回射有限标签的制作方法

专利名称：回射有限标签的制作方法
技术领域：
本发明涉及射频识别(RFID)技术。具体地，本发明涉及在RFID阅读器和RFID标 签之间的安全通信。
背景技术：
射频识别(RFID)标签是可以被附到将要被检测和/或监控其存在的项目上的电 子装置。可以通过被称为"阅读器"的装置来检查和监控RFID标签的存在，因此可以通过 被称为"阅读器"的装置来检查和监控被附上标签的项目的存在。阅读器通常发射射频信 号，标签响应于所述射频信号。每个标签可以存储唯一的标识号。 RFID标签是可以被附到要被检测和/或监控其存在的项目上的电子装置。可以通 过被称为"阅读器"的装置来无线地检查和监控RFID标签的存在，因此可以通过被称为"阅 读器"的装置来无线地检查和监控被附上标签的项目的存在。阅读器通常具有一个或多个 发射射频信号的天线，标签响应于所述射频信号。因为阅读器"询问"RFID标签，并且响应 于所述询问而从标签向回接收信号，因此，阅读器有时被称为"阅读器询问器"或者简称为 "询问器"。 除了指示项目的存在，RFID标签也经常存储由阅读器读取的信息。在阅读器和标 签之间的通信可以导致非计划中的接收者接收由标签发射的信号。在其中标签存储秘密信 息的情况下，在阅读器和标签之间的通信必须是安全的，以防止非计划中的接收者接收秘
密信息。 因此，需要一种防止非计划中的接收者接收由标签发射的信号的方法。

发明内容


在此被并入并构成说明书的一部分的附示了本发明，并且与说明书一起还用 于解释本发明的原理，并且使得本领域内的技术人员能够获得和使用本发明。 图1图示根据本发明实施例的其中RFID阅读器与示例性的RFID标签的总体通信
的环境。 图2示出示例RFID阅读器的框图。 图3A示出示例RFID标签的框图。 图3B示出示例RFID标签的顶视图。 图4图示根据本发明实施例的其中阅读器与RFID标签的总体通信的环境。 图5示出根据本发明实施例的提供用于与RFID标签的总体通信的示例步骤的流 程图。 图6图示根据本发明实施例的其中阅读器与RFID标签通信的环境。 图7图示根据本发明实施例的提供用于与RFID标签通信的示例步骤的流程图。
现在将参见附图来描述本发明。在附图中，类似的附图标记指示相同或者功能上 相似的元件。另外，附图标记的一个或多个最左的数字标识其中附图标号首先出现的附图。
具体实施例方式
本说明书公开了并入本发明的特征的一个或多个实施例。所公开的一个或多个实 施例仅例示本发明。本发明的范围不限于所公开的一个或多个实施例。由在此所附的权利 要求来限定本发明。 在说明书中对" 一个实施例"、"实施例"、"示例实施例"等的引用指示所述的实施 例可以包括特定的特征、结构或者特性，但是每个实施例可以不必然包括特定特征、结构或 者特性。而且，这样的术语不必指同一实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或 者特性时，认为其在本领域内的技术人员结合其他实施例来影响这样的特征、结构或者特 性的知识范围中，不论是否明确地描述。 而且，应当明白，在此使用的空间描述(例如"之上"、"之下"、"上"、"左"、"右"、 "下"、"顶部"、"底部"、"垂直"、"水平"等)仅用于说明的目的，并且可以在任何方向或者以 任何方式空间地布置在此所述的结构的实际实施。同样，仅用于说明的目的，在此处提供的 说明性示例中使用特定的比特值"0"和"1"(和代表性的电压值)来表示数据。正如本领
域内的技术人员应该理解的，在此所述的数据能够由任一比特值(和交替的电压值)表示， 并且在此所述的实施例能够被配置为在任一比特值(和任何代表性电压值)上操作。 示例RFID系统实施例 在详细描述本发明的实施例之前，有益的是，描述其中可以实现本发明的示例 RFID通信环境。图1图示了环境100，其中，RFID标签阅读器104与RFID标签102的示例 性总体120通信。如图1中所示，总体120的标签包括七个标签102a-102g。总体120可以 包括任何数目的标签102。 环境IOO包括一个或多个阅读器104。阅读器104可以被外部应用请求来寻址 (address)标签的总体120。或者，阅读器104可以具有发起通信的内部逻辑，或者可以具 有阅读器104的操作者使用其来发起通信的触发机制。 如图1中所示，阅读器104向标签的总体120发射具有载波频率的询问信号110。 阅读器104在分配用于这种类型的RF通信的一个或多个频带中工作。例如，联邦通信委员 会(FCC)已经限定频带902-928MHz和2400-2483. 5MHz用于特定的RFID应用。
