Система идентификации с опросным устройством и множеством ответчиков, ответчик системы идентификации

 

Изобретение относится к системе идентификации, содержащей опросное устройство и множество ответчиков. Технический результат - улучшение надежности идентификации ответчика. Система идентификации, содержащая опросное устройство и множество ответчиков, в которой опросное устройство включает в себя передатчик для передачи опросного сигнала ответчику, приемник для приема ответного сигнала из ответчика и процессор для идентификации ответчика из данных в ответном сигнале. Дополнительно предусматривается средство выделения тактовой частоты для извлечения тактового сигнала ответчика из ответного сигнала, который используется для синхронизации модификации опросного сигнала с ответным сигналом из ответчика. Каждый ответчик содержит приемник для приема опросного сигнала, тактовый генератор ответчика, генератор кода, передатчик и модулятор, соединенный с генератором кода с тем, чтобы по приему опросного сигнала ответчик передавал ответный сигнал, содержащий данные, которые идентифицирует ответчик. Опросное устройство приспособлено демодулировать успешный прием ответного сигнала из любого ответчика, чтобы извлечь сигнал синхронизации из ответного сигнала этого ответчика и модифицировать опросный сигнал синхронно с ответным сигналом, чтобы показать успешный прием ответного сигнала. Каждый ответчик дополнительно включает в себя средство, чувствительное к соответствующей модификации опросного сигнала, для прекращения передачи его ответного сигнала. 2 с. и 18 з.п. ф-лы, 10 ил.

Настоящее изобретение относится в системе идентификации, содержащей опросное устройство и множество ответчиков.

В заявке на патент ЮАР N 92/0039 описывается система идентификации, содержащая опросное устройство и ряд отдельных ответчиков, причем каждый ответчик связан с идентифицируемым изделием. Идентифицируемыми изделиями могут быть, например, транспортные средства, товары в универсаме или на складе или люди.

В описанной системе упомянутой выше заявки на патент возможно в экстремальных ситуациях поглощение сигнала из одного ответчика, расположенного относительно далеко от опросного устройства, сигналов из ответчика, расположенного рядом, что приводит к идентификации ответчика, который расположен дальше.

Целью настоящего изобретения является улучшение надежности идентификации ответчика в системе указанного выше типа.

В соответствии с настоящим изобретением система идентификации содержит опросное устройство и множество ответчиков, причем опросное устройство включает в себя передатчик для передачи опросного сигнала ответчику, приемник для приема ответного сигнала от ответчика и процессор для идентификации ответчика из данных в ответном сигнале; при этом каждый ответчик включает в себя приемник для приема опросного сигнала, тактовый генератор ответчика, генератор кода, передатчик и модулятор, соединенный с генератором кода с тем, чтобы по приему опросного сигнала ответчик передавал ответный сигнал, содержащий данные, идентифицирующие ответчик, причем опросное устройство приспособлено для демодулирования успешного приема ответного сигнала от любого ответчика для генерирования сигнала синхронизации из ответного сигнала этого ответчика и модификации опросного сигнала синхронно с ответным сигналом для показания успешного приема, при этом каждый ответчик включает в себя средство, чувствительное к соответствующей модификации опросного сигнала для прекращения передачи его ответного сигнала.

Предпочтительно, чтобы опросное устройство включало в себя средство извлечения тактового сигнала из ответного сигнала, который используется для синхронизации модификации опросного сигнала с ответным сигналом.

Средство извлечения тактового сигнала может быть приспособлено для формирования псевдотактового сигнала ответчика, который следует за частотой извлеченного тактового сигнала ответчика.

Предпочтительно, чтобы средство извлечения тактового сигнала включало в себя генератор, управляемый напряжением, генерирующий псевдотактовый сигнал ответчика и средство контроля извлеченного тактового сигнала для текущего контроля наличия извлеченного тактового сигнала ответчика и регулирования генератора управляемого напряжения для поддержания частоты псевдотактового сигнала ответчика постоянной в отсутствии извлеченного тактового сигнала ответчика.

Опросное устройство может включать в себя задающий генератор, настроенный для формирования выходного напряжения для регулирования генератора, управляемого напряжениям, причем выходное напряжение отнесено вначале, когда принимается ответный сигнал, к величине тока синхронизации в ответном сигнале ответчика.

Задающий генератор может быть настроен для формирования линейного изменения напряжения, причем величина напряжения достигается с помощью линейного изменения, относящегося к длительности синхробита в ответном сигнале ответчика.

Опросное устройство может быть приспособлено для модификации опросного сигнала для первого предопределенного числа тактовых интервалов ответчика, второго предопределенного числа тактовых интервалов ответчика после успешного приема опросным устройством ответного сигнала ответчика.

В предпочтительном варианте воплощения опросный сигнал модифицируется прерываниями.

Ответчик может включать в себя логические схемы, приспособленные для текущего контроля модификация опросного сигнала, и вызывать прекращение передачи ответчиком его ответного сигнала, если только модификация опросного сигнала имеет длительность, относящуюся к длительности предопределенного числа тактовых интервалов ответчика.

Логические схемы могут быть настроены для текущего контроля модификации опросного сигнала в течение периода, соответствующего тактовому интервалу ответчика.

Опросное устройство может быть приспособлено для модификации опросного сигнала, по меньшей мере, второй раз для третьего предопределенного числа тактовых интервалов ответчика после успешного приема опросным устройством ответного сигнала ответчика.

Ответчик предпочтительно включает в себя средство управления, приспособленное для демодулирования второй модификации опросного сигнала и для блокирования ответчика на предопределенный период времени после того, как ответчик прекращает принимать опросный сигнал.

