专利名称：电子卷标、具有电子卷标的装置及防窃及数据传输的方法
技术领域：
本发明涉及一种RFID电子巻标结合无线识别与有线电路的相关运作方 法，特别涉及一种RFID电子装置及相关防窃及数据记录与传输传输的方法。
背景技术：
无线射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)技术是一种非 接触式自动识别系统，可利用无线射频方式在读取器(Reader)和电子巻标 (Tag)之间进行非接触性的双向数据传输，以达到目标识别或数据交换等目 的。RFID系统具有非接触性、无方向性、寿命长、高安全性及耐候性强等特 性，所以非常适合应用于自动化系统或是恶劣环境之中，例如仓库收发及物 流管理、汽车防盗保全系统、动物自动化管理、自动收费系统，或商品品质 管理等方面。
RFID系统通常包含电子巻标、读取器和计算机系统等组件所组成。RFID 电子巻标芯片和天线，经由特殊封装技术组装而成，RFID电子巻标可储存数 据并与RFID读取器进行数据传输。RFID电子巻标通常包含一唯一识别码 (Unidue Identifier, UID),并可能包含一数据储存的存储空间，RFID电子 巻标和RFID读取器间的通信频率、调制方式、传输速度或指令等通信协议要 能互相通信沟通。因此，当RFID电子巻标位于RFID读取器的运作范围内时， RFID读取器可读取RFID电子巻标存储器的信息。
RFID电子巻标分为主动式电子巻标(Active Tag)及^皮动式电子巻标 (Passive Tag)。主动式RFID电子巻标包含内建电池，可利用自身的电池能 量主动地发送数据给RFID读写器，内建电池亦可做系统内部控制，主动式 RFID电子巻标的有效感应距离较长，但其寿命较短、体积较大且成本较高。 被动式RFID电子巻标内并没有内建电池，而是藉由内建天线来接收RFID读 取器所传送的射频信号，再通过内部电路将射频信号转换为被动式RFID电子 巻标运作所需的电源，最后再发送数据给RFID读写器，被动式RFID的有效 感应距离较短，亦无可做系统内部控制的内建电池。然而，被动式RFID电
子巻标寿命较长，体积较小，且价格低廉，因此被动式RFID电子巻标主要使 用于门禁或交通等较短工作距离的应用。请参考图1，图1为现有技术中一RFID系统100的功能方块图。RFID系 统100包含一被动式RFID电子巻标电路10和一 RFID读取器11。 RFID电子 巻标电路10包含一整流器(Rectifier)12 、 一电源管理模块(Power Management Unit) 13、 一解调器(Demodulator) 14、 一调制器(Modulator) 15、 一震荡器(0sc i 1 la tor) 16 、 一数字基频电路(Di g i ta 1 Bas e Band C i. rcu i t) 17 ， 以及一存储器18。RFID读取器11通过其射频天线发送一预定频率的射频信号SRF,当RFID 电子巻标电^各lO位于射频天线的工作区i或内时，RFID电子巻标电5各10可通 过天线来接收射频信号SRF。整流器12可将射频信号Sw转换为直流电VDD—REC, 并将直流电VDD_REC输出至电源管理模块13。电源管理模块13可为一调节 器(Regulator)，可依据直流电VDD_REC来产生相对应的直流电源VDD,以提 供RFID电子巻标电^各10中各组件运作所需的稳定操作电压。解调器14用来 解调射频信号S^以产生相对应的解调信号SDEM，以利后续的数据处理。震荡 器16则用来产生数字基频电路16运作时所需的时钟信号SaK。解调信号S, 包含RFID读取器11欲读取数据的相关地址，因此数字基频电路16可依据时 钟信号SaK及解调信号S,来存取存储器18存储器的数据，并输出相对应的 数据信号S,。调制器15可调制数据信号SDATA,以利于数据传输。调制器15 通常使用反向散射调制(Backscatter Modulation)的方式，利用RFID读取器 ll所发射的连续载波，调制器15改变本身的输入阻抗，使得由RFID电子巻 标电路10的天线所反射载波的相位被调制，因此可达成类似移相键控 (Phase-Shift-Keying, PSK)的效果，产生对应于数据信号S隨的射频信号 SRF，。最后再通过RFID系统100的天线将射频信号SRF，传至RFID读取器ll。发明内容本发明提供一种具有RFID电子巻标的电子装置，其包含一RFID电子巻 标电路及一集成电路。该RFID电子巻标电路包含一输入/输出接口； 一存储 器，用来储存数据； 一第一路径控制电路，接收来自该输入/输出接口的一第 一信号及以无线方式所接收的一第二信号，并自该第一信号及第二信号中选 择其中之一输出； 一基频电路，耦接于该第一路径控制电路和该存储器，用
