(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タグ装置の意図しない再交渉を最小化するための無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ装置における方法であって、該タグが以前に読み取ったかどうかを示す確認読み取りフラッグを該タグが有し、以下に示す工程；
（ａ）  該タグの操作状態が第１の状態である場合、読み取り器から記号を受信する工程；
（ｂ）  該受信記号が第１の論理値を有する場合、操作状態を第２の状態に遷移する工程；および
（ｃ）  該受信記号が第２の論理値を有する場合、以下に示す工程：
（１）  該確認読み取りフラッグを評価する工程、
（２）  該確認読み取りフラッグが、該タグが以前に読み取られたことを示す場合、該操作状態を休止状態へ遷移する工程、および
（３）  該確認読み取りフラッグが、該タグが以前に読み取られていないことを示す場合、該操作状態を第２の状態へ遷移する工程、
を実行する工程、を包含する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、さらに以下に示す工程：
（ｄ）前記受信記号が第３の論理値を有する場合、以下に示す工程：
（１）  前記確認読み取りフラッグの値を消去する工程、および
（２）  前記操作状態を前記第２の状態に遷移する工程、
を実行する工程、を包含する方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、さらに以下に示す工程：
前記受信記号が第４の論理値を有する場合、前記操作状態を第３の状態へ遷移する工程、
を包含する方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、さらに以下の工程：
前記操作状態が第４の状態である場合、完全なタグの識別番号を前記読み取り器と交渉する工程；
前記操作状態が第４の状態である場合、前記読み取り器から記号を受信する工程；および
該記号が前記第１の論理値を有する場合、該タグが読み取られたことを示すために該確認読み取りフラッグを設定する工程；および
前記操作状態を前記休止状態へ遷移する工程、
を包含する方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、前記第１の論理値が”０”記号である方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、前記第２の論理値が”１”記号である方法。
【請求項７】
請求項３に記載の方法であって、前記第１の論理値が”０”記号であり、前記第２の論理値が”１”記号であり、および前記第４の論理値が”空白”記号である方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記第１の状態がキャリブレーション状態である方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記第２の状態がグローバルモードセット状態である方法。
【請求項１０】
請求項３に記載の方法であって、前記第３の状態がツリースタート状態である方法。
【請求項１１】
請求項４に記載の方法であって、前記第４の状態が木横断状態である方法。
【請求項１２】
タグの意図しない再交渉を最小化するための無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグにおける方法であって、該タグが以前に読み取られたかどうかを示す確認読み取りフラッグを該タグが含み、該方法は、以下の工程：
（ａ）  操作状態が木横断状態である場合、完全なタグの識別番号を読み取り器と交渉する工程；
（ｂ）  前記読み取り器から記号を受信する工程；
（ｃ）  該記号が第１の論理値を有する場合、該タグが読み取られたことを示すために該確認読み取りフラッグを設定し、該操作状態を休止状態へ遷移する工程；および
（ｄ）  該記号が第２の論理値を有する場合、コマンド状態へ遷移する工程、
を包含し、
呼出しのフィールドから出る時および呼出しのフィールドに再び入る時に、該確認読み取りフラッグの値が保持される、方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、さらに以下の工程：
前記タグの操作状態がキャリブレーション状態である場合、読み取り器から記号を受信する工程；
該記号が第１の論理値を有する場合、該操作状態をグローバルモードセット状態へ遷移する工程；
該記号が第２の論理値を有する場合、確認読み取りフラッグを評価する工程；
該タグが以前に読み取られたことを該確認読み取りフラッグが示す場合、該操作状態を休止状態へ遷移する工程；および
該タグが前に読み取られていないことを該確認読み取りフラッグが示す場合、該操作状態をグローバルモードセット状態へ遷移する工程、
をさらに包含する方法。
【請求項１４】
無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグであって、以下の手段：
該タグが最近読み取られたかどうかを示す確認読み取りフラッグを記憶する手段であって、呼出しのフィールドから出る時および呼出しのフィールドに再び入る時に、該確認読み取りフラッグの値が保持される、手段；
読み取り器から記号を受信し、該読み取り器に応答する手段であって、該記号が第１の論理値を有し、かつ、操作状態が第１の状態である場合に、該確認読み取りフラッグの値を評価する手段を有する手段；および
データを該読み取り器に遷移する手段、
を有する無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ。
【請求項１５】
請求項１４に記載の前記ＲＦＩＤタグであって、下記の手段：
該ＲＦＩＤタグが第１の操作状態である場合に前記読み取り器から受信された記号に応答して該確認読み取りフラッグを再設定する手段、