Предопределенное время предпочтительно определяется схемой синхронизации, содержащей устройство накопления заряда, которое приспособлено заряжаться энергией из опросного сигнала и разряжаться с регулируемой скоростью после того, как ответчик прекращает принимать опросный сигнал.

Модификация опросного сигнала предпочтительно содержит переход, который имеет место при регулируемой скорости для сохранения максимальных частот, генерируемых переходом в пределах допустимого диапазона.

В альтернативном варианте воплощения системы, особенно приемлемом для использования в случаях применения против краж, средство, чувствительное к модификации опросного сигнала, приспособлено для блокирования ответчика на предопределенный период времени.

Это позволяет ответчику, прикрепленному к изделию в розничной торговой точке, быть блокированным у кассы или контрольного пункта с тем, чтобы он не отвечал на опросные сигналы от опросного устройства на выходе.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается ответчик для применения в определенной выше системе, содержащий приемник для приема опросного сигнала, тактовый генератор ответчика, генератор кода, передатчик и модулятор, соединенный с генератором кода с тем, чтобы по приему опросного сигнала ответчик передавал ответный сигнал, содержащий данные, которые идентифицируют ответчик, при этом ответчик дополнительно содержит средство, чувствительное к соответствующей модификации опросного сигнала, синхронного с ответным сигналом, и указывает успешную идентификацию ответчика из его ответного сигнала для прекращения передачи его ответного сигнала.

Ответчик может включать в себя логические схемы, приспособленные контролировать модификацию опросного сигнала и вызывать прекращение передачи ответчиком его ответного сигнала, если только модификация опросного сигнала имеет длительность, относящуюся к длительности предопределенного числа интервалов ответчика.

Предпочтительно, чтобы логические схемы ответчика были приспособлены контролировать модификацию опросного сигнала в течение периода, соответствующего одному тактовому интервалу ответчика.

Средство, чувствительное к модификации опросного сигнала, может быть приспособлено для блокирования ответчика на предопределенный период времени.

Ответчик может включать в себя устройство управления, приспособленное демодулировать вторую модификацию опросного сигнала и блокировать ответчик на предопределенный период времени после того, как ответчик прекращает принимать опросный сигнал.

Предопределенное время может быть определено тактовой схемой, содержащей устройство накопления заряда, которое приспособлено заряжаться с помощью энергии, извлекаемой из опросного сигнала, и разряжаться с регулируемой скоростью после того, как ответчик прекращает принимать опросный сигнал.

Фиг. 1 - упрощенная блок-схема опросного устройства в соответствии с настоящим изобретением; Фиг. 2 - схема, показывающая основную работу ответчика настоящего изобретения; Фиг. 3 - блок-схема, поясняющая работу опросного устройства фиг. 1 при использовании; Фиг. 4 - тактовая диаграмма, иллюстрирующая формы сигналов, обнаруженные в различных частях опросного устройства; Фиг. 5 - принципиальная диаграмма схемы синхронизации опросного устройства фиг. 1; Фиг. 6 - тактовая диаграмма, иллюстрирующая работу первого варианта воплощения системы идентификации, показывающая взаимодействие ответчика и опросного устройства; Фиг. 7 - тактовая диаграмма второго варианта воплощения системы идентификации; Фиг. 8 - упрощенная блок-схема ответчика в соответствии со вторым вариантом воплощения настоящего изобретения; Фиг. 9 - схематическая диаграмма логической схемы демодулирования интервала фиг. 8; Фиг. 10 - блок-схема, иллюстрирующая работу ответчика фиг. 8.

Настоящее изобретение относится к системе идентификации, подобной той, которая описана в заявке на патент ЮАР N 92/0039, содержание которой включено в эту заявку в качестве ссылки на известный уровень техники. Пример системы идентификации включает в себя опросное устройство или считыватель, которое передает опросные сигналы мощностью, приблизительно равной 15 Вт, и частотой приблизительно 915 МГц ряду пассивных ответчиков. Ответчики извлекают электропитание их энергии опросного сигнала и модулируют часть энергии, принятой из опросного устройства кодом идентификации для генерирования ответного сигнала, который передается назад опросному устройству.

Ответчик может использовать отдельные антенны приемника и передатчика или и для приема, и для передачи может быть использована единая антенна. Ответный сигнал может быть сформирован путем модулирования отражательной способности такой антенны вместо того, чтобы использовать модулятор для переадресования энергии от антенны приемника к антенне передатчика. С другой стороны, ответчик может иметь независимый источник питания и генерировать свой собственный ответный сигнал.

Система, описанная в упомянутой выше заявке на патент, предусматривает для каждого ответчика ожидание в течение случайного или псевдослучайного периода после приема опросного сигнала из опросного устройства прежде, чем передавать свой собственный ответный сигнал. Успешная идентификация любого ответчика указывается коротким прерыванием или другой модификацией опросного сигнала, следующим близко к успешному приему ответного сигнала любого конкретного ответчика. Это действует как сигнал выключения к соответствующему ответчику. Случайная или псевдослучайная задержка в генерации ответных сигналов в ответ на повторные опросные сигналы гарантирует, что все ответчики в конечном счете будут идентифицированы опросным устройством. Как правило, если два ответчика передают соответствующие ответные сигналы, по существу, одновременно, опросное устройство не будет успешно идентифицировать любой их этих ответчиков из-за интерференции между ответными сигналами. В ответ последующему опросному сигналу эти два ответчика будут передавать дополнительные ответные сигналы с относительно новыми случайными и псевдослучайными задержками и тогда будут демодулированы. Однако в экстремальном случае описанной выше ситуации один из ответчиков может быть расположен много ближе к опросному устройству, чем другой, так что его ответный сигнал поглощается одновременно передаваемым ответным сигналом другого. В этой ситуации опросное устройство может успешно принимать ответный сигнал ближайшего из ответчиков и затем указать успешный прием этого ответного сигнала модификацией своего опросного сигнала для инструктирования ближайшего ответчика выключить себя. Это может быть понято обоими ответчиками как то, что их соответствующие ответные сигналы успешно приняты, так что они оба могут быть отключены. Это приведет к тому, что второй ответчик не будет принят во внимание.

