专利名称:标记物和标记物处理设备的制作方法
本发明论述投掷的标记物和投掷标记物的处理设备。
具体来讲，在自动售货机、游戏机、电话机投币装置、找零钱装置以及从使用者那里接收到钱，就发放某种有价值的物品，完成某种服务或某种功能的类似机器等这些领域中，本发明虽然不是说唯一能够使用的领域是这些，但也是非常有用的使用领域。为了方便起见，在此，我们把这样的机器都叫作投币机。这些机器通常要处理大量的硬币;也就是说，这些机器需要具有相当大的存贮硬币的空间，而且需要有规律地收集这些硬币，并且有规律地传送到一个中心位置上去;而后，再将这些硬币进行计数，再交付给一个银行。这个过程，对于机器的主人来说。是很麻烦的，也是很昂贵的。另外，用户为了使用这种机器，就必须要具有市场上通用的那些硬币;因此，如果用户经常使用这种机器的话，他就需要携带相当大量的硬币。用户也必须要具有那些市场上通用的各种合适金额值的硬币，除非这种机器是找零钱类型的;并且在后者的情况下，随身协带这种零钱，也将是相当麻烦的事。
上面提到的某些机器，例如游戏机，除了可以处理真实的硬币之外，还能够处理特殊的标记物。但是，一般来讲，都是用与真实硬币完全相同的方法来处理这些标记物的。
本发明是关于能够基本解决上面所提到的那些缺点的一些装置。这些装置，使得这些机器，能够以代替真实硬币的方式，或者最好除了能够处理真实硬币之外，还能够处理那些存贮有数据的标记物。而且，可以用这些数据存贮标记物，核准不同数值的事物交易;并且最好的是这种机器还能把这种标记物弹回来;因此，可以重复地使用这些标记物。可以采用两种类型的系统一个是记入系统，在该系统中，用户要对一个标记物作出一个初始支付;在这个标记物上存贮有代表它的值的数据;根据所用的标记物，该机器进行运行操作，从而改变这个存贮上的数据;根据该交易值代表着的量，致使减小这个值;另一个是信贷系统，在这个系统中，其标记物存贮代表用户帐目的数据;那么该机器就根据所用的标记物进行运行操作，从而提示出这个帐目数据;因此，随之便可以把代表着这笔交易值的量记入这个帐目了。在后者的系统中，可以把这个机器与保持有该帐目信息的一个中心站联机地连接起来，或者与能够存贮借助于数据存贮模块有规律地收集起来的信息的中心站联机地连接起来。
让用户采用一个“记入”或“信贷”标记物，来操作这种机器，就能有效地避免上面所提到的那些关于要处理并协带大量硬币的问题了。
然而，人们将会很鉴尝的是，本发明在这方面上，在其他一些领域里，也是很有价值的。例如，本发明在标签识别的领域里，也是很有用的;其中，例如可以同限制到只有经过许可的人才能获取的自动设备一起使用的一些数据存贮标记物。
本发明的第一个特定的方面泼及到的是这样的一种设备。该设备又处理硬币，又处理存贮有数据的标记物;这种标记数据可以由该设备和该标记物之间的通信来确定;而且，该设备具有一个用于接收硬币和标记物，并且用于使这些硬币有效，并与这些标记物进行通信，而把它们输送到进行测试的装置上去的共用通路。
使用共用通路是有优点的。这样，用户采用标记物来操作机器，就可以同采用硬币来操作机器完全相同的方法来操作了。譬如说，通过同一个投币槽口来插入标记物和硬币。
这个特征还具有特别的优越之处就是，因为它不需要对标记物给出不同的进入口和进入通路，所以要改装现有已经处于使用着的大量的机器;以便让这些机器再增加上处理标记物的功能，就变得非常简单了。
最好是把测试装置安装成具有两个分开的测试站，一个用于使那些硬币有效，而另一个用于与那些标记物互相作通信;并且，该装置的安装使得仅仅那些被第一测试站弹出来的物品，才传送到第二测试站。
最好是把鉴定硬币是否有效的装置，作为其第一测试站。这样，不必对处理硬币的机械，并且包括鉴定硬币是否有效的装置作任何实质性的改动，就可以让现有的硬币启动的机器，改装成为处理标记物的机器了。代之而来的，它只是需要为那些标记物沿着通过硬币有效器弹出来的物品所占据的通路，装配上测试站。在这种机器中，这种特征是特别有用的，并且对于装有一个硬币有效器和一个用于把弹出物品和真实硬币进行区分，从而形成一个装置的分离器的硬币机械来说，也是很普通的;并且在不同种的硬币启动机器中，都是装有同样类型的装置的。在这些情况下，通向该有效器的硬币通路，可以显著地随着装设有硬币机械的机器的不同，而有所不同。如果把标记物询问站装设在硬币有效器的前方上的话，那么要是不对该硬币机械本身的结构作显著的改变的话。在某些情况下，在自动售货机中，就可能没有足够的地方，允许作这种改装。在最佳实施方案中，通过在该装置之中，沿着其弹出通路，装设上上标记物测试站，就避免了这一点。
人们可以想象到，在大多数的公共设施中，插入这种机器的大部分物品将是真实的硬币;并且所插入的物品，很少会既不是真实硬币，又不是标记物的。因此，首先安装上硬币确认的装置，而后再把大批的物品传送给每个测试站，对这种设置来说，将是最适宜的;这样一来，该设备就会以一种有效的方式工作了。
该设备在一笔交易完成之前，最好在这种设备中，具有能暂时保留这些标记物的装置。如果这个标记物是一种记入式标记，那么就希望有这样的特性，就是能够在返回给用户之前，借助于与该项交易值相对应着的量，来改变存贮在该标记物中的值。如果这个标记物是一种信贷式标记，那么就更希望有这样的特性，特别是在无需用户反复地插入硬币或标记物就可以连续地多次操作的“多种商品自动售货机”的情况;因为关于表明一笔交易结束，或者一系列交易结束，再取回该标记物，将是一种方便的途经。信贷式标记物，还可以在询问之后立即返回给用户;但是，这种装置要求用户在他的交易完成的时候，必须得执行某些操作。以便提示这种机器;如果用户忘记这样作的话，那么假如其他用户再用这个机器买东西的话，则随后的这些交易的值，将会从原来用户的帐目中扣除出去。