来处理该第一路径控制电路所输出的信号，存取该存储器内的数据，并输出 一输出信号；以及一第二路径控制电路，耦接于该基频电路，用以将该基频 电路的输出信号选择自该输入/输出接口输出或经由无线方式输出。该集成电路耦接该输入/输出接口 ，用来与该RFID电子巻标电路进行信号传输。本发明另提供一种RFID电子巻标，其包含一输入/输出接口； 一存储器， 用来储存数据； 一第一路径控制电路，接收来自该输入/输出接口的一第一信 号及以无线方式所接收的一第二信号，并自该第 一信号及第二信号中选择其 中之一输出； 一基频电路，耦接于该第一路径控制电路和该存储器，用来处 理该第一路径控制电路所输出的信号，存取该存储器内的数据，并输出一输 出信号；以及一第二路径控制电路，耦接于该基频电路，用以将该基频电路 的输出信号选择自该输入/输出接口输出或经由无线方式输出。本发明另4是供一种利用RFID电子巻标来防止窃盗的方法，其包含将一 RFID电子巻标耦接于一电子装置的处理器；将一使能标记写入该RFID电子 巻标的存储器；该处理器在起始时确认该RFID电子巻标的存储器内是否存在 该使能标记；以及在读取到该使能标记后，该处理器使能该电子装置。本发明另提供一种利用RFID电子巻标来传输数据的方法，其包含将一 RFID电子巻标结合于一电子装置的测量装置；将该测量装置所测得的数据写 入该RFID电子巻标的存储器；以及通过该RFID电子巻标的天线输出该RFID 电子巻标的存储器内存的数据。
图1为现有技术中一RFID系统的功能方块图。图2为本发明第一实施例中一RFID装置的功能方块图。图3为本发明第一实施例的RFID装置应用于防窃目的时的流程图。图4为本发明第二实施例中一RFID装置的功能方块图。图5为本发明第二实施例的RFID装置应用于数据传输目的时的流程图。附图符号说明IOO-RFID系统 400-RFID装置 ll-RFID读取器 12、 42-整流器13、 43-电源管理模块 14、 44-解调器 15、 45-调制器 16、 46-震荡器 17、 47-数字基频电路 49-输入/输出接口 51-多路复用器 53-纟企测电路 D-二极管18、 48-存储器 41-集成电路 52-解多路复用器 55-滤波器 R-电阻310-360、 510-540-步骤10、 40、 50-RFID电子巻标电路具体实施方式
请参考图2,图2为本发明第一实施例中一RFID装置400的详细功能方 块图。RFID装置400包含一 RFID电子巻标电路40和一集成电路41。在本发 明第一实施例中，RFID装置400的集成电路41为一处理器，可控制RFID装 置400的运作。RFID装置400的RFID电子巻标电路40包含一整流器42、 一 电源管理模块43、 一解调器44、 一调制器45、 一震荡器46、 一数字基频电 路47、 一存储器48、 一输入/输出接口 49、 一多路复用器51、 一解多路复用 器52、 一检测电路53、和一滤波器55。 RFID电子巻标电路40可接收集成电 路41传来的信号S^以及通过无线方式接收RFID读取器11传来的射频信号 SRF。多路复用器51采用二对一的结构，可接收两输入信号，并输出两输入信 号其中之一。解多路复用器52采用一对二的结构，可接收一输入信号，并将 输入信号经由输入/输出接口 49输出或是以无线方式输出。输入/输出接口接 收集成电路41的信号，并产生控制信号S^多以控制多路复用器51和解多路 复用器52的输出。输入/输出接口 49可依据一控制信号Scn来控制RFID电子 巻标电路40和集成电路(处理器)41之间的信号流通路径；当控制信号Sm具 高逻辑电位时，输入/输出接口 49在输出模式下运作，此时输入/输出接口 49会输出信号至集成电路(处理器)41;当控制信号ScTL具低逻辑电位时，输 入/输出接口 49在输入模式下运作，此时集成电路(处理器)41会输出信号至 输入/输出接口 49。