在向询问阅读器104发射一个或多个响应信号112的标签总体120中可以存在各 种类型的标签102，包括通过根据基于时间的模式或者频率而交替地反射和吸收信号110 的部分。这种用于交替地吸收和反射信号110的技术在此被称为回射调制。阅读器104从 响应信号112接收和获得数据，诸如响应标签102的标识号。在此处所述的实施例中，阅读 器能够根据任何适当的通信协议来与标签102通信，所述通信协议包括二元遍历协议、阿 罗哈冲突协议、0类、1类、EPC Gen 2、在此的其他位置提及的任何其他协议和未来的通信协 议。 图2示出了示例阅读器104的框图。阅读器104包括一个或多个天线202、接收器 和发射器部分220(也称为收发器220)、基带处理器212和网络接口 216。阅读器104的这 些部件可以包括用于执行它们的功能的软件、硬件和/或固件或者其任何组合。接收器和发射器部分220也可以被称为收发器。 基带处理器212和网络接口 216可选地存在于阅读器104中。基带处理器212可以存在于阅读器104中，或者可以位于远离阅读器104的位置。例如，在实施例中，网络接口 216可以存在于阅读器104中，以在收发器部分220和包括基带处理器212的远程服务器之间进行通信。当基带处理器212存在于阅读器104中时，可选地可以存在网络接口 216以在基带处理器212和远程服务器之间进行通信。在另一个实施例中，网络接口 216不位于阅读器104中。 在实施例中，阅读器104包括网络接口 216，用于将阅读器104与通信网络218对接。如图2中所示，基带处理器212和网络接口 216经由通信链路222来彼此通信。网络接口 216用于向收发器部分220提供询问请求210 (可选地通过基带处理器212)，可以从耦合到通信网络218的远程服务器接收所述询问请求210。在将询问请求210的数据发送到收发器部分220之前，基带处理器212可选地处理询问请求210的数据。收发器220经由天线202来发射询问请求。 阅读器104具有至少一个天线202，用于与标签102和/或其他阅读器104通信。 一个或多个天线202可以是本领域内的技术人员已知的任何类型的阅读器天线，包括垂直、双极、环形、八木-宇田、缝隙或者微带天线类型。为了说明适合于阅读器104的示例天线，参见目前正在审批中的2005年11月3日提交的题为"Low Return Loss RuggedRFIDAntenna"的美国序列号11/265， 143，在此通过引用将其全部并入。
收发器220经由天线202来接收标签响应。收发器220输出从标签响应产生的经解码的数据信号214。网络接口 216用于向耦合到通信网络218的远程服务器发射从收发器部分220接收的经解码的数据信号214(可选地通过基带处理器212)。在将经解码的数据信号214的数据通过通信网络218发送之前，基带处理器212可选地处理经解码的数据信号214的数据。 在实施例中，网络接口 216使能与通信网络218的有线和/或无线连接。例如，网络接口 216可以使能无线局域网(WLAN)链路(包括IEEE802. 11 WLAN标准链路)、BLUETOOTH链路和/或其他类型的无线通信链路。通信网络218可以是局域网(LAN)、广域网(WAN)(例如因特网)和/或个域网(PAN)。 在实施例中，可以使用多种机制来发起阅读器104的询问请求。例如，询问请求可以通过在通信网络218上与阅读器104通信的远程计算机系统/服务器发起。或者，阅读器104可以包括手指触发机制、键盘、图形用户界面(GUI)和/或语音激活的机制，阅读器104的用户可以与其交互以由阅读器104发起询问。 在图2的示例中，收发器部分220包括RF前端204、解调器/解码器206和调制器/编码器208。收发器220的这些部件可以包括用于执行它们的功能的软件、硬件和/或固件或者其任何组合。如下提供这些部件的示例说明。 调制器/编码器208接收询问请求210，并且耦合到RF前端204的输入。调制器/编码器208将询问请求210编码为信号格式，调制经编码的信号，并且向RF前端204输出调制的经编码的询问信号。例如，可以在Gen 2实施例中使用脉冲间隔编码(PIE)。而且，可以在Gen 2实施例中使用双边带幅移键控(DSB-ASK)、单边带幅移键控(SSB-ASK)或者反相幅移键控(PR-ASK)调制方案。注意在实施例中，基带处理器212可以或者执行调制器/编码器208的编码功能。 RF前端204可以包括一个或多个天线匹配元件、放大器、滤波器、回声消除单元、 下变换器和/或上变换器。