В соответствии с наихудшим случаем и, в общем, для улучшения надежности демодулирования ответчиков этого вида опросное устройство включает в себя схему синхронизации, которая извлекает тактовый сигнал из успешно принятого ответного сигнала ответчика и которая синхронизирует прерывание опросного сигнала, которое используется для подтверждения успешного приема ответного сигнала, с работой соответствующего ответчика. Вследствие того, что каждый ответчик имеет свой собственный тактовый генератор, частота которого зависит от энергоснабжения, извлекаемого из опросного сигнала, также как от допуска компонентов тактового генератора в ответчике, частоты тактовых генераторов различных ответчиков изменяются в относительно широком диапазоне величин. Таким образом, путем синхронизации выключения опросного сигнала с частотой тактового генератора соответствующего ответчика вероятность того, что другой ответчик будет передавать свой ответный сигнал, по существу, одновременно и также иметь, по существу, идентичную тактовую частоту, делается отдаленной. Это существенно улучшает надежность демодулирования.

На фиг. 1 приведена схема синхронизации опросного устройства. Эта схема включает в себя усилитель 10, который усиливает принятый ответный сигнал от ответчика, который является ответом на опросный сигнал из опросного устройства. Этот сигнал несет код идентификации ответчика в формате кода Манчестера. Этот сигнал подается к средству извлечения тактового сигнала ответчика 12, к схеме выделения данных 14 и к схеме демодулирования начала 16. Выделенные данные и извлеченный тактовый сигнал подаются к процессорному средству, которое в данном варианте осуществления представляет собой микропроцессор 18 для подтверждения достоверности кода вместе с сигналом "занято" из схемы устройства отображения активности 34, который генерируется, когда обе схемы /схема демодулирования начала 16 и средство текущего контроля извлеченного тактового сигнала 20/ обеспечивают выход, указывающий, что это аппаратурное обеспечение занято обработкой данных принятого кода. Схема демодулирования начала 16 осуществляет контроль выхода усилителя 10 для определения, когда ответный код ответчика начинается поиском "тихих" битов в начале принятого кода, и обеспечивает выход к схеме устройства отображения активности 34, когда эти "тихие" биты демодулируются. Если схема устройства отображения активности одновременно принимает выходной сигнал из средства текущего контроля извлеченного тактового сигнала 20, она посылает сигнал "Занято" микропроцессору для инициирования цикла декодирования. Средство извлечения тактового сигнала 12 осуществляет текущий контроль всех переходов в принятом коде Манчестера, позволяя только переходы, имеющие место в пределах некоторого допустимого отклонения от середины периода бита для генерирования импульсов тактовой частоты. Последовательность импульсов средство извлечения тактового сигнала ответчика 12 подается схеме фазового компаратора 22 и сравнивается с выходом генератора управляемого напряжением 26 для модификации тактового опорного напряжения /Y_ref/, поддерживаемого на выходе задающего генератора. Это опорное напряжение позволяет генератору, управляемому напряжением 26, генерировать частоту "псевдотактового сигнала ответчика", фиксированную к извлеченной тактовой частоте ответчика в то время, когда послан последний бит ответчика. В то же самое время средство текущего контроля выделенной тактовой частоты 20 осуществляет контроль выделения тактовой частоты. Когда последний бит кода ответчика принят, больше не может быть выделено тактовых импульсов ответчика и средство текущего контроля выделенной тактовой частоты 20 посылает сигнал генератору, управляемому напряжением 26, чтобы сохранить его настоящую выходную частоту, соответствующую тактовой частоте ответчика в момент передачи последнего бита данных из ответчика.

Выход генератора, управляемого напряжением 26 подается на логическую схему выключения опросного устройства 28, которая управляет работой схемы передатчика опросного устройства 30, вместе с сигналом "Действительный код" из микропроцессора 18 через логическую схему 32. После успешного приема опросным устройством ответного сигнала опросный сигнал модифицируется, чтобы уведомить соответствующий ответчик, что его ответ принят и что необходимо прекратить дальнейшие передачи его кода.

Работа ответчика схематически показана на фиг. 2. Когда ответчик получает опросный сигнал, он модулирует его собственный код идентификации на опросном сигнале и передает ответный сигнал назад в опросное устройство. Затем внутренняя логическая схема ответчика осуществляет текущий контроль опросного сигнала на инструкцию "выключить", представленную коротким перерывом в опросном сигнале. Если обнаруживается инструкция выключения, ответчик прекращает свою передачу. Если инструкция выключения не обнаруживается, ответчик снова посылает свой код идентификации после случайной или псевдослучайной задержки в ответ на следующий опросный сигнал и процесс повторяется.

