用於資產跟蹤的方法和設備的製作方法

2023-06-13 20:31:26 1

專利名稱：：用於資產跟蹤的方法和設備的製作方法
技術領域：
：本發明總的來說涉及資產跟蹤，更具體地涉及用於在具有多個標籤的環境中有效地實現資產跟蹤的方法和設備，這些標籤中的一些可以是正在移動的並且可以是緊密接近其它標籤的。
背景技術：
：今天為了跟蹤資產，例如，可以在交通工具上運輸到存儲位置或工廠和從存儲位置或工廠運輸的貨櫃，存在許多應用情形和對應的標籤器件與讀取器器件子系統的需求。在第一種說明性的應用情形中，具有耦接在其上的標籤的資產，一般以大約二十英裡每小時(MPH)或更小的速度進入和退出接近觀測點的門，並且接近觀測點的資產高度集中。在該第一應用情形中，標籤器件(在這裡也稱為標籤)和讀取器器件(在這裡也稱為賭氣器)子系統應該滿足在資產從門內部到外部或從門外部到內部的運輸期間檢測進入和退出門的資產而不檢測接近觀測點的資產的最小需求。在第二種說明性的應用情形中，接近觀測點的資產高度集中，並且資產對觀測點上的讀取器器件相對靜止。在這種第二使用情形中，標籤器件和讀取器器件子系統應該滿足跟蹤所有資產或其一部分同時使耦接在被跟蹤的那些資產上的標籤器件的電池壽命最大化的最小需求。由此，需要滿足上述應用情形的最小系統需求的標籤器件和讀取器器子系統以及對應方法，以能夠在下面情況中同時進行高效和有效的資產跟蹤在一些標籤相對於讀取器器件/觀測點移動時；在低發送功率；且在密集的標籤器件總數中很難傳輸時，並且同時在標籤器件中使電池壽命最大化和使成本最少。貫穿各個圖，相同的附圖標記表示相同或功能相似的元件，並且這些圖與下面的詳細描述結合在一起，並形成說明書的一部分，用來進一步說明各個實施例，並用來解釋根據本發明所有的各個原理和優點。圖1示出了根據本發明實施例的資產跟蹤系統；圖2示出了圖1中示出的跟蹤系統的標籤器件和讀取器器件子系統；圖3示出了根據本發明實施例的更詳細的下行鏈路傳輸和信令序列；圖4示出了根據本發明實施例的讀取器器件和標籤器件之間的傳輸延遲；圖5示出了根據本發明實施例的來自讀取器器件的偽噪聲偏移透視圖；圖6示出了根據本發明實施例的利用多個喚醒信號的下行鏈路傳輸信令序列；圖7示出了根據本發明實施例的用來實現資產標籤跟蹤的方法的流程圖；圖8示出了根據本發明實施例的標籤器件的狀態圖；圖9示出了根據本發明實施例的標籤器件狀態改變決定流程；圖10示出了根據本發明實施例的標籤器件中的安全處理；圖ll示出了根據本發明實施例的標籤器件接收器結構和功能性；圖12示出了根據本發明實施例的標籤器件發送器結構和功能性；和圖13示出了根據本發明實施例的讀取器器件接收器結構和功能性。具體實施方式在詳細描述根據本發明的實施例之前，應該觀察到，實施例主要在於涉及用於資產跟蹤的方法和設備的方法步驟和設備構件的組合。因而，在僅示出對理解本發明的實施例有關的那些具體細節的圖中，已經由圖中的常規符號適當描繪了設備構件和方法步驟，以免對於具有這裡描述的優點的本領域內的普通技術人員容易明白的細節的公開不明顯。由此，應意識到，為了說明簡單化和清楚化，可以不描述商業可行實施例中有用或必要的公共和眾所周知的元件，以使得幾乎不妨礙這些不同實施例的觀點。在該文獻中，關係術語例如第一和第二、頂和底等可以單獨使用，以區分一個實體或動作與另一個實體或動作，而沒有必要需要或暗示這種實體或動作之間的任何實際的這種關係或次序。術語"包括"、"具有"、"包含"、"含有"或其任何其它變形，指的是覆蓋非專用內含物，以便包括、具有、包含、含有一系列元件的工藝、方法、物體或設備不僅僅包括那些元件，還可包括未專門列出的或這些工藝、方法、物品或設備固有的其它元件。由"包括"、"具有"、"包含"、"含有"開始的元件，沒有更多的限制，不排除在包括、具有、包含、含有該元件的工藝、方法、物品或設備中存在另外的同一元件。除非這裡明確另有規定，否則術語"一"定義為一個或多個。術語"基本上"、"本質上"、"近似地"、"約"或其它變形，定義為接近如由本領域普通技術人員理解的，並且在一個非限定性實施例中術語定義為在10%內，在另一實施例中在5%內、在另一實施例中在1%內以及在另一實施例中在0.5%內。如這裡使用的術語"耦接"定義為連接的，但未必是直接連接和未必是機械連接。以某種方式"配置"的器件或結構至少以那種方式配置，但也可以用未列出的方法進行配置。應該認識到，這裡描述的本發明的實施例可以由一個或多個常規處理器和唯一的存儲程序指令組成，該存儲程序指令結合某些非處理器電路，控制這一個或多個處理器來執行這裡描述的資產跟蹤方法和設備的一些、大部分或全部功能。該非處理器電路可以包括，但是並不限於，無線接收器、無線發送器、信號驅動器、時鐘電路、電源電路和用戶輸入器件。同樣，這些功能可以解釋為方法的步驟，以進行這裡描述的資產跟蹤。可選擇地，可以通過沒有存儲程序指令的靜態機器執行一些或全部功能，或在一個或多個的專用集成電路中執行，其中每個功能或一些特定功能的組合可以解釋為常規邏輯。當然，能夠使用這兩種方式的結合。由此，在這裡已經描述了用於這些功能的方法和方式。此外，期望普通技術人員，儘管能夠通過例如有效時間、現有技術和經濟考慮激發顯著的成就和許多設計選擇，但是當受這裡公開的觀念和原理指導時，能夠用最少的實驗容易地生成這種軟體指令和程序以及IC。一般而言，按照各種實施例，描述標籤器件與讀取器器件子系統以及用於啟動資產跟蹤的方法。