RF前端204从调制器/编码器208接收调制的经编码的询问 信号，上变换(如果必要)询问信号，并且向天线202发射询问信号以被辐射。而且，RF前 端204通过天线202来接收标签响应信号，并且将响应信号下变换(如果必要)为适合进 一步的信号处理的频率范围。 将解调器/解码器206耦合到RF前端204的输出，从RF前端204接收调制的标 签响应信号。例如，在EPC Gen 2协议环境中，可能已经根据幅移键控(ASK)或者相移键控 (PSK)调制技术调制了接收到的调制标签响应信号。解调器/解码器206解调标签响应信 号。例如，所述标签响应信号可以包括根据在EPC Gen 2实施例中的FMO或者米勒编码格 式格式化的回射的数据。解调器/解码器206输出经解码的数据信号214。注意，在实施例 中，基带处理器212可以或者执行解调器/解码器206的解码功能。 本发明适用于任何类型的RFID标签。图3A示出了示例射频识别(RFID)标签102 的平面图。标签102包括衬底302、天线304和集成电路(IC)306。在衬底302的表面上形 成天线304。天线304可以包括任何数目的一个、两个或者多个任何适当类型的独立天线， 所述任何适当天线类型的独立天线包括双极、环形、缝隙或者微带天线类型。IC 306包括一 个或多个集成电路芯片/管芯，并且能够包括其他电子电路。将IC 306附接到衬底302，并 且耦合到天线304。 IC 306可以在凹陷的和/或非凹陷的位置附接到衬底302。
IC 306控制标签102的操作，并且使用天线304向RFID阅读器发射信号和从RFID 阅读器接收信号。在图3的示例实施例中，IC 306包括存储器308、控制逻辑310、电荷泵 312、解调器314和调制器316。电荷泵312的输入、解调器314的输入和调制器316的输出 通过天线信号328而耦合到天线304。注意在本公开中，可以可交换地使用术语"引线"和 "信号"来表示在元件之间的连接或者在那个连接上流动的信号。 存储器308通常是非易失性存储器，但是可以或者是易失性存储器，诸如DRAM。存 储器308存储数据，包括标识号318。标识号318通常是标签102的唯一的标识符(至少在 本地环境中)。例如，当阅读器询问标签102时(例如接收在图1中所示的询问信号110)， 标签102可以利用标识号318来响应以标识其本身。标识号318可以被计算机系统使用来 将标签102与其特定的相关的对象/项目相关联。 解调器314通过天线信号328耦合到天线304。解调器314解调在由天线304从 阅读器接收的天线信号328上的射频通信信号(例如询问信号IIO)。控制逻辑310在输入 信号322上接收来自解调器314的射频通信信号的经解调的数据。控制逻辑310基于内部 逻辑、从解调器314接收的信息和存储器308的内容来控制RFID标签102的操作。例如， 控制逻辑310经由总线320来访问存储器308，以确定标签102是否要响应于阅读器询问而 发送(标识号318的)逻辑"1"或者逻辑"0"。控制逻辑310输出在输出信号324上的要 发送到阅读器(例如响应信号112)的数据。控制逻辑310可以包括软件、固件和/或硬件 或者其任何组合。例如，控制逻辑310可以包括数字电路，诸如逻辑门，并且可以在实施例 中被配置为状态机。 调制器316通过天线信号328而耦合到天线304，并且从控制逻辑310接收输出 信号324。调制器316将输出信号324的数据(例如标识号318的一个或多个比特)调制到经由天线304接收的射频信号(例如由阅读器104发送的载波信号)上。调制的射频信 号是由阅读器104接收的响应信号112。在实施例中，调制器316包括开关，诸如单刀单掷 (SPST)开关。开关改变天线304的反射损耗。可以以多种方式的任何一种改变所述反射 损耗。例如，当开关处于"接通"状态时可以将在天线304的RF电压设置为比当开关处于 "断开"状态时在天线304的RF电压低预定百分比(例如30% )。这可以通过本领域内的 技术人员已知的多种方法的任何一种来完成。 调制器316和解调器314可以被统称为标签102的"收发器"。通过天线信号328将电荷泵312耦合到天线304。电荷泵312从天线304接收射
频通信信号(例如由阅读器104发送的载波信号)，并且产生在标签功率信号326上输出的
直流(DC)电压水平。标签功率信号326用于加电IC管芯306的电路，其中包括控制逻辑