Как показано на фиг. 2, код, передаваемый ответчиком, состоит из ряда тихих битов, после которых следует синхробит, после которого, в свою очередь, следует код Манчестера, содержащий данные идентификации ответчика. Тихий бит есть интервал бита, когда ничего не передается /НИЗКИЙ/, должен отличаться от бита НОЛЬ Манчестера, в котором НИЗКИЙ передается в первой половине интервала бита и ВЫСОКИЙ - в течение второй половины. В коде Манчестера положительный или отрицательный переход всегда имеет место в середине интервала бита. Этот факт используется схемой синхронизации опросного устройства для выделения тактовой частоты, чтобы генерировать в ответчике кода Манчестера. Синхробит есть логический ОДИН бит, который, когда передается в формате Манчестера, комбинируется с тактовой частотой так, что бит Манчестера является ВЫСОКИМ в первой половине бита и НИЗКИМ во второй половине бита, когда тихий интервал является НИЗКИМ. Поскольку опорный тактовый сигнал извлекается из измерения ширины импульса в первой половине представления Манчестера синхробита, важно, чтобы этот импульс имел место в первой половине бита, а не во второй его половине.

На блок-схеме фиг. 3 показаны этапы, через которые проходит аппаратурное обеспечение опросного устройства, в то время как связанные формы волн показаны на фиг. 4.

Этап 1:
Выход усилителя 10 контролируется на "тихие" биты, чтобы определить начало кода идентификации. Первый бит, посланный после "тихих" битов, является синхробитом, который используется для определения интервала, а отсюда и частоты кода. Сигнал "занято" из устройства отображения активности 34 посылается микропроцессору 18 для указания начала цикла декодирования.

Этап 2:
Источник постоянного тока в схеме задающего генератора 24 генерирует опорное тактовое напряжение линейного изменения V_ref, которое дискретизируется для длительности синхроимпульса и затем поддерживается. Это опорное напряжение непосредственно относится к тактовой частоте кода.

Этап 3:
Опорное тактовое напряжение линейного изменения генерируется непрерывно и это напряжение сравнивается с взвешенной версией опорного напряжения. Формы волн, показанные на фиг.4, показывают, как фиксируются данные при 1,5 величины опорного напряжения и генерируется тактовый сигнал при двух величинах опорного напряжения, который используется микропроцессором 18 для считывания данных на выходе схемы выделения данных 14. Опорный тактовый линейно- изменяющийся сигнал сбрасывается, когда выделение тактовых импульсов имеет место в пределах допустимой величины, в пределах величины двойного опорного напряжения. Линейно- изменяющийся сигнал дискретизируется и удерживается, когда имеет место тактовая частота, и сравнивается с опорным сигналом, который модифицируется, чтобы проложить дорогу тактовой частоте ответчика.

Этап 4:
Если больше тактовых импульсов не принимается /после того, как последний бит кода был декодирован/ линейно изменяющийся сигнал не сбрасывается, а продолжается до четырехкратного опорного напряжения, которое активирует этап 5.

Этап 5:
В этой точке средство текущего контроля выделения тактовой частоты 20 формирует сигнал "удержания" генератору, управляемому напряжением 26, который удерживает опорное тактовое напряжение на его данной величине с тем, чтобы генератор, управляемый напряжением, продолжал генерировать свою данную выходную частоту. Если микропроцессор определяет, что декодированный код действителен, он позволяет опросному устройству блокировать логическую схему, чтобы показать, что ответчик был успешно идентифицирован. Если это не действительный код, микропроцессор 18 возвратит схему в исходное состояние после сигнала "сброс" схеме демодулирования начала 16 и она начнет поиск следующего кода.

Этап 6:
Опорный сигнал модифицируется, чтобы показать соответствующему ответчику, что он был успешно идентифицирован. В настоящем варианте воплощения это достигается путем выключения передатчика 30 на короткий период точно так, как описано выше.

На фиг. 5 более подробно показано, как протекает процесс фазовой синхронизации и выделения тактовой частоты. Схема демодулирования начала 16 контролирует код Манчестера на выходе усилителя 10 и показывает активность кода, который начинает этап опорного вхождения в синхронизм 2. Выход генератора линейного изменения 36 дискретизируется и удерживается схемой дискретизации и удержания 38 в конце синхроимпульса. Это опорное напряжение /V_ref/ учетверяется усилителем 40 и используется для формирования ряда различных опорных уровней с помощью сети делителя и компаратора 42. Тактовое линейное изменение непрерывно генерируется и сравнивается с опорной сетью, чтобы определить, какое действие предпринять. При 1,5 кратном удерживаемом опорном напряжении мы находимся в первой половине интервала бита Манчестера и состояние фиксируется в триггере задержки 66. Когда имеет место переход состояния в пределах его допуска /1,8 V_ref - 2,2 V_ref/ в середине интервала бита, генерируется выделенный тактовый импульс. Этот импульс используется микропроцессором 18 для считывания фиксированного выхода триггера задержки. Это действие повторяется в течение длительности кода и связанного выделенного тактового сигнала. Эти генерируемые опорные сигналы основаны на том, что удерживаемое опорное напряжение пропорционально ширине импульса половины интервала бита, измеренного в первой половине интервала синхробита.

Когда имеет место тактовый импульс, схема фазового компаратора дискретизации и удержания 46 дискретизирует и удерживает величину опорного тактового изменения и сравнивает его после деления его на два в схеме делителя 48 для удержания тактового опорного сигнала /V_ref/. Если имеется какое-либо различие, часть разности комбинируется сумматором 50 с опорным сигналом /V_rev/ для растяжения опорного сигнала и, следовательно, формирования тактовой частоты в направлении новой величины выделенной тактовой частоты ответчика. Когда код завершается, не может быть выделено дополнительного тактового сигнала, что приводит к тому, что генератор линейного изменения 36 не возвращается в исходное положение. Затем линейно изменяющееся напряжение достигает четырехкратной величины V_ref и выход компаратора 42 приводит в действие логический ключ 52, который возвращает в исходное состояние генератор линейного изменения 36 и продолжает генерировать псевдотактовые импульсы в два раза больше обновленного тактового опорного интервала /V_ref/.