通常，標籤器件處於非激活狀態，而基礎設施內部的讀取器器件僅在必要時喚醒標籤器件。該讀取器器件發送接收的激勵信號，並能夠依照每個都耦合到資產上的一個或多個標籤器件工作，以能夠使資產被跟蹤。響應激勵信號，標籤器件確定是否由非激活模式喚醒到激活模式以向讀取器器件發送數據。在第一功率電平，利用第一頻帶，例如具有更高允許能量規則的800或900MHz無限制頻帶，激勵信號被標籤器件接收，並且在比第一功率電平大的第二功率電平，利用不同於第一頻帶且比第一頻帶低的第二頻帶，例如433MHz限定頻帶，傳送通過標籤傳送的任何數據。利用非限定頻帶傳送激勵信號使得能夠為標籤器件使用足夠的能量以檢測到該激勵信號，並且使用限定頻帶來從標籤器件向讀取器器件響應地傳送數據有助於節約標籤器件中的電池壽命。標籤器件可包括多個喚醒電路，喚醒電路可與來自讀取器器件的指令信號相結合使用，以控制哪個喚醒電路用於喚醒該標籤。這有助於保存標籤器件中的電池壽命。該標籤器件可進一步包括隨機數發生處理器，以限制一旦接收正確的激勵信號標籤器件被喚醒到激活狀態的次數，以減少試圖向讀取器器件傳送數據的標籤之間的幹擾的發生，並由此進一步保存了標籤器件中的電池壽命。本領域內的技術人員將認識到，這裡描述的上述認可的優點和其它優點僅僅是示範性的，並不意味著是本發明的不同實施例的所有優點的完全呈現。現在參考各圖，具體地參考圖1，在IOO概括地示出和指示了根據這裡的實施例用來實現資產跟蹤的系統。這裡所示的是可運輸一個或多個資產例如貨櫃(未示出)的交通工具110。該交通工具可具有利用任何適當的方法耦接到其上的根據這裡的實施例的用來跟蹤該交通工具和/或其上的資產的一個或多個標籤器件。該標籤器件可包括一個或多個E-密封標籤112，以例如通過可信任的機構檢驗貨櫃全部或部分的密封；一個或多個牌照114、116，其可以用作交通工具、交通工具底盤(例如，利用底盤標籤116)和/或底盤上貨櫃的唯一標識；和一個或多個遙測標籤(未示出)，其用來監測參數，例如貨櫃溫度以及其它參數或屬性。為了對交通工具110和/或資產進行跟蹤或監測，根據這裡的實施例，交通工具可開進包括讀取器器件(未示出)的觀測節點或觀測點120的附近。例如，該觀測節點可位於公路上、在存儲位置或工廠的門處或附近或者在存儲工廠例如建築物或院子的內部。讀取器器件可經由鏈路124上、例如射頻(RF)鏈路上的天線122，發送一個和典型的許多個激勵信號，這些激勵信號可被接收，例如，由耦接到交通工具110上的貨櫃的一個或多個標籤(例如，114)接收。激勵信號通常是在一頻率和功率電平的RF信號，並且該頻率和功率電平必需且足夠觸發處於非激活模式或狀態的標籤器件中的至少一個喚醒電路，以喚醒到激活模式或狀態。當標籤器件準備發送和處於實際向讀取器器件發送數據時，其處於激活狀態。否則該標籤可以認為處於非激活模式。響應正確的激勵信號(和在一些實施例中當滿足一個或多個附加參數時)，一個或多個標籤器件可在鏈路124上向包括觀測節點120的讀取器器件發送數據。該數據可以包括如下這些信息，例如，唯一標識資產的唯一標識號或其它信息，或電子遙測(或任何其它類型的測量或分配的數據)，但是並不限於這些信息。此外，該數據可以被從觀測節點120傳送到遠程位置140，例如網關或伺服器，其收集和/或分析關於跟蹤的資產的信息。例如在一個實施例中，該數據經由在鏈路128、例如RF鏈路上的天線126被傳送到蜂窩網絡130的蜂窩基站132，並進一步在網際網路134上傳達到遠程位置140。然而，本領域內的技術人員將認識和意識到，該示範性實例的細節不是本發明自己的細節，並且這裡列出的教導可適用於選擇性設置的變化。例如，由於描述的教導不是基於系統100的具體構造，所以它們能夠應用到包括與執行這裡描述的不同教導的閱讀器件通信的標籤器件的任何類型的系統結構。現在轉到圖2，在200示出並且概括性指示了可在資產跟蹤系統IOO中執行的說明性的標籤器件與讀取器器件子系統。通常，根據這裡的教導，子系統200包括具有各自的構造和功能性的一個或多個標籤器件204(為了說明簡單僅示出一個)和一個或多個讀取器器件208(為了說明簡單僅示出兩個)，用於實現對資產(例如，貼有標籤204的貨櫃202)的有效跟蹤和/或監測。標籤和讀取器都具有合適的發送和接收電路，並且可具有用來執行這裡描述的不同實施例的附加電路。讀取器器件208可戰略性地地理地定位，以檢測，例如，一個或多個標籤器件204的存在、移動方向和/或相對位置。在一個實施例中，用於檢測標籤器件的一個或多個觀測節點212(為了說明簡單僅示出一個)可位於資產存儲工廠的門入口處。觀測節點包括用於在一個或多個預定頻率上調製激勵信號並用來解調來自標籤器件的數據的RF模塊214。該觀測節點進一步包括至少一個合適的天線216，用於接收包含來自標籤器件的數據的RF信號和發送激勵信號。該觀測節點還包括至少一個讀取器器件208，其產生激勵信號並讀取或解碼接收的標籤數據，並可進一步將該數據傳達到其它位置，例如遠程位置的計算機。在一個實施例中，該讀取器可以利用800或900MHz的未限制頻帶向標籤器件發送激勵信號，該頻帶具有更高的允許能量規則，其中激勵信號在第一功率電平被標籤器件接收。從標籤向讀取器發送的任何數據都是利用低頻帶、例如433MHz限制頻帶、在可比第一功率電平大的第二功率電平發送的。通常，標籤用來向讀取器發送數據而使用的第二功率電平，典型地高於標籤器件接收激勵信號的第一功率電平，因為標籤器件使用內部電源來發送它們的信息。