暂时把标记物保留起来的保持装置，最好像标记物测试站那样，配置在有效器之后;而且最好是装配在用接收/弹出门的分离之后;这样一来，该装置就仅只接收那些由该有效器弹出来的物品了。一种更为方便的实施方案是把该标记物测试站和这个保持装置组合起来。这种方案具有这样的优点，就是说可以在该标记物停留在该保持装置上之后，再来实现同该标记物的通信。
该设备最好还要具有用于修改或者是变更该标记物上的数据的装置，或者是向该标记物引入新数据的装置。在记入系统中，要用这种装置去变更当完成了一笔交易之后，其标记物的值。还最好是把用于完成这种功能的装置，装配在该保持装置上;不过，在另一种实施方案中，可以把它装配在该保持装置的出口处，以便在该标记物从该机器中出来的过程中修改其数据。
更为可取的是把用于从这些标记物中获取数据的装置，以及用于修改这些标记物上的信息的装置，都装配在该保持装置上。采用共用的部件，是可以完成这两种功能的。
根据本发明的第二个特定的方面来说，存贮着数据可变更的，可以由与该标记物相通信来决定的一种标记物，要大体上作成硬币那样的形状以及硬币那样的大小。这种标记物可以进入并且通过一个标准硬币处理机械。这样一来，会有好多优越之处。这就是说，把现有的那些硬币启动的机器进行改装，让它们再可以处理这些标记物，就变得非常容易了;因为，它只是对那些完全标准的设备，再安装上用于与标记物相通信的装置。例如，正如同上面所描述的那样，可以把一个测试站沿着这种机械的一个弹出通路装配起来;因此，该标记物可以穿过其有效器，再把它弹出来，而后再通到这个测试站上去。本发明的这一点，还是有这样的优点;就是说，既使打算把这些机器仅仅是用标记物来使用的话，并且不用真实硬币来使用，尽管如此，它还是可能使用这些标准硬币处理机械和处理技术的。
该标记物可以有它自己的电源;但是，最好还是由标记物处理设备来传送供电。
在本发明的各个部分上所用到的标记物，都是最佳安置的，因此，这些标记物和该设备是可以用“无接触”的方式进行通信的。可以采用各种技术。例如，可以采用甚低频无线电发射，从而由标记物那里取得数据，并且如果要求的话，还能把数据送到该标记物上去。英国书№1，599，120及№2，077，556A描述了用于询问的无线电技术。或者还可以采用其他方法，例如，光学技术。
一个被认为是具有特别优越之处的另一种技术，构成了本发明的第三方面上的主题。按照这一方面来说，标记物处理设备，也称作为标记物询问机，具有用于与标记物相通信的装置。这种通信是由该标记物如何吸收电磁场来确定的。该发明还可以扩展到适宜与这样一种设备一起使用的一种标记物上去。该标记物最好是具有一种可以控制的场吸收电路，以致能够变更其吸收的程度或者吸收的性质。
在这里所说明的一个实施方案中，这种吸收电路是一个谐振电路。它的谐振频率至少可以在两个值之间作转换。该设备通过产生一个不同频率的，并且最好是一个连续扫描频率的电磁场，就可以同该标记物相通信。该设备根据产生吸收电磁场的频率，来确定在该标记物上所存贮的数据。更确切地说，该设备根据吸收频率上的变化，来确定数据;因此，该设备的工作，实质上并不取决于该谐振电路的特定的谐振频率。
另外，在这里也描述了最佳的一种装置。在这个装置中，该标记物是由询问机传送来的电磁信号来供电的(更确切地说，其频率大约为100KH2)。用于传送供电的信号，同样也用于该标记物和该询问机之间的通信。通过在一个短时间间隔之内选择性地中断其传送供电，来把数据传递到该标记物上去。该标记物是具有电源存贮的装置;因此，这些中断并不影响它的工作。通过选择性地把一个低阻抗耦合到询问机的接收无线的两端上，该标记物把数据送到该询问机上去。这样来变更可以由该询问机探测到的能量吸收的程度。更确切地说，它是在予先确定的一些时间上，作出其数据的传送;并且为了使它更方便起见，最好要采用一个时钟信号。更确切地说，该询问机用与数据脉冲完全相同的方法传送这些时钟脉冲;并且，这些时钟脉冲既用于向该标记物上发送，也用于从该标记物向外发送。
再者，在这种装置里，该标记物含有一种可非破坏读写的存贮器(更确切地说，是一种EAROM)。最理想的是把这种装置用于存贮如像该标记值这样的一些运算数据;但是这种装置还能有其他的用途。特别是，涉及到该标记物的所有运算，都已经完成之前，在许多情况下，要终止对该标记物的传送供电，这种装置就可能是最理想的了。譬如说，在电话支付设置中使用标记物的时候，为了减小功耗，这种装置就可能是很有用的;当开始插入标记物时，可以询问该标记物，检查该标记物是否有效，然后再根据该电话的持续时间，切断其电源，并且其后再供电，以致根据对应于该电话费用的量，来减小该标记物的值。因此，在对该标记物的供电过程上，可以要求该标记物的两个运算顺序中的任意一个(也就是说，可以是把数据发送给该询问机，或者也可以是从该询问机那里接收到数据)。可以在该标记物中采用该非破坏性存贮器，用来存贮一个标志。这个标志指示该标记物究竟处于该运算的完整周期中的哪个部分之中，并且指出根据其供电，究竟用哪一部分来确定该标记物采取些什么动作。
