PT96486B

PT96486B - Sistema para ler e escrever dados em etiquetas distantes

Info

Publication number: PT96486B
Application number: PT96486A
Authority: PT
Inventors: Jeremy A Landt; Alfred R Koelle
Original assignee: Amtech Corp
Priority date: 1990-01-16
Filing date: 1991-01-15
Publication date: 1998-07-31
Also published as: AU6867291A; EP0438250A1; JPH04218789A; US5030807A; EP0438250B1; IL96883A0; PT96486A; AU629153B2; CA2033868A1; ES2089121T3; JP2977629B2; CA2033868C

Description

AMTECH CORPORATION

SISTEMA,. PARA LER E ESCREVER DADOS EM ETIQUETAS DISTANTES

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO E TÉCNICA ANTERIOR A presente invenção diz respeito a um sistema para a leitura de dados provenientes de etiquetas distantes e para a escrita de dados nessas etiquetas. Ha um certo número de sistemas da técnica anterior para a identificação de objectos e veículos que utilizam etiquetas electrónicas que contêm dados fixos relativos ao objecto particular. Estas etiquetas electrónicas foram originalmente desenvolvidas pelo United States National Laboratory em Los Alamos, New México, para o Department of Agriculture, para identificar cabeças de gado. Uma etiqueta contendo os dados de identificação do animal, sob uma forma codificada susceptível de ser lida electronicamente, ê fixada ou implantada no animal. Em estações de alimentação são colocados leitores electrónicos para ler as etiquetas quando os animais passam pelas mesmas. Estes leitores, também denominados interrogadores, transmitem um sinal de RF que, por sua vez, é modulado num emissor de retrodifusão, com os dados de identificação provenientes da etiqueta. Estas etiquetas têm uma antena que emite o sinal modulado por retrodifusão, contendo a informação da .êtiqueta, para o interrogador. Estes sistemas conhecidos estão descritos nas patentes de invenção norte-americanas N² 4 075 632 e N² 4 360 810.

Com o progresso tecnológico, verificou-se que estes sis-

temas de identificação a distância de objectos móveis tinham utilidade para além da identificação de animais. Por exemplo, poderiam colocar-se as etiquetas em objectos em movimento ou susceptíveis de se mover, por exemplo em automóveis, contentores para expedição de mercadorias ou em vagões de caminhos de ferro. A informação contida nestas etiquetas pode ser usada para seguir a pista e a localização, a identidade e o conteúdo desses objectos. Uma utilização importante destes sistemas é a cobrança àutomá-. tica nas estradas com portagem. Os automóveis que passam numa via com pagamento de portagem não precisam de parar para depositar dinheiro. O interrogador electrónico ao longo da via com portagem identifica electronicamente o carro em movimento na sua passagem e dispara um sistema de débito computarizado de modo que o cartão de crédito do condutor do carro pode ser debitado automaticamente da quantia da portagem. Analogamente, pode controlar-se continuamente o conteúdo de contentores ou de material rolante ferroviário nos portos, docas de carga ou ao longo dos carris, por forma a controlar num computador central a localização, a identidade e o conteúdo. As patentes de invenção norte-americanas N2 4 739 328, 4 782 345, 4 786 907, 4 81 6 839,

835 377 e 4 853 705 descrevem todas aspectos destes.sistemas, que incluem antenas e programadores usados nestes sistemas para identificar objectos distantes.

Em certas aplicações, tornou-se importante não só ler os dados contidos nestas etiquetas electrónicas fixadas nos objectos móveis, como também modificar esses dados, ou escre-3ver dados nas etiquetas enquanto se encontram em movimento. Por exemplo, pode ser importante nao só conhecer os conteúdos de um vagão ferroviário como também a rota e o tempo que leva a atingir um destino particular, tais dados da rota, ou dados a partir dos quais pode ser calculada informação por um computador, podem ser escritos numa etiqueta quando ela passa por um interrogador ao longo da sua rota. A patente de invenção norte-americana N^s4 390 880 descreve uma técnica para escrever dados numa etiqueta e ler dados dessa etiqueta. Nesta patente de invenção, o interrogador na estação de recepção distante primeiramente emite para a etiqueta, antes de estar em condições de identificar o objecto etiquetado e antes de emitir quaisquer sinais portadores de informação para a etiqueta, um sinal de comando de interrogação. Este sinal diz à etiqueta para emitir os dados de identificação armazenados na memória da etiqueta para o emissor. Depois de o interrogador ter reconhecido esta identificação, emite um sinal de chave para a etiqueta para activar uma operação de ESCRITA. Primeiramente a etiqueta tem de receber e reconhecer este sinal de chave emitido do interrogador, antes de se efectuar a ESCRITA.

Esta sequência exige que, antes de a estaçao de recepção distante (o interrogador) receber qualquer informação de identificação transmitida para trás a partir da etiqueta, a etiqueta seja primeiro activada pela recepção e o reconhecimento do sinal de interrogação transmitido. A etiqueta e o interrogador têm portanto de estar suficientemente próximos para que a etiqueta

-4primeiro possa receber e entender este sinal de interrogação proveniente do emissor, reconhecê-lo e, finalmente, retransmitir os dados armazenados na sua memória para o interrogador. Esta necessidade de que a etiqueta esteja suficientemente próxima do interrogador para receber o sinal de interrogação de activação reduz a janela de tempo disponível para ler o conteúdo da etiqueta e para escrever dados na etiqueta. Em algumas aplicações tais como a leitura e a escrita de dados de e para um comboio em movimento rápido, este atraso na permuta de informações (handshake) pode ser suficiente para perder completamente a etiqueta .