检测电路5 3耦接于集成电路(处理器)41和电源管理模块 43之间，可包含一二极管D和一电阻R:当集成电路(处理器)41和电源管理 模块43之间为导通，此时电源管理模块43可依据集成电路41传来的信号 SN来产生RFID电子巻标电路40中各组件运作所需的操作电压VDD;当集成 电路(处理器)41和电源管理模块43之间为电性分离，此时电源管理模块43 仅能依据RFID读取器11所传来的射频信号S^来产生操作电压VDD。请参考图3,图3为本发明第一实施例的RFID装置400应用于防窃目的时的流程图，其包含下列步骤步骤310:将一 RFID电子巻标电路结合于一电子产品的处理器。 步骤320:在一销售点(Point of Sale, POS)将一使能标记写入RFID电子巻标的存储器。步骤330:处理器在起始时读取RFID电子巻标的存储器内存的数据。步骤340:判断处理器是否能正确地读取到使能信号；若处理器能正确 地读取到使能标记，执行步骤350;若处理器不能正确地读取到使能标记， 执行步骤360。步骤350: 处理器使能电子产品。步骤360: 处理器关闭电子产品。在防窃应用中，本发明第一实施例将一RFID电子巻标电路40结合于RFID 装置的集成电路(处理器)41。当消费者欲购买贴有RFID装置40的商品而通 过一销售点结帐时，RFID读取器11发送一对应于使能标记S,的射频信号 S肝至RFID电子巻标电路40。 RFID电子巻标电路40会将收到的使能标记S随 存入存储器48的特定地址中。当消费者开启此商品的电源时，集成电路(处理器)41会送出一信号SIN 至RFID电子巻标电路40。检测电路53的二极管D会被信号S,w所导通，因此 集成电路(处理器)41会被电性连接至电源管理模块43,此时RFID电子巻标 电路40并未接收RFID读取器11所发射的射频信号SRF,电源管理模块《并 无法接收到直流信号VDD-REC,而是依据集成电路(处理器)41传来的信号SIN 来产生RFID电子巻标电路40中各组件运作所需的稳定操作电压VDD。滤波 器55可接收并处理通过输入/输出接口 49传来的信号SIN,并输出相对应的 起始信号Ss丽至多路复用器51。此时，起始信号Ss丽会通过多路复用器51 传至数字基频电路47。数字基频电路47依据起始信号Ss丽来读取存储器48 存储器的使能标记SDATA,并将使能标记S隨输出至解多路复用器52,同时输 出具高逻辑电位的控制信号Sc几至输入/输出接口 49，此时在输出模式下运作 的输入/输出接口 49可将使能标记S廳传至集成电路(处理器)41。若能成功 地读取到使能标记SDATA,此时集成电路(处理器)41会继续进行后续起始步骤， 让此商品可正常运作；若未能成功地读取到使能标记SDATA,集成电路(处理
器)41会中断起始步骤，此商品将无法正常运作。因此，若此商品未经由销售点以正常程序结帐，RFID装置400的RFID电子巻标电路40将无法得到使 能标记SDATA，即使窃贼成功地偷到此商品，之后亦无法顺利使用，如此可降 低窃贼偷窃的动机。请参考图4，图4为本发明第二实施例中RFID装置400的详细功能方块 图。在本发明第二实施例的RFID装置400中，RFID装置400的集成电路41 为一传感器，可测量不同种类的数据。请参考图5，图5为本发明第二实施例的RF工D装置400应用于数据传输 目的时的流程图，其包含下列步骤将一RFID电子巻标结合于一电子产品的传感器。将传感器所测得的数据写入RFID电子巻标的存储器。利用RFID电子巻标的天线输出RFID电子巻标的存储器内存步骤510 步骤520 步骤5 30 的数据。步骤540: 利用一RFID读取机接收RFID电子巻标所输出的数据。 当RFID装置400在运作时，集成电路(传感器)41会送出一对应于测量数 据的信号SIN。检测电路53的二极管D会被信号S^导通，因此集成电路(传感 器)41会被电性连接至电源管理模块4 3 ，此时RFID装置4 0 0依据集成电路(传 感器)41传来的信号Sw来产生RFID电子巻标电路50中各组件运作时所需的 稳定操作电压VDD。滤波器55可接收并处理通过输入/输出接口 49传来的信 号SIN,并输出对应于测量数据的数据信号S,。此时，数据信号S,会通过 多路复用器51传至数字基频电路47，数字基频电路47再将数据信号S隨存 入存储器48内。