電源來源。然后,經過四個或兩個二極管所構成的全波或半波橋式整流電路12來進行交流/直流(AC/DC)轉換,再經由一RC低通濾波器13,取出約略穩定的DC直流電平,以提供作為標簽02端上的振蕩電路15與數字邏輯電路16等電路工作所須直流電壓的來源。而標簽02內部的振蕩電路15依據供應的直流偏壓VDDA,自振出一系統頻率信號,將要傳送的數據信息通過編碼方式,經由該調制發射電路17調制發送出去,而讀取器01端接收微弱的載波信息變化,經檢波處理電路解調出正確的數據信息,再通過微處理器控制單元(Microprocessor Control Unit,MCU)發出預設的相應聲音或動作,以完成信號的傳遞。
在公知被動式RFID系統中,因整個RFID系統并非在一定距離運作,致使標簽02端天線感應的AM振幅,受讀取器01與標簽02間的距離遠近而有了高低變化差異,同時該橋式整流電路12所轉換出的直流電平也相對變化。因此,在公知被動式RFID上進行AM傳輸時,幾乎伴隨數值編碼,以避免直接AM解調過程發生錯誤,常見以脈沖寬度調制(Pulse WidthModulation,PWM)編碼形式進行。
請參閱圖2,其是公知被動式只讀型RFID系統的數據傳輸示意圖。如圖所示,讀取器送出固定高電平的載波,而標簽將要傳輸的數據經過適當PWM編碼后,調制至載波上發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系統的數據傳輸示意圖。如圖所示,讀取器讀取標簽傳送的數據時,方式與被動式只讀型RFID系統相同,也就是說,讀取器送出固定高電平的載波,而標簽將要傳輸的數據經過適當PWM編碼后,調制至載波上發射出去給讀取器檢測解讀。
當讀取器上的數據要寫入標簽時,讀取器將數據進行編碼后,經由天線發射出去,在標簽端檢測轉換出比被動式只讀型RFID的標簽較低的直流電源,并利用該直流電源將數據解調記錄。
在被動式只讀型RFID的運作上,讀取器端的電感形式的天線發出固定高度的射頻載波信號,以作為標簽的交流電源來源,接著利用標簽內的整流與濾波電路來轉換出標簽的工作電壓,同時將標簽要傳送的數據耦合調制至載波上,讓讀取器端有效接收數據,即可完成單向的數據傳輸。然而,對于被動式讀/寫型RFID系統而言,在讀取器送出含有數字數據的射頻載波信號時,因為采用AM傳輸模式,在AM進行數據調制后,致使發射射頻載波有振幅高低變化,以便于標簽端進行解調,在標簽端轉換出的工作電壓標簽VDD需高于標簽的最低工作電壓需求。
請參閱圖4,其是公知PWM讀/寫型RFID系統的數據傳輸示意圖。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的數據編碼方式為例,LHHH代表數據“1”(DATA“1”),HLLL代表數據“0”(DATA“0”),若較長的連續高電平脈沖振幅出現,將使得標簽端轉換出較高的直流電平VDD1_L。若較長的連續低電平脈沖振幅出現,將使得標簽端轉換出較低的直流電平VDD0_L。無論如何,VDD1_L或VDD0_L均必須高于標簽所需的最小工作電壓,以避免誤動作產生。因此,傳統PWM編碼方式當讀取器與標簽間的距離過長,或是讀取器發射出過長的低電位載波振幅信號時,將導致標簽所轉換出的直流偏壓不足,致使標簽功能失效或誤動作,或因為直流偏壓不足,而縮短標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編碼方式的優點在于,其僅有一單位長度的低載波振幅,可以減少標簽端所轉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重要的。然而在實際運作中,并無法立即區分出低電平脈沖的起始點位置,因此,必須進行復雜的位置鎖定動作,以避免誤判,因此增加整個PPM解調電路的復雜性。
由上,鑒于公知技術的缺陷,提出本發明的被動式射頻識別(RFID)系統的傳輸編碼格式,用以改善上述公知技術的缺陷。
發明內容
本發明的主要目的是提供一種被動式RFID系統的傳輸編碼格式,其結合PWM與PPM數據編碼的傳輸特性,提供一特定編碼格式,以進行特定格式協議的數據傳輸,同時兼顧簡單解調功能,并能在被動式RFID系統的有限電源供應下,加長被動式RFID系統的使用距離。
為實現上述目的上述目的,本發明提供一種編碼格式,應用于一射頻識別系統上,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,通過調整n的值,以構成不同的指令或數據格式。
如上所述的編碼格式,該射頻識別系統為一被動式射頻識別系統。
如上所述的編碼格式,應用于該被動式射頻識別系統的振幅調制(AM)上。
如上所述的編碼格式,其中n≥1。
如上所述的編碼格式,該指令或數據格式由該n個單位長度的高電平脈沖所構成。
如上所述的編碼格式,該指令或數據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成。
如上所述的編碼格式,該指令或數據格式由兩個連續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據格式的起始點。
為實現上述目的,本發明還提供一種編碼格式,應用于一射頻識別系統上,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,通過調整n的值,以構成不同的指令或數據格式,其中該指令或數據格式由該n個單位長度的高電平脈沖所構成。
如上所述的編碼格式,該射頻識別系統為一被動式射頻識別系統。
如上所述的編碼格式,應用于該被動式射頻識別系統的振幅調制(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據格式的起始點。
為實現上述目的,本發明還提供一種編碼格式,應用于一射頻識別系統上,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,通過調整n的值,以構成不同的指令或數據格式,其中該指令或數據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成。
如上所述的編碼格式,該射頻識別系統為一被動式射頻識別系統。
如上所述的編碼格式,應用于該被動式射頻識別系統的振幅調制(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據格式的起始點。
為實現上述目的,本發明還提供一種編碼格式,應用于一射頻識別系統上,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,通過調整n的值,以構成不同的指令或數據格式,其中該指令或數據格式由兩個連續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成。
如上所述的編碼格式,該射頻識別系統為一被動式射頻識別系統。