O sistema segundo a presente invenção diminui consideravelmente este tempo de permuta de informações utilizando uma etiqueta que indica continuamente a sua identificação própria, mesmo na ausência de qualquer sinal de comando de interrogação proveniente do interrogador. Não é emitido pelo interrogador qualquer sinal de comando de interrogação para activar a leitura da etiqueta. As etiquetas segundo a presente invenção utilizam um código fixo que corre continuamente para transmitir a sua identidade. Este mesmo código emitido também diz ao interrogador se ou não a etiqueta está suficientemente próxima de modo que o interrogador possa emitir com fiabilidade os dados de escrita para a etiqueta. Como o alcance máximo no qual o interrogador pode ler o sinal transmitido e modulado por retrodispersão a partir da etiqueta é consideravelmente maior do que o alcance máximo para a escrita permitido ao interrogador para escrever f

»

-rt**

-5dados na etiqueta, a possibilidade de o interrogador ler toda a informação necessária da etiqueta antes de esta chegar ao domínio de escrita poupa tempo crítico. Por conseguinte, a técnica usada na presente invenção acelera substancialmente a leitura e a escrita, aumentando grandemente o campo operacional máximo.

Por exemplo, uma etiqueta segundo a presente invenção pode ser lida a uma distância tão grande como 24,384 m (80') de um interrogador, mas apenas pode ser escrita a uma distância máxima de 6,096 m (20'). Pelo contrário, as etiquetas descritas na patente de invenção norte-americana N^e 4 390 880 apenas podem ser lidas a cerca de 1,829 m (6¹) e escritas a cerca de 1,219m(4'). No sistema segundo a presente invenção, uma etiqueta tem primeiro que ser lida e identificada quando se aproxima a uma distância de cerca de 24,384m'(80') do interrogador. Pode ser escrita a cerca de 6,096 m (20'), poupando-se o tempo crítico em que a etiqueta está no domínio dos 6,096 m (20') do interrogador exclusivamente para a operação de escrita mais limitada .

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Resumindo, o sistema segundo a presente invenção para identificar e para escrever dados em objectos distantes, que podem estar em movimento relativamente ao interrogador, utiliza um interrogador para emitir um sinal RF para o objecto distante.

Este sinal inclui dados destinados a ser recebidos e armazenados no objecto distante, os objectos distantes são susceptíveis de, <

'1!

-6ao receber o sinal de RF emitido, modular esse sinal de RF por retrodispersão e reenviar um sinal que está modulado com os dados que indicam a identidade do objecto distante. 0 interrogador tem a capacidade de: 1) reconhecer a identidade do objecto distante a partir do sinal modulado devolvido e 2) emitir dados para o objecto distante apenas se o interrogador tiver dados para emitir para esse objecto distante particular identificado. Deste modo, podem selectivamente emitir-se dados para o objecto distante, os quais podem ser recebidos e memorizados neste apenas depois de o objecto distante ter sido identificado como sendo o objecto distante correcto para receber tais dados.

objecto distante é alimentado com energia continuamente, para modular por retrodispersão os sinais de RF recebidos, mesmo quando não estejam de facto a receber-se quaisquer sinais de RF. Isto é diferente das etiquetas da técnica anterior, que emitem informação de identificação apenas quando disparadas por um sinal de interrogação proveniente do interrogador. Numa forma de realização preferida da presente invenção, a sensibilidade de escrita da etiqueta é aumentada automaticamente quando a etiqueta detecta que um campo de RF proveniente do interrogador é suficientemente forte para escrever dados na etiqueta.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Compreender-se-á melhor a presente invenção fazendo referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam:

A fig. 1, a sequência de sinalização interrogador-eti- t

-----52íi

-7queta segundo a presente invenção;

A fig. 2, o código de ESCRITA RF usado para os impulsos segundo a presente invenção;

A fig. 3, um esquema de blocos, parcialmente com circuitos de pormenor dos circuitos da etiqueta de leitura/escrita segundo a presente invenção; e

A fig. 4, um diagrama de estados de uma etiqueta segundo a presente invenção.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DA INVENÇÃO

Em contraste com as etiquetas da técnica anterior, a etiqueta segundo a presente invenção faz correr continuamente os dados contidos na sua memória. Numa forma de realização preferida, estes dados estão contidos em duas tramas de códigos de 128 bits. A primeira trama de código contém dados permanentes; a segunda, dados temporários sobre os quais podem gravar-se novos dados. Este tipo de etiqueta é designado como etiqueta de leitura/escrita. São passados continuamente pela etiqueta, quer os dados permanentes quer os temporários, estando assim todos eles sempre disponíveis para ser lidos por um interrogador segundo a presente invenção. Os pormenores destas etiquetas e interrogadores não são aqui descritos, excepto nos aspectos que apresentam características de novidade segundo a presente invenção, dado que eles já foram descritos anteriormente em uma ou mais das patentes de invenção norte-americanas N- 4 739 328,

782 345, 4 786 907, 4 816 839, 4 835 377 e 4 853 705. A códiΜ

Λ ficaçao dos dados usada para ler estas etiquetas e a mesma que se descreveu na patente de invenção norte-americana N² 4 739 328.