这个装置具体体现出若干进一步独特的发明点，其中这些是a)包含有标记物的系统;这个标记物接收来自天线上的电能，并且通过变更该天线两端的阻抗，来传送数据(更确切地说，就是通过短路，或者至少在该天线两端接上一个很低的阻抗)。
b)可以运用由该询问机那里产生出来的同一个载波信号，来建立其标记物和询问机之间的两路通信(并且最好是将功率及/或时钟脉冲发送到该标记物上去)。
c)可以建立起标记物和询问机之间的两路通信，并且该通信是双向的，而且是与由该询问机发送的时钟脉冲相同步的。
d)包含有一个标记物的系统;这个标记物是用从询问机那里接收的能量供电的;并且这个标记物具有一个可非破坏性写入的存贮器，而且是根据其供电过程，设置它来完成由存入该存贮器内的标志数据来决定的许多运算时序中的一个时序，并且至少要完成在这个标志数据中导致出变化的这些时序中的一个时序。
人们将会很鉴尝的是，本发明的这些方面分别归结为该标记物，以及询问机，以及它们的组合。
该标记物处理设备可以具有一些用于发射和接收选择性地为该标记物吸收的信号的发射及接收的线圈。另一方案是对这两方面的用途来讲，可以采用一个单一的线圈。
根据本发明的再一个方面来讲，是把该标记物处理设备装置成在有标记物时，能够自动地变更其接收发射的灵敏度，并且最好是让该处理设备每次都接收一个新的标记物。当该标记物通过变更其电磁辐射的吸收程度，来发射数据的时候，这种装置是特别有用的;而且，当该标记物是通过接收到的电磁能来供电的时候，这种装置更是特别有用的;因为，在这些情况之中，由该标记物处理设备所接收到的信号，由于其标记物上的轻微差别，或者该标记物位置上的轻微差别，是可以变化的。为了保证由该标记物处理设备发射的载波的吸收上的变化，能以正确地为该标记物处理设备接收到;于是通过调整其接收灵敏度，就可以对这种变化进行补偿。
该设备最理想的是，不论其标记物的具体取向如何，都能够与该标记物相通信。
根据本发明的另一个特定方面，在此给出了这样的一种标记物处理设备;这种设备根据在该设备中所存贮的运算数据，来完成若干运算;而且这种设备为了由此来确定所存贮的标记数据，是能够同标记物相通信的;该设备根据其标记数据，可以进行进入第一状态，或者进入第二状态的操作;该设备在其第一状态中，可以进行完成上述运算的操作，而在其第二状态中，可以进行用与上述标记数据相关联的方式变更其运算数据的操作。
人们可以想象得到，这种设备通常是由于送进去一些标记物才使它完成某些操作的(如像能够利用的某些领域，或者在自动售货机等等，这样的机器的情况下，售出一种产品或者完成一种服务);但是这种设备还可以有它的通过进入一种存贮有予定数据的特定标记物，来变更的运算参数。例如，假如一个自动售货机的主人，想要改变存入他的自动售货机中的价格数据，这种特性就将是非常有用的了。他要有一个特别的编码标记物，那么根据向该自动售货机的插入标记物，就可以产生出以上的效果;因此，可以很容易地作到这种价格上的变更;并且采用同样的电子元件，就像利用一个标记物，从该机器之中购买一件产品时那样地容易作到这一点。
在识别这些标记物的方面上，它可以存贮一个特定的代码;这个代码，当用该设备读出的时候，可以存取一个具体的区域;并且为了安全的缘故，要求它能改变其授权存取的代码。通过采用一个存贮着数据的专门的编码标记物，就可以很容易地作到这一点，如像使该设备进入其第二状态;其中，利用该标记物上的信息，来改变所存贮的参数;因此，将来这种设备将会认识这些不同的安全代码，就像是专用的授权存取代码一样。
根据本发明的另外再一个特定的方面来说，在此提供了一种这样的标记物处理设备。为了由此确定所存贮的数据，它可以用来接收，并且与这些标记物相通信;并且它可以用来根据与该项交易相关联着的一个予定值相一致的标记物，执行一项交易，并且变更所存贮的数据;在执行该项交易之前，该设备可以进行实现一个安全码识别操作的工作，从而判定该标记物是否存贮有适宜于这台机器的安全码;因而，仅仅当该标记物存贮有这种适宜的安全码时，这台机器才执行这项交易。
因此，可以这样来设计这些自动售货机，及其类似的分配产品或执行某些服务的机器，以致于这些机器只能接受那些由一个具体的公司发行的标记物，譬如说拥有该自动售货机的公司，但是不能接受那些由其他公司发行的标记物。这些其他公司发行的标记物可能与这家公司发行的标记物完全相同，但唯独在这些标记物上所存贮的安全码不同。用这种方法，这一系列自动售货机的主人，就可以保证，所有用来从他的机器中取产品的标记物，都会为他支付。
最理想的是，该标记物处理设备本身，必须存贮上一个专供为了实现这些交易所用的标记物的安全码。用这种方法，它就可以确保，一个公司的标记物，要是以一种不被认可的方式插入到另一个公司的标记物处理设备之中去的话，那么这些标记物将不会变更它们的价值。
还可以把该标记物处理设备装配成处理真实硬币的设备。
在本发明的最佳实施方案中，是把上述的各个方面组合起来，从而产生出一个非常优越的，也是非常实用的标记物处理系统。
现在，我们通过举例的方式，参阅如下的附图，来说明实施本发明的一些装置，其中图1是根据本发明的硬币及标记物处理设备的一个示意图;
图2表示的是图1设备的一个测试装置中的标记物;
图3是第一装置中的标记物及其测试站的一个电路的示意方框图;
图4(a)和(b)是用来说明图3的电路是如何工作的波形图;