Микропроцессор 18 считывает данные из сигнала на каждом тактовом импульсе и определяет достоверность кода с помощью алгоритма обнаружения ошибки. В настоящем варианте воплощения используется простой алгоритм контроля по четности. Если код проходит контроль, микропроцессор позволяет опросному устройству блокировать логическую схему, чтобы модифицировать опросный сигнал, и посылает код в схему обработки данных систем опросного устройства через системный интерфейс 54.

На фиг. 6 диаграмма формы волны схематически показывает, что опросное устройство синхронизирует его сигнал кратковременного отключения или "выключения" с работой ответчика. Диаграмма фиг. 6 показывает сигнал модулирования 56, который генерируется ответчиком и который завершается в интервале N+1 формы волны тактового сигнала ответчика 53. Двумя тактовыми интервалами позднее, в тактовом интервале N+3, логическая схема ответчика проверяет, принимается ли еще опросный сигнал. Непосредственно после тактового интервала N+3 опросное устройство прерывает свой опросный сигнал, уменьшая свою выходную мощность 60 до нуля. В конце тактового интервала N+6 логическая схема ответчика проверяет отсутствует ли еще опросный сигнал. Затем опросный сигнал восстанавливается до полной мощности. В тактовый интервал N+7 логическая схема ответчика снова проверяет, имеется ли опросный сигнал. Эта проверка повторяется в тактовый интервал N+8. Если все проверки правильны, ответчик решает приложить к нему сигнал выключения из опросного устройства и блокирует передачу опросного сигнала. Ответчик остается отключенный до того времени, пока в течение предопределенного периода остается отключенный опросный сигнал, давая возможность возврата в исходное состояние всех ответчиков и до тех пор, пока опросный сигнал в последствии не включится.

Форма волны сигнала 62 на фиг. 6 является импульсом, генерируемым схемами выделения данных и подтверждения достоверности кода опросного устройства при определении достоверности кода ответного сигнала из ответчика, в то время как форма волны сигнала 64 представляет собой разрешающий сигнал ответчика, генерируемый внутренними логическими схемами ответчика. Как можно видеть их этой диаграммы, разрешающий сигнал ответчика изменяет состояние в конце тактового интервала N+8 после подтверждения сигнала выключения из опросного устройства.

Чтобы избежать генерирования нежелательной радиочастотной помехи, опросный сигнал мгновенно не отключается или восстанавливается, а восстановление и выключение осуществляется с регулируемой скоростью с помощью логической схемы отключения опросного устройства 28 в течение по меньшей мере одного тактового интервала, как показано на фиг. 6. Увеличение и уменьшение времени последовательности выключение/включение регулируется с целью сохранения максимальных частот, генерируемых переходами в пределах допустимого диапазона. Это достигается с помощью схемы фильтра на входе передатчика 30, которая ограничивает время увеличения инициируемого сигнала, прикладываемого к входу передатчика.

Ответчик осуществляет текущий контроль "нарастающего фронта" в конце сигнала выключения опросного устройства скорее, чем затухающего фронта, поскольку характеристики последнего склонны изменяться больше с изменениями емкостной системы, других величин компонентов и с мощностью, потребляемой передатчиком.

Результатом описанного выше является то, что окно "выключения" в опросном сигнале, которое контролируется каждым ответчиком, эффективно только шириной в один тактовый интервал /т.е. тактовый интервал между N+6 и N+7/, который уменьшает вероятность одновременных передачи и выключения двух ответчиков. В системе, содержащей тысячу ответчиков, вероятность ошибки уменьшается до приблизительно 0,01%.

В некоторых случаях применения может оказаться необходимым опрашивать ответчики больше одного раза с короткими временными интервалами между опросами и, следовательно, опрашивать их в течение более длительных периодов времени. Пример такого применения возникает, когда ответчики настоящего изобретения используются для каждого отдельного предмета товара в универсаме. Когда доставляющее транспортное средство прибывает в универсам, содержание транспортного средства сканируется с помощью опросного устройства и полученная распечатка или изображение на дисплее сравнивается с передаваемым счетом или описью. Если обнаруживаются какие-либо расхождения, может оказаться необходимым в относительно короткий промежуток времени повторить процесс опроса. Эта процедура выполняется в соответствии с описанным выше.

На контрольном пункте универсама, когда покупатель имеет наполненную различными предметами тележку, причем каждый предмет несет ответчик, ответчики реактивируются и считываются опросным устройством, присоединенным к кассе. Для предотвращения краж в случае контрольного пункта самообслуживания опросное устройство посылает дополнительный сигнал выключения, чтобы выключить ответчик на некоторое время после того, как он был удален из поля опросного устройства. На выходе универсама размещается контрольный пункт безопасности, способный обнаружить любой ответчик, который с помощью процедуры не стал неактивным. Через некоторое время после того, как покупатель вышел из универсама, ответчики снова становятся активными, давая возможность снова использовать их дома. Например, покупатель может иметь дома опросное устройство, которое может быть использовано для считывания содержания кладовой, чтобы определить, какие предметы надо еще купить. /Иначе ответчики могут быть удалены или разрушены после того, как они прошли через контрольный пункт/.