Logo que a etiqueta entra no domínio.'do sinal de RF emitido pelo interrogador, a etiqueta modula o sinal proveniente do interrogador, sequencialmente, com duas tramas de código de 128 bits. Estas tramas serão depois recebidas e interpretãdasjpèlo' interrogador, como se mostra na fase (10) da fig. 1. Partindo da hipótese de que a etiqueta é uma etiqueta correcta, o interrogador reconhecerá o sinal ID da etiqueta como válido. Igualmente captará todos os dados da etiqueta, qúe podem incluir a sua identidade, bem como outra informação acerca do contentor ou do veículo a que está fixado, por exemplo o seu peso, o seu conteúdo, as suas dimenções e similares. Além disso, a partir de certa codificação de uma ou das duas tramas de código de 128 bits, o interrogador reconhecerá que a etiqueta é uma etiqueta de leitura/escrita (em oposição a uma etiqueta apenas para leitura). Pode usar-se qualquer bit individual ou um par de bits de qualquer das duas tramas de código de 128 bits, por exemplo, para identificar que a etiqueta é de leitura/escrita. Esta fase de identificação está indicada como fase (11) na fig. 1.

Â medida que a etiqueta se aproxima mais do interrogador (ou o interrogador se aproxima mais da etiqueta em algumas aplicações, nas quais o interrogador ê móvel e a etiqueta fixa), a etiqueta segue continuamente a intensidade do campo de RF proveniente do interrogador. Logo que a etiqueta detecta que o campo de RF emitido ê suficientemente forte para permitir a escrita

-9segura dos dados na etiqueta, esta modifica o código em uma ou mais das tramas de código com o qual modula por retrodispersão o sinal de RF emitido, para indicar esse facto.

Por exemplo, se se usarem dois bits de uma das tramas de código da etiqueta para identificar que a etiqueta é uma etiqueta de leitura/escrita, pode inverter-se a ordem destes dois bits quando a etiqueta detectar que o sinal de RF é suficientemente forte. 0 sinal modulado assim modificado ê então reenviado para o interrogador, indicando que existe uma intensidade de transmissão suficiente para uma operação de escrita. Isso está indicado na fase (12) da fig. 1. Ao mesmo tempo, a etiqueta aumenta a sua própria sensibilidade de recepção, também indicado na fase (12), de uma maneira que se descreverá mais adiante. Todas estas três fases se efectuam ao mesmo tempo, como se mostra na fase (12) da fig. 1.

sinal de reconhecimento recodifiçado e modulado pela etiqueta avisa o interrogador de que se trata de uma etiqueta candidata a leitura/escrita na sua faixa de RF, que a sensibilidade da etiqueta foi aumentada e que ele pode escrever dados nesta etiqueta, se assim o desejar. Na fase (13) da fig. 1, o interrogador reconhece que: 1) há uma etiqueta de leitura/escrita no seu domínio e 2) a sensibilidade dessa etiqueta aumentou de modo que está pronta para receber uma ESCRITA de quaisquer dados provenientes do interrogador, destinada a ser escrita na memória da etiqueta. Como se indica na fase (14), o interrogador faz uma verificação para ver se tem uma mensagem para essa etiqueta, tendo já recebido e lido a identificação da etiqueta. O interrogador compara a identificação da etiqueta recebida com a sua lista de mensagens para ver se tem uma mensagem para essa etiqueta. Se tiver, então emite a mensagem para a etiqueta pela portadora de RF, como se indica na fase (15) da fig. 1.

Depois da recepção e armazenamento da mensagem proveniente do interrogador, a etiqueta reflecte os seus dados novos recebidos, num sinal modulado por retrodispersão reenviado para o interrogador, como se ilustra na fase (16). Por sua vez, o interrogador, verifica os dados novos que recebeu de volta da etiqueta comparando-os com a mensagem que emitiu no sinal de RF ... transmitido, como se mostra na fase (17) na fig. 1. Se houver concordância, completa-se com êxito a operação de ESCRITA, que assim termina, como se mostra na fase (18). Se houver um erro, o interrogador retransmite a mensagem, como se mostra na fase ' (19), enquanto a etiqueta se encontrar ainda no domínio de recepção da mensagem. Este processo é repetido até se verificar uma emissão com êxito ou que a etiqueta indique, pela sua mensagem corrida (ou a ausência de qualquer mensagem), que está fora do alcance para mais operações de ESCRITA.

A sequência de sinalização representada na fig. 1 tem vantagens significativas. Tipicamente, uma etiqueta entra no domínio em^; que pode ser lida pelo interrogador um intervalo de tempo significativo antes de se aproximar suficientemente para que o interrogador escreva com segurança dados na etiqueta. Esta diferença resulta da diferença que há entre os procedimentos de

X

-11leitura e de escrita. 0 sistema segundo a presente invenção tira proveito deste diferencial de requisitos de alcance, completando o processo inicial de leitura e reconhecimento antes de a etiqueta entrar na zona de escrita, na qual pode escrever-se na etiqueta. Isso proporciona um tempo da transacção de escrita significativamente mais importante, porque não é necessário gastar nenhum tempo em que a etiqueta está na zona de escrita para a sequência de reconhecimento, que já se completou então. 0. facto de a etiqueta segundo a presente invenção fazer correr continuamente os seus dados de identificação torna possível um reconhecimento substancialmente instantâneo pelo interrogador.

Além disso, a sequência de operações representada na fig. 1 assegura que o interrogador não gasta tempo tentando escrever dados numa etiqueta que não se encontra no seu domínio.