当使用者欲读取集成电路(传感器)41所测量的数据时，可通过RFID读 取器11发送一射频信号Sw至RFID电子巻标电路40。解调器44用来解调射 频信号S^以产生相对应的解调信号S國，以利后续的数据处理。震荡器46则 用来产生数字基频电路47运作时所需的时钟信号Seu。此时，解调信号S, 会通过多路复用器51传至数字基频电路47。数字基频电路47依据时钟信号 Scu及解调信号SMM来读取存储器48存储器的数据信号S,。接着，数据信号 S,会通过解多路复用器52传至调制器45。调制器45可调制数据信号S,, 产生对应于数据信号S,的射频信号S^以利于数据传输，最后再通过RFID 电子巻标电路40的天线以无线方式将射频信号Sw，传至RFID读取器ll。因
此，使用者不需以有线方式联结至RFID装置400以读取集成电路(传感器)41 所测得的数据，而可利用RFID读取机11以无线方式接收RFID电子巻标40 所输出的数据。使用者亦可利用RFID读取机11传送一控制命令至RFID电子 巻标40的存储器中48中，用以间接控制集成电路(传感器)41。在本发明的上述实施例中，是以一被动式RFID电子巻标为说明范例， RFID电子巻标运作所需的电源可由RFID读取器发射的射频信号或是由电子 产品的电源来提供，而实际应用上，亦可使用主动式RFID电子巻标，则电子 巻标所需的电源则直接由其内部的电池所提供。在本发明所揭露的装置中，与RFID电子巻标结合的电子产品是利用RFID 电子巻标内原先的协议与其进行数据传输，如此可以简化RFID电子巻标的电 路。图3和图5的流程图仅说明本发明应用于防盗和传输数据的目的时的实 施例，并不局限本发明的范畴。本发明可将一RFID电子巻标结合于一电子产品，以达到防盗或传输数据 等目的。在防窃应用中，本发明将一RFID电子巻标结合于一电子产品的处理 器。当电子产品通过一销售点结帐时，其RFID电子巻标才能得到一使能标记。 而处理器唯有在能正确地读取到使能标记的情况下，才会完成起始程序，使 得电子产品能正常地运作，如此可减少窃贼偷窃本发明的电子产品的动机。 在数据传输应用中，本发明将一RFID电子巻标结合于一电子产品的传感器。 传感器所测得的数据可写入RFID电子巻标的存储器，再利用RFID电子巻标 输出数据，如此可使数据输出更为便利。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均 等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1. 一种具有无线射频识别电子卷标的电子装置，其包含一无线射频识别电子卷标电路，其包含一输入/输出接口；一存储器，用来储存数据；一第一路径控制电路，接收来自该输入/输出接口的一第一信号及以无线方式所接收的一第二信号，并自该第一信号及第二信号中选择其中之一输出；一基频电路，耦接于该第一路径控制电路和该存储器，用来处理该第一路径控制电路所输出的信号，存取该存储器内的数据，并输出一输出信号；以及一第二路径控制电路，耦接于该基频电路，用以将该基频电路的输出信号选择自该输入/输出接口输出或经由无线方式输出；以及一集成电路，耦接该输入/输出接口，用来与该无线射频识别电子卷标电路进行信号传输。
2. 如权利要求1所述的电子装置，其中，该集成电路可存取该存储器的 数据。
3. 如权利要求i所述的电子装置，其中，该集成电路可输入一控制信号 至该无线射频识别电子巻标电路中，以控制该第一路径控制电路。
4. 如权利要求1所述的电子装置，其中，该集成电路可提供该无线射频 识别电子巻标电路所需的电源。
5. 如权利要求l所述的电子装置，其中，该集成电路依该无线射频识别 电子巻标电路内的协议与其进行信号传输。
6. 如权利要求l所述的电子装置，其中，该无线射频识别电子巻标电路 另包含一天线，用来以无线方式接收一射频信号； 一整流器，用来将该射频信号转换为直流电源信号；以及 一电源管理模块，耦接于该整流器，用来依据该直流电源信号产生该无 线射频识别电子巻标电路所需的电源。
7. 如权利要求6所述的电子装置，其中，该无线射频识别电子巻标电路 另包含一检测电路，耦接于该输入/输出接口和该电源管理模块之间，用来控 制该第 一信号至该电源管理才莫块的流通路径。
8. 如权利要求7所述的电子装置，其中，该检测电路包含一二极管和一 电阻。
9. 如权利要求1所述的电子装置，其中，该无线射频识别电子巻标电路 另包含一解调器，用来解调该第二信号。
