TWI324320B - Rfid tag system and data stream thereof - Google Patents

Description

1324320 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種射頻辨識標籤系統及其資料串流（data stream)，尤係關於一種可利用不同頻段傳輸資料之高辨識 率射頻辨識標籤系統及其資料串流β 【先前技術】 隨著射頻識別系統之普及，使得條碼之應用逐漸被取 代。美國零售業大腐;威名百貨（Walmart)已要求其前1〇〇家 供應商在2005年1月1日前，必須在所有包裝箱和貨箱架 上使用射頻辨識標籤’又德國連鎖商店麥德龍（Metr〇)使用 射頻識別貨架之未來商店也於2004年5月開張。這些國際 大型零售業之所以下定決心要導入無線射頻辨識標籤系 統’係在於他們確信導入射頻辨識技術，將可大幅提升產 品管理效率。 但在射頻識別技術發展之初期，因為缺乏使用頻帶的共 識、標籤格式的標準不一以及成本高昂等問題，都讓想要 參與之業者裹足不前。為了解決這些問題，EPC global(Electronic Product Code Global)與美國麻省理工學 院自動識別實驗室（MIT Auto-Lab)合作，為射頻識別產品之 供應商提供各種無線頻率硬體和軟體介面之詳細規格與文 件，也提出新的射頻辨識標籤協定，亦即EPC通訊協定。 EPC通訊協定是一個可擴充的編碼系統，因應不同產業 需求可作編碼上的調整設計，以利賦予物件品項獨一無二 的編碼。由目前已公佈的EPC標籤規格書得知，標籤容量 有96位元與64位元的區別，未來也會有256位元的編碼 出現’視使用者需要選擇標籤容量；隨容量大小，調整其 編碼結構。其基礎編碼方式（General Identifier ; GID)係將 EpC碼結構分為四區塊：標頭（Header)、一般管理者代碼 (General Manager Number)、物件類別碼（〇bject ciass)以及 序號（Serial Number)。 由於目前所通用的EPC通訊協定在資料串流的定義上均 相當複雜’標籤本身必須具備精確的頻率輸出，複雜的頻 率同步及時框同步等功能，如此才能讓讀取器（reader)與標 籤間達成一穩定的單向傳輸’或甚至雙向傳輸之要求。一 旦讀取器或標籤間任一方無法達成上述條件，此無線溝通 路徑將無法連線，而降低辨識率。 除了辨識率的提升遭遇到瓶頸，製造標籤所適用標準石夕 半導體製程之成本也過高，相對生產速度也趕不及需求的 快速成長，因此低價化且簡易的印製電路製程技術便逐漸 丈到注視及討論。印製電路製程相較於石夕半導體製程雖然 有低價及製程單純的優點，但相對的也有元件的電氣特性 與製程結果上變異較大之缺點。若以現有的無線射頻標籤 資料串流規範結合印製電路製程，將有電路集積度過高、 良率低、成本高、消耗功率大等缺點，實為一難度極高且 不易達成的工程，如此印製電路製程之優勢將根本無法導 入既有之標籤製造t。 因此，市場上亟需要一種新的無線射頻標鐵資料串 流，其不僅可以製程變異量大且不易高度集積化積體 1324320 電路的電晶體製程（例如：〇TFT、a_si TFTms TFT t電晶體製程）或印製電路製程實施完成，依然能得到 问效忐、低功耗且高辨識率之射頻辨識標籤。 【發明内容】 必本發明之目的係提供一種射頻辨識標籤系統及其資料串 流，其係於射頻辨識標籤輸出資料串流開始的複數個位元 設定為碑定數值之數列，藉由讀取該數列而破定該射頻辨

識標籤輸出訊號之頻率，因此本發明可適應採用低成本製 程、、。果且變異較大的情形下所製造之射頻辨識標藏。亦即 =因製程變異造成中心頻率之飄移，也不影響射頻辨識 標籤系統之資料讀取。 本發明之另-目的係提供—種高辨識率之射頻辨識標藏 系統，藉由射頻辨識標籤輸出訊號之頻段的差異，可以坤 =射頻辨識標籤被讀取之辨識率，並能將該頻段的差異‘ 為不同之身分識別標記。