320。 在实施例中，电荷泵312整流天线信号328的射频通信信号，以生成电压水平。而 且，电荷泵312将所生成的电压水平提高到足以对IC管芯306的电路加电的水平。电荷泵 312也可以包括调节器，用于稳定标签功率信号326的电压。可以以本领域内的技术人员 已知的任何适当方式来配置电荷泵312。为了说明适用于标签102的示例电荷泵，参见题 为"Identification Tag Utilizing Charge Pumps for Voltage SupplyGeneration and Data Recovery"的美国专利No.6，734，797，通过引用将其全部内容合并于此。用于在标签 中产生功率的替代电路也适用于本发明的实施例。 本领域内的技术人员将认识到，标签102可以包括任何数目的调制器、解调器、电 荷泵和天线。标签102可以另外包括其他元件，包括阻抗匹配网络和/或其他电路。本发 明的实施例可以在标签102或者在其他类型的标签中实现。 在此所述的实施例适用于所有形式的标签，包括标签"嵌体"和"签条"。"标签嵌 体"和"嵌体"被定义为装配的RFID装置，其一般包括集成电路芯片(和/或其他电子电 路)和在衬底上形成的天线，并且被配置来响应于询问。"标签签条"或者"签条"一般被定 义为已经被附接到压敏粘性(PSA)结构或者已经被层压和切割以及叠加来用于应用的嵌 体。"标签"的另一个示例形式是已经被附接到另一个诸如纸张、纸板等的表面或者两个表 面之间的标签嵌体，用于附接到诸如一件衣服等要跟踪的对象。 图3B示出了标签102的示例的顶视图。标签102包括衬底302、天线304和电子 电路330。电子电路330可以包括在图3A中所示的IC 306的一个或多个元件。电子电路 330也可以存储标识标签102的标识码。电子电路330可以作为单个集成电路通过商业方 式被获得，或者可以具有使用标签102装配的独立部件。 下面更详细地描述本发明的示例实施例。这样的实施例可以在如上所述的环境和 阅读器中和/或替代环境和替代RFID装置中实现。
示例RFID标签实施例 RFID通信经常涉及从标签传达给阅读器的保密信息。这样的保密信息可以是与标 签相关联的项目的密码、位置或者存在。为了获取该保密信息，未经授权的实体可以将接收 器布置在阅读器和/或标签的一般邻近处。为了防止这样的实体获取保密信息，根据本发 明的实施例，限制输出功率水平。降低输出功率水平减少了在其上可以接收RF信号的总面 积，因此使得保密信息不太可能被未经授权的实体接收。
提供用于在RFID阅读器和RFID标签之间的安全通信的方法、系统和设备。在实施例中，标签响应于对保密信息的请求而降低了输出功率水平。 如在此所述，RFID标签以输出功率水平发射RF信号。将输出功率水平定义为被馈送到标签的天线的信号功率。如上所述，许多类型的标签不独立地产生RF信号，而是它们回射接收到的询问信号。在此所述的回射功率水平是相对数量，其被定义为在输出功率水平和与接收到的询问信号相关联的接收功率之间的比率。虽然不同的询问信号的接收功率水平可能不同，但是给定标签的回射功率水平通常在所有RFID通信上保持总体不变。
而且，如在此所述，在RF通信中，RF信号入射在接收器上。与入射的RF信号相关联的功率被称为入射的RF信号功率。接收器的天线通常将入射的RF信号的一部分转换为电流。由天线产生的信号的功率被称为接收功率。接收功率是通常由天线特性确定的入射功率的一部分。接收信号强度是用于表示接收功率的值。例如，接收信号强度指示(RSSI)值是用于指示接收功率的值。依赖于具体实现方式，RSSI值可以是数字值或者模拟电压。
提供在此所述的示例实施例用于说明的目的，而不是限定性的。在此所述的示例可以被适配到任何类型的RFID通信。包括修改/替代的另外的结构的和操作的实施例对于本领域内的技术人员从此处的教导将变得显而易见。 图4示出根据本发明实施例的环境400，其中，RFID阅读器402与标签总体406通信。阅读器402包括接收信号强度模块415和安全通信模块420。将安全通信模块420耦合到贮存器440。贮存器440可以在阅读器402外部。 RFID标签的总体406包括标签404a_c。标签404a包括功率限制模块422和贮存器450。功率限制模块422可选地包括衰减器460。将参照在图5中给出的流程图500来描述图4的环境400。 图5示出根据本发明实施例的流程图500，其提供用于与RFID标签总体进行通信的示例步骤。基于以下的讨论，其他结构的和操作的实施例对于本领域内的技术人员将是显而易见的。参见图4的实施例来描述流程图500。但是，流程图500不限于那个实施例。在图5中所示的步骤不必需要以所示的顺序发生。下面详细描述图5的步骤。