O interrogador não tentará escrever numa etiqueta antes de receber a verificação do alcance e da sensibilidade dada através do sinal modulado por retrodispersão, como se indica na fase (13) da fig. 1. Porém, logo que essa verificação é recebida pelo interrogador, indicando que a etiqueta está no seu domínio de alcance, pode ser utilizado todo o tempo em que a etiqueta está no domínio do alcance para a escrita, para a sequência de escrita.

A sequência de sinalização segundo a presente invenção tem vantagens consideráveis sobre a sequência da técnica anterior que exige que o interrogador primeiramente acorde a etiqueta antes de o interrogador a poder identificar. Com os siste-12temas da técnica anterior, a etiqueta tinha de estar na zona de escrita antes de poder ser identificada. O comando de despertar é semelhante a um comando de escrita, exigindo assim que a etiqueta tenha de estar no alcance de escrita, mais curto, para poder ser despertada. Como a etiqueta segundo a presente invenção faz correr continuamente a identificação, ela pode ser identificada pelo interrogador enquanto ainda se encontra ao alcance mais longo de leitura, acelerando desse modo substancialmente as comunicações etiqueta-interrogador.

Numa forma de realização preferida, as etiquetas e os leitores do sistema de leitura/escrita segundo a presente invenção são compatíveis com as etiquetas e os leitores do sistema só para leitura descrito nas patentes de invenção anteriores atrás referidas. Por exemplo, se uma etiqueta só para leitura entrar no campo de RF de um interrogador leitura/escrita, os dados na etiqueta só para leitura serão lidos e a etiqueta identificada como etiqueta só para leitura. 0 leitor e o computador hospedeiro podem então usar estes dados como for desejado. Inversaraente, se uma etiqueta de leitura/escrita segundo a presente invenção entrar no campo de RF de um interrogador apenas para leitura, das patentes de invenção anteriores, os dados na etiqueta serão lidos e o leitor e o computador hospedeiro podem usar estes dados como for desejado.

Para realizar a sequência de sinalização representada na fig. 1, o interrogador e a etiqueta apenas precisam de usar três sinais diferentes para escrever dados na etiqueta. 0 primeiro sinal, representado na fig. 2, representa um ZERO binário, desligando-se a RF durante um período de 25 microssegundos.

segundo sinal, qúe corresponde a ligar a RP duranteúm.período de .75 microssegundos, representa um ”UM” binário. 0 terceiro sinal, de desligação da RF durante 125 microssegundos, ê um sinal de COMANDO 1, cuja utilização será descrita mais adiante. Usando a técnica de sinalização representada na fig. 1 e o diagrama de estados representado na fig. 4, pode realizar-se uma operação de ESCRITA completa entre o interrogador e a etiqueta utilizando apenas estes três sinais representados na fig. 2.

Os circuitos de uma forma de realização preferida da etiqueta segundo a presente invenção estão representados na fig. 3. A etiqueta tem uma antena (30), que foi descrita nas patentes de invenção norte-americanas N² 4 782 345 e N² 4 816 839. A antena (30) está ligada a um rectificador de RF (31), ligado à resistência de carga controlável (32), como está representado. A resistência de carga (32) modula a carga do rectificador de RF que, por sua vez, modula o emissor de retrodispersão para emitir os sinais codificados, da etiqueta para o interrogador. Este sistema está descrito com mais pormenor na patente de invenção norte-americana N^a 4 075 632.

Em contraste com os sistemas descritos na patente de invenção anterior, logo que o detector de nível (35) detectar que o sinal de RF que atinge a antena (30) é superior a um determinado nível de limiar, emite um sinal através do descodificador do sinal de escrita (36) para controlar a lógica (34). Esta lóΖ

-14gica de comando (34) muda ao mesmo tempo os dados na ...memória de mensagens da etiqueta, por exemplo invertendo dois bits de informação. Estes dados alterados saem pela linha (37) sob a forma de mensagem lida para trás do sinal, que passa para a resistência de carga controlável (32). A resistência de carga controlável (32) modula o emissor de retrodispêrsão fazendo variar a carga no rectificador de RP (31) que, por sua vez, faz variar a carga de RP na antena (30). A etiqueta emite assim um sinal modulado por retrodispersão com dois bits trocados, para o interrogador, indicando ao interrogador: 1) que a etiqueta está dentro do domínio de escrita e 2) que aumentou a sensibilidade de limiar da etiqueta, como se explica mais adiante.

Quando a etiqueta chega suficientemente próximo do interrogador para que o campo de RF tenha intensidade suficiente para que se emita informação de escrita para a etiqueta, aumenta a sensibilidade da etiqueta. Quando o detector de nível (35).detectar a presença de uma intensidade de campo de RF suficiente para uma operação de ESCRITA, é emitido um sinal de CONTROLO DE SENSIBILIDADE a partir da lógica de comando (34) pela linha (38) e através da resistência (39) que diminui a tensão de limiar através do rectificador (31), de 0,6 V para 0,3 V. O nível de sensibilidade resultante da etiqueta depende da relação entre as resistências (39) e (33), juntamente com a tensão do sinal de controlo da sensibilidade na linha (38).

Uma vez que a sensibilidade da etiqueta aumentou deste modo e que o sinal de mensagem lida para trás (com dois bits in-15vertidos), modulada por retrodispersão e enviada para o interrogador, este pode, se se desejar uma informação de escrita para essa etiqueta particular, emitir então um sinal de RF de ESCRITA. 0 sinal de ESCRITA aparece na antena (30), passa através do rectificador (31), da resistência (40), da base para o colector do transístor bipolar (41) e para o detector de nível (35) para o descodificador (36) do sinal de ESCRITA. O descodificador do sinal de ESCRITA (36) separa o padrão da tensão em função do tempo do sinal nos códigos para COMANDO 1, 1 binário ou Ó binário. Sao estas as três possibilidades do sinal representadas na fig. 2.