图5是说明在第二装置中的标记物处理设备和标记物的一个方框图;
图6是图5的标记物处理设备中的接收机的一个电路图;
图7是图5的标记物的一个电路图;以及图8说明的是由图5的标记物处理设备中的接收机接收到的信号波形图。
参见图1，该硬币和标记物处理装置2包括有用于接收硬币和标记物的硬币有效器4，以及如同6上所指示的那样，沿着自进入长方孔(未示出)开始的共用通路7行进的硬币和标记物。在该有效器4中，沿着通路8，在硬币和标记物6的通过期间，完成若干测试操作;从而判定所插进来的东西，是不是有效的硬币;并且，如果是有效硬币的话，则判定该硬币的标记金额。这些测试都是标准的测试，譬如说，可以是感应测试。
然后，这些可以接收的硬币进入硬币分离器10。这个分离器10有若干个门(未示出)。这些门由该设备的电路进行控制，用来有选择地把这些硬币从主通路12送到几个分通路14，16及18中任何一个通路上去;或者使这些硬币沿着通路12进入通路20，导向现金盒。如果在该有效器4中测试的物品，被判定为不是可接收的硬币，那么就把这些物品传送到弹出通路30上去，而不再继续通过该分离器10了。
通路14，16及18的每一个通路，都分别通向三个容器22，24及26中的一个容器。装配每一个容器，用以存放起一个具体标记金额的硬币垂直堆积叠。当要由该装置给出一个零钱的时候，以28示意性地指出的分配器就可以作这些容器中的硬币的分配工作。
不论在什么时候，当有效器识别了一个可接收的硬币时，其信贷计数就增加上一个相应于该硬币值的量数。当累积了足够的信贷时，其设备2就产生出一个指示其信贷数的信号。例如，在一个最佳实施方案中，将该设备2安装在一个自动售货机里(未示出)，那么这种信号就将对该自动售货装置指示出，用户可以起动一个产品的销售操作了。可以把该装置安装成这样来操作，也就是说，可以在其信贷计数下降到低于该机器所销售的产品的最低价格之前，重复不断地售出这种产品。
在任何阶段，用户都可以操纵一个“ESCROW”的旋钮。这个旋钮终止该交易或终止这一系列交易，并且开始输送相应于其累积信贷剩余数值的零钱，而后该信贷数也就被清除干净了。
到现在为止，上述的装置是相当普通的装置，至于适于完成这些功能的一些具体结构细节，因此也就没有必要再作说明了。
除了这些结构之外，图1中的设备还具有一个标记物测试装置，或者询问装置32;更详细的细节表示在图2上。这个装置32装配在沿着弹出通路30的位置上;因此，在这些物品被输送到让用户收回的弹出出盘上之前，所有的弹出物品都要先输送到该装置32上去。
参见图2，该弹出通路30是在后壁34，为了能够看到其询问装置的中间部分图2里没有示出来的前壁，以及两个侧壁36与38之间伸展着的。后壁34有一个小孔40;因此，通过电磁线圈44，可以有选择地把门42推入该通路30，以及从该通路30中再抽回来。
通常情况下，该门42是位于其通路30之中的;因此，所有那些被弹出来的物品，都停留在该询问装置32上。对每一件物品作询问，因而，如果发现它不是标记物的话，那么就抽回该门42，所以就可以把这件物品送到弹出盘上去了。
如果该物品是标记物的话，那么就在该询问装置32上，由门42把它保留住;一直保留到这笔交易或一系列交易由该用户作完为止;然后再把这个门42抽回;因此，这件标记物又可以回送给该用户。
图2表示本发明最佳实施方案中的一个标记物50;它是用记入系统来使用的;因此，它存贮有代表着一个具体值的数据;在一项交易或一系列交易被完成之后，以及把该标记物50回送给该用户之前，要减小这个具体值。
图3说明的是可以用于该标记物及该询问装置的这类电路的一个例子。值得鉴尝的是，可以替换地使用许多其他类型的电路。
该询问装置32分别具有发射线圈和接收线圈52与54。由驱动电路56来驱动该发射线圈52。根据由微处理机58产生出来的信号来启动这个驱动电路56。该微处理机58，通过一个输入电路60，也接收并处理来自接收线圈54的信号;并且把这些信号输送到该硬币处理机械控制电路的主数据母线62上去。经过一个多路转换电路64，把数据母线62、输入电路60，以及驱动电路56，连接到该微处理机58上去。这个多路转换电路64，经过一个数据母线66、一个地址母线68，以及一个读/写通路70，与该微处理机58相连通。该微处理机58控制从该标记物50上来的数据的读出，以及向该标记物50传送数据的输送;并且还与其总的硬币机械电路相连通，以便当一笔交易或一系列交易完成之后，把该标记值送给这个电路，并且接收从那里所剩余下来的值。
该总的硬币机械电路可能在先已有公知的结构，如像公开的英国书UK-A-2，110，862中所描述的结构。在另一个装置中，可以用该硬币机械电路的主处理机来直接控制该询问装置;因此，就将不再需要该附加的微处理机58了。
为了询问该标记物50，该微处理机58，使其发射机的驱动电路56来驱动线圈52。该电路56是这样来设置的;每次启动该电路56的时候，用来驱动该线圈52的输出频率就从低值向高值扫描。图4(a)示出了这个输出频率。
该标记物50包括有一个一般以72所指示的用来有选择地吸收由线圈52上发射来的能量的电路。在这个具体的情况下，该电路72就是一个包括有一个线圈74，以及一个并联电容76的谐振电路。为了变化该电路72的谐振频率，来用一个半导体开关80，可以把另外一个并联电容78接通到电路上去，以及不接到该电路上去。