這使得要進行的從標籤器件到讀取器器件的發送能夠達到例如600米。利用無限制的頻帶來向標籤器件發送激勵信號使得能夠利用足夠的能量使標籤器件檢測到激勵信號，由於該標籤可具有由激勵信號提供能量的被動喚醒電路。利用限制頻帶來從標籤器件向讀取器器件響應地發送數據有助於保存標籤器件中的電池壽命。然而，本領域的普通技術人員將認識到，上述頻帶僅僅是舉例說明，並且用來從讀取器向標籤發送激勵信號和用來從標籤向讀取器發送信息的其它合適頻帶都在這裡不同教導的範圍內。在示出的實施例中，包含觀測節點的讀取器器件208同其它讀取器器件被容納在中心位置(例如，機櫃206)，使得讀取器器件208物理上遠離觀測節點RF模塊214和天線216，但是例如，利用掩埋的電纜210，又耦接到RF模塊214。然而，本領域的普通技術人員應該理解，在其它實施例中，讀取器208可同RF模塊214—起放置。此外，技術人員應該進一步理解，典型的門可以包括多個信道218，通過這些信道攜帶標籤的資產的交通工具可以進出該門，並且觀測節點可以位於每個信道上，以檢測可以連接到例如交通工具底盤的前面或位於底盤上的貨櫃上的某些位置上的標籤。根據這裡的教導實現的標籤/讀取器子系統可描述為包括兩個不同的鏈路，從觀測節點/讀取器器件到標籤的"下行鏈路"和從標籤到觀測節點/讀取器器件的"上行鏈路"。通常，下行鏈路是一個(讀取器)對多個(標籤)的鏈路，並且可包括對該讀取器的給定接收半徑內的任何標籤公共的廣播信號或信息。然而，上行鏈路通常是多個(標籤)對一個(讀取器)。圖3是示出讀取器的下行鏈路發送信令序列300和來自單個標籤的示範性上行鏈路應答320的時序圖。本領域熟練技術人員應該理解，當然，可以有幾百或幾千種，例如320種的應答向單個讀取器傳輸，但是為了簡單和容易說明，僅示出了一個這樣的應答320。序列300被讀取器器件使用來向多個標籤發送信號。要發送的第---件事情是窄帶"喚醒"序列402，其可以是脈衝並且其在這裡還被稱為激勵信號。為了具有非常長的電池壽命，標籤幾乎所有時間都處於低功耗模式，表現為除了所有電子器件都共有的漏電流之外，完全不存在能量損耗。該喚醒序列用來在標籤中上電，其可通過硬體接收器中的窄帶、高Q電路進行，硬體接收器將在下文中更詳細地說明。一旦發送了喚醒序列302，就在標籤自己準備好接收從讀取器傳輸的數據時，允許經過少量時間304。來自讀取器器的數據傳輸由同步序列306開始，這在一個實施例中是碼分多址(CDMA)導頻圖形。在本領域中公知的合理同步時間之後，在一個實施例中通過向現有的CDMA導頻圖形加入第二CDMA圖形，發送安全口令308。該安全口令308可以包括至少幾個字節的隨機測試，隨機測試可以與密碼一起使用、被存儲在每個標籤中並且對於每個標籤唯一，作為標準口令/響應鑑別算法，例如在InternetEngineeringTaskFroceRequestforComment2865中描述的半徑算法的輸入。來自讀取器的另外命令可以跟在指示標籤的安全口令之後，以例如用它們的唯一標識響應。通常要用一些時間使無線傳輸從讀取器傳輸到標籤，一般在零到四微秒之間。標籤然後通過首先發送導頻序列322作為應答，導頻序列322允許讀取器來調節它的接收增益控制；隨後是導頻序列324，導頻序列324允許讀取器將它的數據恢復電路與標籤傳送320同步；隨後是應答安全口令，其是通過將第二CDMA圖形加入導頻圖形傳送的；最後，來自標籤的數據欄位328可以連同其它事情一道包括標籤唯一標識和遙感數據。本領域的普通技術人員應該意識到，在對應於圖3的上述實施例中，描述標籤和讀取器傳輸序列用於碼分存取系統。然而，這裡的教導同樣應用到其它存取系統，例如時分和頻分存取系統或這些存取系統的組合。按照上面的規定，任何給定的下行鏈路激勵信號可以典型地啟動來自多個標籤的響應(例如，幾百或幾千個)。由此，期望一種方法來區分不同標籤的響應。對在系統中每個標籤分配唯一的信道，例如頻率、時隙、代碼序列等，或它們中一個或多個的組合，這是簡單的方案。然而，例如，在有上百萬標籤的系統中，這種方案將是不切實際的，並且由於是典型系統的情況，所以僅限於光譜式配置。可選地，可以進行識別隨意分配到N個信道的M個標籤的方法，這裡M》N(例如大約10-100)。在這種系統中，典型地，讀取器命令其發送範圍內的所有標籤，將它們的數據發送回該讀取器。由於對於標籤而言每個具有唯一的信道是不切實際的，所以它們必須共享更小數目的信道。在這種情況下，讀取器會利用廣播信息命令其發送範圍內或同可用的信道範圍一樣的傳輸半徑內的所有標籤，並且每個標籤從該範圍內自由選擇信道。已經示出了在可用的信道數目等於響應標籤的數目時產生最佳吞吐效率的排隊論。本領域熟練技術人員應該理解，如果可用信道的數目小於標籤的數目，那麼將產生標籤傳輸，並且將要求再次傳輸，這降低了效率。此外，可用信道的數目越大，在任意給定的信道上產生標籤傳輸的機會就越小，這增加了空閒信道的數目，並且也相應降低了效率。當信道的數目等於標籤的數目時，信道效率變為1/e或36.79%，時隙Aloha信道的常見最大效率。由此，如果使提供的信道數目基本等於讀取器傳輸範圍內的標籤數目，就會有助於效率。問題存在於最初確定讀取器傳輸範圍內的標籤數目。在這種情況下，可以使用隨機數的處理來確定其傳輸半徑內標籤的數目或近似數目，以調節使用的信道數目來最優化標籤傳輸吞吐量。下面描述說明性的隨機數處理。