をさらに有するＲＦＩＤタグ。
【請求項１６】
前記第１の操作状態がキャリブレーション状態である請求項１５に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１７】
所定の長さの時間の後に前記記憶する手段が記憶された値を失う請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１８】
前記記憶する手段がコンデンサを含む請求項１７に記載の前記ＲＦＩＤタグ。
【請求項１９】
前記記憶する手段がデジタルストレージ装置を含む請求項１８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２０】
タグの集合中のタグの意図されない再交渉を最小化するための無線周波数識別（ＲＦＩＤ）読み取り器における方法であって、以下に示す工程：
（ａ）  タグの集合中のすべてのタグの呼出しが要求されるかどうか、または読み取られないタグのみの呼出しが要求されるかどうかを決定する工程；
（ｂ）  前記工程（ａ）において、タグの集合中のすべてのタグが呼出されることが決定される場合、第１の記号をタグの集合へ送信する工程；および
（ｃ）  前記工程（ａ）において、読み込まれないタグのみが呼出されることが決定される場合、第２の記号をタグの集合へ送信する工程、
を包含する方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法であって、さらに以下の工程：
タグの集合中の第１のタグと完全な識別番号を交渉する工程；
該第１のタグを第１の操作状態へ入らせるために少なくとも１つの記号を送信する工程；および
該第１のタグに確認読み取りフラッグを設定させ、休止状態に入らせるために少なくとも１つの記号を送信する工程、
を包含する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグとＲＦＩＤの読み取り器の相互間の通信のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パッシブＲＦＩＤタグは、タグの読み取り器によって供給される無線周波数（ＲＦ）エネルギーからそれらの動作電力を得る。その結果として、パッシブＲＦＩＤタグはそれらの操作環境における条件によって引き起こされる電力損失に対し影響を受けやすい。例えば、操作位置において表面から伝送される信号の反射はマルチパス消去を引き起こし得る。このマルチパス消去によって、操作位置における様々な点でＲＦの空白が創られる。ＲＦの空白は信号が消失する位置である（例えば、信号の強さは本質的にゼロである）。このようにして、パッシブＲＦＩＤタグは、ＲＦの空白を進むとき、電力を失い、および取り戻し得る。さらに、周波数ホッピング手順の使用により、タグは電力を失い、および取り戻し得る。現在、連邦通信委員会（ＦＦＣ）は、読み取り器が５０から４００ミリ秒を範囲とする周期基準で操作周波数を変化させることを要求する。この時間周期の間、読み取り器は自身の周波数を新たな周波数に適合させる。読み取り周波数の変化はＲＦエネルギーの急速な変化を生じ得る。ＲＦエネルギーのこの急速な変化もまた同様にタグに中および外のＲＦの空白を生じさせる。
【０００３】
従来のパッシブＲＦＩＤタグにおいては、電力損失の後、タグは自身の状態を維持ができない。タグに電力が戻される場合、タグはリセットされる。このようにして、タグは読み込まれてないことを示す状態に入り得る。結果として、たとえタグが既にうまく読み込まれていたとしても、そのタグは読み取り器によって再交渉され得る。これら必要以上のタグの交渉はタグの呼出し処理に非能率を導入する。タグの集合の規模が増えるにつれて、さらに読み取りタグの不必要な再交渉により導入される非能率が増加する。
【０００４】
タグの状態の損失により導入される非能率に対処するための１つの技術は、タグ上で持続的な状態を実行することである。例えば、コンデンサのような過渡的な記憶装置が電力損失中にタグの状態を保持するために使用され得る。しかしながら、この技術においては、メモリ中の値の保持時間は１秒以下から１／２秒以上まで変化し得る。この変化は、時間が経つとコンデンサから電圧がなくなるという事実によるものである。さらに、過渡的なストレージの保持時間の変化を導入すると、電圧の大きさは読み取り器からの距離に基づき変化する。さらに、温度は、保持時間の操作範囲を大きく追加するシリコンストレージ装置の特性をしばしば幅広く変化させる。
【０００５】
さらに、この技術を用いると、読み取り器はそれぞれのタグの中の記憶装置をコントロールできない。この記憶装置が時間切れになるまで、タグはその持続状態の情報を保持する。それゆえ、読み取り器は、それぞれのタグに記憶される持続的な”読み取り”状態が時間切れになるまで、タグの集合の中におけるすべてのタグを再交渉できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
その結果、読み取り器の制御されるメンテナンスおよびパッシブＲＦＩＤタグに記憶される持続状態のマネジメントに対する必要が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はパッシブＲＦＩＤタグの不必要な再交渉を最小化するためのシステムおよび方法に関する。本発明の局面によれば、ＲＦＩＤシステムは１つ以上の読み取り器およびタグの集合を有する。それぞれのタグはＲＦインターフェース、状態機械およびデータストレージ部を含む。データストレージ部は、読み取り器と通信している間、タグによって使用される情報を記憶する。記憶される情報はタグの識別番号および確認フラッグを含む。確認読み取りフラッグは、タグが以前に読み込まれたかどうかを示す。確認読み取りフラッグを記憶するその記憶装置は、タグに対する電力損失の間にフラッグの値を保持する。
【０００８】