由发射线圈52所发射的能量，借助于接收线圈54把它拾取过来，并且把从该线圈54上产生出来的信号输送到一个用作振幅检测的输入电路60中的比较器上去。图4(b)示出了由该输入电路60产生的信号。要注意到，每次当扫描其传送到该发射线圈52上去的信号的频率时，在这里有这样一点，在这点上，该谐振电路72强烈地吸收其能量;因此，在该输入电路60所产生出的信号当中，会产生出一个短脉冲。在每个频率扫描之中，产生这个短脉冲的精确时间，是取决于谐振电路72的谐振频率的;并且，由此通过开关80的操纵，是可以变更的。
通过开关80的选择性操作，就能作到从标记物50向询问装置32的数据发送;例如，这样来作，当接通该开关时，用其吸收频率表示数据比特(bit)“1”;而当断开该开关时，用其吸收频率表示数据比特(bit)“0”。
这个数据可以通过微处理机58用各种方法作检测。例如，可以让该微处理机提示什么时候把从电路60接收到脉冲与脉冲之间的时间间隔由数值P1(见图4(b))变更到数据P2，或者变更到数值P3。P1是由启动驱动电路56的频率来确定的，P2是当其谐振频率刚刚从它的低值变到它的高值时产生的，P2是当其谐振频率刚刚从它的高值变到它的低值时产生的。
换句话说，可以这样来设置该微处理机，致使，每当接收到一个标记物，就测量一下从其频率扫描的起始点到电路60产生一个脉冲的时间点之间的时间t1(见图4(b))。在以后的频率扫描期间，如果对于一个要产生的脉冲来说，所占有的时间，实质上是等于t1的话，那么该谐振频率就被确定为是低的;而如果这个时间实际上是大于数值t2的话，那么该谐振频率就被确定为是高的。
这些方法中没有一个是依赖于具有特定值的谐振频率的;因此，在该标记物电路中，允许有比较大的容限。
通过将加到发射线圈52上去的信号，进行振幅调制，把数据发射到标记物50上去。该振幅调制信号可以具有一个变化着的频率，如图4(a)所示之，或者也可以简单地具有一个单一的频率，比如说，定位于该频率扫描的中点上。
这个信号是由谐振电路72拾取过来的，而且这个谐振电路72的输出连接到检测电路82上去。该电路82可以作到从其所接收到波形中，产生出由询问装置32发送的数据来。
该电路80可以检测由其询问装置32发送来的予定代码。将表征这些代码的检测信号传送到控制电路84。该检测电路82还可以检测打算要存入该标记物50上的一些数据。将这个数据再传送到存贮器电路86上去。
在本实施方案中，该存贮器电路86是一个循环移位寄存器;当把这个寄存器中的内容读出来的时候，又把这个寄存器中的内容返回移位到该寄存器中去。
其控制电路84可以使得从该存贮器电路86中读出来数据，并且再传送到一个发射电路88上去。该控制电路84致使该发射电路88，有选择地根据来自存贮器电路86中的数据，操纵该开关80;因此，这就把数据送到询问装置32上去了。
该整机电路的工作是这样的。当在询问装置中，一接收到一个标记物的时候，就启动驱动电路56。这一点是由标记物50检测的;随后这个标记物向询问装置32送出一个表示请求询问装置32发射一个微处理机58存贮有的安全码的一个予定代码。
由控制电路84检查这个装置安全码，而后的若干操作，仅仅当如果这个装置安全码恰好适合于这个标记物时，方允许进行下去。进行这种可以选择的程序，是为了确保任何后来的标记物上数据的变更，仅仅当如果该包含有询问装置32的机器是一个恰当的机器的时候，才是允许发生的，比如说，是由一个具体的公司所拥有的机器。这种装置安全码的识别操作，比如说，可以通过判断一个代码是不是与存贮在存贮器电路86中的数字相匹配来实现;这将使得那些具有相同电路的标记物，只要简单地更换该存贮器电路86中的内容，就能够适用于各种不同的机器了。
假设该装置安全码是适于该标记物的，然后该标记物再向询问装置32送出一个存贮在存贮器电路86中的标记物安全码。该微处理机58判断这个标记物安全码是适合于这个机器，而且，只有当这个代码是适合的时候，才允许作随后的交易。这就保证了这台机器要是插入了由没有认可的公司供给的标记物的话，是不能够工作的。
要注意，只有当发现了该装置安全码是适合的时候，才发射该标记物安全码。这就提高了该系统的安全性，因为这就使得这台机器对于那些不被认可的人们来说，要确定出该标记物安全码，会是相当困难的。
在该安全码的识别操作之后，该标记物50就开始发射存入其存贮器电路86中的标记值。如果要求的话，可以在仅仅当询问装置32首先了解到该标记物安全码是适合的之后，才来执行这个发射。
而后，该微处理机58送出信号，使得该信贷计数，再增加上这个标记值。随后，允许用户如果通过再插入一些硬币而增加了这个信贷计数的话，就可以用完全相同的方法来执行交易了。
当该交易或一系列交易完成之后，用户就启动一个ESROW旋钮。该设备通过向微处理机58传送表示其剩余信贷的数据，来响应这个启动。随后，询问装置32就把这个数据发送到该标记物50上去。检测电路82识别一直加到所发射的数据之上的一个特定代码，而这个代码致使其控制电路84将来自检测电路82的表示其剩余信贷的数据，向存贮器电路86作移位。这个数据替换其以前所存贮了的标记值。而后，该标记物就知道了所接收到数据了，紧接着，该设备导致门42的缩回;因而，使得该标记物50又回送给该用户了。