Для выполнения этого аспекта настоящего изобретения ответчик предназначен для поиска двух последовательных сигналов выключения. Ответчик отвечает на первый сигнал выключения, как описано выше. Когда этот сигнал выключения обнаруживается, ответчик прекращает дальнейшие передачи, пока он остается в поле опросного устройства. Теперь ответчик ищет второй сигнал выключения. Если этот второй сигнал выключения обнаруживается, ответчик заряжает конденсатор, используя энергию из опросного сигнала, который блокирует схемы генератора кода ответчика на предопределенный период времени /например, десять минут/ после того, как ответчик был удален из поля опросного устройства.

На фиг. 8 приведен пример ответчика, способного отвечать на двойные сигналы. Ответчик содержит антенну приема/передачи 110, выход которой подается через диоды D1 и D2 к конденсатору источника питания C1. Когда конденсатор C1 заряжен достаточно, схема ответчика активируется и ответчик начинает передавать свой код идентификации, как описано выше. Источник питания из конденсатора C1 питает схему генератора кода 112 и схему тактового генератора 114, который принимает "разрешающий тактовый" сигнал через резистор R. Средство, чувствительное к изменению опросного сигнала, которое в данном варианте осуществления содержит логическую схему 116 обнаружения временного отсутствия сигнала, выдает сигнал "код разблокировки", чтобы разблокировать схему генератора кода 112. Генератор кода посылает свой выход в схему модулятора 118, которая модулирует код идентификации ответчика из генератора кода 112 в опросный сигнал при тактовой частоте, определяемой схемой тактового генератора 114.

Если ответный сигнал ответчика успешно демодулируется опросным устройством, опросное устройство передает, как показано на фиг. 7, первый сигнал выключения между тактовыми интервалами ответчика N+3 и N+8. Это прерывание в опросном сигнале обнаруживается логической схемой, выполненной с возможностью контроля модификации опросного сигнала и с возможностью заставить ответчик прервать передачу своего опросного сигнала лишь в случае, если модификация опросного сигнала имеет длительность, связанную с длительностью заданного числа тактовых периодов ответчика. Такая логическая схема включает в себя логическую схему обнаружения перерыва в опросном сигнале 116, и сигнал "разрешенного кода" удаляется из генератора кода, блокируя ответчик. Теперь логическая схема обнаружения интервала 116 осуществляет текущий контроль опросного сигнала на второй сигнал выключения, который, как показано на фиг. 7, имеет место между тактовыми интервалами ответчика М+10 и N+14. Если обнаруживается этот второй сигнал выключения, средство управления обнаруживает это прерывание и блокирует ответчик на заданное время после того, как ответчик прервет прием опросного сигнала, причем средство управления включает в себя логическую схему обнаружения интервала 116, посылающую сигнал управления ключа регулируемому ключу S1, закрывая ключ. Это позволяет конденсатору тактирования C_T заряжаться через диод D3. Когда этот конденсатор достигает предопределенного уровня заряда, он включает полевой транзистор T1, удаляющий "тактовый разрешающий" сигнал из схемы тактового генератора 114. Это блокирует ответчик и ответчик остается в этом состоянии до тех пор, пока он не удаляется из поля опросного устройства. Когда это случается, конденсатор тактирования C_T разряжается через резистор параллельной ветви R₁. Как только конденсатор тактирования C_T полностью разряжается, ответчик будет снова работать нормально и отвечать на опросные сигналы. Однако, если ответчик движется в поле опросного устройства в любое время, когда конденсатор C_T еще заряжается, схема тактового генератора 114 будет продолжать быть блокирована, препятствуя работе ответчика. Таким образом, ответчик включает в себя схему синхронизации, содержащую устройство накопления заряда, выполненное с возможностью заряжаться энергией, извлеченной из опросного сигнала и разряжаться с управляемой скоростью после того, как ответчик прервет прием опросного сигнала.

На фиг. 9 приведена более подробная схема, иллюстрирующая логическую схему 116 обнаружения интервала, приведенную на фиг. 8. Эта схема имеет два входа и два выхода, соответствующие входам и выходам, показанным на фиг. 8. Этими входами являются "тактовый" вход для приема тактового сигнала ответчика и "радиочастотная" линия для текущего контроля наличия принятой радиочастотной энергии из опросного устройства. Выходами схемы являются выход к генератору кода 112 и управляющий выход ключа "управление ключом" для управления регулируемым ключом S1.

Когда питание вначале подается к логической схеме обнаружения интервала 116, схема сброса мощности 120 подает сигнал сброса триггеру блокирования 122 и приводит в исходное состояние схему генератора случайной паузы 124. Схема генератора случайной паузы 124 обеспечивает выходной импульс триггеру запуска модулятора 126 после того, как псевдослучайная задержка эффективно изменяет промежуток между передачами из ответчика данных, следующих друг за другом. Генератор случайных чисел в схеме генератора случайной паузы запускается каждый раз, когда сигнал сброса принимается из схемы сброса мощности 120. Триггер запуска модулятора 126, выполненный с возможностью запуска в положении сброса, обеспечивает сигнал сброса счетчику длительности цикла 128, который измеряет и регулирует длительность передаваемых генератором кода 112 кодов.

