利用光对rfid标签进行子集选择的制作方法
【专利摘要】本发明涉及利用光对RFID标签进行子集选择，在一些实施例中提供了用于选择RFID标签的子集的方法和装置。这些方法和装置利用了存在于无源标签中的持续节点对光的易感性。可用光来故意地减短特定子集的标签或者甚至单个标签中的持续时间。然后，可用持续节点作为选择标准来区分先前照射的标签和未照射的标签。在其他实施例中，电力电路接收RF输入源并且生成直流（DC）输出电压。该电路包括偏置电路，该偏置电路提供独立于DC输出电压的栅极到源极偏置。该电路还包括耦合到偏置电路的电压倍增器电路。该电压倍增器电路具有MOS晶体管，其中一个晶体管接收所述栅极到源极偏置。
【专利说明】利用光对RFID标签进行子集选择
[0001]分案申请说明
[0002]本申请是申请日为2009年04月07日、题为“利用光对RFID标签进行子集选择”的中国发明专利申请N0.200980121339.4 (PCT国际申请PCT/ US2009/039826)的分案申请。
[0003]本申请与2008年4月7日提交的同样未决的美国临时专利申请N0.61/123，410相关；本申请根据35 U.S.C.§ 119(e)要求该临时申请的申请日的权益，特此通过弓丨用将其全部并入在此。
[0004]政府权利公告
[0005]本发明的实施例是根据North Dakota State University SubcontractSPP002-5, Defense Microelectronics Activity (DMEA) Contract N0.H94003-06-1-0601 (prime)在美国政府的支持下做出的。某些实施例，包括这里描述的光不敏感电路结构和基于晶体管的电压倍增器和解调器，是根据Defense MicroelectronicsActivity (DMEA) Contract N0.H94003-06-1-0612在美国政府的支持下做出的。美国政府对本发明拥有某些权利。
【技术领域】
[0006]本发明总地涉及射频识别(“RFID”)器件的领域，具体而言涉及为了盘点或测试而对标签进行子集选择的技术。
【背景技术】
[0007]RFID标牌、嵌体、条带和应答器(这里统称为“标签”)被广泛用于将物体与识别码关联起来。标签一般组合了一个或多个天线与模拟和/或数字电子电路芯片(RFID芯片)，这种芯片例如可包括通信电子、数据存储器和控制逻辑。RFID标签应用的示例是汽车安全锁、建筑物的访问控制、盘点和包裹跟踪。一般地，RFID标签可以保持并发射足够的信息来唯一地识别个体、包裹、存货等等。
[0008]存在三种基本类型的RFID标签。无源标签是波束供电的器件，其从读取器生成的无线电波中整流出操作所需的能量。为了通信，无源标签使被反射给读取器并被读取器所读取的场的反射率产生变化。这通常被称为连续波背向散射。电池供电的半无源标签也接收并反射来自读取器的无线电波；但是电池独立于从读取器接收电力来为标签供电。具有独立的电力供应的有源标签包括其自己的射频源以用于发射。
[0009]无源背向散射标签使用电压倍增器来将RF信号转换成DC电力以为芯片电路供电。无源RFID标签的射程受到其将低幅度RF信号转换成充分的DC电力以为标签的电路供电的能力的限制。
[0010]RFID标签还可包括传感器，例如振动传感器、温度传感器和光传感器。作为示例，温度记录RFID标签将周期性地对其环境的温度采样并且将测量到的温度保存到其存储器。读取器随后可从标签读出此温度记录以及其他信息，例如其ID。[0011]读取器有时也被称为询问器，其包括向标签发射RF信号的发射器和接收标签调制的信息的接收器。发射器和接收器可被组合为收发器。读取器与标签之间的通信是由诸如以下(但不限于)的空中接口协议来定义的:
[0012]( i ) EPCglobal 的 EPC Radio-Frequency Identity ProtocolsClass — 1 Generatiο N- 2UHF RFID Protocol for Communicationsat860MHz-960MHz, versionl.1.0 (http://www.epcglobalinc.0rg/standards/uhfclg2/uhfclg2 I I 0-standard-20071017.pdf)(以下称之为 “UHF Gen2 标准”)；
[0013](ii)为在高频(“HF”)(例如在13.56MHz)的操作而对UHF Gen2标准进行的适应性修改；以及