本発明の局面では、タグとの交渉が成功した時、読み取り器は、”読み取り”というその確認読み取りフラッグの値をタグに設定する記号を送る。この記号は暗黙の指令になり得、又はそれに関連するタグの複数の機能を有し得る。この確認読み取りフラッグにより、タグは読み取られた不定の時間長を記憶することが可能となる。タグの集合の次の呼出し中に、読み取り器はタグの集合に全体的にアドレスする能力を有する。本発明の局面では、読み取り器は、タグの全体の集合がそれら確認読み取りフラッグにおいて記憶される値を無視させる記号を送る。この記号は、暗黙の命令になり得、又はそれに関連するタグの複数の機能を有し得る。代替的な実施例では、タグは、それらの確認読み取りフラッグに記憶されるどの値も消去する。
【０００９】
さらに、この読み取り器は、読み取られてないタグにアドレスのみする能力を有する。本発明のこの局面において、読み取り器は、タグの集合の全体の中のタグそれぞれにその確認読み込みフラッグの値を評価させる記号を送る。”読み込まれた”を示す値を有する確認読み取りフラッグを有するこれらのタグは休止状態に移り変わり、再交渉しない。”読み込まれてない”を示す値を有する確認読み取りフラッグを有するこれらのタグ（例えば、フラッグが設定されてない）は、読み取り器と通信を続ける。
【００１０】
これらおよび他の目的、利点、特徴は、次の発明の詳細な説明の記載から直ちに明らかになる。
【００１１】
本明細書中に取り込まれ、明細書の一部を形成する添付図面は本発明を示しており、この詳述とともに、本発明の原理を説明すること、および当業者が発明を実施し、使用することを可能にすることを助ける。
【００１２】
本発明は添付の図に言及して記載される。添付する図面を参照しつつ、これから本発明を説明する。図面の中では、同じ参照番号が同一又は機能的に同一な要素を示し得る。さらに、参照番号の最も左側のアラビア数字は参照番号が初めに現れる図面を示し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（発明の詳細な説明）
１．導入
１．１  タグの呼出し環境
本発明を詳細に記載する前に、発明が実施され得る例示的な環境例について記載しておくと役に立つ。本発明はノイズが存在する環境で操作する無線周波数識別の適用において特に有効である。図１は、本発明により、１以上のＲＦＩＤタグ読み取り器１０４がＲＦＩＤタグの例示的な集合１２０と通信する環境１００を例示する。図１に示されるように、タグの集合１２０は７つのタグ１２０ａから１０２ｇを含む。本発明の実施例によれば、タグの集合１２０はタグ１０２のどんな個数をも含み得る。ある実施例では、タグ１０２の非常に多くの個数がタグの集合１２０に含まれ得、その集合は百、千またはそれ以上のタグを有する。
【００１４】
さらに、例示的な環境１００は１以上の読み取り器１０４を含む。図２に示されるように、これらの読み取り器１０４は独立に動作し得、または読み取りネットワークを形成するために連結をし得る。読み取り器１０４はタグの集合１２０にアドレスするために外部のアプリケーションによって要求され得る。代わりに、読み取り器は通信を始める内部の論理を有し得る。読み取り器がタグの集合と通信していない場合、通常、読み取り器１０４はＲＦエネルギーを発さない。このことにより、異なる配向からではあるが、タグの全体集合へのＲＦ信号の完全範囲をできるだけ達成するように、他の読み取り器がそのタグの集合に作用可能となる。さらに、該読み取り器が、タグの範囲を増加するために異なる周波数を使用してタグの該集合に作用し得る。
【００１５】
本発明によれば、１以上の呼出しプロトコルに従って読み取り器１０４とタグ１０２相互間で信号１１０および１１２が交換される。例示的な呼出しプロトコルは下記の２進木横断プロトコルである。信号１１０および１１２は、例えば無線周波数（ＲＦ）送信のような無線信号である。信号１１０を受信する時、タグ１０２は、時間に依存した型または周波数による信号１１０の一部を２者択一的に反射および吸収することによって応答信号１１２を発生し得る。２者択一的に信号１１０を吸収および反射するためのこの技術は後方散乱モジュレーションとして本明細書に言及される。さらに本発明は他の方法で通信するＲＦＩＤタグに適用できる。
【００１６】
本発明の実施例によれば、図２は１つ以上の読み取り器１０４とタグ１０２相互間の通信を提供する例示的なＲＦＩＤシステム２００のブロック図式である。ＲＦＩＤシステム２００は使用者用のドメイン２５０、読み取り器１０４ａからｎのネットワーク、および１つ以上のタグ１０２を包含する。図２に示されるように、本発明は１つの読み取り器に対して適用されるが、ネットワークにおいて連結される複数の読み取り器も同様に適用されるということに注目されたい。それ故、”読み取り器”はこの明細書にしばしば言及されるけれども、本発明は特別な用途によって要求される任意構成における任意個数の読み取り器に対して適用されることを理解すべきである。
【００１７】
それぞれの読み取り器１０４は、１つ以上のアンテナ２１０を経由してタグ１０２と通信する。種々のアンテナの構成が利用可能である。例えば、実施例では、読み取り器１０４ａは４つのアンテナ（例えば、アンテナ２１０ａから２１０ｄ）まで直接接続され得る。他の実施例では、読み取り器１０４ｂはマルチプレクサに連結され、これを制御する。マルチプレクサは、非常に多くのアンテナが読み取り器の単一のアンテナ部に切り替えられることを許容する。このようにして、読み取り器１０４ｂは非常に多くのアンテナを収容し得る。
【００１８】
使用者用のドメイン２９０は１つ以上の使用者のアプリケーションを包含し得る。使用者のアプリケーションは、通信ネットワークまたはデータリンクを経由して１つ以上の読み取り器１０４と通信し得る。読み取り器は、使用者用のドメイン２５０から１つ以上のタグ１０２に関する要求を受け取り得る。例えば、アプリケーションは読み取り器１０４がタグの集合を呼出すように要求し得る。
【００１９】