Выход Q триггера блокирования 122 подается на вход D триггера запуска модулятора 126. Генератор случайных пауз 124 генерирует выходной импульс с псевдослучайным промежутком, который периодически переключает триггер запуска модулятора 126. Если вход D этого триггера высок, его выход Q становится высоким. Это служит в качестве сигнала "разрешенного кода", запускающего генератор кода 112. Этот выход также подается на логический элемент И 130, который позволяет тактовому сигналу ответчика подаваться на счетчик длительности цикла 128, который регистрирует подсчет для каждого входящего тактового импульса, когда генератор кода 112 формирует последовательность кода идентификации ответчика. В конце последовательности кода счетчик длительности цикла переполняется, обеспечивая сигнал сброса триггеру запуска модулятора 126. Это удаляет сигнал "разрешенного кода" из выхода Q триггера запуска модулятора 126 и разрешает сдвиговый регистр с параллельной правой нагрузкой 132, который нагружается последовательностью кроме нуля для первого бита /самый левый бит на фиг. 9/. Каждый из шести триггеров, тактируемых уровнем напряжения 134-144, возвращается в исходное состояние с помощью выходного сигнала из счетчика длительности цикла 128.

Последовательный вход сдвигового регистра 132 удерживается при "нуле" логического устройства и сдвиговый регистр устроен так, чтобы для каждого тактового импульса загрузка "I" приводила к смещению на одно положение вправо. Выходы сдвигового регистра соединены с фиксированными триггерами, образуя соответствующий тактовый цикл, находящийся в соответствии с тактовой диаграммой фиг. 7. Выход D фиксированных триггеров, тактируемых уровнем напряжения 134-144, соединяются с "радиочастотной" линией схемы и триггеры, тактируемые уровнем напряжения, фиксируют либо "1", либо "0" в зависимости от состояния "радиочастотной" линии, когда "1", распространяющаяся вдоль сдвигового регистра, тактирует соответствующий триггер, тактируемый уровнем напряжения.

Когда запросное устройство принимает от ответчика совершенный код идентификации и модулирует опросный сигнал соответствующим сигналом перерыва или выключения, состояние триггеров, тактируемых уровнем напряжения 134-144, будет соответствовать предопределенной последовательности единиц и нулей, которая декодируется с помощью нескольких логических элементов, содержащих инверторы 146 и 148 и логические элементы И 150 и 152 с многоканальным входом. Когда принимается правильная модуляция выключения, фронт является выходом с помощью логического элемента И 150, который подается на тактовый вход триггера блокирования 122, блокирующего дальнейшее переключение триггера запуска модулятора 126. Если обнаруживается второй сигнал выключения, выход логического элемента И 152 увеличивается, увеличивая выход "управление ключом" и блокируя бортовой тактовый генератор ответчика.

На фиг. 10 показана работа описанного выше варианта работы ответчика в виде блок-схемы.

Описанная выше технология со ссылкой на фиг. 8 и 9 также может быть использована для предотвращения краж, когда ответчики настоящего изобретения используют как "ярлык" изделий товара на выходе из розничной торговой точки. В случае такого применения опросное устройство кассы или контрольного пункта передает опросные сигналы ответчикам, связанным с изделиями товара, и эффективно посылает сигналы отключения этим ответчикам, когда они эффективно идентифицированы. С помощью схем, подобных схемам, описанным на фиг. 8 и 9, ответчик блокируется на предопределенный период времени /например, десять минут/. Затем покупатель проходит через выход, у которого размещено второе опросное устройство. Т. е. ответчики, которые были блокированы с помощью правильной обработки у контрольного пункта, не будут отвечать на опросные сигналы от опросного устройства на выходе. Однако ответчики изделий, которые были украдены, будут обнаружены опросным устройством на выходе, которое может генерировать соответствующий сигнал тревоги.

Описанные выше ответчики относительно надежны и недороги и могут быть, как упоминалось выше, использованы для множества различных изделий. В большинстве одного опросного устройства не потребуется для идентификации ответчиков, связанных с совершенно различными типами изделий. Например, опросное устройство, используемое в универсаме для целей переучета товаров, не потребуется для идентификации транспортных средств. Если бы каждое опросное устройство требовалось для идентификации всех возможных ответчиков, в опросном устройстве было бы необходимо хранить неприемлемо большое количество информации, что затруднило бы проверку достоверности с помощью этого опросного устройства. В связи с этим опросные устройства и ответчики предназначены для использования с различными категориями изделий, имеющих коды различной деятельности. Например, система идентификации, используемая для проверки паспортных данных транспортных средств, может работать с кодами длительностью 24 бит, которая не может интерпретироваться соседним считывателем регистрационных номеров транспортных средств, который работает с кодом длительностью 22 бита. Даже если ответчики двух систем передают свои ответные сигналы одновременно, случайные или псевдослучайные задержки между ответными сигналами будут гарантировать, что ответчики обеих систем будут услышаны.

Формула изобретения

1. Система идентификации, содержащая опросное устройство и множество ответчиков, при этом опросное устройство включает в себя передатчик опросного сигнала ответчику, приемник для приема ответного сигнала ответчика и процессор для идентификации данных от ответчика в ответном сигнале, каждый ответчик содержит приемник для приема опросного сигнала, тактовый генератор ответчика, генератор кода, передатчик и модулятор, соединенный с генератором кода с тем, чтобы при приеме опросного сигнала ответчик передавал ответный сигнал, содержащий данные, которые идентифицируют ответчик, отличающаяся тем, что опросное устройство включает в себя средство извлечения тактового сигнала для извлечения тактового сигнала синхронизации ответчика из ответного сигнала и средство модификации опросного сигнала синхронно с тактовым сигналом синхронизации ответчика, чтобы тем самым подтвердить прием ответного сигнала, при этом каждый ответчик включает в себя средство, чувствительное к соответствующей модификации опросного сигнала, для прекращения передачи его ответного сигнала.