Se o sinal de RF for um sinal de ESCRITA, o descodificador (36) dos sinais de ESCRITA reconhece o sinal de ESCRITA pela presença de um sinal de COMANDO 1. Uma vez reconhecido um sinal de ESCRITA, este sinal de ESCRITA pode passar sempre através da lógica de controlo (34) para a memória de mensagens (42) da etiqueta (42), onde é armazenado nas tramas de dados a escrever na etiqueta. Esta memória de mensagens pode ser uma memória nao volátil qualquer, por exemplo uma EPROM, uma EAROM ou uma RAM com pilha de apoio. Durante uma operação efectiva de ESCRITA, o detector de nível (35) assegura que o sinal se mantêm com uma intensidade de RF suficiente e que o descodificador do sinal de ESCRITA (36) reconhece o sinal como um sinal de ESCRITA e a lógica de comando (34) permite que a memória (42) da etiqueta armazene os sinais. Depois, a lógica de comando (34) retira os dados escritos de novo da memória ¢42) da etiqueta e aplica-16-

-os à linha (37) da mensagem lida para trás, para a transmissão para o interrogador, para a sua verificação.

As resistências (33) e (40) e o condensador (43) ajustam o nível de limiar da etiqueta para detectar os impulsos de RF recebidos. Este nível ê de preferência mantido mais ou menos no ponto médio da altura do impulso normal recebido. As resistências (33) e (40) ajustam este nível, e o condensador (43) mantêm o mesmo nesse ponto durante os intervalos entre impulsos. A resistência (39), juntamente com a tensão de saída na linha (38) proveniente da lógica de comando (34), determinam de quanto deve ser aumentada a sensibilidade depois de a etiqueta ter recebido um sinal de RF do interrogador com intensidade suficiente para o interrogador escrever informação na mesma. A resistência (44) é uma resistência de carga normal. Numa forma de realização preferida da presente invenção, a resistência (40) é de 10 Kohms, a resistência (33) de 30 Kohms, a resistência (39) de 270 Kohms, a resistência (44) também de 270 Kohms e o condensador (43) de 0,022 microfarads.

O diagrama de estados da etiqueta da fig. 4 ilustra a sequência de sinais usada para a informação de leitura da etiqueta e para a informação de escrita para a etiqueta. Quando a etiqueta não está no alcance de RF do interrogador, mantém-se no modo (20) READ 1. Enquanto estiver neste modo, a etiqueta faz correr continuamente o seu indicativo, de modo que está sempre pronta para modular por retrodispersão qualquer sinal de RF recebido com os dados na sua memória de mensagens. Logo que a etiζ

-17queta entrar no campo de RF proveniente de um interrogador, quando o campo tiver uma intensidade superior a um certo valor, a etiqueta detecta essa intensidade e comuta para o modo READ 2 (21), na fig. 4. Isso faz-se como atrás se descreveu. No modo READ 2, a etiqueta tem uma maior sensibilidade e ainda modula por retrodispersão o sinal de RF recebido com os dados contidos na memória da etiqueta. Partindo da hipótese de que se trata de uma etiqueta de leitura/escrita, ela inverterá os dois bits para indicar a sua prontidão para ser escrita.

interrogador, que recebe toda essa informação de identificação, bem como os dois bits invertidos, sabe qual o ID da etiqueta, que ela ê uma etiqueta de leitura/escrita e que está ao seu alcance e pronta para nela se escrever informação. Quando o interrogador tem dados para escrever nessa etiqueta, o interrogador emitirá então a trama de dados a escrever. Primeiro, o interrogador emite um impulso de COMANDO 1, que diz à etiqueta que pretende escrever dados. A etiqueta, então, reconhecendo o impulso de COMANDO 1, faz interromper a passagem contínua da identificação. Isso faz-se pelo descodificador do sinal de escrita (36) que emite um sinal para a lógica de controlo (34) (representado na fig. 3) que, por sua vez, desliga a sua linha de saída (37). A etiqueta está agora no modo WRITE (22), representado na fig. 4. A seguir, o interrogador emite os primeiros 120 bits dos dados fixos, para a etiqueta. A lógica de comando (34) compara estes dados fixos, bit por bit, com os dados na memória (42) da etiqueta. Se houver acordo, a memória to*

-18(42) da etiqueta é desbloqueada pela lógica de comando (34) de modo que pode ser escrita, através da linha (46). Este processo de verificação impede que se escrevam dados errados sobre os dados da memória.

Depois de a etiqueta ter recebido e comparado a mensagem de identificação de 120 bits, o interrogador emite uma outra palavra de comando de oito bits para a etiqueta. As palavras de COMANDO são emitidas para a etiqueta pelo interrogador enquanto a etiqueta está no modo WRITE (22). Estas tramas ajustam a etiqueta ao modo para executar várias operações, incluindo a passagem contínua através do conteúdo da sua memória, ou a recepção de um comando de ESCRITA do interrogador.