如上所述的編碼格式,應用于該被動式射頻識別系統的振幅調制(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據格式的起始點。
圖1為公知被動式RFID系統的架構示意圖。
圖2為公知被動式只讀型RFID系統的數據傳輸示意圖。
圖3為公知被動式讀/寫型RFID系統的數據傳輸示意圖。
圖4為公知PWM讀/寫型RFID系統的數據傳輸示意圖。
圖5為公知PPM的編碼方式。
圖6為本發明一較佳實施例的被動式RFID的數據傳輸示意圖。
圖7為本發明一較佳實施例的編碼方式。
圖8為本發明一較佳實施例的完整傳輸架構示意圖。
圖中標號說明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數字邏輯電路 17調制發射電路具體實施方式
本發明提供一適用于被動式RFID系統進行雙向通信時的通訊傳輸界面,其結合PWM與PPM數據編碼的傳輸特性,采用PPM單一低電平脈沖特點,與PWM不同長度編碼特性,利用兩個不連續的單一低電平脈沖間的距離,來代表不同指令或數據,以設計一系列特定指令或數據,進行信息傳輸。
請參閱圖6,其為本發明一較佳實施例的被動式RFID的數據傳輸示意圖。如圖所示,所有指令與數據均以一個單位低電平脈沖當作起始點,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據,即利用高電平脈沖間的距離來區分不同的信息意義,也可視為以連續兩個低電平脈沖間的距離,來決定其代表指令或是數據。
本發明的編碼方式的設計范例如圖7所示。所有指令或是數據均由一低電平脈沖時間當起始,且固定為標簽可接受的最小單位長度時間,因此,其指令或是數據解調方式,可利用檢測此低電平脈沖時間來作系統頻率校正,利用此低電平脈沖時間當作指令或數據的檢測起始點,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據。
因為所有指令或是數據的編碼格式中,均僅有一個單位長度的低電平脈沖,所以反應在標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據檢測的起始點,其必須通過復雜判斷模式或電路方可完成。然而,本發明的編碼方式均由一個單位長度的低電平脈沖時間當起始,且固定為標簽可接受的最小單位時間,因此,其指令或是數據解調方式,可利用檢測此低電平脈沖時間來作系統頻率校正,利用此低電平脈沖時間當作指令或數據的檢測起始點,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據。由于其指令與數據的單位長度長短不一,故可靈活運用,相對于PPM編碼方式使用固定單位長度的指令或數據而言,本發明的傳輸速率快了許多。
請參閱圖8,其為本發明一較佳實施例的完整傳輸架構示意圖。該完整傳輸架構分成三大區塊,包含封包頭(header)、指令/數據(command/data)及結尾(END),其中封包頭(header)由編碼指令SYNC、data“0”、data“0”、及SYNC構成,由一個低電平(L)啟始,在連續兩個低電平(L)中,將分別出現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/數據字段由8位ID、7位地址、1讀/寫位、8位數據、及1奇位檢查構成,最后為一結尾編碼指令。
綜上所述,本發明的編碼方式不僅改善了使用PWM編碼方式而產生的標簽端電源不穩的情形,并加長了讀取器與標簽間的使用距離。此外,本發明還提供所有指令與數據編碼的起始點設計,減少了PPM編碼方式所需的復雜解調電路,同時也提升了傳輸速率。因此,本發明能有效改善公知技術的缺陷,因此具有產業價值,進而達成發展本發明的目的。
本發明可由熟悉本領域的技術人員進行各種改型和變化,然而其均涵蓋在本發明的申請專利范圍之內。
權利要求
1.一種編碼格式,應用于一射頻識別系統上,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,通過調整n的值,以構成不同的指令或數據格式。
2.如權利要求1所述的編碼格式,其中該射頻識別系統為一被動式射頻識別系統。
3.如權利要求2所述的編碼格式,應用于該被動式射頻識別系統的振幅調制上。
4.如權利要求1所述的編碼格式,其中n≥1。
5.如權利要求1所述的編碼格式,其中該指令或數據格式由該n個單位長度的高電平脈沖所構成。
6.如權利要求1所述的編碼格式,其中該指令或數據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成。
7.如權利要求1所述的編碼格式,其中該指令或數據格式由兩個連續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成。
8.如權利要求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據格式的起始點。
9.一種編碼格式,應用于一射頻識別系統上,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,通過調整n的值,以構成不同的指令或數據格式,其中該指令或數據格式由該n個單位長度的高電平脈沖所構成。
10.如權利要求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據格式的起始點。
11.一種編碼格式,應用于一射頻識別系統上,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,通過調整n的值,以構成不同的指令或數據格式,其中該指令或數據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成。
12.一種編碼格式,應用于一射頻識別系統上,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,通過調整n的值,以構成不同的指令或數據格式,其中該指令或數據格式由兩個連續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成。
全文摘要
本發明提供一種被動式射頻識別系統的編碼格式,應用于一射頻識別系統上,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,通過調整n的值,以構成不同的指令或數據格式。本發明的編碼格式結合PWM與PPM數據編碼的傳輸特性,提供一特定編碼格式,以進行特定格式協議的數據傳輸,同時兼顧簡單解調功能,并能在被動式RFID系統的有限電源供應下,加長被動式RFID系統的使用距離。
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 優先權日2005年5月11日
發明者許績賀 申請人:盛群半導體股份有限公司