[0014](iii) I SO/IEC18000-6 Inf ormat i on technology-Radio frequencyidentification for item management_Part6:Parameters for air interfacecommunications at860MHz to960MHz, Amendmentl!Extension with Type C and update ofTypes A and B0
[0015]上述协议中的每一种通过弓丨用被并入在此用于所有目的。
[0016]诸如这些通信协议可能要求无源标签在所接收电力的一小段时间期间操作一定时电路或维护一标志值。例如，UHF Gen2标准要求标志SL、S1、S2和S3的持续，但不要求SO的持续。转让给Alien Technology Corporation (“Alien”,也是本发明的受让人)并且通过引用被并入在此用于所有目的的美国专利N0.6，942，155提供了关于持续标志和节点的各种教导。据称以下专利提出了其他或相关技术(这些专利中的每一个通过引用被并入在此用于所有目的):
[0017](i)美国专利 N0.7，259，654;以及
[0018](ii)美国专利 N0.7，215，251。
[0019]如Alien所发现的,持续节点(persistent node)遭受着对光甚至是环境光的潜在易感性。也就是说，暴露于光可能急剧减短持续时间(persistent time)。在本发明的开发期间，发明人记录了以下来自 传统标签的结果:
[0020]
【权利要求】
1.一种射频识别(RFID)系统，包括: 具有集成电路的标签，该集成电路具有至少一个标志，所述至少一个标志具有因暴露于光而减短的持续时间； RFID读取器；以及 被配置为减短所述持续时间的光源。
2.如权利要求1所述的RFID系统，其中，所述光源是局部化光源。
3.如权利要求1所述的RFID系统，其中，所述标志是指示出标签选择状态的逻辑值。
4.如权利要求1所述的RFID系统，其中，所述光源产生红外电磁波。
5.如权利要求1所述的RFID系统，其中，所述光源是红外光发射二极管。
6.如权利要求1所述的RFID系统，其中，所述RFID读取器是手持式读取器。
7.如权利要求1所述的RFID系统，其中，所述RFID读取器被配置为接收来自所述标签的在860MHz至960MHz的频带内的背向散射调制数据。
8.如权利要求1所述的RFID系统，其中，所述RFID读取器被配置为接收来自所述标签的在13.56MHz ±10%的频带内的数据。
9.如权利要求1所述的RFID系统，其中，所述集成电路包括第二标志，该第二标志具有不受暴露于光的影响的持续时间。
10.如权利要求9所述的RFID系统，其中，第二标志的持续时间因不同于所述暴露的频率而减短。
11.一种射频识别(RFID)读取器，包括: 射频源； 天线，其发射由所述射频源生成的射频波；以及 光源，其产生操纵RFID标签的功能的光线。
12.如权利要求11所述的RFID读取器，其中，所述天线向空间发射射频波，并且所述光源使光线指向空间的一部分而非全部。
13.如权利要求11所述的RFID读取器，其中，所述光线包括红外波。
14.如权利要求11所述的RFID读取器，其中，所述读取器是便携式的。
15.如权利要求11所述的RFID读取器，其中，所述读取器是在至少一个主体中容纳所述射频源、所述天线和所述光源的手持式读取器。
16.如权利要求11所述的RFID读取器，还包括容纳所述射频源的主体，所述主体被部署得远离所述光源。
17.如权利要 求11所述的RFID读取器，其中，所述射频波在860MHz至960MHz的频带内。
18.如权利要求11所述的RFID读取器，其中，所述射频波在13.56MHz 土 10%的频带内。
19.如权利要求11所述的RFID读取器，其中，所述天线是谐振腔。
20.一种射频识别(RFID)读取器，包括: 射频源； 天线，其发射由所述射频源生成的射频波；以及 光源，其发射操纵RFID标签的功能的光波， 其中所述天线向第一区域发射射频波并且所述光源向第二区域发射，所述第二区域是所述第一区域的适当子集。
21.如权利要求20所述的RFID读取器，其中，所述光源是红外源并且所述光波包括红外电磁波。
22.一种用于选择射频识别(RFID)标签的子集的方法，包括: 将多个无源标签中的每一个的持续节点设定到第一逻辑值，该节点在没有电力的情况下能够维持所述第一逻辑值达第一时间段； 中断给所述无源标签的电力达第二时间段，所述第二时间段短于所述第一时间段；以及 在所述第二时间段的至少一部分期间利用光照射所述多个标签的子集，所述子集的持续节点在所述第二时间段期间衰退到第二逻辑值。
23.如权利要求22所述的方法，还包括: 在所述第二时间段之后查询包括具有第一逻辑值的节点的无源标签，但不查询包括具有第二逻辑值的节点的无源标签。
24.如权利要求22所述的方法，还包括: 在所述第二时间段之后查询包括具有第二逻辑值的节点的无源标签，但不查询包括具有第一逻辑值的节点的无源标签。