当業者によって理解されるように、本発明は様々な読み取り器のプラットフォームおよび様々なネットワーク構成に基づいて実施され得る。
１．２  タグの実施例
１．２．１  構造上の概要
図３Ａは、本発明の例示的な実施例によるタグ１０２のブロックダイアグラムである。タグ１０２はＲＦインターフェース部３１０、状態機械３２０およびデータストレージ部３３０を有する。データストレージ部３３０は、特別なアプリケーションによって要求される１以上の記憶装置要素を含み得る。データストレージ部３３０は、読み取り器１０４と通信するためにタグ１０２により使用される情報を記憶する。実施例では、データストレージモジュール３３０において記憶される情報は、タグの識別番号３３２、確認読み込みフラッグ３３４、同様に必要ならば、随意的に他の情報３３６も含む。
【００２０】
このような実施例によれば、それぞれのタグ１０２は唯一の識別番号によって識別される。唯一のタグの識別番号３３２は、データストレージ部３３０中の記憶装置において、持続的にまたは一時的に記憶され得る。図３Ｂは、唯一のタグの識別番号３５０のレイアウトの例を表現する。タグのそれぞれの唯一の識別番号３５０は内蔵されたタグの識別ビット３５４および誤り検出符号ビット３５８を有する。例えば、タグのそれぞれの唯一の識別番号は９６ビットの識別番号および１６ビットの誤り検出符号値を有し得る。しかしながら、本発明は他のタグの識別番号長および誤り検出符号長に適用できる。この明細書を通して、内蔵されたタグの識別番号３５４はタグの識別番号として言及される。
【００２１】
確認読み取りフラッグ３３４は、タグが２進木横断中にうまく読み込まれたかどうかを示す。フラッグ３３４はデータストレージ部３３０中の記憶装置に記憶される。本発明の実施例においては、フラッグ３３４は、データストレージ部３３０と同等または異なる技術を用いて記憶され得る。確認読み取りフラッグ３３４は、タグが電力損失に直面するかどうかに関係なく一定時間の間、自身の値を保持する。確認読み取りフラッグ３３４が記憶される最大時間長は、使用される記憶装置に依存し、および多くの場合、タグが操作される環境に依存する。本発明の実施例では、確認読み取りフラッグ３３４は電圧としてコンデンサに記憶される。コンデンサに電圧が保持される限り、確認読み取りフラッグ３３４の値は記憶される。しかしながら、最終的には、この電圧はゼロになるまで放出され得（すなわち、メモリが時間切れになる）、フラッグ３３４が消去される。コンデンサ、アナログおよび／またはデジタルの他のストレージデバイスは概して最大記憶時間または最大持続時間を有する。実施例において、この時間はコンデンサの電気容量の値Ｃ（存在する場合）、レジスタの抵抗値Ｒ（存在する場合）および／または他の要素または時間的定常であるＲＣ（レジスタ−コンデンサ）のように、それらの組合せの値を含むストレージデバイスの時間的定常によって決定される。代替的には、時間定常を有し得または有し得ないフリップ−フロップまたは”ワンショット”デバイスのようなデジタル論理ストレージ要素が使用され得る。
【００２２】
本発明の実施例ではさらに、最大ストレージ時間に到達する前に、確認読み取りフラッグ３３４は読み取り器１０４によって消去され得る。例えば、読み取り器からある記号を受信するとき、タグ１０２は確認読み取りフラッグ３３４の値を記憶するコンデンサを放電し得る（または、そうでなければストレージ要素を消去する）。代替的には、読み取り器からある記号を受信するとき、メモリの時間切れによってフラッグが消去されるまで、タグ１０２は確認読み取りフラッグ３３４を無視し得る。
【００２３】
タグのアンテナ（示されてない）を伴うＲＦインターフェース部３１０は読み取り器１０４との双方向の通信インターフェースを提供する。ＲＦインターフェースは読み取り器１０４からＲＦ信号を受信し、この信号をデジタル情報の記号へ復調する。さらに、ＲＦインターフェースはデジタル情報記号をＲＦ信号へ復調する。
【００２４】
状態機械３２０は論理の、プロセッサ、および／またはタグ１０２の操作を制御する他の構成要素を含み得る。状態機械３２０はＲＦインターフェース部３１０から復調される情報記号を受信する。さらに状態機械３２０は、必要に応じてデータストレージ部３３０における情報にアクセスする。実施例においては、状態機械３２０は、例えば論理ゲートのようなデジタル回路を用いて実施される。状態機械３２０に関するさらなる詳細は、図４を参照して以下に与えられる。
１．２．２  タグの演算状態
タグ１０２は様々な操作状態で存在し得る。これら操作状態のそれぞれはタグ１０２の操作モードを表す。ある事象が生じる時、タグ１０２はある操作状態から他の操作状態へ遷移し得る。例えば、事象が生じる時、タグ１０２は、事象が生じるその時にタグ１０２が操作している操作状態である現在の操作状態から、現在の操作状態および事象の組合せによって示される新たな操作状態へ遷移し得る。
【００２５】
読み取り器１０４からの伝送中のエッジ検出、および一定時間の経過、またはエッジ検出および時間経過の両方の組合せによって、事象が誘引され得る。事象の例は、マスターリセット事象、マスター休止状態の事象およびデータ”空白”を含む。
【００２６】
図４は、本発明の実施例により、タグ１０２に対する状態ダイアグラムにおける様々な操作状態を示す。図４中、それぞれの操作状態は楕円として示され、操作状態相互間の遷移は楕円相互間の接続として示される。その遷移は対応する事象を記載するテキストを用いて注釈される。
【００２７】
以下のパラグラフは図４に示される操作状態およびそれぞれの遷移を記載する。これら個々の状態および遷移は例示の目的のみで表される。付加的なおよび代替的な操作状態、遷移および事象の原因となる遷移は、本発明の精神および範囲から離れることなく用いられ得る。
【００２８】
第１の状態は休止状態４０２である。休止状態４０２の間、タグ１０２は主に活動状態ではない。それゆえ、タグ１０２が休止状態４０２である間、電力は保存される。マスター休止事象の受信の後、タグ１０２は電力消費量を上昇させる休止状態に入り、他の場合の状態は以下に記載される。