Em funcionamento, uma palavra de comando diz à etiqueta o que deve fazer com os 128 bits seguintes que receberá. Na presente forma de realização, há quatro possibilidades: 1) escrever os dados num campo de dados de uma memória volátil; 2) escrever os dados num campo de dados fixo; 3) desbloquear um campo de dados fixo para permitir escrever dados no mesmo; ou 4) bloquear um campo de dados fixo de modo que não seja possível escrever no mesmo quaisquer dados. Quando então a etiqueta receber os 128 bits seguintes de dados, ela actuará de acordo com a palavra de comando. A etiqueta reconhece o código que indica o fim de dados a escrever e comuta-se de novo para o modo READ 2 da fig. 4. Isso completa a operação de ESCRITA. A forma de realização descrita está limitada a 256 bits de dados e a um conjunto limitado de comandos. Mas a presente invenção permite a uti-

......

-19lizaçao de tramas de dados adicionais e controlos adicionais para leitura e escrita de tramas específicas, apenas sendo limitada pela capacidade da memória e pelo tempo em que a etiqueta está no interior do campo de RF do leitor.

Depois de voltar ao modo READ 1, a linha (37) será de novo ligada e a etiqueta fará passar continuamente a sua identificação, emitindo para o interrogador todos os seus dados fixos e os dados escritos de novo. Como é evidente, isso pode ocorrer antes ou depois de a etiqueta ter abandonado o domínio de ESCRITA com sensibilidade aumentada. Como foi discutido mais atrás, as etiquetas podem ainda ser lidas mesmo depois de nelas não poder já escrever-se. Por conseguinte, lendo os novos dados gue passam continuamente, o interrogador pode verificar que a sua mensagem de ESCRITA foi recebida, descodificada e armazenada correctamente na memória da etiqueta. Além disso, se a etiqueta ainda não tiver deixado o alcance de ESCRITA, e se suceder que o interrogador detecta um erro na nova mensagem, ele pode retransmitir a mesma mensagem e tentar de novo colocar os dados correctos na memória da etiqueta.

Quando a etiqueta estiver no modo WRITE (22) e o campo de RF for, por qualquer motivo, interrompido, de modo que a etiqueta deixa de receber qualquer sinal de RF do interrogador, o detector de nível (35) (fig. 3) emite um sinal para a lógica de controlo (34) para fazer com que a etiqueta volte ao modo READ 1 (20) da fig. 4.

A vantagem da característica da sensibilidade de limiar ζ

-20variável proporcionada pelo circuito de acordo com a forma de realização preferida segundo a presente invenção representado na fig. 3 é que o modo READ 1, no qual nao há emissão de sinal de RF, o circuito quase não consome corrente. Durante esses períodos, o nível de sensibilidade de detecção é de cerca de 0,6V, que ê a tensão de limiar emissor-base normal do transístor bipolar de silício (41). Por conseguinte, durante estes períodos de repouso, esse transístor (41) está desligado e quase não absorve corrente. Porém, na presença de um sinal de RF que exceda o nível de limiar predeterminado como atrás se descreveu, a etiqueta é comutada para o seu modo activo, com maior sensibilidade, a tensão através da resistência (33) sobe de 0 V para 0,3 V e a tensão de limiar do sinal cai da mesma quantidade de 0,3 V. Neste modo activo de ESCRITA, é absorvida corrente de funcionamento, mas apenas durante o período em que está a ser transmitido um sinal de ESCRITA do interrogador. Logo que se tenha completado o processo de ESCRITA e sejam armazenados os novos dados, a etiqueta regressa automaticamente ao modo READ 1 com sensibilidade inferior, porque o detector de nível (35) detectará o sinal de RP reduzido durante' úm intervalo de tempo mais longo do que é normal para qualquer cadeia de impulsos transmitida. Como a corrente de funcionamento aumentada apenas está ligada durante intervalos de tempo curtos durante a operação de ESCRITA, há uma penalização muito pequena para a duração da pilha da etiqueta.

Este aumento da sensibilidade da etiqueta durante a ope/-21 ração de ESCRITA é importante porque assegura, quando uma etiqueta se aproxima do interrogador, que os sinais serão recebidos correctamente. Os níveis de RF não aumentam sempre suavemente quando um veículo ou um comboio que leva uma etiqueta se aproxima de um interrogador. Há muitas vezes enfraquecimentos locais dó sinal, devidos a ondas estacionárias, efeitos de sombra e outras razoes. Aumentando-se a sensibilidade da etiqueta durante o ciclo de ESCRITA, aumenta-se a probabilidade de continuar a ter um nível de RF suficiente para proporcionar uma operação segura e sem interrupções da escrita.

sistema segundo a presente invenção utiliza de preferência uma só portadora de RF e uma só polarização do sinal de RF, quer para os sinais de LEITURA, quer para os de ESCRITA. 0 sistema utiliza uma antena comum (30), representada na fig. 4, bem como um circuito rectificador comum (31), quer para a recepção de dados de ESCRITA provenientes do interrogador, quer para modular uma carga no mesmo circuito rectificador (31) para emitir sinais modulados por retrodispersão para o interrogador durante a operação de LEITURA. Seria possível, se se desejasse, e em muitos casos pode ser preferível, utilizar duas antenas na etiqueta, uma para os dados recebidos e outra para a emissão. Mas uma antena única permite ter uma etiqueta mais pequena.

Utiliza-se a multiplexação por divisão do tempo para separar as comunicações do leitor para a etiqueta das comunicações da etiqueta para o interrogador. Muitas vezes, têm de operar simultaneamente, muito próximos uns dos outros, vários ou muitos.