25.如权利要求22所述的方法，其中，所述子集包括单个无源标签。
26.如权利要求22所述的方法，其中，一卷筒包括所述多个无源标签。
27.如权利要求22所述的方法，其中，一卷筒包括多个条带组件。
28.如权利要求22所述的方法，还包括测试所述子集的操作性能。
29.如权利要求28所述的方法，还包括推进卷筒并照射另一子集。
30.如权利要求22所述的方法，其中，所述多个无源标签中的每一个包括不受光照射影响的至少一个持续节点。
31.一种用于选择射频识别(RFID)标签的子集的方法，包括: 广播一询问信号以将多个无源标签中的每一个的持续节点设定到第一逻辑值，该节点在没有电力的情况下能够维持所述第一逻辑值达第一时间段； 通过停止所述广播而中断给所述无源标签的电力达第二时间段，所述第二时间段短于所述第一时间段；以及 在所述第二时间段的至少一部分期间利用照射源照射所述多个标签的子集，所述子集的持续节点在所述第二时间段期间衰退到第二逻辑值， 其中所述询问信号相对于所述照射源的窄波束是宽波束。
32.一种射频识别(RFID)标签，包括: RF电路，其接收和发射RF信号到RFID读取器； 耦合到所述RF电路的处理逻辑； 耦合到所述RF电路的第一持续节点，该第一持续节点被配置为对光辐射敏感；以及耦合到所述RF电路的第二持续节点，该第二持续节点被配置为对光辐射的敏感性低于所述第一持续节点。
33.如权利要求32所述的RFID标签，其中，所述第一持续节点被配置为存储RFID协议中的第一标志，并且所述第二持续节点被配置为存储所述RFID协议中的第二标志。
34.一种射频识别(RFID)标签，包括: RF电路，其接收和发射RF信号到RFID读取器； 耦合到所述RF电路的处理逻辑； 耦合到所述RF电路的持续节点，该持续节点被配置为对光辐射相对不敏感，该持续节点具有至少一个晶体管，其中该晶体管的基底区与阱注入相隔离，并且其中所述隔离阱是注入的阱。
35.如权利要求34所述的射频识别(RFID)标签，其中，所述隔离阱是P型注入阱。
36.如权利要求34所述的射频识别(RFID)标签，其中，所述隔离阱是深P型注入阱。
37.如权利要求34所述的射频识别(RFID)标签，其中，所述晶体管是PMOS晶体管。
38.如权利要求34所述的射频识别(RFID)标签，其中，所述隔离阱是η型注入阱。
39.如权利要求34所述的射频识别(RFID)标签，其中，所述隔离阱是深η型注入阱。
40.一种射频识别(RFID)标签，包括: RF电路，其接收和发射RF信号到RFID读取器； 耦合到所述RF电路的处理逻辑；以及 耦合到所述RF电路的振荡器，该振荡器被配置为对光辐射相对不敏感，该振荡器具有至少一个晶体管，其中该晶体管的基底区与阱注入相隔离。
41.如权利要求40所述的射频识别(RFID)标签，其中，所述晶体管是NMOS晶体管。
42.如权利要求40所述的射频识别(RFID)标签，其中，所述隔离阱是注入的阱。
43.如权利要求40所述的射频识别(RFID)标签，其中，所述隔离阱是P型注入阱。
44.如权利要求40所述的射频识别(RFID)标签，其中，所述隔离阱是深P型注入阱。
45.如权利要求40所述的射频识别(RFID)标签，其中，所述晶体管是PMOS晶体管。
46.如权利要求40所述的射频识别(RFID)标签，其中，所述隔离阱是η型注入阱。
47.如权利要求40所述的射频识别(RFID)标签，其中，所述隔离阱是深η型注入阱。
48.一种射频识别(RFID)标签，包括: RF电路，其接收和发射RF信号到RFID读取器； 耦合到所述RF电路的处理逻辑；以及 耦合到所述RF电路的振荡器，该振荡器被配置为对光辐射相对不敏感，该振荡器被配置为随着温度改变其振荡频率。
49.如权利要求48所述的射频识别(RFID)标签，其中，所述处理逻辑包括发射所述振荡频率的逻辑序列。
50.如权利要求48所述的射频识别(RFID)标签，其中，所述处理逻辑包括发射振荡周期的计数的逻辑序列。
51.如权利要求48所述的射频识别(RFID)标签，其中，所述处理逻辑包括发射在发射到所述标签的两个校准时间之间的振荡周期的计数的逻辑序列。
52.一种无源标签，包括电压倍增器电路，该电压倍增器电路提供足够的电力以便以190毫伏RMS的输入RF幅度为所述标签的电路供电。
【文档编号】G06K7/10GK103593698SQ201310481844
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2009年4月7日 优先权日:2008年4月7日
【发明者】马克·阿尔佛雷德·哈德利, 杰伊·图, 詹姆斯·哈罗德·阿瑟顿, 爱德华·约翰·博林, 约翰·斯蒂芬·史密斯 申请人:阿利安科技有限公司