為達上述目的，本發明摁 次祖虫士 發月揭不一種射頻辨識標籤系統及其 流，該射頻辨識標藏系統包含至少一射頻辨 ::讀取器》該射頻辨識標藏輸出的資料串流之開 體資料…㊉數值之數列，於該數列後之位元為主 體貝科。該讀取器根據該數列中已知之數值可 射頻辨識標籤輪出該資料串 、“ 到之該頻率讀取該主趙資料串Γ編碼的頻率’並利用相 之射頻辨識標籤系統辨識頻率之能力，故可 應用於低成本製程結果且變異較大的情形下所製造之射: 1324320 • ㈣標籤，亦即反倒制製程變異造成頻率飄移之不佳特 性，而形成-頻率區隔及高辨識率之射頻辨識標藏系統。 【實施方式】 圖丨係本發明射頻辨識標籤线之資料串流之結構圖。 資料串流w包含序文（preamble)n、主體資料12及結束碼 i 3(End Of File ;卿)’ *中結束碼可視系統實際需要而決 定是否有存在必要。主體資料12係包括可供識別身分之資 料，例如：身分識別碼、序號及物件類別碼等。序文u可 * 視為一種同步碼㈣^嶋⑽心广不僅作為資料串流⑺ 的起頭，也能確保資料串流10之傳輸訊號頻率與讀取頻率 之同步。 圖2係本發明射頻辨識標籤系統之資料串流之編碼波形 圖。本實施例係選定資料串流前五個位元為序文，緊接著 序文則為主體資料。如本圖例示可將序文設定是確定數值 之數列1 1 1 1 1，主體資料則是為一二進位數值1 〇 1 〇 1 1。當 Φ 讀取器（圖未示）靠近具有圖2中資料串流之射頻辨識標籤 (圖未示）時，雖然已知序文内儲存之數列為11111，然而時 脈之頻率或週期則需要根據該已知數列11111才能偵測破 3忍，一般可藉由超取樣（〇veF sampHng)方法及搭配數位訊 號處理（Digital Signal Processing; DSP)來鎖定時脈之頻 率’或疋藉由鎖相迴路（Phase Lock Loop ; PLL)來能確定 頻率。當讀取器確認資料串流之訊號頻率或時脈頻率，也 才能正確讀取主體資料之内容。 圖3係本發明射頻辨識標籤系統之功能方塊圖。射頻辨 1324320 . 冑標籤系統30包含至少-射頻辨識標籤32及一讀取器 31’並藉由電磁場感_合之方式以進行射頻辨識標藏η 與-讀取器31間之資料傳輸。當射頻辨識標藏32之天線 ⑵受到電磁場之改變而產生電流後，該電流會經過—整流 々器（咖如)323轉換為穩定之直流電流以供應射頻辨識標 籤32之其他電路。 圖2中序文及主體資料係儲存於記憶體又控制器 327可根據震盥器（osciiiat〇r)324 (例如環型震盈器）產生 參 <標準時脈頻率以讀取記憶體326内儲存之資料，並順序 將讀取之資料送至編碼器（encoder)325 (例#曼徹斯特編碼 器）進行編碼。如圊2所示之編碼波形圖即為一曼徹斯特 編碼後之波形，亦即在一時脈週期内電壓由正電位轉為負 電位代表1，反之則代表0，此種編碼之特性在於使資料傳 送端（射頻辨識標籤32)與接收端（讀取器31)在資料傳送和 接收時達到同步之效果。然本發明資料串流之編碼並不僅 φ 限於曼徹斯特編碼一種方式，例如：脈波寬度調變（Pulse Width Modulation ; PWM)編碼、不歸零反轉（N〇nReturnt〇 Zero Invert ; NRZI)調變或歸零調變（Return t〇 Zer〇 Modulation)。編碼後之資料串流，需要經過調變器322調 變才能由天線321向讀取器31發射，如此數位編碼之資料 串流才能成為類比之射頻訊號。 藉由本發明之射頻辨識標籤系統30辨識頻率之能力，故 可應用於低成本製程結果且變異較大的情形下所製造之射 頻辨識標籤32，亦即反倒利用製程變異造成頻率飄移之不 1324320 佳特性，而形成一頻率區隔及高辨識率之射頻辨識標籤系 統30。另外，配合編碼器325及64κ容量之記憶體326, 將使射頻辨識標籤32晶片上之電晶體數目低於2〇〇顆，相 較於EPC規格之標籤需要數萬顆之電晶體，本發明之射頻 辨識標籤32將可大幅降低電路集積度。