-22interrogadores. Um exemplo de uma tal instalação é numa praça de portagem ou numa estrada de portagem, num túnel, numa ponte, onde cada via da portagem tem um interrogador. Em tais instalações, os interrogadores são sincronizados de modo tal que os sinais modulados produzidos pelos interrogadores não interferem com outros interrogadores que lêem dados de outras etiquetas. A interferência entre interrogadores enquanto as etiquetas estão a ser lidas é eliminada usando frequências diferentes, de modo que cada interrogador opera numa frequência única. Os dados recebidos pela etiqueta são determinados como sendo válidos de acordo com um valor de tensão de limiar, que pode ser ajustado usando resistências (33) e (40) e o condensador (43), juntamente com o sinal (38) de controlo da sensibilidade. Este limiar é de preferência mantido cerca do ponto médio da amplitude dos impulsos normais recebidos. A característica de autocompensação reduz a distorção dos dados devido a outras fontes estranhas de energia de RF, tais como fontes independentes a frequências próximas da frequência de interrogação, tais como telefones celulares, e sinais produzidos por outros interrogadores vizinhos.

A sincronização do leitor pode ser feita por fios ou, de preferência, utilizando a característica de auto-sincronização segundo a presente invenção. Se um interrogador tentar escrever numa etiqueta, a modulação do sinal emitido por esse interrogador pode provocar interferência com um interrogador adjacente. Uma parte integrante do ciclo de escrita é para primeiramente ler todos os dados da etiqueta. Durante esta leitura um interro-23-..... ,· gador pode também ler uma etiqueta, se houver uma presente e, por conseguinte, fica automaticamente sincronizado com o primeiro interrogador. Depois de os dois interrogadores terem adquirido duas tramas de dadós das suas etiquetas respectivas, então ambos estão prontos para escrever e estão assim em sincronismo um com o outro.

Como será evidente para os entendidos na matéria, podem ser introduzidas muitas modificações na forma de realização preferida da presente invenção representada nas fig 1 a 4 e atrás descrita. Por conseguinte, a presente invenção é limitada apenas pelas características apresentadas nas reivindicações ane-

Claims

REIVINDICAÇÕES

1.- Sistema para identificação, para escrever dados e ler dados em objectos distantes, que podem estar em movimento reiativamente ao interrogador, caracterizado por compreender:

um interrogador para emitir um sinal de RF para o re ferido objecto distante, incluindo o referido sinal dados destinados a ser recebidos e armazenados pelo referido objecto distante;

pelo menos um objecto distante capaz de, quando rece ber o referido sinal de RF, modular e emitir em retrodispersao o referido sinal de RF e devolver um sinal modulado e emitido

-25Ν' por rétrodispersão para ο referido interrogador, sendo o referido sinal modulado e emitido por retrodispersão com dados gue indicam a identidade e outros dados armazenados no referido ob jecto distante;

tendo o referido interrogador a capcidade de: 1) reconhecer a referida identidade e outros dados armazenados no referido objecto distante a partir do referido sinal modulado e emitido por retrodispersão devolvido e 2) emitir dados para o referido objecto distante apenas se o referido interrogador tiver dados para transmitir para esse objecto distante identificado, de modo que os dados podem ser selectivamente emitidos para e recebidos e armazenados por um objecto distante apenas depois de esse objecto distante ter sido identificado como o objecto distante correcto para receber esses dados.
2, - Sistema para identificação, para escrever dados e ler dados em objectos distantes de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda por. o referido objecto distante ser capaz continuamente de modular e emitir por retrodispersão sinais de RF com os seus dados armazenados mesmo quando não está a ser recebido nenhum sinal do referido interrogador.
3. - sistema para identificação, para escrever dados e ler dados em objectos distantes de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda por o referido objecto distante ter a ca _ζ26ss '7 pacidade adicional de aumentar a sua sensibilidade aos sinais de RF recebidos contendo dados que devem ser· escritos no refe rido objecto distante depois da. recepção e reconhecimento de um sinal de RF com intensidade apropriada para que os dados sejam escritos com rigor no referido objecto distante.
4,- Sistema para identificação, para escrever dados e para ler dados em objectos distantes que podem estar em movimento relativamente ao interrogador, caracterizado por compreender :

um interrogador para emitir um sinal de RF para o re ferido objecto distante, incluindo o referido sinal dados que se destinam a ser recebidos e armazenados pelo referido objecto distante;

pelo menos um objecto distante capaz de, quando rece ber o referido sinal, de RF, modular e emitir por. retrodispersão o referido sinal de RF e devolver um sinal, modulado e emitido por retrodispersão para o referido interrogador, sendo o referido sinal, modulado e emitido por retrodispersão com dados que indicam: 1) a identidade e outros dados armazenados no re/ c

ferido objecto distante e 2) a sua aptidão ou inaptidão para receber e armazenar dados emitidos do referido interrogador; e tendo o referido interrogador a capacidade de: 1) reconhecer a referida identidade e outros dados armazenados no referido objecto distante, a partir do referido sinal modulado /-ηe emitido por retrodispersão devolvido e 2) emitir dados para o referido objecto distante apenas se: I) o referido interrogador tiver dados para emitir para esse objecto distante identificado, e II) o referido sinal modulado e emitido por retrodispersão de volvido indicar a aptidão do referido objecto distante para receber e armazenar dados emitidos, de modo gue os dados podem ser selectivamente emitidos para, e recebidos e armazenados por um objecto distante gue tenha aptidão para armazenar dados apenas depois de esse objecto distante ter sido identificado como o objecto distante correcto para receber esses dados.
5. - Sistema para identificação, para escrever dados e ler dados em objectos distantes de acordo com a reivindicação 4, caracterizado ainda por o referido objecto distante indicar ao referido interrogador a sua aptidão para receber e armazenar dados emitidos pela existência de memória de- semicondutores susceptível de escrita no interior do referido objecto.
6. - Sistema para identificação, para escrever dados e ler dados em objectos distantes de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o referido objecto distante determinar a sua aptidão para receber e armazenar dados emitidos detectando a intensidade do sinal de RF recebido e determinar se ou não ela é apropriada para que os dados sejam escritos com precisão no referido objecto distante, e indicar essa aptidão ao referiZ-29susceptível de ser escrita.