该设备用这些标记物，能够作不少附加的用途。例如，通过在一个标记物的存贮器电路86中把一个特定代码插入到标记物安全码的位置上，或附加到该标记物安全码上，那么，该微处理机58，根据这个代码的检测，就可以导致进入一种特定的状态。在这种状态中，该微处理机58从标记物50中提取出数据，而后再把这个数据送给硬币机械电路，从而变更在其内部存贮了的价目表。这对于处理由该机器销售的产品价格上的变化来讲，确是一个相当方便的方法。
用同样的形式，可以使得该微处理机58，送进去一个另一种状态，用来改变微处理机58所存贮的安全码;因此，将来各种不同的安全码都将会被识别的，因为它适宜于与这个机器一起使用。要达到这后者的功能的一个方便的方法，将是让该微处理机，在接收一个存贮有特定代码的第一个标记物时，进入另外一种状态;但是，在实际上改变它的存贮代码之前，要等待接收一个第二标记物。在接收其第二个标记物时，要用存贮在该标记物上的代码去代替存贮到该微处理机58之中的安全码。这种装置，当第一次装配机器的时候，具有特殊的数值;因为这个装置要允许能用同样的标记物，来起动所有的机器;紧接着，每台机器都将根据接收的这些标记物中的一个标记物，改装成适于与一个具体公司的标记物一起来使用的机器。
还可以把这些标记物用于收集来自该设备的数据。在这种情况下，要在存贮器电路86中，存贮上另一个予定代码;并且由微处理机58识别这个代码，作为一种授权，把要收集的数据传送到该标记物50上去。比如说，这种授权可以是关系到装配有该设备的机器一直在执行着的若干操作的检查数据。
一旦该记入标记物50的值被减到零，那么根据其支付，该标记物可以使它原来的值重新进入到它的存贮器电路86中去。这一点可以用一个在结构上类似于询问装置32的机器来完成。然而，在这种情况下，将使得该微处理机58向该标记物50传送另外又一个予定值，并且这个予定值为了安全起见，将是保密的。通过检测电路82，来识别这又一个值，并且将致使把后来的数据，作为其标记值送入到该存贮器电路86中去。该检测电路82是这样来设置的，就是说，只有当接收完这个特定代码的时候，才可以向存贮器电路86进入所增加的标记值;不过，在其他一些情况下，当然允许进入一些要减小的值。
在上述的装置中，当一笔交易或一系列交易完成之后，总是要把标记物50回送给该用户的。在另一个实施方案中，给出了一个门，用来有选择地把来自询问装置32的这些标记物，或者送入弹出盘，或者送入存贮盒。在通常的情况下，是把标记物回送给用户的。然而，如果在一个记入系统中，该标记值减到零的话;或者，如若在一个信贷标记物中所存有的帐目数字是无效的话，那么就可以把该标记物保留在该机器内部的存贮盒里了。
在以上的装置中，将其标记物保持在该询问装置32上的同时，执行对其标记物的询问和对其标记物上数据的输入。换句话说，当其标记物一边通过该硬币有效器4的时候，一边就可以产生询问。实际上，可以采用同样也用于硬币有效上的元件，来实现询问;例如，一个感应线圈。在这种情况下，通常可以使这个门42是开放着的;因此，那些被硬币有效器8弹出来的除了那些有效的标记物之外的所有物品，就都直接地传送到弹出盘上去了。
图5和图6表示的是该标记物50的一个可选用的结构。该标记物是很小的，并且事实上是取硬币那样的大小和形状的。该标记物有一个锂电池100，它是通过一个环形定位架104被安装在印刷电路板102上的。该标记物50的全部电路，除了线圈74，以及电容76与78以外，都包含在一个单个的集成电路片106之内;并且这块集成电路片106也是安装在印刷电路102上面的。电容76与78可以是陶瓷片型的电容;并且，也可以是安装在印刷电路板102上面的。
在印刷电路板102上，通过印刷电路腐蚀形成线圈74。该线圈有螺旋形的结构;而且，比如说，可以大约有十圈。
将该标记物用塑料如同108所指出的那样封装起来。另一方案是，该标记物可以有一个可开放的壳体，能够替换电池100。
要注意到，该标记物50在其询问装置32之中，不论它的特定取向如何，都会正确地进行工作的。
在上述装置中，该输入电路60根据由线圈54接收到的信号幅度产生出一个二值输出。然后，再由微处理机58处理这个信号。在另一个实施方案中，比如说，该电路60可以包含有一个相位锁定环，或者一个单稳态电路，用来处理来自线圈54的信号，以便于它还可以向微处理机58传送一个表示通过该标记物50发送来的数据的数字信号。
上面所描述的装置要用到采用感应技术作通信的标记物，并且最理想的是采用大约10MHz到100MHz这个范围的发射频率。
当然，人们也会意识到无需对该整机电路作大的改动，完全可以采用其他的一些技术。可以采用低频无线电技术，或者是采用光通信技术。
图5至图8说明了上述与图3和图4有关的整机电路的一种改动的形式。虽然将会把这些都描述成为不同的实施方案，但人们当然会意识到，那些在图3和图4中所描述的相关联的各个技术特征是可以用到图5至图8的实施方案中去的，而且反之亦然。参见图5，该标记物处理设备100包括有一个耦合到发射天线104上去的发射机。驱动电路102。在使用的时候，把该标记物106配置在发射天线104和接收天线108之间。把接收机电路110连接到该接收天线108上去。
微处理机112有一个用来控制该发射机驱动电路102的输出线114，以及后面将会说明的三个控制其接收机电路110的灵敏度的输出线116，以及用于接收来自接收机电路110的数据的一个输入线118。通过适当的接口电路可以把线114，116，以及118连接到微处理机112上去。再将微处理机112分别连接到ROM，RAM，以及非破坏性可写入的存贮器电路120，122，以及124上去。该非破坏性存贮器电路124最好是一个EAROM。