2. Система идентификации по п.1, отличающаяся тем, что средство извлечения тактового сигнала выполнено с возможностью генерировать псевдотактовый сигнал ответчика, который следует за частотой извлекаемого тактового сигнала ответчика.

3. Система идентификации по п.2, отличающаяся тем, что средство извлечения тактового сигнала включает в себя генератор, управляемый напряжением, который генерирует псевдотактовый сигнал ответчика, и средство текущего контроля извлекаемого тактового сигнала, которое контролирует присутствие извлекаемого тактового сигнала ответчика и регулирует генератор, управляемый напряжением, для поддержания частоты псевдотактового сигнала ответчика постоянной в отсутствие извлекаемого тактового сигнала ответчика.

4. Система идентификации по п.3, отличающаяся тем, что опросное устройство включает в себя задающий генератор для генерирования выходного напряжения для регулирования генератора, управляемого напряжением, причем выходное напряжение связано вначале, когда принимается ответный сигнал ответчика, с величиной кода синхронизации в ответном сигнале ответчика.

5. Система идентификации по п.4, отличающаяся тем, что задающий генератор выполнен с возможностью формирования линейного изменения напряжения, причем величина напряжения, достигаемая путем линейного изменения, связана с длительностью бита синхронизации в ответном сигнале ответчика.

6. Система идентификации по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что опросное устройство выполнено с возможностью модифицировать опросный сигнал для первого предопределенного числа тактовых интервалов ответчика, второго предопределенного числа тактовых интервалов ответчика после приема опросным устройством ответного сигнала ответчика.

7. Система идентификации по п.6, отличающаяся тем, что опросный сигнал модифицируется прерыванием.

8. Система идентификации по п.6 или 7, отличающаяся тем, что ответчик включает в себя логические схемы для контроля модификации опросного сигнала и прекращения передачи ответчиком своего опросного сигнала лишь в случае, когда модификация опросного сигнала имеет длительность, связанную с длительностью предопределенного числа тактовых интервалов ответчика.

9. Система идентификации по п.8, отличающаяся тем, что логические схемы ответчика включает в себя логическую схему обнаружения перерыва в опросном сигнале для контроля модификации опросного сигнала за период, соответствующий одному тактовому интервалу ответчика.

10. Система идентификации по любому из пп.8 и 9, отличающаяся тем, что опросное устройство выполнено с возможностью модифицировать опросный сигнал, по меньшей мере, второй раз для третьего предопределенного числа тактовых сигналов ответчика, четвертого предопределенного числа тактовых интервалов ответчика после приема опросным устройством ответного сигнала ответчика.

11. Система идентификации по п.10, отличающаяся тем, что ответчик включает в себя средство управления, выполненное с возможностью обнаружения второй модификации опросного сигнала и блокировки ответчика на предопределенное время после того, как ответчик прекращает принимать опросный сигнал.

12. Система идентификации по п.11, отличающаяся тем, что для обнаружения предопределенного времени содержит тактирующую схему, содержащую устройство накопителя заряда, выполненное с возможностью заряжаться с помощью энергии, извлекаемой из опросного сигнала, и разряжаться с регулируемой скоростью после того, как ответчик прекращает принимать опросный сигнал.

13. Система идентификации по любому из пп.1 - 12, отличающаяся тем, что модификация опросного сигнала содержит переход, который имеет место при регулируемой скорости.

14. Система идентификации по п. 1, отличающаяся тем, что средство, чувствительное к модификации опросного сигнала, выполнено с возможностью блокировки ответчика на предопределенный период времени.

15. Ответчик для применения в системе идентификации, содержащий приемник для приема опросного сигнала, тактовый генератор ответчика, генератор кода, передатчик и модулятор, соединенный с генератором кода с тем, чтобы по приему опросного сигнала ответчик передавал ответный сигнал, содержащий данные, которые идентифицируют ответчик, отличающийся тем, что дополнительно содержит средство, чувствительное к соответствующей модификации опросного сигнала, синхронного с ответным сигналом, и указывающее успешную идентификацию ответчика из его ответного сигнала для прекращения передачи его ответного сигнала.

16. Ответчик по п.15, отличающийся тем, что логические схемы для контроля модификации опросного сигнала и прекращения ответчиком передачи его ответного сигнала только в случае, если модификация опросного сигнала имеет длительность, связанную с длительностью предопределенного числа тактовых интервалов ответчика.

17. Ответчик по п.16, отличающийся тем, что логические схемы выполнены с возможностью контроля модификации опросного сигнала за период, соответствующий одному тактовому интервалу ответчика.

18. Ответчик по любому из пп.15 - 17, отличающийся тем, что средство, чувствительное к модификации опросного сигнала, выполнено с возможностью блокировать ответчик на предопределенный период времени.

19. Ответчик по любому из пп.15 - 18, отличающийся тем, что содержит средство управления, выполненное с возможностью обнаружения второй модификации опросного сигнала и блокировки ответчика на предопределенный период времени после того, как ответчик прекращает принимать опросный сигнал.

20. Ответчик по одному из п.18 или 19, отличающийся тем, что предопределенный период времени определяется тактирующей схемой, содержащей устройство накопления заряда, выполненное с возможностью заряжаться с помощью энергии, извлекаемой из опросного сигнала, и разряжаться с регулируемой скоростью после того, как ответчик прекращает принимать опросный сигнал.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 26.08.2006

Извещение опубликовано: 20.12.2007        БИ: 35/2007

---