在无线电应答器阅读器与无线电应答器之间传输数据的方法和无线电应答器技术

在无线电应答器阅读器与无线电应答器之间传输数据的方法和无线电应答器。为了在无线电应答器阅读器与无线电应答器之间进行数据传输，无线电应答器的控制单元为了生成响应信号而通过控制信号控制负载阻抗的变化，该控制信号具有选定的开关脉冲频率和选定的开关脉冲数。控制单元将多值的至少三进制的符号编码到控制信号中。符号值分别被分配给开关脉冲序列，开关脉冲序列分别具有由开关脉冲频率、开关脉冲数和相移构成的唯一组合。在此，仅选择开关脉冲数与开关脉冲频率的商在预定的值范围内的组合。围内的组合。围内的组合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在无线电应答器阅读器与无线电应答器之间传输数据的方法和无线电应答器


[0001]本专利技术涉及用于在无线电应答器阅读器与无线电应答器之间传输数据的方法以及用于执行该方法的无线电应答器。

技术介绍

[0002]无线电应答器可以是例如附接在物体上以进行识别或定位的RFID(射频识别)标签。RFID标签包括存储单元，其内容可以通过RFID阅读器读取，但也可以更改。通常，在每个RFID标签中至少存储一个标识符。为了读出存储在RFID标签中的信息，RFID阅读器通过产生交变电磁场来发送请求信号。一方面，该交变电磁场用于为特别是无源运行的RFID标签提供能量。另一方面，例如通过负载调制或通过改变其天线阻抗，借助于RFID标签来调制交变电磁场以发送响应信号。
[0003]用于工业自动化系统的无线电应答器系统必须满足有关可靠数据传输、传输数据的真实性和对干扰不敏感的特殊要求。由于工业自动化系统用于监视、控制和调节技术过程，尤其用在制造、过程和建筑自动化领域，因此受干扰或被篡改的无线电应答器系统可能会导致严重影响，在最坏的情况下会导致自动化系统停机。
[0004]从US9112543B2已知一种无线电应答器系统，其中在一时间段内发射用于向通信设备提供能量的信号。在第二时间段期间，基于相移键控、频移键控或正交幅度调制将数据信号传输至通信设备。在此，对于所使用的天线系统来说，与在第二时间段期间相比，在第一时间段期间设置了更大的Q因子。
[0005]US7932813B2描述了一种具有RFID阅读器的RFID系统，该RFID阅读器使用同步扫描来接收来自RFID标签的调制信号，而不管RFID标签是否使用幅移键控、频移键控或相移键控。由RFID标签产生的调制信号包括由RFID阅读器产生的电磁场的一个或多个子谐波，在该频率附近，RFID阅读器执行同步扫描。以此方式，由RFID阅读器产生的电磁场上的负载被调制信号衰减。
[0006]在HF-RFID系统中，从应答器到读/写设备的数据传输通常由此实现，即通过接通附加的负载电阻来改变HF载波信号的幅度，其中，该载波信号同时用于为应答器提供能量。为此，使用一种控制信号，该控制信号具有选定的控制信号辅助载波频率和选定数量的控制脉冲或振荡。通过减少控制脉冲的数量或通过提高控制信号的开关频率，基本上可以提高数据速率。然而，这导致从应答器到读/写设备的数据传输的范围更小或对干扰的敏感性增加。尤其在工业自动化系统中的应用条件下，在相关的冗余损失方面，控制脉冲数量的减少是很严重的。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术的目的在于，提出一种用于在无线电应答器阅读器与无线电应答器之间传输数据的方法，该方法实现了从无线电应答器到无线电应答器阅读器的提高的数据
速率，而在范围和可靠性方面不受限制，还提出一种适合执行该方法的无线电应答器。
[0008]根据本专利技术，该目的通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求12的特征的无线电应答器来实现。本专利技术的有利改进方案在从属权利要求中给出。
[0009]根据本专利技术的用于在无线电应答器阅读器、特别是无线电应答器读/写器与无线电应答器之间传输数据的方法，无线电应答器阅读器将至少一个控制指令调制到预定的无线电载波信号上，并且将已调制的无线电载波信号传输至无线电应答器。例如，无线电应答器阅读器可以对控制指令进行编码，然后将其调整到预定的无线电载波信号上。无线电应答器借助于感应天线装置接收已调制的无线电载波信号，该感应天线装置与负载调制单元连接，该负载调制单元包括能改变的负载阻抗。为了产生响应信号，无线电应答器的控制单元通过控制信号来控制负载阻抗的变化，该控制信号具有选定的开关脉冲频率和选定的开关脉冲数。
[0010]根据本专利技术，控制单元将多值的至少三进制的符号编码到控制信号中。将符号值分别分配给开关脉冲序列，开关脉冲序列分别具有由开关脉冲频率、开关脉冲数和相移构成的唯一组合。在此，仅选择开关脉冲数与开关脉冲频率的商在预定的值范围内的组合。因此，编码到控制信号中的符号具有增加的信息内容，这导致增加的数据速率。特别地，这可以在不增加开关脉冲频率或不减少开关脉冲数的情况下实现。因此，增加的数据速率不会对范围、干扰安全性或冗余产生不利影响。优选地，为了对符号进行编码，至少使用第一开关脉冲频率和第二开关脉冲频率、第一开关脉冲数和第二开关脉冲数、以及第一相移和第二相移。