图7示出了该标记物106的电路。该标记物有一个天线130。该天线130通过一个二极管132连接到一个电能存贮电容器134上去。将由天线104发送来的能量，通过二极管132作半波整流，并且让电容器134把它存贮起来。这个电容器两端上的电压，用来给该标记物电路106供电。其所接收到的载波，同样也被传送到二极管136上去。并且用它来作振幅调制解调用。该发射来的载波上的若干中断，导致在二极管136的输出端上产生出若干个脉冲来。再将这些脉冲传送给一个Schmit(施密特)反相器138。再将该Schmit反相器的输出连接到一个闭锁140上去。通过分别具有ROM，RAM，以及非破坏性存贮器(最好是EAROM)电路144，146，及148的一个微处理机142可以读出并清除该闭锁140。用线150将数据传送给该微处理机，而用线152将清除脉冲传送给该闭锁。
该微处理机142还有一个可以控制模拟开关156的输出线154。当这个开关被接通的时候，通过一个二极管158就把天线130的两个终端短路起来了。
通常情况下，经过适当的接口电路(未示出)将线150，152，及154连接到微处理机142上去。
在这个实施方案的使用过程中，要让该标记物处理设备根据标记物106的接收，使其发射天线104在100KH2数量级的频率上，起动发射一个载波。某些发射能量将由标记物106中的天线130拾取，并且用来给该标记物供电。其余的一些能量将由接收天线108拾取。
其发射机驱动电路102是这样来控制的，以至于使它在载波的发射过程中，能产生中断。这个中断是有规则的间隔的(比如说间隔1ms)，并且每次的中断，比如说，持续3个载波周期。这些中断要足够短，也就是说，在该标记物106中的电容器134的两端所存有的电压，不至于降到会使其标记物电路的工作受到干扰的程度。
在微处理机112接收到在线118上的清楚地确定了的如图8(a)所示的对应于发射载波中断的这些脉冲之前，该标记物处理设备中的微处理机112就用线116来调节接收机电路110的灵敏度。
用这种方法调节接收灵敏度，应该能够足以保证由于其吸收能量上变化所产生的标记物106中天线130的短路，并且将会导致在接收天线108的输出端上产生出可检测的脉冲。然而，如果要求的话，可以这样来设置该系统，就是说，按照标记物106中开关156的实际操作。来调节接收机的灵敏度，从而确保所产生的脉冲是可检测的。
一旦调整了这个接收机的灵敏度之后，该标记物处理设备就开始与该标记物的通信。为了作到这一点，将图8(a)所示的载波中的交替脉冲200用作时钟脉冲;而将错位的脉冲202用作数据脉冲。用载波和相继而来的脉冲202表示数据值“0”，用由没有脉冲202引起的没有载波中断来表示数据值“1”。
在标记物106中，微处理机142反复不断地对闭锁140上的脉冲作检查，并且根据对该脉冲的检测，来清除该闭锁。测量这些连续的脉冲之间的周期，并且存贮起来。这个测量过的周期使该微处理机142能够计算一个“窗口”的周期;在这个“窗口”周期之内，可能要出现下一个脉冲。
向标记物的数据发送，总是要通过数据值“1”来起动的。因此，该微处理机142在所要求的周期之内，检测其脉冲不出现在闭锁140上的第一个时间。在这个时间上，该标记物能够判断，在接连不断的脉冲串中，究竟哪些个脉冲是时钟脉冲200，以及哪些个脉冲是数据脉冲202。
以上的描述概括了如何把数据向标记物上发送。
采用模拟开关156，将标记物上存有的数据向该标记物处理设备发送。在其载波中断与中断之间的一个短期间内，可以把这个模拟开关接通。由于为该标记物106所吸收到的能量上相继而来的增加，该开关156的这些短期接通，将会在来自接收机电路110的线118上，导致出现有一些特别的脉冲。
该装置是这样的，当该标记物处理设备100正在期望接收来自标记物106的数据时，它就连续地发送数据值“0”。该标记物将先来接收到，来自标记物处理设备的数据;因此，这个标记物的工作一直是与该标记物处理设备相同步的。来自标记物的数据发送，总是要随同在一个时钟脉冲200与一个数据脉冲202之间所发送的一个起始位(起始bit)一起来起动的。这个起始位指示在图8(b)的204上。
以后的这些数据就是按照随后的时钟脉冲200与数据脉冲202之间的间隔，一位一位地传送了;因此，在这些间隔之中，根据其数据的内容来决定，附加的脉冲206可能出现，也可能不出现。
在该系统使用的时候，为了可靠起见，在一个方向上任何数据的发送，可以紧跟着在相反的方向上正在发射完全相同的数据的后面进行，从而保证可靠并且安全的操作。
该标记物106在存贮器148中存贮如像安全码、标记值等等这样的一些数据。当标记物处理设备首先接收到标记物的时候，并且通过所接收到的能量供电了，那么该标记物和标记物处理设备就彼此相互通信了，从而检查这些安全码，于是保证它们每个部分都是适配于同另一个部分一起使用的。紧接着这个操作之后，该微处理机把其标记值传送给该标记物处理设备，并且在同一个时间上，在存贮器148的一个标志定位上存贮一个指示，表明这个工作程序完成了。