【００２９】
図４に示されるように、タグ１０２はマスターリセット事象４５２に基づいて休止状態４０２からキャリブレーション状態４０４へ遷移する。実施例においては、タグ１０２は休止状態４０２からキャリブレーション状態４０４へのみ遷移し得る。さらに、マスターリセット事象４５２は、結果として休止状態４０２からの単なる遷移である。代替的な実施例では、他の事象が休止状態から遷移し得る。
【００３０】
キャリブレーション状態４０４では、タグ１０２はそのタイミング回路を始める。実施例において、キャリブレーション状態４０４では、タグ１０２が未だ定義されていないので、タグ１０２は論理記号の”０”、または”１”を発生しない。そのかわり、キャリブレーション４において、タグ１０２はオシレータキャリブレーション手順およびデータキャリブレーション手順を実行する。オシレータキャリブレーション手順は、
タグ１０２が複数のオシレータキャリブレーションパルスを受信する工程を包含し、これはエッジ遷移（データ）事象としてこの明細書中に定義される。エッジ遷移事象相互間では、固有のタイミングが与えられる。同様に、データキャリブレーション手順はタグ１０２が読み取り器１０４から複数のデータキャリブレーションパルスを受信する工程を含む。データキャリブレーションは結果として、読み取り器およびタグ相互間の通信において使用されるデータ記号の定義となる。
【００３１】
図４に示されるように、タグ１０２は事象４５４の発生に基づきキャリブレーション状態４０４から休止状態４０２へ遷移し得る。実施例では、事象４５４はタグ１０２によって期待されるタイミング信号の代表ではない信号の受信によって定義される。例えば、実施例では、オシレータキャリブレーション信号は、長さの等しい８パルスとして定義される。タグ１０２によって受信されるオシレータキャリブレーションパルスが有意に等しくないまたは期待される長さの範囲内ではない場合、パルスは、有効でないと考えられ得、事象４５４の発生を引き起こす。ここで、タグ１０２が成功したオシレータキャリブレーションまたはデータキャリブレーション手順を引き起こさない信号を受信する場合、事象４５４が生じる。
【００３２】
結果として同調されたオシレータとなるオシレータキャリブレーション手順および結果として定義されるデータ記号となるデータキャリブレーション手順がうまく完了した後、タグ１０２は定義されるデータ記号を読み取り器１０４から受信することを期待する。このデータ記号は、データ”０”、データ”１”、データ”空白”として定義される。マスターリセットおよびマスター休止事象はいつでも起こり得、生じた後には直ちに処理される。
【００３３】
キャリブレーション手順がうまく完了した後、タグ１０２は読み取り器からデータ要素を受信する。好ましい実施例では、データ要素は単一ビットである。例えば、論理”０”データ要素の受信は、タグ１０２がグローバルモードセット状態４０６に入るように指示する。論理”空白”の受信はタグ１０２が、グローバルモード状態４０６をスキップして、ツリースタート状態４０８に入るように指示する。論理”０”または”空白”の受信はタグ１０２に確認読み取りフラッグ３３４によって示される読み取り状態を無視させる。このようにして、読み取り器は、以前に読み込まれたタグでさえも、集合１２０におけるすべてのタグをアドレスし得る。しかしながら、論理”１”の受信はタグ１０２に確認読み取りフラッグ３３４の評価をするように指示する。この評価において、確認読み取りフラッグ３３４がセットされた場合（すなわち、タグがすでに読み込まれていることを示す）、タグ１０２は休止状態４０２に遷移する。確認読み込みフラッグ３３４がセットされてない場合、タグ１０２はグローバルモードセット状態４０６に遷移する。このように、論理”１”を送信することによって、読み取り器は読み込まれたこれらのタグのみを読み込み得る。
【００３４】
実施例では、グローバルモードセット４０６では、タグ１０２は読み取り器１０４からビット列を受信する。グローバルモードセット状態４０６にある場合、タグ１０２は固有の規定順序で、シリアル２進数情報をレジスタに受信し、記憶する。グローバルモードは２進数（オンまたはオフ）形態を構成する。読み取り器１０４から動的に受信されるそれぞれのビットはモードに関連するレジスタをプログラムする。レジスタは１つの回路または定義されるタグの機能／モードを制御する回路と関連する。本発明の実施例では、定義されるモードは、モジュール除数制御、後方散乱調和リミッター制御、および後方散乱電力調節制御を含む。
【００３５】
モジュール除数制御モードは、後方散乱をモジュールする周波数を制御する。本発明の実施例では、このモードはデータ”０”として初期周波数２．５ＭＨｚおよびデータ”１”として３．７５ＭＨｚとしている。代替的には、当業者に理解されているように、他の初期周波数が使用され得る。後方散乱調和リミッターモードは、実施される場合、後方散乱調和のエネルギーを制限する。この制限により基本より上の周波数のタグからの効率的な放出が減少する。後方散乱電力調整制御モードはタグに接続されるアンテナによって反射されるモジュールの基本周波数において後方散乱電力の総量を制限する。
【００３６】
モードは、タグの設計中に前もって定義され、列の数によって決定される。先のモードは”進行中”として２者択一的に定義され得るが、列中のビットを開放するために定義及び指定され得る。実施例では、タグは、列中の第１のビットの受信前に全てのモードに対しビット値”０”にデフォルトする（リセットに電力を供給する）。このようにして、グローバルモードセットはビットの可変量である。グローバルモードは、すべてのデフォルト値が操作に受け入れられる場合、操作において完全に取り除かれ得る。
【００３７】