[0011]根据本专利技术的一个有利设计方案，为了对符号进行编码，至少使用第一开关脉冲频率和第二开关脉冲频率、以及第一开关脉冲数和第二开关脉冲数。第一开关脉冲数与第一开关脉冲频率的商和第二开关脉冲数与第二开关脉冲频率的商彼此相差最大10％。因此，不管相应编码的符号值如何，数据速率都保持相对恒定。
[0012]优选地，除了上述的、相应分配给具有由开关脉冲频率、开关脉冲数和相移构成的唯一组合的开关脉冲序列的符号值之外，还使用刚好一个符号值，该符号值被分配微小的开关脉冲序列。通过该微小的开关脉冲序列，在预定的时间段期间禁止负载调制。优选地，该预定的时间段在开关脉冲数与开关脉冲频率的商的预定的值范围内。特别地，控制单元可以借助于分配给符号值的开关脉冲序列来控制负载调制，该负载调制使用组合的频移键控、相移键控和调制禁止。
[0013]根据本专利技术的一个优选的设计方案，控制信号基本上主要包括方波脉冲或暂时不具有信号强度。特别地，方波脉冲优选分别具有对应于半周期持续时间的脉冲持续时间。这样可以在阅读器端进行简单可靠的解调。
[0014]有利地，控制单元根据存储在无线电应答器的存储单元中的代码表将符号值分配给开关脉冲序列。在此，相应的代码表也存储在无线电应答器阅读设备中。此外，选定的符号值可以表示如下的控制指令，该控制命令用于在无线电应答器阅读器与无线电应答器之间的数据流控制、在尝试同时用多个无线电应答器发送时的冲突识别、和/或对数据帧的开始或结束的识别。这能够进一步改善数据传输的可靠性和效率。
[0015]根据本专利技术的无线电应答器旨在执行根据前述设计方案的方法，并且包括感应天线装置，该感应天线装置被设计和设置用于接收由无线电应答器阅读器传输的已调制的无
线电载波信号，该已调制的无线电载波信号包括至少一个调制到无线电载波信号上的控制指令。此外，无线电应答器具有与天线装置连接的负载调制单元，该负载调制单元包括能改变的负载阻抗。另外设有一种控制单元，其被设计和设置用于，为了产生相应信号，通过控制信号来控制负载阻抗的变化，其中该控制信号具有选定的开关脉冲频率和选定的开关脉冲数。此外，控制单元被设计和设置用于，将多值的至少三进制的符号编码到控制信号中。
[0016]根据本专利技术，无线电应答器被设计和设置用于，将符号值分别分配给开关脉冲序列，开关脉冲序列分别具有由开关脉冲频率、开关脉冲数和相移构成的唯一组合。在此，仅能选择开关脉冲数与开关脉冲频率的商在预定的值范围内的组合。
附图说明
[0017]下面借助实施例参照附图更详细地阐述本专利技术。附图示出：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在无线电应答器阅读器与无线电应答器之间传输数据的方法，其中，-所述无线电应答器阅读器(200)将至少一个控制指令调制到无线电载波信号上并且将已调制的无线电载波信号(1)传输至所述无线电应答器(100)，-所述无线电应答器(100)借助于感应天线装置(101)接收所述已调制的无线电载波信号(1)，所述感应天线装置与负载调制单元连接，所述负载调制单元包括能改变的负载阻抗(102)，-为了产生响应信号(2)，所述无线电应答器(100)的控制单元(104)通过控制信号(141)来控制所述负载阻抗(102)的变化，所述控制信号具有选定的开关脉冲频率和选定的开关脉冲数，-所述控制单元(104)将多值的至少三进制的符号编码到所述控制信号(141)中，-将符号值(U-X)分别分配给开关脉冲序列(10-13)，所述开关脉冲序列分别具有由开关脉冲频率、开关脉冲数和相移构成的唯一组合，其中，仅选择开关脉冲数与开关脉冲频率的商在预定的值范围内的组合。2.根据权利要求1所述的方法，其中，为了对所述符号进行编码，至少使用第一开关脉冲频率和第二开关脉冲频率、第一开关脉冲数和第二开关脉冲数、以及第一相移和第二相移。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，为了对所述符号进行编码，至少使用第一开关脉冲频率和第二开关脉冲频率、以及第一开关脉冲数和第二开关脉冲数，并且其中，所述第一开关脉冲数与所述第一开关脉冲频率的商和所述第二开关脉冲数与所述第二开关脉冲频率的商彼此相差最大10％。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，附加地使用刚好一个符号值(U)，该符号值被分配微小的开关脉冲序列(10)，通过该微小的开关脉冲序列在预定的时间段期间禁止负载调制。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定的时间段在开关脉冲数与开关脉冲频率的商的所述预定的值范围内。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩德，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：