随后，终止其载波的发射;因此，该标记物就不再接收电能了。这一点在投币电话装置中是特别有用的。在下一个阶段，当要求再与该标记物相通信的时候，就再一次发射载波，因之对该标记物再次供电。这种供电总是通过微处理机第一次检查存贮器148中的标志时，才产生的。在这种情况下，该装置将决定完成在断电之前所进行的一些操作，把该信贷值发到该标记物处理设备上去。因此，现在(完成了安全码检查操作之后)就要等待由该标记物处理设备要发送的一个新的标记信贷值;因此该装置可以修改它所存贮了的信贷值。
这个程序在其结束的时候，微处理机142将存贮器148中的标志进行复位;因此，当随后将该标记物再送回给该用户，并且在一个稍后的时间上，再一次插入到标记物处理设备中去，而且再次供电的时候，这个装置就将以适当的方式运转起来，将其标记值发送到该设备上去。
在以上的装置里，要注意到，它是通过将一个低阻抗(二极管158)连接到天线130的两端，来传送标记物上的数据的。采用二极管158，来防止由于在天线130上产生反电动势(EMF)的一些问题，并且也保证通过模拟开关156所切换的电压不大于这个开关的电源电压。不过应该注意到，可以用一些其他的办法，作到连接到天线130上的阻抗上的变更。再者，无需影响到连接到天线130上的阻抗，就可以作到电磁辐射吸收程度上的变更;例如，为此目的可以采用一个隔离线圈。
图6详细说明了该标记物处理设备100上的接收机电路110。接收线圈108构成经过一个振幅调制解调二极管160连接到放大器162的反向输入端上去的调谐电路的一部分。该放大器162的正向输入端接收一个基准电位;这个基准电位是从两个支路之间的结点上产生出来的;一个支路就是连接到一个电源线上去的电阻164，而另一个支路就是经过各个模拟开关168连接到另一个电源线上去的电阻166的并联网络。由来自微处理机112的线116控制这些模拟开关168。
电阻166的值是R，2R及4R。人们会想象到，如果有一个模拟开关接通的话，那么传送给放大器162正向输入端的基准电位，将会是变化的。因此，这就变更了接收机的灵敏度了。
权利要求
1.一个用于与存有数据的标记物相通信的设备，该设备可进行如下操作(a)将载波信号发射到该标记物上去，(b)利用此载波信号将数据发送给标记物，以及(c)通过检测为该标记物对，其载波的吸收程度上的变化，来接收来自该标记物上的数据。
2.根据权利要求
1中的设备，其中该设备可以将电能利用上述载波信号发送给该标记物。
3.根据权利要求
1或2中的设备，其中该设备可以将时钟脉冲利用上述载波信号发送给该标记物。
4.一个标记物处理设备和一个存有数据的标记物的组合，该设备可作向该标记物发射时钟脉冲，以及与该时钟脉冲相同步的数据;而该标记物可进行向该设备用与从其设备中接收来的时钟脉冲相同步的方式发送数据。
5.一个存有数据的标记物装配成能够接收来自用来从该标記物中读出数据的设备中的电能，并且该标记物具有一个非破坏性的可写入存贮器，而且该标记物在供电之后完成由存贮在该存贮器中的标誌数据来决定的许多工作程序中的一个程序，至少完成那些由该标志数据的变化所引起的程序中的一个程序。
6.一个具有用于接收数据的装置的标记物处理设备，其发射为的是确定由标记物所存贮了的数据;并且该设备还具有自动完成调节操作的装置;由此，就在所出现的标记物上，变更其接收装置的灵敏度。
7.根据权利要求
6中的设备，其中将该设备装配成能够发射载波的设备，并且其接收装置可进行检测为该标记物对该载波的吸收上的变化的操作。
8.根据权利要求
6或7中的设备，其中该设备可以向该标记物上发射电能。
9.根据权利要求
6至8中的任一个权利要求
中的设备，其中该设备每次当它接收一个标记物的时候，就可以完成上述的调节操作。
10.一个标记物处理设备根据在该设备中存贮有的运算数据完成若干操作，并且该设备能够与一个标记物相通信，从而据此判定所存贮的标记数据;而且该设备根据其数据类型可进行进入第一状态，或进入第二状态的操作;该设备在其第一状态时，可进行完成上述操作的工作，而在其第二状态时，用由上述标记数据所决定的方法变更其运算数据。
11.进行硬币有效检测，以及标记物读出设备，用来接收硬币以及标记物，和用于把它们传送给测试装置，以便检查这些硬币是不是有效的硬币并且与这些标记物相通信，是具有一个共用通路的。
12.根据权利要求
11中的设备，包括有装配从上述共用通路中接收物品，以及把非真实的硬币送入弹出通路，而把真实的硬币送入接受通路的有效检测装置;并且其标记物读出装置位于其弹出通路之中。
专利摘要
标记物处理设备，利用一电磁载波向一标记物发射数据、时钟脉冲和电能。该标记物用与时钟脉冲相同步的方式，通过其载波吸收程度上的变化，来发送数据。在该标记物处理设备中，通过接收机检测这些数据的发送，并且每次当接收一标记物时，调节该接收机灵敏度。该标记物可以用在使用硬币来办理交易上，和为了识别目的的一些其它领域里。该标记物上所存在有的数据，可用来改变该标记物处理设备的工作方式。如，该标记物处理设备可构成为一自动售货机，并且可以用该标记物来变更该机器所销售货物的价格。
文档编号G07F7/08GK85105672SQ85105672
公开日1986年12月31日 申请日期1985年6月30日
发明者埃格里斯, 刘易斯 申请人:马尔斯公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan