CN1706205B - 使无源rfid标签的无用重复协商次数最少的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种使无源RFID标签(T1-T6)的协商次数最少的系统和方法。每个标签(T1-T6)在被读取器(104)读取后存储一个确认标志，并进入休眠状态。读取器(104)能够处理所有标签(T1-T6)或向未读标签(T1-T6)。在由读取器(104)接收到一个信号时每个标签(T1-T6)可以清除其确认标志。那些还没有确认的标签(T1-T6)将继续和读取器(104)进行通信。
Description
技术领域
本发明涉及在无线射频识别(RFID)标签和RFID读取器之间进行通信的方法。
背景技术
无源RFID标签从标签读取器所提供的无线射频(RF)能量中获得其工作能量。因此，无源RFID标签很容易因为其工作的环境条件而导致能量损失。例如，发射的信号在工作位置表面的反射可能导致多径消除。这一多径消除导致在该工作位置的不同地点产生RF零点。RF零点指的是信号丢失(例如信号能量几乎为零)的地方。因此，当无源RFID标签移动通过一个RF零点时可能会失去能量和重新获得能量。此外，跳频程序的使用也会使标签失去能量和重新获得能量。目前，联邦通信委员会(FCC)要求读取器必须每隔50至400微秒改变工作频率。在这一时间间隔内，读取器把其频率调整为一个新的频率。读取器的频率变化可能导致RF能量的迅速变化。这一RF能量的迅速变化反过来又迫使标签进出RF零点。
在常规无源RFID标签中，标签在失去能量后不能保持其状态。当标签重新获得能量时，标签被重置。于是该标签可能进入一个表示其还没有被读取的状态。从而该标签会由读取器再次协商，即便该标签已经被成功读取。标签的这些多余的协商将使标签询问过程无效。随着标签群规模的扩大，由读取标签的无用重复协商引发的无效问题也会增加。
一种解决标签状态丢失而引发的无效性问题的技术是在标签上实现一个持久状态。例如，可以利用瞬时存储设备，如电容器，在能量丢失期间保持标签的状态。然而，在这一技术中，存储器能保存该值的时间长度是可变的，可能小于一秒或半秒，甚至更短的时间。这一差异是由于电容器的电压会随着时间衰减。而且，电压的幅度是根据距离读取器的远近而变化的，这也会引起瞬时存储时间长度的差异。此外，温度往往会大大改变硅存储设备的特性，这也会大大影响存储的时间长度的范围。
此外，利用这一技术，读取器不能控制每个标签中的存储设备。标签将一直保留其持久状态信息，直到该存储设备超时。因此，读取器不能重新协商某一标签群里的所有标签，除非每个标签里存储的持久“已读(read)”状态超时。
因此，读取器需要能够控制无源RFID标签中存储的持久状态的维护和管理。
发明内容
本发明涉及一种使无源RFID标签的无用重复协商次数最少的系统和方法。根据本发明的各个方面，RFID系统包括一个或多个读取器和一个标签群。每个标签包括一个RF接口、一个状态机和一个数据存储段。该数据存储段存储该标签与读取器通信时使用的信息。这些存储的信息包括标签识别号和确认已读的标志。确认已读标志表示该标签是否已经被读取。存储该确认已读标志的存储器在标签能量丢失期间也能保留该标志的值。
根据本发明的一方面，当一个标签成功协商时，读取器发送一个符号，使该标签把它的确认已读标志设置为“已读”。该符号可以是一个隐含指令，也可以具有与之相关的多种标签功能。确认已读标志使标签能够在一段长度不定的时间内记住其已经被读取。在随后询问标签群时，读取器能够在整体上处理整个标签群。在本发明的这一方面，读取器发送一个符号，该符号使整个标签群忽略存储在其确认已读标志中的值。该符号可以是一个隐含指令，也可以具有与之相关的多种标签功能。在另一个实施例中，标签可以清除存储在其确认已读标志中的任何值。
读取器也能够只处理未读标签。在本发明的这一方面，读取器发送一个符号，该符号使整个标签群里的每一个标签都对其确认已读标志中的值进行评估。那些确认已读标志的值为“已读”的标签将变为休眠状态，不再被协商。而那些确认已读标志的值为“未读”(例如没有设置该标志)的标签将继续与读取器通信。
本发明的上述和其他目标、优点和特性将在下面的发明具体描述中更加明显。
附图说明
在此并入并构成说明书一部分的附图描述了本发明，并与说明书一起进一步阐明了本发明的原理，以使相关技术领域的技术人员能够实施和使用本发明。
图1是根据本发明一个实施例的环境框图，其中一个或多个标签读取器与一个或多个标签进行通信。
图2是一个根据本发明的一个实施例的框图，其示出了在一个或多个读取器与一个或多个标签之间进行通信的体系概览。
图3A是根据本发明的一个实施例的一个示例性标签的框图。
图3B描述了一个唯一的标签识别号的实例。
图4是根据本发明的一个实施例的状态图，其描述了一个RFID标签的各种不同工作状态。
图5是一个根据本发明的一个实施例的流程图，其从标签的视角描述了读取器控制存储在标签中的持久状态的操作。
图6是一个根据本发明的一个实施例的流程图，其从读取器的视角描述了读取器控制存储在标签中的持久状态的操作。
下面将参考附图描述本发明。附图中相同的附图标记表示相同或功能相似的单元。而且，附图标记最左边的数字可以表明该附图标记首先在哪个附图中出现。
具体实施方式
1.引言
1.1标签询问环境
在详细描述本发明前，描述一个本发明应用的环境实例是有帮助的。本发明对工作在噪声环境下的无线射频识别(RFID)应用特别有用。图1描述了这样一个环境100，其中根据本发明，一个或多个RFID标签读取器104与一个示例性的RFID群120进行通信。如图1所示，该标签群120包括七个标签102a-102g。根据本发明的一个实施例，标签群120包括任意数量的标签102。在某些实施例中，一个标签群120种可以包括非常多的标签102，成百、上千个、甚至更多。
示例性的环境100还包括一个或多个读取器104。这些读取器104可以独立工作，也可以连合起来以形成一个读取器网络，如图2所示。读取器104可以应一个外部应用程序的请求而处理标签群120。作为替代，读取器也可以具有能够发起通信的内部逻辑。当读取器没有与标签群通信时，读取器104通常不发出RF能量。这使其他读取器可以从不同的方向对相同的标签群进行作用，从而可以使RF信号尽可能覆盖整个标签群。此外，同一读取器也可以使用不同的频率对同一标签群进行作用以提高标签覆盖率。
根据本发明，一个读取器104与标签102之间根据一种或多种询问协议交换信号110和112。下面描述一种作为示例的询问协议，该协议是一个二叉树遍历协议。信号110和112是如射频(RF)传输的无线信号。一旦接收到信号110，标签102就可以根据基于时间或频率的模式，通过交替地反射和吸收部分信号110来生成一个响应信号112。这种交替吸收和反射信号110的技术在这里被称为反向散射调制。本发明也可应用于以其他方式通信的RFID标签。
图2是一个作为示例的RFID系统200的框图，根据本发明的一个实施例，该系统在一个或多个读取器104与标签102之间提供通信。RFID系统200包括一个用户应用程序域250，一个读取器网络104a-n，以及一个或多个标签102。请注意本发明除了可以应用到多个读取器组成的读取器网络外(如图2所示)，也可以应用于单个读取器。因此，尽管这里经常提到“读取器”，但应该理解本发明可以根据某一特定应用的需要应用于任意配置的、任意数量的读取器。
每个读取器104通过一个或多个天线210与标签102进行通信。可以使用多种天线配置。例如在一个实施例中，读取器104a直接与四个天线相连(例如天线210a-210d)。在另一个实施例中，读取器104b耦合到并控制一个多路复用器。多路复用器可以使大量天线切换到读取器的单个天线端口。通过这种方法，读取器104b可以适配于多个天线。
用户应用程序域250可包括一个或多个用户应用程序。用户应用程序可以通过一个通信网络或数据链路与一个或多个读取器104进行通信。读取器可以从用户应用程序域250接收关于一个或多个标签102的请求。例如，某个应用程序可以请求读取器104询问一个标签群。
如相关技术领域的技术人员所知，本发明可以在各种不同的读取器平台和读取器网络配置上实现。
1.2标签实施例
1.2.1结构概述
图3A是根据本发明的一个实施例的标签102的框图。标签102包括一个RF接口部分310，一个状态机320，以及一个数据存储段330。数据存储段330按照特定应用的需要而包含一个或多个存储器单元。数据存储段330存储标签102与读取器104通信所使用的信息。在一个实施例中，存储在数据存储模块330种的信息包括一个标签识别号332、一个确认已读标志334，如果需要还可以包括其他可选信息336。
与这一实施例相对应，每个标签102通过一个唯一的识别号来标识。唯一标签识别号332可以永久或暂时存储在数据存储段330的存储器中。图3B示出了一个唯一标签识别号350的布局的实例。每个唯一标签识别号350具有内嵌的标签识别位354和错误检测代码位358。例如，每个唯一标签识别号可具有96位识别号和一个16位的错误检测代码值。不过本发明也可应用于其他长度的标签识别号和错误检测代码。在本文献的全文中，内嵌的标签识别号354被称为标签识别号。
确认已读标志334表示该标签是否在一次二叉树遍历期间已被成功读取。标志334存储在数据存储段330的一个存储器中。在本发明的一个实施例中，标志334可以利用与数据存储段330相似或不同的技术来存储。确认已读标志334不管该标签是否了经历了功率损失都能将它的值保留一段时间。确认已读标志334存储的最大时间长度取决于所使用的存储器，也常常与此标签工作的环境有关。在本发明的一个实施例中，确认已读标志334作为电压存储在一个电容器中。只要该电压被电容器保持，该确认已读标志334的值就被存储。然而该电压最终可能会降为零(例如存储器超时)，从而导致标志334被清除。此电容器或其他模拟和/或数字的存储设备通常具有一个最大存储时间或持续时间。在一个实施例中，这一时间通过该存储设备的一个时间常数来表示，其包括电容器的电容值C(如果其存在的话)、电阻器的电阻值R(如果其存在的话)、和/或其他任意单元的值或这些值的联合，如RC(电阻器-电容器)时间常数。作为替代，可以采用数字逻辑存储元件，如触发器或“单触发(one-shot)”设备，这些元件不一定具备时间常数。
在本发明的一个实施例中，确认已读标志334也可以在达到最大存储时间前由读取器104清除。例如，一旦接收到来自读取器的某个符号，标签102可以对存储该确认已读标志334的值的电容器进行放电(或者清空存储元件)。另一种方法是，一旦接收到来自读取器的某个符号，标签102可以忽略该确认已读标志334，直至该标志因存储器超时而被清除。
RF接口部分310和标签天线(没有示出)一起提供了一个与读取器104进行双向通信的接口。RF接口接收来自读取器104的RF信号，并把这些信号解调成数字信息符号。RF接口也可以把数字信息符号调制成RF信号。
状态机320可以包括逻辑、处理器和/或控制标签102工作的其他元件。状态机320接收来自RF接口部分310的已解调的信息符号。状态机320也可以根据需要访问数据存储段330种的信息。在一个实施例中，状态机320通过数字电路，如逻辑门电路来实现。下面将参考图4给出关于状态机320的详细说明。
1.2.2标签的工作状态
标签102可存在于不同的工作状态。每种工作状态描述了标签102的一种工作模式。一旦发生某一事件，标签102就从一种工作状态转换到另一种工作状态。例如，当发生某一事件时，标签102从当前工作状态——即该事件发生时标签102所处的工作状态——转换为一个由当前工作状态和该事件联合表示的新的工作状态。
事件可通过以下方法来触发：检测到来自读取器104的传输信号的信号沿，或经过一段设定的时间间隔，或者通过信号沿检测与时间间隔的结合。这些事件例如包括主机重置事件、主机休眠事件、以及数据“NULL”。
图4根据本发明的一个实施例示出了标签102在状态图中的各种不同工作状态。在图4种，每个工作状态用一个椭圆来表示，各种工作状态之间的转换则用椭圆之间的连线来表示。所述转换用描述相应事件的文字来注释。
下面描述图4所示的各个工作状态以及各个状态转换。这些特定的状态和转换仅仅是举例。只要不背离本发明的主旨和范围，可以采用附带的和可选的其他工作状态、转换和导致转换的事件。
第一个状态是休眠状态402。在休眠状态402期间，标签102很大程度上是不活动的。因此，标签102处于休眠状态402时可以保留能量。标签102在上电时、接收到一个主机休眠事件后、以及下面描述的其他时间时进入休眠状态。
如图4所示，一旦接收到主机重置事件452，标签102就从休眠状态102转换成校准状态404。在一个实施例中，标签102只能从休眠状态402转换成校准状态404。而且，只有主机重置事件452可以导致从休眠状态402的转换。在其他实施例中，其他事件也可以导致从休眠状态的转换。
在校准状态404下，标签102对它的定时电路进行初始化。在一个实施例中，在校准状态404下，标签102不会产生逻辑符号“0”或“1”，这是由于它们还没有定义。相反，在校准状态404下，标签102执行振荡器校准过程和数据校准过程。振荡器校准过程涉及标签102从读取器104接收多个振荡器校准脉冲，在此定义为信号沿转换(数据)事件。信号沿转换事件之间有专门的定时。类似地，数据校准过程涉及标签102从读取器104接收多个数据校准脉冲。数据校准能够定义读取器和标签之间进行通信时使用的数据符号。
如图4所示，一旦发生一个事件454时，标签102可以从校准状态404转换到休眠状态402。在一个实施例中，事件454倍定义为接收到一个并非代表标签102所期望的定时信号的信号。例如，在一个实施例中，振荡器校准信号被定义为8个等长的脉冲。如果标签102接收到的振荡器校准信号长度明显不等或不在期望的长度范围内，这些脉冲可以被视为是无效的，从而导致事件454的产生。因此，当标签102接收到不能成功引发振荡器校准或数据校准过程的信号时，发生事件454。
当振荡器校准过程(这一过程将产生一个调谐振荡器)和数据校准过程(这一过程将实现数据符号的定义)成功完成后，标签102期望从读取器104接收到已定义的数据符号。数据符号被定义为数据“0”、数据“1”和数据“NULL”。主机重置和主机休眠事件可在任何时间发生，并在发生后立即被处理。
成功完成校准过程后，标签102从读取器接收到一个数据单元。在一个优选实施例中，该数据单元是单个比特位。例如，接收到一个逻辑“0”数据单元将使标签102进入全局模式设置状态406。接收到一个逻辑“NULL”将使标签102跳过全局模式状态406而进入树开始状态408。接收到逻辑“0”或“NULL”使得标签102忽略其由确认已读标志334所表示的已读状态。通过这一方式，读取器可以处理标签群120中的所有标签，甚至是那些先前已经被读取的标签。但是，接收到一个逻辑“1”将使标签102对确认已读标志334进行评估。在这一评估过程中，如果确认已读标志334已经被置位(例如表明该标签已经被读取)，则标签102转换为休眠状态402。如果确认已读标志334还没有被置位，则标签102转换为全局模式设置状态406。于是通过发送一个逻辑“1”，读取器可以仅读取那些还未被读取的标签。
在一个实施例中，在全局模式设置状态406下，标签102从读取器104接收一个比特序列。当在全局模式设置状态406下时，标签102接受这些二进制信息序列，并把它们按专门预先定义的顺序存储到寄存器中。全局模式被配置为二进制(开或关)配置。每个比特—如从读取器104动态接收到的比特—将一个寄存器编程为和某一模式相关。该寄存器与一个电路或是控制已定义的标签功能/模式的电路相结合。在本发明的一个实施例中，已定义的模式包括调制约数控制、反向散射谐波限幅控制、以及反向散射功率调节器控制。
调制约数控制模式控制标签调制反向散射时的频率。在本发明的一个实施例中，该模式把初始频率2.5MHz作为数据“0”，3.75MHz作为数据“1”。作为替代，也可以使用其它初始化频率，如本领域的技术人员所理解的那样。当实现反向散射谐波限幅模式后，能够限制反向散射谐波的能量。这一限制减少了标签在基波以上的频率的有效发射。反向散射功率调节器控制模式限制了在由标签上的天线所反射的调制基频中的反向散射功率值。
这些模式由设计标签时预定义的序列号来确定。将来也可以定义更多的模式，并在序列中的开放比特上分配相应的值，当然这些模式也可以通过“闲置(on the fly)”来定义。在一个实施例中，在接收到序列中的第一个比特之前，标签缺省地(上电复位)把所有模式的比特值设置为“0”。通过这种方式，全局模式设置是一些数目可变的比特。如果所有缺省值在工作中都是可接受的，那么全局模式可以在工作中完全忽略。
标签102接收到一个逻辑“NULL”数据单元时转换到树开始状态408。在树开始状态408下，标签102期望收到来自读取器104的一个数据符号形式的命令。在一个实施例中，此命令是单个比特。例如，接收到一个逻辑“0”符号将使标签102进入树遍历状态410。而接收到一个逻辑“1”符号将使标签102进入终止(mute)状态412。在一个实施例中，接收到逻辑“NULL”符号并不影响标签102在树开始状态下的状态。
工作在树遍历状态410时，标签102根据二叉树遍历协议把它的识别号传送给读取器104，其中这一协议使读取器104能够快速询问一个标签群120。下面将描述一个二叉树遍历协议的实例。
标签102可以从树遍历状态410或树开始状态408进入终止状态412。例如，再没有成功协商其标签识别号之后，标签102从树遍历状态进入终止状态412。在终止状态412下，标签102从读取器104接收数据。但是当处于终止状态412下时，标签102不对读取器104做出响应。于是，终止状态412使标签102不能响应对某一识别号的特定请求。
在成功协商了其标签识别号之后，一旦从读取器104接收到一个“NULL”符号，标签102从树遍历状态410转换到命令开始状态414。当指标签102在标签识别长度上接收到一个“NULL”符号时表示协商成功。在命令开始状态414期间，如果从读取器104接收到一个数据“0”，则标签102进入休眠模式402。这一转换表示确认了标签102已被读取。在进入休眠状态之前，标签102将确认已读标志334置位。此标志表示该标签已经由读取器读取过。
当处于命令开始状态414时，如果从读取器104接收到一个数据“1”，则标签102进入命令状态416。在一个实施例中，接收到一个逻辑“NULL”符号并不影响标签102在命令开始状态414下的状态。
需要注意的是在树遍历操作期间，一个或多个标签102可能是活跃的并处于树遍历状态410，或是暂时不活动的并处于终止状态412。任何其他已经处理过的标签(例如确认已读的)将处于休眠状态402。读取器104可以通过隐含指令共同处理整个标签群120。这意味着一旦接收到某个符号，标签就可以根据其当前状态确定该指令。这样，标签不必接收一个完全“显式”的指示来执行功能，从而减少了需要传输的数据量(例如比特位长度较长的显式指令)，节省了传输时间。例如，读取器104可以向标签群发送一个逻辑“NULL”符号。处于终止状态412的标签将转换到树开始状态408。如果“NULL”在识别号长度上被接收，则任何处于树遍历状态的标签都将转换到命令开始状态414。如果“NULL”不是在识别号长度上被接收到的，则任何处于树遍历状态的标签都将转换到终止状态412。也可以在一个完全协商的标签处于命令开始状态414或命令状态416、并且一个或多个标签为非活跃并处于终止状态412时使用隐含指令。
当在命令状态416下工作时，标签102从读取器104接收一个命令。这一命令包含多个比特。在本发明的一个实施例中，此命令的长度为8比特。命令状态416使读取器104能够在通过一次成功的二叉树遍历识别一个标签之后初始化该标签上的特性和功能。一旦发生一个事件468，标签102可以从命令状态416转换到命令终止状态418。在一个实施例中，事件468被定义为在一条命令中检测到通信差错或检测到一个未知或没有启用的功能的请求。一旦从读取器接收到一个逻辑“NULL”符号，则标签102返回命令开始状态414。
命令终止状态418在功能上与终止状态412相似。当工作在命令终止状态418下时，标签102接收数据但是不做出响应。一旦接收到一个数据“NULL”，则标签102从命令终止状态418返回命令开始状态414。
1.3二叉树遍历协议
根据本发明的一个实施例，二叉树遍历法用于在读取器104和在该读取器的通信范围内的一个际签群120中的一个标签之间建立通信。在一个实施例中，每个标签102到读取器104的传输使用的频率必须是唯一的，这就可以避免标签102之间的竞争，当然也可以通过其他方法避免竞争。竞争可以定义为多个在频率、时间和/或相位上相同的传输所构成的通信，从而会干扰互相之间试图尝试的传输。因此，在一个二叉树遍历算法的例子中，在读取器104和该读取器正在处理的当前标签群102之间一次只协商一比特的信息。
每个标签响应用两个频率来定义，一个频率代表0，另一个频率代表1。通过这一方式，许多标签可以同时且无干扰地发送数据0。读取器不能从多个数据0种区分单个数据0并不重要，其只需知道存在一个数据0。另一方法则是利用两个时间段来定义标签响应，例如一个时间段代表0，另一个则代表1。
在一个实施例中，二叉树遍历过程从通信中排除标签，直到分离并校验出一个具有一个唯一识别号的标签。如上所述，二叉树中的每一层表示标签识别号中的一个比特位置。当读取器经过二叉树中的节点(和层)前进时，它使标签群的一个子集保持活跃，并且使标签群的一个子集变得不活跃。例如，刚发送了一个匹配比特的标签保持活跃；而那些没有发送匹配比特的标签则变得不活跃。统计上说，每一次比特交换中，标签群中有一半标签变得不活跃。这一过程将持续到读取器到达次二叉树的最后一层上的节点，从而分离并排除一个唯一的标签。重复这一过程直至标签群中的每个标签都被分离。
关于二叉树遍历法的更多信息，以及根据本发明的一个实施例的更一般的RFID读取器和RFID标签群之间的通信请参见题为“Systemand Method for Electronic Inventory”的美国专利No.6002544，以及下列待审的美国专利申请：专利申请号No.09/323206，1999年6月1日提交，题为“System and Method for Electronic Inventory”，代理机构卷号为1689.0010001；专利申请号No.10/072885，2002年2月12日提交，题为“Method，System and Apparatus for Binary Traversal ofa Tag Population”，代理机构卷号为1689.0210001；以及专利申请号No.10/073000，2002年2月12日提交，题为“Method，System andApparatus for Communicating with a RFID Tag Population”，代理机构卷号为1689.0260000。
2.根据本发明的二叉树遍历通信
根据本发明的一个实施例，图5中的流程图500从单个标签102的视角示出了二叉树遍历协议的运行实例。通过流程图500的操作，在标签102被成功读取后，标签102只在读取器清除其确认已读标志334时做出响应。因此，标签102的重复协商受到读取器104的控制。
如图5所示，流程图500从步骤510开始。在步骤510中，标签102处于休眠状态402。在步骤520中，标签102从读取器104接收到一个主机重置信号。一旦收到此信号，标签102就从休眠状态102转换到校准状态404。
在步骤530中，标签102和读取器104同步。由此例如在步骤530中，标签102与读取器104一起进行振荡器校准和数据校准。
在步骤540中，标签102判断是否已从读取器104接收到一个或多个读取状态校验符号。在一个实施例中，读取器也可以把读取状态校验作为命令发送。如果在步骤540接收到一个读取状态校验符号，操作转到步骤542。如果在步骤540没有接收到一个读取状态校验符号，操作则转到步骤541。
在步骤541，标签102执行缺省读取状态处理。在一个实施例中，标签102在缺省处理期间对已读标志334进行评估。在这一实施例中，操作转到步骤544。
在步骤542中，标签102确定接收到的符号的值。如果接收到的符号的值表示一个读取状态校验(例如接收到数据单元“1”)，操作转到步骤544。通过发送一个表示读取状态校验的符号，读取器将只与未读标签进行协商。
在步骤544中，标签102判断确认已读标志334是否已被置位。如果在步骤542中标签102判定确认已读标志334已经被置位，则操作转到步骤546。在步骤546，标签102进入休眠状态402，操作转到步骤510。如果在步骤542中标签102判定确认已读标志334没有置位，则操作转到步骤550。这样，已读标签将保持休眠，而未读标签则将被协商。
如果步骤540中接收到的符号的值表示读取所有标签(例如接收到数据单元“0”)，操作转到步骤550。按照这一方式，读取器104将和该标签群中的所有标签进行协商，甚至包括那些先前已经读取的标签。在本发明的一个实施例中，读取器104发送一个或多个符号，使标签102清除在其确认已读标志334中存储的任何值。
在步骤550中，标签102进入树遍历模式(与图4中的示例状态410，412和414相对应)，并与读取器104协商其整个识别号。
在步骤560中，标签102从读取器接收到一个符号，使该标签转换到休眠状态402。在步骤560中，标签也可以在进入休眠状态402前将其确认已读标志334设为“已读”。这一符号可能是一个隐含指令，也可以具备多种与其相关的标签功能。接着操作转到步骤510。
根据本发明的一个实施例，图6中的流程图600从读取器104的视角示出了二叉树遍历协议的运行实例。通过流程图600的操作，读取器104可以选择读取标签群120中所有标签，甚至是那些已经将确认已读标志334置位的标签，也可以选择只读取未读的标签。
流程图600从读取器处理启动部分过程605开始。启动信号在开始询问一个标签群120时发送。在这一过程中，读取器发出信号以启动标签并配置协议所需的具体定时点。图6描述的启动部分包括两个步骤。
在步骤610中，读取器104发送一个主机重置信号。该主机重置信号使读取器104通信范围内的标签102转换到校准状态404。
在步骤620中，读取器104校准标签102。例如，读取器104和标签102进行振荡器和数据校准操作。如相关技术领域的技术人员所知的那样，只要不偏离本发明的主旨或范围，启用部分过程605也可以使用其它方法。
在步骤630中，读取器104判断是要询问整个标签群120(包括以前已读的标签)还是只询问未读的标签。如果读取器104选择询问整个标签群，操作转到步骤650。如果读取器104选择只询问未读标签，操作转到步骤640。
在步骤640中，读取器104发送一个数据符号，使得在其通信范围内的所有标签对它们的确认已读标志334进行评估。这一符号可以是一个隐含指令也可以具备多种与其相关的标签功能。在一个实施例中，读取器可以发送一个命令，使得在其通信范围内的所有标签对它们的确认已读标志334进行评估。作为结果，已经将确认已读标志置位(例如表示这些标签先前已经被读取)的标签102转换到休眠状态402。那些没有设置确认已读标志的标签102则转换到全局模式设置状态406。接着操作转到步骤660。
在步骤650，读取器104发送一个数据符号，使得在读取器104通信范围内的所有标签102与该读取器进行通信。结果，标签102将忽略它们的确认已读标志334的值。在另一个实施例中，标签102也可以在步骤650中清除在它们的确认已读标志334中存储的任何值。在本发明的一个实施例中，读取器可以发送一个数据“0”或数据“NULL”符号。数据“0”符号使所有标签转换到全局模式设置状态406。如果确省全局模式值是可接受的，读取器可以发送一个数据“NULL”符号。“NULL”符号使所有标签跳过全局模式设置状态406而进入树开始状态408。接着操作转到步骤660。
在步骤660，读取器104发送一个或多个符号，使得活跃的标签102进入树遍历状态410。例如，如果标签102处于全局模式设置状态406，读取器104将不得不发送两个符号才能使这些标签进入树遍历状态410。如果标签102处于树开始状态408，该读取器只需发送一个符号就能使这些标签进入树遍历状态410。
在步骤670，读取器104根据一个诸如上述协议的二叉树遍历协议协商一个完整的标签识别号。步骤670运行的结果是：读取器104只和一个标签102通信。
在步骤680中，读取器104发送一个或多个符号(例如数据“NULL”)，使得已协商的标签102进入命令开始状态414。例如，读取器104可以发送一个符号使已协商的标签从树遍历状态410进入命令开始状态414。另一种情况是，读取器104可以发送多个符号使得标签102在转换到命令开始状态414之前先进入命令状态416。
在步骤690中，读取器104发送一个符号，使已协商的标签将其确认已读标志334置位并进入休眠状态402。接着操作转到步骤698。
在步骤698中，读取器104恢复询问该标签群。这一恢复过程可以在该询问协议的不同位置发生。例如，如果标签群中还有其他标签需要被协商，读取器104可以进行到步骤660。当然读取器也可以选择进行到步骤610或协议中其他步骤。
3.结论
虽然前面已经描述了本发明的各种不同实施例，但是应当理解上述实施例只是作为示例描述，而不是限制。相关技术领域内的技术人员显然可以在形式和细节上对此作各种不同改变，只要不背离本发明的主旨和范围。本发明的广度和范围不应当受到上述任意一个示例性实施例的限制，而只由下述权利要求书及其等同物定义。
Claims (22)
1.一种在无线射频识别RFID标签中用于使该标签的无用重复协商次数最少的方法，其中该标签包括一个表示该标签先前是否已经被读取的确认已读标志，该方法包括以下步骤：
(a)当该标签的工作状态处于第一个状态时，从一个读取器接收一个符号；
(b)如果接收到的符号具有第一个逻辑值，当前工作状态转换到第二个状态；以及
(c)如果接收到的符号具有第二个逻辑值，执行以下步骤：
(1)对该确认已读标志进行评估；
(2)如果该确认已读标志表示该标签已经被读取，当前工作状态转换到休眠状态，以及
(3)如果该确认已读标志表示该标签尚未被读取，当前工作状态转换到第二个状态，
其中，不管该标签是否经历了功率损失，该确认已读标志的值都被保持一段时间。
2.权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
(d)如果接收到的符号具有第三个逻辑值，执行以下步骤：
(1)清除该确认已读标志的值，并且
(2)当前工作状态转换到第二个状态。
3.权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：
如果接收到的符号具有第四个逻辑值，当前工作状态转换到第三个状态。
4.权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
当工作状态处于第四个状态时，与读取器协商整个标签识别号；
当已经协商了整个标签识别号并且从读取器接收到特定符号时，将工作状态转换到第五个状态；
当工作状态处于第五个状态时，从读取器接收一个符号；并且
如果此符号具有第一个逻辑值，将确认已读标志置位，以表明该标签已经被读取并且将工作状态转换到休眠状态。
5.权利要求4所述的方法，其中第一个逻辑值是一个“0”符号。
6.权利要求5所述的方法，其中第二个逻辑值是一个“1”符号。
7.权利要求3所述的方法，其中第一个逻辑值是一个“0”符号，第二个逻辑值是一个“1”符号，而第四个逻辑值是一个“NULL”符号。
8.权利要求1所述的方法，其中第一个状态是校准状态。
9.权利要求1所述的方法，其中第二个状态是全局模式设置状态。
10.权利要求3所述的方法，其中第三个状态是树开始状态。
11.权利要求4所述的方法，其中第四个状态是树遍历状态。
12.一种在无线射频识别RFID标签中用于使该标签的无用重复协商次数最少的方法，其中该标签包括一个表示该标签先前是否已经被读取的确认已读标志，该方法包括以下步骤：
(a)当工作状态处于树遍历状态时，与读取器协商整个标签识别号；
(b)从读取器接收一个符号；
(c)如果该符号具有第一个逻辑值，将确认已读标志置位，以表明该标签已经被读取，并且当前工作状态转换到休眠状态；并且
(d)如果该符号具有第二个逻辑值，转换到命令状态，
其中，不管该标签是否经历了功率损失，该确认已读标志的值都被保持一段时间。
13.权利要求12所述的方法，还包括以下步骤：
当该标签的工作状态处于校准状态时，从读取器接收一个符号；
如果接收到的符号具有第一个逻辑值，当前工作状态转换到全局模式设置状态；
如果接收到的符号具有第二个逻辑值，对确认已读标志进行评估；
如果该确认已读标志表示该标签先前已经被读取，当前工作状态转换到休眠状态；并且
如果该确认已读标志表示该标签尚未被读取，当前工作状态转换到全局模式设置状态。
14.权利要求12所述的方法，还包括以下步骤：
如果接收到的符号具有第三个逻辑值，当前工作状态转换到树开始状态。
15.一种无线射频识别RFID标签，包括：
用于存储表明该标签是否已经被读取的确认已读标志的装置，其中，不管该标签是否经历了功率损失，该确认已读标志的值都被保持一段时间；
用于从读取器接收符号并响应该读取器的装置，其包括当接收的符号具有第一个逻辑值并且工作状态处于第一个状态时，对确认已读标志的值进行评估的装置；及
用于向读取器发送数据的装置。
16.权利要求15所述的RFID标签，还包括：
用于在该RFID标签处于第一个工作状态时，对从读取器接收到的一个符号做出响应、重新设置确认已读标志的装置。
17.权利要求16所述的RFID标签，其中第一个工作状态是校准状态。
18.权利要求15所述的RFID标签，其中用于存储的装置在经过一段预设的时间间隔后丢失存储的值。
19.权利要求18所述的RFID标签，其中用于存储的装置由电容器构成。
20.权利要求19所述的RFID标签，其中用于存储的装置由数字存储设备构成。
21.一种在无线射频识别RFID读取器中用于使标签群中的标签的无用重复协商次数最少的方法，该方法包括以下步骤：
(a)判断是需要询问标签群中所有的标签，还是只需询问未读的标签；
(b)如果在步骤(a)中判定要询问标签群中所有的标签，则向标签群发送第一个符号，其中，该第一个符号使得标签群中的所有标签转换到第一个状态；以及
(c)如果在步骤(a)中判定只需询问标签群中未读的标签，则向标签群发送第二个符号，其中，该第二个符号使得标签评估它们的确认已读标志，如果该确认已读标志表示该标签已经被读取，则转换到休眠状态，以及如果该确认已读标志表示该标签尚未被读取，则转换到该第一个状态，
其中，不管该标签是否经历了功率损失，该确认已读标志的值被保持一段时间。
22.权利要求21所述的方法，还包括以下步骤：
与标签群中的标签协商整个标签识别号；
在成功协商整个标签识别号后，将特定符号发送到标签，以及
发送至少一个符号，使第一个标签将确认已读标志置位，并进入休眠状态。
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