在這樣的實施例中，可以從要求其傳輸範圍內所有標籤的讀取器發送廣播命令，選取某一範圍內的隨機數字，例如，從一到十，且如果數目是一，則在第二範圍內選取隨機數字，例如從一到一百，並在由第二個隨機數字給定的信道數目上發送數據分組。在這種情況下，基本10。/。的標籤將回應，並且該讀取器將能夠估計其傳輸範圍內的標籤數目。在一個實施例中，第二隨機數的範圍選擇為大約是比分成10份的預期標籤最大數目高三倍。這樣做有很小的概率發生檢測標籤的數目顯著受到衝突的影響。該讀取器可通過檢查每個信道來嘗試檢測衝突，以確定如果在信道上發送了能量但是沒有接收到數據分組。如果發生這種情況，那麼該讀取器就會降低第一隨機數字，並增加第二隨機數字，再次嘗試該過程，由此確定該讀取器傳輸範圍內的標籤數目。一旦知道了標籤的數目，那麼就可以調節讀取器使用的信道數目，以響應每個激勵信號優化標籤吞吐量。在貨櫃跟蹤系統的一個說明性實施例中，例如，在600米的讀取器器件的整個覆蓋半徑(例如，讀取器器件傳輸或發送半徑)中，可以分布許多個標籤。因此如上面提到的，一個或多個標籤可在略微不同的時間看到下行鏈路激勵信號，並且在不同的時間讀取器接收器上就會相應接收到來自該標籤的相應信息。圖4示出了在離讀取器器件不同的距離處從讀取器器件到多個標籤器件延遲引起的不同傳輸的圖示。在該圖中，讀取器器件可以位於位置410。對應例如0和l微秒之間的傳輸延遲範圍，包括於第一組標籤的標籤可以位於位置範圍420，例如距離讀取器0到150米的範圍。對應例如1和2微秒之間的傳輸延遲範圍，包括於第二組標籤的標籤可以位於位置範圍430，例如距離讀取器150到300米的範圍。對應例如2和3微秒之間的傳輸延遲範圍，包括於第三組標籤的標籤可以位於位置範圍440，例如距離讀取器300到450米的範圍。對應例如3和4微秒之間的傳輸延遲範圍，包括於第四組標籤的標籤可以位於位置範圍450，例如距離讀取器450到600米的範圍。在利用800和/或900MHz頻帶傳輸激勵信號的情況下，例如，可以使用CDMA多路技術。現有的CDMA採用利用沃爾什編碼的N個正交信道。然而，由於正交性僅對於正確的同步編碼是保留的，所以這種系統是受限的。在超過l/4碼片持續周期(300nsec)的時間延遲的情況下，就失去了正交性。由此，根據這裡描述的不同實施例，可以採用專門的濾波器來正交最大長度編碼(MLC)型的偽隨機噪聲(PN)碼。這些碼是循環的，因此對延遲不敏感。一個實施例使用單個256長MLC序列，並且通過移位該序列可以創建十六(16)個虛擬信道(用作16碼片位移距離)，這通常比標籤之間的傳輸延遲大的多。在對應於圖4的圖5中示出了PN域圖，在那裡每個主偏移存在4微秒的延遲，例如，由於空氣傳輸造成的。在此示出的是讀取器發送時間500、PN偏移零(510)和PN偏移十六(520)。分別在PN偏移零和十六上的總傳輸延遲512和522，反映了對應於如圖4中所示的距讀取器器件的標籤器件的位置範圍420、430、440和450的傳輸延遲範圍的和。當一個或多個標籤響應激勵信號發送了數據，並且該數據在觀察點已經被接收且處理時，期望一旦由觀察點發送了附加激勵信號，這些標籤就保持在非激活狀態，以便保存那些標籤中的電池壽命。圖6示出了一實施例，其中進行利用若干喚醒信號或音調的下行鏈路發送信號，以防止標籤器件在一定距離內被喚醒。圖6中示出的是單個觀測節點600和多個標籤(例如l至ljn)602。讓我們假設，例如，觀測節點期望輪詢或掃描其發送半徑內的所有標籤。在第一傳輸通帶上(例如，第一通帶)時，觀測節點600可以發送(例如，經由廣播信息)第一激勵信號604(例如，喚醒音調或喚醒信號O)。至少一部分標籤602(或所有標籤1到n的多半)可接收激勵信號604，並響應地被喚醒到激活模式，並向觀測節點發送它們各自的數據。例如，激勵信號604可對應於觸發響應或發送標籤中的相應第一喚醒電路的功率電平和/或頻帶。通常，觀測節點600將僅具有足夠的能力來"聽"或解碼來自一些發送標籤602的數據，例如來自具有標識1到k的標籤，這裡k可以小於(通常)或等於n(如箭頭606所示)。在k小於n的情況下，觀測節點可以在第二傳輸帶期間發送另一激勵信號610(例如，喚醒音調x)。激勵信號610可與激勵信號604不同，例如，激勵信號610處於與激勵信號604不同的頻帶，並且對應於觸發響應標籤中的相應第二喚醒電路的功率電平和/或頻帶，第二喚醒電路不同於第一喚醒電路。說明性的響應標籤可以包括，例如，具有標識l到kl的標籤，這裡kl小於或等於(n-k)，如線612所示出的。在一個實施例中，讀取器器件600可利用800MHz頻帶(例如，800-810MHz)發送激勵信號604，以喚醒標籤器件602中的第一喚醒電路，並且可以利用800或900MHz頻帶(例如810-820MHz或900-910MHz)發送激勵信號610，以喚醒標籤器件中不同的第二喚醒電路。然而，本領域的技術人員應該理解，使用的不同喚醒音調(和相應頻帶和喚醒電路)的數目會取決於系統中標籤器件的數目，並且更具體地，取決於多少標籤器件可以典型地位於每個讀取器器件的傳輸半徑內。為了限制響應激勵信號610發送數據的標籤的數目，觀測節點600可以向一部分標籤發送指令信號608(在此也稱為"掩碼")。例如，觀測節點600可以向在第一通過期間被觀測節點聽到的具有標識1到k的標籤602發送指令信號608。這些指令信號可以使這些標籤選擇多個喚醒電路中的一個(例如，第一喚醒電路)以喚醒該標籤從而傳送數據，並有效地禁止包括這些標籤的其餘的多個喚醒電路。