流程图500以步骤502开始。在步骤502，发射第一询问信号。例如，在图4中，通过阅读器402来发射询问信号408。在图4的实施例中，标签总体406的标签404a-c接收询问信号408。 在步骤504，接收对于第一询问信号的响应。例如，在图4中，由阅读器402接收回射响应410a-c。回射响应410a-c包括可以向阅读器402标识404a-c的标识码。在替代的分离(singulation)协议中，回射响应410a-c可以包括标识码的部分。在正常功率水平上发射回射响应410a-c。在此所述的正常功率水平是标签使用其来回射不包含保密信息的响应的功率水平。 在替代实施例中，可以根据其他的分离协议来分离标签总体的标签，正如本领域
内的技术人员将理解的所述其他的分离协议诸如但是不限于0类和1类。 在实施例中，基本上同时地接收对于第一询问信号的多个响应，产生冲突。在这样
的实施例中，可以执行争用解决协议来隔离所述标签总体的一个标签。如对于本领域内的
技术人员显而易见的，可以多次执行争用解决协议以分离所述标签总体中的多个标签。 在步骤506，测量与每个接收到的对第一询问信号的响应相关联的接收信号强度。例如，在图4中，接收信号强度模块415可以测量与响应410a-c的每个响应相关联的接收信号强度。在实施例中，接收信号强度模块415产生接收信号强度指示(RSSI)值，其与和响应410a-c的每个响应相关联的接收信号强度成比例。可以将对应于响应410a-c的每个响应的接收信号强度的值在贮存器440中存储为与每个标签相关联的记录中的条目。
在步骤508，确定安全功率水平。例如，在图4中，可以通过安全通信模块420来确定标签404a-c的安全功率水平。在实施例中，安全通信模块420可以确定存储期望的保密信息的那些标签的安全功率水平。例如，如果标签404a存储由阅读器402期望的保密信息，则安全通信模块420确定标签404a的安全功率水平，并且可以确定或者可以不确定不具有期望的保密信息的标签404b和404c的安全功率水平。安全通信模块420可以将安全功率水平确定为标签404a的最小回射功率水平，以使得阅读器402将接收到来自标签404a的响应。 可以基于所存储的接收信号强度来确定安全功率水平，所述接收信号强度与对应于标签404a的响应410a相关联。阅读器402可以在贮存器440中将标签404a的特性存储为在与标签404a相关联的记录中的一个或多个条目。在确定标签404a的安全功率水平中，安全通信模块420可以通过功率限制模块422来访问标签404a可用的功率水平。
功率限制模块422可以包括衰减器460。为了调整标签404a的输出功率，功率限制模块422可以调整衰减器460的设置。例如，功率限制模块422可以调整衰减器460的设置，以使得标签404a具有回射功率水平1、2或者3。功率水平3可以对应于正常回射功率水平，如上所述。功率水平2可以对应于降低的回射功率水平，并且功率水平1可以对应于实质上降低的回射功率水平。基于所存储的、与响应410a相关联的接收信号强度和标签404a的回射功率水平，安全通信模块420可以预测来自标签404a的响应的接收信号强度。
也可以利用阅读器402需要来能够正确地接收RF信号的最小接收信号强度来预先编程安全通信模块420。基于该预先编程的值，阅读器402可以选择标签404a的最低功率设置，其导致响应信号具有高于最小接收信号强度的接收信号强度。
例如，功率水平1、2和3可以对应于回射功率水平，其中，接收功率的20%、40%和80%分别被反射回。阅读器402可以接收以功率水平3回射的询问信号的响应，所述询问信号具有相关联的RSSI值，所述相关联的RSSI值指示在阅读器402接收到lmW。可以利用对应于0. 4mW的最小接收信号强度来预先编程安全通信模块420。在这种情况下，安全通信模块420将确定功率水平2，导致阅读器402接收0. 5mW的功率，其高于最小接收功率0. 4mW。安全通信模块420也可以确定功率水平1，导致阅读器402接收0. 25mW，其低于最小接收功率。因此，安全通信模块420将确定功率水平2是安全功率水平。
在步骤510，发射第二询问信号。第二询问信号包括对保密信息的请求和以安全功率水平发射对第二询问信号的响应的命令。例如，在图4中，阅读器402发射第二询问信号430。第二询问信号430包括对在标签404a上存储的保密信息的请求和对于标签404a以安全功率水平响应于询问信号430的命令。标签404a可以在贮存器450中存储保密信息。