10. 如权利要求1所述的电子装置，其中，该无线射频识别电子巻标电路 另包含一调制器，耦接于该第二路径控制电路，用来调制该基频电路的输出信 号；以及一天线，用来发射调制后的该基频电路的输出信号。
11. 如权利要求1所述的电子装置，其中，该无线射频识别电子巻标电路 另包含一震荡器，耦接于该基频电路，用来产生该基频电路运作时所需的时钟 信号。
12.如权利要求l所述的电子装置，其中，该第一路径控制电路是一多路 复用器，而该第二路径控制电路是一解多路复用器。
13. 如权利要求1所述的电子装置，其中，该无线射频识别电子巻标电路 另包含一滤波器，耦接于该输入/输出接口和该第一路径控制电路之间。
14. 如权利要求1所述的电子装置，其中，该无线射频识別电子巻标电路 另包含一电池，用来提供该无线射频识別电子巻标电路所需的电源。
15. —种无线射频识别电子巻标，其包含 一输入/输出接口；一存储器，用来储存数据；一第一路径控制电路，接收来自该输入/输出接口的一第一信号及以无线 方式所接收的一第二信号，并自该第一信号及第二信号中选择其中之一输出；一基频电路，耦接于该第一路径控制电路和该存储器，用来处理该第一 路径控制电路所输出的信号，存取该存储器内的数据，并输出一输出信号； 以及一第二路径控制电路，耦接于该基频电路，用以将该基频电路的输出信号选择自该输入/输出接口输出或经由无线方式输出。
16. 如权利要求15所述的无线射频识别电子巻标，其另包含 一天线，用来以无线方式接收一射频信号；一整流器，用来将该射频信号转换为直流电源信号；以及 一电源管理模块，耦接于该整流器，用来依据该直流电源信号产生该无 线射频识别电子巻标所需的电源。
17. 如权利要求16所述的无线射频识别电子巻标，其另包含一检测电路， 耦接于该输入/输出接口和该电源管理模块之间，用来控制该第一信号至该电 源管理才莫块的流通路径。
18. 如权利要求17所述的无线射频识别电子巻标，其中，该检测电路包 含一二极管和一电阻。
19. 如权利要求15所述的无线射频识别电子巻标，更包括 一电池，用以提供电源。
20. 如权利要求15所述的无线射频识別电子巻标，其另包含 一天线，用来接收一射频信号；一解调器，用来解调该射频信号以产生相对应的该第二信号。
21. —种利用无线射频识别电子巻标来防止窃盗的方法，其包含 将一无线射频识别电子巻标耦接于一电子装置的处理器； 将一使能标记写入该无线射频识别电子巻标的存储器； 该处理器在起始时确认该无线射频识别电子巻标的存储器内是否存在该使能标记；以及在读取到该使能标记后，该处理器使能该电子装置。
22. 如权利要求21所述的方法，其另包含若未能读取到该使能标记，该处理器关闭该电子装置。
23. 如权利要求21所述的方法，其中，将该使能标记写入该无线射频识 别电子巻标的存储器是通过一无线射频识别读取器。
24. 如权利要求21所述的方法，其中，该使能标记是在一销售点写入至 该无线射频识别电子巻标的存储器。
25. —种利用无线射频识别电子巻标来传输数据的方法，其包含 将一无线射频识别电子巻标耦接于一测量装置；将该测量装置所测得的数据写入该无线射频识别电子巻标的存储器；以及通过该无线射频识别电子巻标的天线输出该无线射频识别电子巻标的存 储器内存的数据。
26. 如权利要求25所述的方法，其另包含通过一无线射频识别读取器来接收该无线射频识别电子巻标的天线所输 出的数据。
27. 如权利要求26所述的方法，其另包含通过该无线射频识别读取器来传送一控制该测量装置的控制命令至该无 线射频识别电子巻标的存储器中；以及该测量装置读取该存储器中的该控制命令。
全文摘要
在防窃应用中，将一RFID电子卷标结合于一电子产品的处理器。当电子产品通过一销售点结帐时，其RFID电子卷标才能得到一使能标记。而处理器唯有在能正确地读取到使能标记的情况下，才会完成起始程序，使得电子产品能正常地运作。在数据传输应用中，将一RFID电子卷标结合于一电子产品的传感器。传感器所测得的数据可写入RFID电子卷标的存储器，再利用RFID读取机通过无线电取得RFID电子卷标的数据。
文档编号G06K19/07GK101211420SQ20071010214
公开日2008年7月2日 申请日期2007年4月29日 优先权日2006年10月18日
发明者容天行, 维 张, 林珩之 申请人:晨星半导体股份有限公司