可選地，該讀取器可例如，通過單個廣播信息指示其傳輸範圍內的所有標籤，利用標籤內在的隨機數產生器，從掩碼值範圍，也就是，一到十，隨機地拾取掩碼值。這使得標籤分開成基本平均的組，在這種情況下，為總數的十分之一大小。該方法的優點是關於標籤傳輸，例如閱讀器範圍內的標籤數目或標籤的唯一標識數目，不需要預先知道，並且一個相對簡潔的廣播信息使得大量的標籤採取掩碼。該掩碼持續有效，直到發送新的掩碼命令或暫停時間失效。在一個實施例中，該暫停時間將作為最初掩碼信息的一部分從讀取器發送，這包括掩碼值的範圍，隨機數發生器將從該範圍內選取。在一個實施例中，指令信號608可包括關於優選的喚醒狀態的信息，例如，如果掩碼包括對應於給定喚醒音調的ON位(和相應的喚醒電路)，則僅當收到那個音調時喚醒接收掩碼的標籤至激活態。相反，如果掩碼包括對應於給定喚醒音調(相應的喚醒電路)的OFF位，則收到那個音調時接收掩碼的標籤可保持在非激活態。一般，聽到的標籤會在觀測節點將隨後的音調傳輸至不應響應那些標籤之前接收來自觀測節點的掩碼。觀測節點可使用已知技術將指令信號引向已經聽到節點的標籤，因為節點一般會接收到關於這些標籤的識別信息。通過利用掩碼608減少響應激勵信號610的標籤數，接收掩碼608的標籤通過保持在非激活態保存電池壽命，因為已經聽到這些標籤。而且，觀測節點通常僅聽到仍未被聽到的標籤。同樣，如果仍保留未被聽到的節點(如由觀測節點600確定的，例如，利用如以上描述的合適方法)，在第三傳輸通帶期間觀測節點600可傳輸第三區別激勵信號616(例如，喚醒音調y)和相應的指令信號614(例如，不能喚醒音調y和僅喚醒音調X的具有標識符l至kl的掩碼指令標籤)。觀測節點可繼續傳輸區別喚醒音調和相應的掩碼直至檢測了在其傳輸半徑內的所有標籤602。在另一實施例中，讀取器器件可使用掩碼來限制響應於正進入給定狀態的標籤的標籤。在該實施例中，例如，在具有貼附標籤的交通工具載送財產到達之前，讀取器會將掩碼發送給在其傳輸半徑內對於給定喚醒音調指示標籤器件不被喚醒的其它標籤。然後，讀取器會將那個給定音調作為激勵信號傳輸給交通工具上的標籤以喚醒那些標籤而將它們的數據傳輸給讀取器。對於跟蹤離開門的交通工具上的標籤可依照類似的方法。現在轉到圖7，在700示出了並概括地指示了根據這裡的實施例使得能夠實現財產標籤跟蹤的方法的流程圖。可在標籤器件/讀取器器件子系統例如參考圖2以上描述的子系統200中包括的標籤中執行方法700。標籤器件可包括一個或多個合適的天線，其上可接收激勵信號並且可傳輸標籤數據；接收電路，其耦合至一個或多個天線並且包括在下面所描述的一個或多個喚醒電路，該喚醒電路用於接收激勵信號和將標籤從非激活模式喚醒到激活模式；和發送電路，其耦合至一個或多個天線和接收電路，用於在激活模式時傳輸數據並且一旦完成了數據傳輸通常用於使標籤返回到非激活模式。標籤器件進一步包括存儲數據的存儲器且可進一步包括合適的邏輯電路，用於執行根據這裡的實施例例如隨機數發生器過程的方法。根據方法700，通常，標籤可利用第一頻帶(例如，在800MHz頻帶內)接收(710)第一功率電平或能量的激勵信號。當標籤離開讀取器時，標籤接收的激勵信號或脈衝的該第一功率電平具有比激勵信號的功率電平(例如，OdBm)更低的功率電平(例如，-60dBm)。一旦確定了(720)滿足第一組一個或多個參數，則標籤器件可被從非激活模式喚醒到激活模式；利用不同於第一頻帶(例如，433MHz)的第二頻帶以比第一功率電平(例如，-40dBm)大的第二功率電平發送數據；以及例如，一旦完成了數據傳輸就返回到非激活模式。確定滿足第一組參數包括至少確定了接收的激勵信號對應於喚醒電路，在一個實施例中，該喚醒電路可以是多個喚醒電路中之一。激勵信號可對應於喚醒電路，例如，其中標籤檢測收到的脈衝在功率電平(例如，接收的能量大於預定的功率閾值(例如，-60dBm))對應於喚醒電路，並且在如例如由包括標籤器件的一個或多個濾波器(例如，包括喚醒電路的濾波器)確定的預定頻率範圍內的頻帶接收。其中激勵信號在所需的頻帶上被接收並超過預定的功率閾值，標籤會被喚醒到激活模式，在第二頻帶將數據傳輸至讀取器器件，然後返回到非激活模式以保存能量。在另一實施例中，當收到的激勵信號在所需的頻帶上被收到並且在預定的功率範圍內例如-60dBm至-40dBm時，可使標籤器件喚醒到激活模式以傳輸數據。利用用於通信的未限制頻帶，激勵信號能夠實現具有足夠能量的足夠的大功率脈衝被傳輸，以使得當以太低的能量被標籤器件接收時具有足夠的能量以觸發標籤器件中的至少一個喚醒電路。利用用於使數據從標籤器件傳達到讀取器器件的限定頻帶促進在標籤器件中的電池保存。所示例的喚醒電路可包括天線和調諧到所期望喚醒信號的高選擇性的射頻濾波器。當在讀取器的預定範圍內時，喚醒信號可具有足夠的功率，當利用公知的RF檢測電路(在一個實施例中，二極體之後是平行結構的電容和電阻)檢測時，在RF濾波器的輸出處產生的電壓足以觸發能將RF電壓電平轉換到數字邏輯電平的比較器電路，其反之會導致雙穩器件(一般稱為"觸發器")鎖存並保持檢測喚醒信號，結果，導致標籤進入其激活模式。之後，當然，雙穩會復位到預檢測狀態以使標籤回復到其非激活模式。現在轉到圖8，在800示出並概括地指示了根據這裡的實施例的標籤器件的狀態圖。如可以從狀態圖看到的，標籤一般在非活動(或空閒)模式，其中時鐘是斷開的。