询问信号430也可以包括包含期望的保密信息的一个或多个标签的一个或多个标识码。在包括多于一个标识码的实施例中，阅读器402有效地向标签总体406的子集发出全局命令以发射保密信息。对于每个指定标签计算的安全功率水平也可以被包括在询问信号430中。因此，询问信号430包括标签404a的标识码，以使得标签404b和404c不发
11射保密信息，并且在对于标签404a确定的安全功率水平不回射响应。 在步骤512，确定是否接收到对于第二询问信号的响应。例如，在图4中，阅读器402可以对于对来自标签404a的询问信号430的响应等待预定量的时间。如果在所述时段期间未接收到响应，则阅读器402确定未接收到响应。本领域内的技术人员应该明白，阅读器402也可以根据在阅读器402和标签404a之间的通信协议中实现的预定过程来确定是否接收到来自标签404a的响应。 如果接收到响应，则流程图500进行到步骤514。在步骤514，存储保密信息。例如，在图4中，阅读器402可以在贮存器440中在与标签404a相关联的记录中存储包含在响应信号432内的保密信息。 在步骤516，存储第二接收信号强度。例如，阅读器402可以在贮存器440中将与
响应432相关联的RSSI值存储为在与标签404a相关联的记录中的另一个条目。 如果未接收到对于第二询问信号的响应，则流程图500进行到步骤518。在步骤
518，发射第三询问信号。第三询问信号包括以提高的功率水平重发所请求的保密信息的命
令，提高的功率水平高于安全功率水平。在实施例中，提高的功率水平保持为安全功率水
平。但是，提高的功率水平比安全功率水平的安全性差。换句话说，与以安全功率水平的传
输相比较，以提高的功率水平的传输更可能被未经授权的实体接收，但是可以保持比以正
常功率水平的传输更不太可能被接收。 例如，在图4中，阅读器402可以发射第三询问信号(未示出)，其包括对保密信息的请求和以提高的功率水平发射对于包括所请求的保密信息的第三询问信号的响应的命令。 流程图500然后返回到判定步骤512，并且确定是否接收到对第三询问信号的响应。如果接收到对第三询问信号的响应，则流程图500进行到步骤514。如果未接收到对第三询问信号的响应，则可以发射另外的询问信号，用于命令提高回射功率水平，直到阅读器402接收到响应。 在步骤520，更新安全功率水平。例如，在图4中，阅读器402可以比较与响应410和432相关联的RSSI值，并且确定在阅读器402和标签404a之间的通信参数已经改变。例如，在阅读器402和标签404a之间的距离可能已经改变。如果与响应432相关联的RSSI值大于预期，则可以将安全功率水平降低到下一个可用水平。或者，如果响应信号432最初未被阅读器402接收到，则可以提高安全功率水平。 流程图500的步骤描述实施例，其该实施例中，以正常功率水平分离标签总体中的标签。在替代实施例中，所述标签总体的标签的标识码可以是保密的。在这样的实施例中，可以以安全功率水平分离标签总体中的标签。 图6示出了其中阅读器402与标签604通信的环境600。阅读器402基本上类似于参照图4所述的阅读器402。标签604 —般类似于参照图4所述的标签404a。但是，标签604另外地包括接收信号强度模块620和安全通信模块622。将参照在图7中提供的流程图700来描述环境600的操作。 图7示出了根据本发明实施例的提供用于与RFID标签通信的示例步骤流程图700。基于下面的讨论其他结构的和操作的实施例对于本领域内的技术人员将是显而易见的。参见图6的实施例来描述流程图700。但是，流程图700不限于那个实施例。在图7中所示的步骤不必然必须以所示的顺序发生。下面详细描述图7的步骤。
流程图700以步骤702开始，在步骤702，接收询问信号。例如在图6中，标签604接收由阅读器402发射的询问信号630。询问信号630包括对保密信息的请求。可以将所述保密信息存储在标签604的贮存器450中。 在步骤704，测量与接收到的询问信号相关联的接收信号强度。例如，在图6中，接收信号强度模块620测量与询问信号630相关联的接收信号强度。接收信号强度模块620可以产生RSSI值，其与询问信号630的接收信号强度成比例。可以将RSSI值在贮存器450中存储为条目。 在步骤706，确定安全功率水平。例如，在图6中，标签604的安全通信模块622可以将安全功率水平确定为最小功率水平，其允许阅读器402接收到对询问信号630的响应。