タグ１０２は、論理”空白”データ要素の受信時にツリースタート状態４０８へ遷移する。ツリースタート状態４０８の間に、タグ１０２は、データ記号の形式で読み取り器１０４から命令を求める。実施例では、その命令は単一のビットである。例えば、論理”０”記号の受信はタグ１０２が木横断状態４１０に入るように指示する。しかしながら、論理”１”記号の受信は、タグ１０２にミュート状態４１２に入るように指示する。実施例では、論理”空白”記号の受信はツリースタート状態におけるタグ１０２の状態に効果をもたらさない。
【００３８】
木横断状態４１０を操作する場合、読み取り器１０４がタグの集合１２０を迅速に呼出すことを可能にする２進木横断プロトコルにしたがって、タグ１０２はその識別番号を読み取り器１０４に送信する。２進木横断プロトコルの例は以下に記載する。
【００３９】
タグ１０２は、木横断状態４１０またはツリースタート状態４０８からミュート状態４１２に入り得る。例えば、タグの識別番号の交渉が成功しなかった後、タグ１０２は木横断状態からミュート状態４１２入り得る。ミュート状態４１２では、タグ１０２が読み取り器１０４からデータを受信する。しかしながら、ミュート状態４１２の場合、タグ１０２は読み取り器１０４に対して応答を提供しない。このように、ミュート状態４１２では、タグ１０２は識別番号に対する特別な要求に応答することができない。
【００４０】
タグの識別番号交渉が成立した後、タグ１０２は、読み取り器１０４から”空白”の記号を受信する時、木横断状態４１０からコマンドスタート状態４１４へ遷移する。タグ１０２がそのタグの識別長さで”空白”記号を受信する場合に交渉の成功が示される。コマンドスタートモード４１４の間に、データ”０”が読み取り器１０４から受信される場合、タグ１０２は休止モード４０２に入る。この遷移はタグ１０２の確認読み取りを表す。休止状態に入る前に、タグ１０２は確認読み取りフラッグ３３４をセットする。その時、このフラッグは読み取り器によって確認読み取りがされたことを示す。
【００４１】
コマンドスタート状態４１４である場合、データ”１”が読み取り器１０４から受信されると、タグ１０２はコマンド状態４１６に入る。実施例では、コマンドスタート状態４１４において論理”空白”記号の受信はタグ１０２の状態に影響を及ぼさない。
【００４２】
木横断操作中に、１以上のタグ１０２は活動状態になり、木横断状態４１０になり得、または一時的に活動状態ではなくなり、ミュート状態４１２になり得ることに注目されたい。処理された（すなわち、確認読み取りされた）他のいずれのタグも休止状態４０２になる。読み取り器１０４は、暗黙指示を通してタグの完全集合１２０を集合的にアドレスし得る。これは、ある記号の受信時に、タグが現在の状態に基づく指示を決定することを意味する。このようにして、タグは動作を実行するために完全な”明示の”指示を受信する必要はなく、このためより少ないデータが通信される必要が生じ、通信時間を節約する。例えば、読み取り器１０４はタグの集合に論理”空白”記号を送り得る。ミュート状態４１２にあるこれらのタグはツリースタート状態４０８に遷移する。”空白”が識別番号長で受信される場合、木横断状態のいずれのタグもコマンドスタート状態４１４へ遷移する。”空白”が識別番号長で受信されない場合、木横断状態にあるいずれのタグがミュート状態４１２へ遷移する。完全に交渉されるタグがコマンドスタート状態４１４またはコマンド状態４１６であり、および１以上のタグが活動状態でなく、ミュート状態４１２にある場合、暗黙指示もまた使用される。
【００４３】
コマンド状態４１６で操作する場合、タグ１０２は読み取り器１０４からコマンドを受信する。コマンドは複数のビットで構成される。本発明の実施例では、コマンドは８ビットの長さである。タグが２進木横断の成功により識別された後、コマンド状態４１６により読み取り器１０４はタグ上の機能および動作を始めることが可能になる。タグ１０２は事象４６８の発生時にコマンド状態４１６からコマンドミュート状態４１８へ遷移し得る。実施例では、事象４６８は、未知または使用不可の動作に対するコマンドまたは要求内での通信エラーの検出として定義される。タグ１０２は読み取り器からの論理”空白”記号の受信時にコマンドスタート状態４１４に戻る。
【００４４】
コマンドミュート状態４１８は動作においてミュート状態４１２と同様である。コマンドミュート状態４１８において操作する場合、タグ１０２はデータを受信するが応答しない。タグ１０２は、データ”空白”受信時に、コマンドミュート状態４１８からコマンドスタート状態４１４へ戻り得る。
１．３  ２進木横断プロトコル
本発明の実施例に基づくと、２進木横断の方法論は、読み取り器１０４および読み取り器の通信範囲内にあるタグの集合１２０のうち１つとの相互間の通信を確立するために使用される。実施例では、タグ１０２相互間の競合は、それぞれのタグ１０２から読み取り器１０４への通信が振動数の分離によって唯一になることを要求することにより避けられるが、他の方法によっても避けられ得る。競合は、互いの未遂の送信を破壊的に妨害する同周波数、同時刻および／または同位相の複数の送信による通信として定義され得る。このようにして、例示的な２進数横断アルゴリズムにおいて、情報の１ビットは、読み取り器１０４および読み取り器がアドレスしているタグ１０２の現在の集合の相互間で同時に交渉される。
【００４５】
それぞれのタグの応答は２つの周波数、つまり０に対する１つの周波数および１に対する他の周波数によって定義される。このような方式で、多くのタグは同時におよび非破壊的にデータ０を通信し得る。読み取り器が単一のデータ０と複数データ０を区別できないことは重要なことではなく、データ０が存在することが重要である。もしくは、たとえば、タグの応答は２つの時間周期、つまり”０”に対する１つの時間周期、および”１”に対する他の時間周期によって定義され得る。
【００４６】