在該非活動模式，標籤器件中一個或多個喚醒電路可以處於非激活模式(例如，作為多個[空閒或非激活]模式，同樣示於圖8中)，並且低功率高Q模擬接收器正監測800或900MHz頻帶的高功率脈衝。一旦檢測到了如由超過已知閾值的接收能量指定的足夠脈衝，接收器就開啟時鐘804(在一個實施例中其可以是激活模式的開始)，等待系統(例如，時鐘)穩定並等待在其中檢測了能量脈衝的同一載體(例如，800或900MHz頻帶)上給定的例如CDMA的同步("SYNC")圖形(806)。在一個實施例中，如果在預定的時間段內沒有檢測到SYNC，則接收器會返回到非激活狀態。然而，如果檢測到SYNC，則接收器可排列它的內部時鐘和定時器以同步，並移動到接收包含安全挑戰信息的下一個狀態808。基於成功的安全授權，標籤器件可生成和擾頻一個或多個信息分組(810)以傳輸所需要的數據或信息；在準備至少一部分信息傳達給讀取器器件之後等待傳輸時隙(812);發送可用的有源時隙上的信息分組(814);並返回到非激活模式。一會兒返回到圖7的步驟720，確定滿足第一組參數可進一步包括確定接收到對應於喚醒電路的激勵信號如例如利用標籤器件中實施的隨機數發生器過程確定的至少預定數量的次數。而且，確定滿足第一組參數可進一步包括確定對應於接收的激勵信號的給定喚醒電路未被禁止。圖9是確定是否滿足這兩個另外參數的標籤器件的圖。現在轉到圖9，在900示出並概括地指示了根據這裡的實施例的標籤器件狀態改變確定流程。每個標籤可包括一個或多個包括其接收器的"被動"喚醒電路。在這裡喚醒電路稱為被動的，因為它們被觸發響應於來自基礎單元例如觀測節點/讀取器器件的激勵信號從非激活模式喚醒到激活模式。被喚醒之後，接收器激活接收激勵信號、所期望的掩碼和安全挑戰的處理部分。在該實施例中，當滿足兩個條件喚醒狀態是強制狀態(920);在實施隨機數決定製作處理(910)之後決定繼續時，例如，通過開啟它的時鐘(圖8的804)，該標籤可繼續喚醒工序(930)。隨機數決定處理910能使標籤選擇多個信道上面發送數據的信道，其中基於在給定讀取器發送半徑中標籤器件的數量使信道的總數量最佳化(利用如上所述的合適的方法)。當許多標籤被封入到一個區域中且例如它們中的許多或全部都立刻被喚醒時，該處理減少了潛在的幹擾。由於，讀取器一般不會立刻接收和解碼來自所有潛在的響應標籤的信息，所以這種處理使標籤有更好的機會分布被聽到。而且，如以上簡述的，標籤器件可接收來自指示標籤器件關於當前激活狀態的讀取器器件的掩碼(例如，指令信號)。該指令信號可用例如如上描述的方式指示一個或多個喚醒電路，即使接收到正確的響應激勵信號正確的次數，標籤也應被禁止(例如，標籤將保持在非激活模式)。指令信號可進一步用例如如上所述的方法指示不應被禁止(例如，當前的激活狀態)的喚醒電路，當接收到正確的相應的激勵信號時將被喚醒。由此，噹噹前的激活狀態是用激勵信號接收的部分掩碼(例如，掩碼不能失敗)時，標籤可繼續它的喚醒和應答模式。現在轉到圖IO，在1000示出並概括地指示了根據本發明的標籤器件中的安全處理。在一個實施例中，處理是以兩個信息挑戰-應答方法為基礎的，並且可用在標籤中來保護不受記錄/重放攻擊。根據圖10用於安全處理的以下描述的信息交換可在標籤器件中實現。通常，為了保護不受重放攻擊，基礎結構(例如，觀測節點/讀取器器件)對於每個調查請求可發布不同的挑戰節點(例如，1002)。在每個標籤內，可存在用於產生電流轉鍵的循環計數器。基礎結構監測該計數器。於是，當該基礎結構接收一個或多個數據信息(1004)時，發現記數值已用於擾頻該數據(1006，1008)。實際的記數值離所期望的記數值越遠，信息是由重放攻擊產生的欺騙就越可能。當標籤響應於輪詢時，其可僅利用振鈴鍵擾頻它的標識符(ID)，而信息本體(例如，遙測欄位)可通過組合的振鈴鍵和轉鍵(1004)擾頻。可配置觀測節點解密該ID，但不是信息本體。擾頻的本體+ID十振鈴鍵則可發送給用於處理(1006)的網絡(例如，遠程伺服器)。網絡伺服器可保持轉鍵的圖像，並且可進一步具有對於每個處理應具有指針的好想法。通過從擾頻的本體+ID+振鈴鍵(1008)推斷出正確的籽晶鍵，例如，轉鍵或旋轉代碼數(例如，其可以通過窮舉搜索和匹配循環冗餘碼校驗(CRC)進行)，該網絡知道在旋轉數(1010，1012)中是否存在大的調頻。新指針離老指針的距離表明標籤被緩和了(1016)(其中可以在網絡中生成適當的警報)，或是有效信息(1014)。現在轉到圖ll，在1100示出並概括地指示了根據這裡的實施例的標籤器件接收器結構(和一些相應的功能性)。接收器可實施參考圖3描述的鏈路時序和波形。接收器1100—般包括用於接收激勵信號和發送數據的一個或多個天線1102。接收器前端可包括一個或多個(在該實例中示出了兩個)喚醒電路1104、1110，每個都具有利用合適的方式可工作地耦合至檢測器電路(分別，1108，1114)的無源高Q濾波器(分別為1106、1112)。在該說明中，高Q濾波器1106以約800MHz的頻率F1檢測信號，而高Q濾波器1110以約900MHz的頻率Fl檢測信號。這些喚醒電路檢測具有足夠能量(如由包絡檢測器電路限定的)和具有預定頻率(如由高Q濾波器限定的)的各個激勵信號。因此，如果在指定帶中接收到足夠的能量，則相應幅度檢測器的輸出將足夠高以觸發開啟電路1116，其例如可包括比較器電路以將RF電壓電平轉換到數字邏輯電平，反之會導致雙穩器件(常稱為"觸發器")鎖存和保持喚醒信號的檢測。