如上所述，标签604的功率限制模块422可以具有预定多个功率水平，并且这些预定功率水平的每个对应于回射响应的衰减的不同水平。安全通信模块622可以至少根据与询问信号630相关联的所测量的接收信号强度来从所述预定多个功率水平选择。标签604可以在贮存器450中存储一组预定阈值。每个阈值可以与对应的回射功率水平相关联。例如，标签604可以存储阈值1和2，阈值1大于阈值2。每个所述阈值可以是RSSI值。如果与询问信号相关联的RSSI值大于阈值2，但是小于阈值1，则安全通信模块将安全功率水平设置在功率水平2。功率水平2因此对应于标签604的最小输出功率水平，以使得阅读器402接收到对询问信号630的响应632。或者，如果与询问信号630相关联的RSSI值大于阈值l，则可以将安全功率水平设置在功率水平3。 在步骤708，发射对询问信号的响应。以安全功率水平发射所述响应。所述响应包括保密信息。例如，在图6中，标签604发射回射响应632。在实施例中，可以在回射响应632中包括标识码或者标识码的一部分。标识码可以标识标签604和/或与标签604相关联的项目。 在步骤710，确定是否接收到对询问信号的响应。标签604可以通过接收第二询问信号640来确定阅读器402未接收到响应632，其中，所述第二询问信号640包括重发所请求的保密信息的命令。或者，第二询问信号640可以包括对于可能保密或者可能不保密的第二组信息的请求。在这种情况下，第二询问信号640可以指示已经接收到响应632。如对于本领域内的技术人员将显而易见的，标签604也可以根据被阅读器402和标签604使用的特定通信协议确定是否以其他方式来接收响应632。 如果确定未接收到对询问信号的响应，则流程图700进行到步骤712 。在步骤712，重发保密信息。例如，在图6中，标签604可以接收由阅读器402发射的第二询问信号640。所述第二询问信号可以请求重发由询问信号630请求的保密信息。作为响应，标签604可以以提高的功率水平提供回射响应642。 流程图700然后返回到判定步骤710。如果未接收到重发的保密数据，则标签604可以继续以提高的功率水平重发保密数据，直到阅读器402接收到它。
—旦接收到保密信息，则流程图700进行到步骤714。在步骤714，可以更新安全功率水平。可以根据第二询问信号640来更新安全功率水平。可以通过将与询问信号640相关联的RSSI值与参照步骤706所述的所述一组预定阈值相比较来更新回射功率水平。另外地或者替代地，阅读器402可以指令标签604更新用于确定安全功率水平的那组存储的阈值。因此，可以由通过阅读器402与标签604通信的用户来设置所存储的那组阈值。
流程图500和700提供两种方法来安全地传送保密信息。在流程图700中提供的 方法允许在一个通信迭代(即询问信号和对应的响应)中发射保密信息，而在流程图500 中提供的方法需要至少两个通信迭代来发射保密信息。因此，通过使得标签确定安全功率 水平而不是阅读器，可以节省一个通信迭代。
结论 虽然上面已经描述了本发明的各个实施例，但是应当明白，仅通过示例的方式而 非限定的方式来提供它们。对于本领域内的技术人员显然，在不脱离本发明的精神和范围 的情况下，能够在形式和细节上进行各种改变。因此，本发明的宽度和范围不应当被任何上 述示例性实施例限制，而是应当仅根据所附的权利要求及其等同物来限定本发明的宽度和 范围。
权利要求
一种用于与射频识别(RFID)标签的总体通信的方法，包括发射第一询问信号；以第一接收信号强度从至少一个RFID标签接收对所述第一询问信号的响应，其中，所述响应包括第一标识码的至少一部分；以及发射第二询问信号，所述第二询问信号包括对保密信息的请求、以安全功率水平发射对所述第二询问信号的响应的命令，以及所述第一标识码。
2. 根据权利要求1的方法，还包括以第二接收信号强度接收对所述第二询问信号的响应，其中，所述响应包括保密信息，其中，所述第二接收信号强度小于所述第一接收信号强度。
3. 根据权利要求1的方法，其中，未接收到对所述第二询问的响应，还包括发射第三询问信号，所述第三询问信号包括以提高的功率水平重发所述保密信息的命令。
4. 根据权利要求1的方法，还包括将所述安全功率水平确定为最低的功率水平，以使得接收到对所述第二信号的响应。
5. 根据权利要求4的方法，还包括至少根据所述第一接收信号强度来确定所述安全输出功率水平。
6. 根据权利要求5的方法，其中，所述第一接收信号强度被表达为接收信号强度指示(RSSI)。
7. 根据权利要求1的方法，还包括存储所述第一接收信号强度和所述第二接收信号强度的至少一个。
8. 根据权利要求7的方法，还包括至少根据所述第二接收信号强度来更新所述安全功率水平。
9. 根据权利要求1的方法，还包括存储接收到的保密信息。