本發明之技術内容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本 項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭㈣作種種不 背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍 應不限於實施例所揭示者’而應包括各種不背離本發明之 替換及修飾’並為以τ之中請專利範圍所涵蓋。 【圖式簡單說明】 例示本發明射頻辨識標籤系統之資料串流之結構； 圖2係本發明—實施例之射頻辨識標籤系統之資料串流 之編碼波形圖；以及 圖3係本發明射頻辨識標籤系統之功能方塊圖。 1主要元件符號說明】 10 資料串流 12 主體資料 30 射頻辨識標籤系統 32 射頻辨識標籤 322 調變器 324 震盪器 326 記憶體 11 序文 13 結束碼 31 讀取器 321 天線 323 整流器 325 編碼器 327 控制器

Claims (1)

1. Ή· k Ξ 3—']第095132295號專利申請案 午月日修(¾正替换頁‘ *文申請專利範圍替換本⑼年i i月) 十、申請專利範圍： 1. 一種射頻辨識標籤系統，包含： 至>_~射頻辨識標籤，輪出-資料_流，且該資料串 流開始的複數個位元設定為確定數值之數列，其中該確定 數值代表一編碼的頻率；以及 一讀取器’根據該數列中之確定數值，偵測自該射頻 辨識標戥輸出該資料串流之該編碼的頻率。 2. 根據請求項1之射頻辨識標蕺系統，其中該數列係記錄於. 該資料串流之序文中。 根據。月求項2之射頻辨識標籤系統，其中該資料串流於該 序文後另包括一可供識別身分資料之主體資料。 4. 根據請求項3之射頻辨識標藏系統，其中該資料串流包括 身分識別碼、序號或物件類別碼。 5. 根據請求項3之射頻辨識標鐵系統，其中該資料串流於該 主體資料後另包括一結束碼。 根據切求項1之射頻辨識標籤系統，其中該射頻辨識標籤 另包括一可儲存該資料串流之記憶體。 7.根據請求項5之射頻辨識標籤系統，其中該射頻辨識標籤 包括-控制器，該控制器參考一標準時脈讀取該記憶體内 儲存之該資料串流。 8·根據請求項6之射頻辨識標籤系統，其中該標準時脈係由 一震盪器產生。 9.根據請求項6之射頻辨識標籤系統，其中該標準時脈係由 —環型震盪器產生。 1324320 ------— I 10.根據請求項1之射頻辨識檩 包括一能將該資料串流進# 、，，〃中該射頻辨識標籤 n妲祕 進仃二進位編碼之編碼器。 •根據請求項Π)之射頻辨識標m 12曼徹㈣編碼方式進㈣資料串流之二進位編碼採用 種用於射頻辨識標藏系統之資料宰流，包含： 二序文’係位於該資料串流開始的複數個位元，並設

   疋為確定數值之數列，該數列代表該射頻辨 編碼頻率之驗證資料；以及 丁氣糸統中 一主體i料，記錄可供識別身分之資料。 13·根據請求項12之用於射頻辨識標籤系統之資料串流，其中 該主體育料包括身分識別碼、序號或物件類別碼。 14.根據請求項12之用於射頻辨識標籤系統之資料串流，其另 包含一位於該主體資料後之結束碼。