実施例における２進木横断操作では、唯一の番号を有する一つのタグが孤立し、確認されるまで、通信からタグを削除する。上記のように、２進木中のそれぞれのレベルはタグの識別番号におけるビット位置を表す。読み取り器が２進木中のノード（およびレベル）を進むにつれて、タグの集合のある部分集合はアクティブを維持し、タグの集合のある部分集合はアクティブではなくなる。たとえば、一致するビットを最後に送信したタグはアクティブであり、そうでないタグはアクティブではなくなる。統計的に、それぞれのビットの交換時に、タグの集合の１／２はアクティブではない。この処理は読み取り器が２進木の最後のレベルにおけるノードに到着し、唯一のタグが孤立しおよび削除されるまで続く。この操作は、タグの集合中のそれぞれのタグが孤立するまで繰り返される。
【００４７】
２進木横断の方法論および、さらに一般的に、本発明の実施例に基づいたＲＦＩＤ読み取り器およびＲＦＩＤタグの集合の相互間の通信に関するさらなる情報としては、米国特許番号６，００２，５４４で”電子目録に関するシステムおよび方法”という表題のものおよび次の同時係属中の米国特許出願を参照のこと：出願番号０９／３２３，２０６で１９９９年６月１日に出願され、”電子目録に関するシステムおよび方法”という表題で、代理人番号１６８９．００１０００１のもの；出願番号１０／０７２，８８５で２００２年２月１２日に出願され、”タグ集合の２進横断に関する方法、システムおよび装置”という表題で、代理人番号が１６８９．０２１０００１のもの；および出願番号１０／０７３，０００で２００２年２月１２日に出願され、”ＲＦＩＤタグ集合と通信するための方法、システムおよび装置”という表題で、代理人番号１６８９．０２６００００のものである。
２．本発明による２進木横断通信
図５は、本発明の実施例による、単一のタグ１０２の観点からの２進木横断プロトコルの例示的な操作を示すフローチャート５００である。フローチャート５００に従って操作することにより、タグ１０２の読み取りが成功した後、タグ１０２は、読み取り器がタグの確認読み取りフラッグ３３４を消去する場合のみ応答する。ここで、タグ１０２の再交渉は読み取り器１０４の支配下にある。
【００４８】
図５に示されるように、フローチャート５００は工程５１０から始まる。工程５１０では、タグ１０２が休止状態４０２にある。工程５２０では、タグ１０２は読み取り器１０４からマスターリセット信号を受信する。この信号の受信時、タグ１０２は休止状態４０２からキャリブレーション状態４０４へ移動する。
【００４９】
工程５３０では、タグ１０２は読み取り器１０４と同期される。それに応じて、例えば、工程５３０では、タグ１０２は読み取り器１０４とオシレータキャリブレーションおよびデータキャリブレーションを実行する。
【００５０】
工程５４０では、タグ１０２は、読み取り状態のチェック記号またはその複数の記号が読み取り器１０４から受信されたかどうかを決定する。実施例では、さらに読み取り器はコマンドとして読み取り状態チェックを送信し得る。読み取り状態チェック記号が工程５４０において受信される場合、操作は工程５４２へ進む。読み取り状態チェック記号が工程５４０において受信されない場合、操作は工程５４１へ進む。
【００５１】
工程５４１では、タグ１０２は初期の読み取り状態操作を適用する。実施例では、タグ１０２は初期操作の間に読み取りフラッグ３３４を評価する。この実施例では、操作は工程５４４へ進む。
【００５２】
工程５４２では、タグ１０２は受信される記号の値を評価する。受信（受信される）記号の値が読み取り状態チェック（例えば、受信されるデータ要素”１”）を示す場合、操作は工程５４４へ進む。読み取り状態チェックを示す記号を送信することによって、読み取り器は読み込まれてないタグとのみ交渉する。
【００５３】
工程５４４では、タグ１０２は確認読み取りフラッグ３３４がセットされるかどうかを決定する。タグ１０２が確認読み取りフラッグ３３４が工程５４２においてセットされると決定する場合、操作は工程５４６へ進む。工程５４６では、タグ１０２は休止状態４０２に入り、操作は工程５１０へ進む。タグ１０２が確認読み取りフラッグ３３４が工程５４２においてセットされないと決定する場合、操作は工程５５０へ進む。このようにして、読み取りタグは休止を保持し、読み込まれてないタグは交渉される。
【００５４】
工程５４０における受信記号の値がすべてのタグに対して読み取りを示す場合（たとえば、データ要素”０”）、操作は工程５５０へ進む。このようにして、読み取り器１０４は、以前読み取られたものでさえも、集合範囲内にあるすべてのタグと交渉する。本発明の実施例では、読み取り器１０４は、タグ１０２が確認読み取りフラッグ３３４において記憶されるいずれの値も消去させる記号または複数の記号を送信する。
【００５５】
工程５５０では、タグ１０２はツリー横断モード（図４における例示的な状態４１０、４１２および４１４に対応する）に入り、および自身の完全な識別番号を読み取り器１０４と交渉する。
【００５６】
工程５６０では、タグ１０２は、そのタグを休止状態４０２に遷移させる読み取り器からの記号を受信する。工程５６０では、タさらにそのグは休止状態４０２に入る前に確認読み取りフラッグ３３４を”読み取り”にセットする。この記号は暗黙の指示になり得またはそれに関連する複数のタグの動作を有し得る。そのとき、操作は工程５１０へ進む。
【００５７】
図６は、本発明の実施例による、読み取り器１０４の観点からの２進木横断プロトコルの例示的な操作を示すフローチャート６００である。フローチャート６００による操作することにより、読み取り器１０４は、確認読み取りフラッグ３３４がセットされているものでさえも、集合１２０中の全てのタグを読み取ることを選択し、読み取られないタグのみを読み取ることを選択し得る。
【００５８】
読み取り器がスタートアップ部操作６０５に従事する場合、フローチャート６００が始まる。スタートアップ信号は、タグの集合１２０の呼出しが始まる時に送信される。操作の間、読み取り器はタグに電力を供給するためにおよびプロトコルによる要求に応じて詳細なタイミングポイントを構成するために信号を放出する。図６は、２つの工程を含むスタートアップ部を示す。