在允許接收器1118開始其接收功能(例如，1120-1142)之前，開啟電路1116可激活現有的接收器和數字部分(1118)，以開啟時鐘並使穩定性有效。在檢測足夠的信號強度和喚醒之後，接收器1100尋找激勵信號(例如，喚醒字符組)的終點(1120),由此，標記延遲周期的開始和觸發例如實現時序恢復的導頻信號的搜索(1122)。導頻搜索時序恢復電路1124可進一步包括接收器1100並且可同步到能量的降低，以使搜索時序恢復的量減到最小。搜索和導頻恢復電路1124輸出信道估算1126和信息時序1128至可進一步包括接收器1100的去擴展器和信道校正電路1130。例如，可配置去擴展器和信道校正電路1130,以將寬帶CDMA信號變換到窄帶信息(例如，去擴散數據1132)並且可進一步輸出時序數據1134。例如，電路1124和U30可利用現有的相關器CDMA方案來實施。去擴展和時序數據1132、1134可輸入到進一步包括接收器1100的信息處理器1136中，其可用於從讀取器收回數據1142，例如可包括對得起ID1138、安全口令碼1140和/或可存在於一個或多個下行鏈路消息中的其它命令參數。現在轉到圖12，在1200示出並概括地指示了根據這裡的實施例的標籤器件發送器結構(和一些相應的功能性)。如在該實施例中可以看到的，在被觸發和接收了時序(Sync)和口令(安全)之後，通過接收器(1202)開始發送操作，如參考圖ll以上詳細說明的。例如，發送器1200可開啟下面的同步脈衝，提供口令信息通過成功的CRC測試。一旦觸發了發送器，時序和控制單元1204就將序列移到一個或多個不同發送塊。在一個實施例中，可利用中心的800KHz時鐘實施所有的標籤操作(接收和發送)，例如，每秒CDMA操作對應於800，000個碼片。標籤發送器1200可進一步包括擴增量長度256M序列發生器1206、偏移掩碼1208和加法器1234，都用於控制次數和信道偏移以用於從一個或多個擾頻分組產生發送數據流。單個(例如，主要的)PN產生器1206可用於產生256個長增量M序列。PN發生器1206—般在傳輸開始之前復位，並且偏移掩碼1208用於產生對於PN發生器1206的16可能信道偏移1210。標籤發送器可進一步包括每次PN發生器1206纏繞在周圍可遞增的碼元計數器1210。這會導致每秒800,000/256或3125碼元的碼元(字符傳輸)速率。如果例如使用二進位相移鍵(BPSK)調製傳輸，則會導致l位/碼元的比率。標籤發送器1200可進一步包括報頭產生器1212、標籤識別產生器1214、遙測產生器1216和CRC產生器1218，以產生用於將標籤數據發送給閱讀器件的一個或多個信息分組。傳輸分組可具有以下結構structtxjpacket{tx__packet.preambie,agctx_packetf)reamWe.timingtx_packetkltxjDackettel艦etrytxjacket,CRC}676symbols;(1symbol)(1symbol)(128symbols)(512symbols^(32symbols)//adjustreceiver八OC〃timingrecovery〃uniqueEDmrato，〃tagSata(ifany)〃dataintegritycheclc標籤發送器進一步包括ID擾頻器1220，用於加密來自ID塊1214的標籤ID;遙測擾頻器1222，用於加密來自遙測塊1216的標籤遙測數據；和傳輸計數器1224,用於進一步加密遙測數據。標籤發送器1200還包括開關組1226和1228和加法器1230，以使要形成的加密分組實現，其最終被發送1232。在一個實施例中，用於標籤ID1220的擾頻器僅以安全口令為基礎，由此能夠使觀測節點解碼該ID。然而可利用如上所述的安全口令和轉鍵的組合擾頻該遙測數據。假設85%的佔空因數，可以在一秒內發送的信息分組的數量為3125*0.55/6764。例如利用跳躍方案，重複信息分組以增加被聽到的且通過讀取器器件解碼的標籤器件信息的機率，傳輸可持續約5秒。為了利用同一CDMA信道分解多個標籤，可重複信息十五(15)次，每次都利用不同的跳躍方案。在一個實施例中，跳躍方案看起來可以是隨機的，但也可以以唯一的標籤ID為基礎。這將使兩個標籤緊跟著實際的同一跳躍序列的可能性減到最小。用標籤ID作為種子，一般的跳躍產生可以包括PN序列產生器，例如1206，對於15次復算產生信道數(4位)，或用ID作為種子從PN產生器產生總共60位。這些可以基於飛行計算，或被存儲在預定義的信道跳躍矩陣中。觀測節點閱讀器可使用幹擾註銷，以重構發送的信息。例如，四個標籤存在於一個位置，信道跳躍序列可以是如下面的表1所示。tableseeoriginaldocumentpage24表l如可以看到的，標籤l、2和4在第一標籤傳輸通帶期間在同一CDMA信道上發送。因此，可以僅解碼來自標籤3的數據。因此，傳輸給讀取器的標籤l、2和4未能在第一通帶上實現解碼過程。然而，一旦解碼了來自標籤3的數據標籤3的ID是已知的；標籤3的數據是已知的；並且可以推斷出標籤3的跳躍序列。讀取器接收器可保存標籤3的幅度，以便在來自標籤的隨後的傳輸反覆上，可以從接收的原始數據取消(減去)標籤3的數據，由此提高了系統信號-幹擾。在第二傳輸通帶上，標籤2和4碰撞(都使用代碼信道9)，但可以解碼標籤l。一旦解碼了，也可以將它的數據添加到幹擾取消電路上。