10. 根据权利要求l的方法，其中，所述第一标识码将所述RFID标签的总体的第一RFID标签标识为存储期望的保密信息，其中，所述RFID标签的总体的所述第一 RFID标签发射对包括所述期望的保密信息的所述第二询问信号的响应，其中，以所述安全功率水平发送所述响应。
11. 根据权利要求10的方法，其中，所述第二询问信号还包括第二标识码和第二安全功率水平，所述第二标识码将所述RFID标签的总体的第二 RFID标签标识为存储第二期望的保密信息，其中，所述RFID标签的总体的所述第二 RFID标签发射对包括所述第二期望的保密信息的所述第二询问信号的第二响应，其中，以所述第二安全功率水平发射所述第二响应。
12. 根据权利要求1的方法，还包括执行争用解决协议以隔离所述RFID标签的总体的一个RFID标签。
13. —种用于与射频识别(RFID)标签通信的方法，包括接收询问信号，所述询问信号包括对保密信息的请求；以及以安全功率水平发射对所述询问信号的响应，其中，所述响应包括所述保密信息。
14. 根据权利要求13的方法，还包括将所述安全功率水平确定为最低功率水平，所述最低功率水平允许接收对所述询问信号的所述响应。
15. 根据权利要求14的方法，其中，所述确定步骤包括测量与接收到的询问信号相关联的接收信号强度；以及至少根据所测量的接收信号强度从多个回射功率水平选择降低的功率水平。
16. 根据权利要求13的方法，其中，未接收到对所述询问信号的响应，还包括接收第二询问信号，所述第二询问信号包括对保密信息的所述请求，其中，所述第二询问信号包括响应于所述第二询问信号而重发所请求的保密信息的命令；以及以提高的功率水平发射对所述第二询问信号的响应，其中，所述提高的功率水平大于所述安全功率水平，其中，对所述第二询问信号的所述响应包括所请求的保密信息。
17. 根据权利要求13的方法，其中，发射对所述询问的响应包括回射所述询问信号。
18. 根据权利要求13的方法，其中，接收对所述询问信号的所述响应，还包括接收第二询问信号，所述第二询问信号包括对保密信息的第二请求；测量所述第二询问信号的接收信号强度；至少根据所述第二询问信号的所述接收信号强度来确定更新的安全功率水平；以及以所述更新的安全功率水平发射对所述第二询问信号的响应，其中，对所述第二询问信号的所述响应包括保密信息。
19. 根据权利要求13的方法，其中，所述保密信息包括标识码的至少一部分。
20. —种射频识别(RFID)标签，包括衬底；在所述衬底的表面上形成的天线；功率限制模块，所述功率限制模块耦合到所述天线，其中，所述功率限制模块被配置来控制所述RFID标签的回射功率水平；贮存器，所述贮存器存储标识码和保密信息；以及安全通信模块，所述安全通信模块被配置来确定用于发射包括保密信息的RF信号的安全功率水平。
21. 根据权利要求20的标签，其中，所述功率限制模块被配置来将所述回射功率水平限制到多个功率水平中的功率水平，其中，所述安全功率水平是所述多个功率水平中的功率水平。
22. 根据权利要求21的标签，还包括接收信号强度模块，所述接收信号强度模块被配置来测量由所述天线接收到的信号的接收信号强度。
23. 根据权利要求22的标签，其中，所述安全通信模块被配置来至少根据由所述接收信号强度模块测量的接收信号强度确定所述安全功率水平。
24. 根据权利要求22的标签，其中，所述接收信号强度模块被配置来输出与由所述天线接收的信号相关联的接收信号强度成比例的接收信号强度指示。
25. 根据权利要求20的标签，其中，所述功率限制模块包括衰减器。
26. —种用于执行射频识别(RFID)通信的系统，包括用于接收包括对保密信息的请求的询问信号的装置；以及用于以安全功率水平发射对所述询问信号的响应的装置，其中，所述响应包括所述保浩、{曰息o
全文摘要
本发明提供了用于保密信息的安全通信的方法和装置。在实施例中，一种用于与射频识别(RFID)标签的总体通信的方法包括发射第一询问信号；以第一接收信号强度从至少一个RFID标签接收对第一询问信号的响应，其中，响应包括第一标识码的至少一部分；并且，发射第二询问信号，第二询问信号包括对保密信息的请求、以安全功率水平发射对第二询问信号的响应的命令和第一标识码。在另一个实施例中，一种用于与RFID标签通信的方法包括接收询问信号，询问信号包括对于保密信息的请求；并且，以安全功率水平发射对询问信号的响应。响应包括保密信息。
文档编号G06K7/00GK101796528SQ200880101917
公开日2010年8月4日 申请日期2008年6月10日 优先权日2007年6月28日
发明者兰德尔·艾伦·德拉戈, 孙明浩, 本杰明·别克里茨基 申请人:符号技术有限公司