【００５９】
工程６１０では、読み取り器１０４はマスターリセット信号を送信する。マスターリセット信号により読み取り器１０４の通信範囲内のタグ１０２はキャリブレーション状態４０４へ遷移する。
【００６０】
工程６２０では、読み取り器１０４はタグ１０２とキャリブレーションする。例えば、読み取り器１０４およびタグ１０２はオシレータおよびデータキャリブレーション操作を起こす。当業者に理解されるように、スタートアップ部操作６０５として他の方法が、本発明の精神または範囲から逸脱することなく使用され得る。
【００６１】
工程６３０において、読み取り器１０４は、以前に読み込まれたタグも含み、タグの全体集合１２０を呼出すかどうかまたは読み込まれないタグのみを呼出すかどうかを決定する。読み取り器１０４がタグの全体の集合を呼出すことを選択する場合、操作は工程６５０へ進む。読み取り器１０４が読み込まれないタグのみを呼出すことを選択する場合、操作は工程６４０へ進む。
【００６２】
工程６４０において、読み取り器１０４は通信範囲内の全てのタグにそれらの確認読み取りフラッグ３３４を評価させるデータ記号を送信する。この記号は暗黙指示になり得、またはそれに関連する複数のタグの動作を有し得る。実施例では、読み取り器は、通信範囲内のすべてのタグにそれらの確認読み取りフラッグを評価させるコマンドを送信し得る。結果として、確認読み取りフラッグがセットされるタグ１０２は休止状態４０２へ遷移する（すなわち、読み込まれたタグを示す）。セットされてない確認読み取りフラッグを有するタグ１０２はグローバルモードセット状態４０８へ遷移する。その際、操作は工程６６０へ進む。
【００６３】
工程６５０では、読み取り器１０４は、読み取り器１０４の通信範囲内のすべてのタグ１０２に読み取り器との通信に従事させるデータ記号を送信する。結果として、タグ１０２はそれらの確認読み取りフラッグ３３４の値を無視する。代替的な実施例では、さらにタグ１０２は、工程６５０で確認読み取りフラッグ中に記憶されるいずれの値を消去し得る。本発明の実施例では、読み取り器はデータ”０”またはデータ”空白”の記号いずれか一方を送信し得る。データ”０”記号によりすべてのタグはグローバルモードセット状態４０６へ遷移する。初期状態のグローバルモード値が受信可能な場合、読み取り器はデータ”空白”記号を送信し得る。”空白”記号によりすべてのタグはグローバルモードセット状態４０６をスキップし、ツリースタート状態４０８に入る。その際、操作は工程６６０へ進む。
【００６４】
工程６６０では、読み取り器１０４はアクティブタグ１０２が木横断状態４１０に入らせる１以上の記号を送信する。例えば、タグ１０２がグローバルモードセット状態４０６である場合、読み取り器１０４はそのタグに木横断状態４1０に入らせるために２つの記号を送信する必要がある。タグ１０２がツリースタート状態４０８である場合、読み取り器はタグに木横断状態４１０に入らせるために１つのみの記号を送信する必要がある。
【００６５】
工程６７０では、読み取り器１０４は、例えば上記のプロトコルのような２進木横断プロトコルによる完全なタグの識別番号を交渉する。工程６７０の結果として、読み取り器１０４は唯一のタグ１０２のみと通信している。
【００６６】
工程６８０において、読み取り器１０４は交渉されるタグにコマンドスタート状態４１４に入らせる１以上の記号（例えば、データ”空白”）を送信する。例えば、読み取り器１０４は交渉されるタグに木横断状態４１０からコマンド状態４１４へ遷移させる単一の記号を送信し得る。もしくは読み取り器１０４はタグ１０２にコマンドスタート状態４１４に遷移する前にコマンド状態４１６に最初に入らせる記号を送信し得る。
【００６７】
工程６９０では、読み取り器１０４は交渉されるタグに確認読み取りフラッグ３３４をセットさせ、休止モード４０２に入らせる記号を送信する。その際、操作は工程６９８へ進む。
【００６８】
工程６９８では、読み取り器１０４はタグの集合の呼出しを再開する。この再開は呼出しプロトコルにおける様々な点で生じ得る。例えば、タグの集合における付加的なタグが交渉されたままである場合、読み取り器１０４は工程６６０へ進み得る。もしくは、読み取り器は工程６１０またはプロトコル中の他の点へ進むことを選択し得る。
３．結論
本発明の様々な実施例が上記されたが、これらは単なる例示の方法であって限定ではないことを理解するべきである。当業者には明らかであるように、形式および詳細における様々な変化は本発明の精神および範囲から逸脱することなく明細書中になされ得る。このように、本発明の幅および範囲は上記の例示的な実施のいずれによっても限定されるべきではなく、次に示す請求の範囲およびその均等物に基づいてのみ定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は、１以上のタグの読み取り器が１以上のタグと通信する環境のブロックダイアグラムである。
【図２】図２は、本発明の実施例による、１以上の読み取り器と１以上のタグの間での通信の構造上の概要を示すブロックダイアグラムである。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施例による例示的なタグのブロックダイアグラムである。
【図３Ｂ】図３Ｂは例示的な唯一のタグの識別番号示す。
【図４】図４は本発明の実施例による、ＲＦＩＤタグの様々な操作状態を示す状態のダイアグラムである。
【図５】図５は本発明の実施例による、タグの観点からのタグ上に記憶される持続状態の読み取り制御の操作を示すフローチャートである。
【図６】図６は本発明の実施例による、読み取り器の観点からのタグ上に記憶される持続状態の読み取り制御の操作を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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