結果，從標籤l上的該點也不再幹擾其它標籤，即使它們在隨後的帶中使用同一代碼信道。在第三傳輸通帶上，標籤2和4沒有彼此衝突，但標籤4與標籤1衝突，標籤2與標籤3衝突。然而，由於在前的解碼標籤1和3己經被取消，因此不管該衝突，可以成功地解碼標籤4和2。現在轉到讀取器器件，其可包括如本領域中公知的常規發送器電路。然而，在圖13中，在1300示出並概括地指示了根據這裡的實施例的讀取器接收器結構(和一些相應的功能性)。接收器1300包括常規的接收電路(未示出)例如用於接收標籤數據的一個或多個天線、數位訊號處理器(DSP)等。如可以看到的，該圖示的接收器為15個代碼信道1302和與主要指狀物中的每個有關的五個可能偏移1304提供了單一的指狀物去擴展。由此，接收器可包括PN256相關器1306、後面是75個不匹配濾波器1308的總共75個支撐組合以從接收的標籤數據產生七十五個可能的碼元流1312。可選地，可捕獲來自標籤數據的原始樣品，並且接收器處理在利用商業可獲得的DSP的軟體中執行。對於前同步碼1314(例如，已知的序列)可搜索75個可能的碼元流1312。如果檢測(1316)到了有效的前同步碼，則接收器可解調和解碼標籤ID。如果IDCRC是有效的(1320)，則可以認為信息分組是有效的(1322)，信息解碼可繼續並且可提取數據(例如，遙測)。該數據與接收(RX)功率一起，可被提供給幹擾取消電路1326、1328並且還發送給用於處理的網絡(例如，遙控伺服器)。在一個實施例中，在下一次反覆期間在減去數據之前對於已知的標籤ID利用存儲的前同步碼幅度和已知的代碼跳躍，讀取器接收器可使有效信息重新擾頻和去擴展。另一方面，如果因為前同步碼檢測失敗1330而使流失敗，則很可能對應於空的代碼信道。而且，如果IDCRC檢驗1320失敗(例如，檢測有效的CRC1332)，則很可能存在在那個代碼和偏移上的用戶的碰撞或衝突。此外，來自讀取器接收器的時序可從讀取器發送器得到，以便不需要延遲鎖定環(DLL)來滿足系統定時。由於對於所有可能的偏移的短範圍和多假設處理，這是可以的。在前述說明書中，描述了本發明的具體實施例。然而，本領域普通技術人員意識到，可以進行各種修改和改變，而不脫離如以下權利要求中提出的本發明的範圍。因此，說明書和圖被認為是說明性的而不是限制性的意義，並且所有的這些修改指的是包括在本發明的範圍內。會導致好處、優點或解決方案出現或變得更顯著的好處、優點、問題的解決方案和要素不構造為一些或所有權利要求的關鍵的、需要的或基本特徵或要素。本發明僅由所附權利要求單獨限定，該權利要求包括在論述的該申請和那些權利要求的所有等效物懸而未決期間進行的一些改進。權利要求1.一種用於實現資產跟蹤的方法，包括以下步驟利用第一頻帶在第一功率電平接收第一激勵信號；和一旦確定滿足第一組參數，從非激活模式喚醒到激活模式，利用不同於第一頻帶的第二頻帶在比第一功率電平大的第二功率電平發送數據，和返回到非激活模式，其中，確定滿足第一組參數包括至少確定第一激勵信號對應於第一喚醒電路。2.如權利要求l的方法，其中，當第一頻帶包括對應於第一喚醒電路的預定頻帶時第一激勵信號對應於第一喚醒電路，並且該第一功率電平超過對應於第一喚醒電路的預定閾值，並且具有對應於第一喚醒電路的預定範圍。3.如權利要求l的方法，其中，確定滿足第一組參數進一步包括確定還沒有禁止第一喚醒電路。4.如權利要求l的方法，其中，該第一喚醒電路是多個喚醒電路的其中之一。5.如權利要求4的方法，進一步包括，接收指令信號的步驟包括禁止除多個喚醒電路中的一個之外的所有喚醒電路的指令。6.如權利要求l的方法，其中，在從多個信道選擇的第一信道上發送數據。7.—種設備，包括天線；接收器電路，其耦合至天線並且包括至少一個喚醒電路，該接收電路，利用第一頻帶在第一功率電平接收第一激勵信號；和一旦確定了滿足第一組參數，則從非激活模式喚醒到激活模式，利用不同於第一頻帶的第二頻帶在比第一功率電平大的第二功率電平發送數據，以及返回到非激活模式，其中確定滿足第一組參數包括至少確定第一激勵信號對應於至少一個喚醒電路；和發送器電路，其耦合至天線和接收電路以發送數據。8.根據權利要求7的設備，其中，該接收電路包括多個喚醒電路以喚醒標籤器件，在多個喚醒電路中的每個由不同的激勵信號激活。9.如權利要求7的設備，進一步包括隨機數發生器，用於選擇多個信道中的一個來發送數據。10.—種用於實現資產跟蹤的方法，包括如下步驟利用第一頻帶在第一功率電平接收第一激勵信號；和一旦確定了滿足第一組參數，從非激活模式喚醒到激活模式，利用不同於第一頻帶的第二頻帶在比第一功率電平大的第二功率電平發送數據，和返回到非激活模式，其中確定滿足第一組參數包括至少確定第一激勵信號對應於多個喚醒電路的第一喚醒電路。全文摘要一種用於實現資產跟蹤的方法包括步驟利用第一頻帶在第一功率電平接收(710)第一激勵信號；和(720)一旦確定了滿足第一組參數，就從非激活模式喚醒到激活模式，利用不同於第一頻帶的第二頻帶在比第一功率電平大的第二功率電平發送數據，以及返回到非激活模式，其中確定滿足第一組參數包括至少確定第一激勵信號對應於第一喚醒電路。文檔編號H04Q7/00GK101253782SQ200680031820公開日2008年8月27日申請日期2006年8月21日優先權日2005年8月31日發明者哈菲德·哈馬代納,埃馬努埃爾·卡哈納,尼古拉斯·C·霍普曼,施穆爾·西爾弗曼,羅恩·羅特斯坦申請人:摩託羅拉公司