9. - Etiqueta de acordo coma reivindicação 7, carac terizada ainda por ser susceptível de determinar a sua aptidão para receber e armazenar dados emitidos detectando a intensida de do sinal de RF recebido e determinar se ou não é apropriada para que os dados sejam escritos com precisão na referida etiqueta .

10. - Etiqueta de acordo com a reivindicação 9, caracterizada ainda por ter a capacidade de, quando receber o re ferido sinal de RF, modular e emitir por retrodispersão o refe rido sinal de RF e devolver um sinal modulado com dados que in dicam: 1) a identidade e outros dados armazenados no referido objecto distante e 2) se. ou não o sinal de RF recebido tem a intensidade suficiente para que a etiqueta seja capaz de receber e armazenar, os dados emitidos a partir do referido interro gador.

11. - Etiqueta de acordo com a reivindicação 7, carac terizada ainda por ter a capacidade de aumentar a sua sensibili^ dade para os sinais de RF recebidos contendo dados que devem ser escritos na referida etiqueta depois da recepção e reconhecimento de um sinal de RF de intensidade apropriada para ser e£ crito na referida etiqueta.

-28do interrogador.
7. - Etiqueta adaptada para ser fixada num objecto distante, contendo a referida etiqueta dados que identificam o referido objecto distante e outros dados armazenados e sus ceptível de fazer variar pelo menos uma parte do seu conteúdo de dados pela recepção de um sinal de RF de um emissor, que pode estar em movimento relativamente' â referida etiqueta, caracterizada por compreender;

uma memória susceptível de ser escrita; meios de modulação e emissão por retrodispersão que, quando da recepção do referido sinal de RF, modulam e emi tem por retrodispersão o referido sinal de RF e devolvem um si nal modulado e emitido por retrodispersão para o referido emis sor, sendo o referido sinal modulado e emitido por retrodisper são devolvido modulado com dados que incluem.a identidade do referido objecto distante, sendo o referido objecto distante capaz de continuamente modular e emitir por retrodispersão os sinais de RF recebidos mesmo quando não estiver a ser recebido nenhum sinal de RF.
8. - Etiqueta de acordo com a reivindicação 7, carac terizada ainda por ser susceptível de indicar ao referido interrogador a sua aptidão para receber e armazenar dados pela existência na referida etiqueta de memória de semicondutores

-30RESUMO

SISTEMA PARA LER E ESCREVER DADOS EM ETIQUETAS DISTANTES

A invenção refere-se a um sistema para identificação, para escrever, dados e ler dados em etiquetas electrónicas. que podem estar fixadas em objectos em movimento e objectos móveis. Um interrogador emite um sinal RF para uma etiqueta distante, incluindo o sinal dados que se pretende que sejam recebidos e armazenados na etiqueta. O emissor de retrodispersão da etiqueta modula o sinal recebido, com dados armazenados temporária ou permanentemente na etiqueta, incluindo dados que indicam a identidade do objecto ao qual estã fixada a etiqueta. O interrogador tem a ca pacidade de: 1) reconhecer a identidade do objecto etiquetado a partir do sinal modulado devolvido pelo emissor de retrodispersão e 2) emitir dados para a etiqueta apenas se tiver dados para emitir para esse objecto etiquetado particular. Isso permite que se emitam selectivamente dados para uma etiqueta e que se recebam e armazenem dados nessa etiqueta apenas depois de esta última ter sido identificada como uma etiqueta correcta para re ceber esses dados. A etiqueta pode, além disso, ter a capacidade de aumentar a sua sensibilidade para a recepção de dados emi tidos depois de receber um sinal do interrogador com intensidade suficiente para ser capaz de emitir dados para essa etiqueta.

-J13t

FIGURA 3

Lisboa, 15 de Janeiro de 1991

--- ¹

SEQUCMÇIA DE 5INAUZAÇÃ0 INTERROGADOR - ETIQUETA

O INTERROGADOR RECEBE O SINAI- ID DA ETIQUETA

0 INTERROGADOR RECONHECE O SINAL. ID COMO VAU DO E

O INTERROGADOR RECONHECE C}UE A ETIQUETA E UMA ETIQUETA DE LEITURA/fscRITA

A ETIQUETA DETECTA QUE O CAMPO DE RF £SUFICIENTE PARA UMA ESCRITO ,£

AUMENTA A SUA PRÓPRIA SENSIBILIDADE DE AECEPÇAO / £

MODIFICA O SEU PROPRIO CO'DISO ID MODULADO PARA INDICAR A PRONTIDÃO PARA ESCRITA

O INTERROGAOOR RECONHECE A PRONTIDÃO DA ETIQUETA PARA UMA ESCRITA yz-13