CN1345431A - 检测便携体的方法和采用这一方法的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来从一个集中管理单元控制的N个天线组成的网络来检测便携体。该方法包括步骤:管理单元同时向所有天线发射信号,再由管理单元从已检测到便携体的天线接收包括响应信号的合成信号,于是每个物体按照预定顺序根据该信号被检测到。本发明特别适用于进入控制。

Description

检测便携体的方法和采用这一方法的系统

本发明涉及利用N个天线组成的网络检测便携体的一种方法，以及采用这种方法的检测系统。

在这以后用天线表示天线本身和跟这个天线有关用于发射和接收信号的电子设备。

便携体表示跟天线一起提供的智能卡类型的任意信息载体，或者任意电子标签。

当负责作出判断的管理单元必须集中的时候，通常都将天线放进网络内。要对住宅进行物理进入控制，或者对公共建筑进行进入控制的时候就是这种情况。希望跟踪数据库中的一个物体的时候也是这种情况。

将天线放进网络内使得它能够增强系统的能力并且降低安装成本。为了这一目的，将使用包括一个单元用于集中管理网络的一个管理系统。

这样组织并不是没有困难的。这是因为系统功能的集中会带来问题，特别是给管理单元的工作模式带来问题。

目前，将N个天线放进一个网络是用一个查询算法来管理的，它连续地选择天线以便检查是否存在便携体。这样做的主要缺点是即使某个天线附近没有便携体也要选择这个天线。因此这样会延长时间，这个时间正比于这个网络中的天线数目，并且使得管理单元不能再从事其它任务。

如果同一个天线检测到了几个便携体，管理单元就利用防冲突算法来一个一个地选择每个天线检测到的便携体。

当这个单元已经利用这个天线完成了跟这些便携体的通信的时候，以及当它已经调整了这个天线上冲突现象的时候，它就选择另外一个天线。

这样，如果考虑例如有60个天线的一个网络，检测天线跟前一个便携体所用的最少时间是25毫秒，每个天线每隔1.6秒(64×25毫秒)查询一次。

当这样一个系统被用于进入控制的时候，用户必须等待1.6秒才能从检测系统获得响应。

因此管理单元的集中引出了问题，特别是以下问题：

-查询管理使得系统的复杂性增大了，

-天线的查询延长了反应时间，

-安装起来更加复杂，因为管理单元必须知道网络的结构，

-即使天线跟前没有物体也要对天线进行查询，

-系统中天线的总数受到查询时间的限制。

本发明的目的就是解决这些问题。

本发明的第一个目的是检测便携体的一种方法，它能够采用对管理单元来说透明的一种方式，管理大量的天线。

根据本发明，管理单元必须有一种装置，用来连续地选择天线检测到的每个便携体，这意味着最好包括防冲突算法，它可以是一种通用算法。

更加具体地说，本发明的一个目的是利用N个天线组成的网络检测便携体，这个网络由一个集中管理单元加以控制，其特征在于它包括以下步骤：

-管理单元将信号同时发射给所有天线，

-所述单元接收包括已经检测到便携体的天线的响应信号的结果信号，

-按照预先确定的顺序，连续地选择检测到的每一个物体。

按照另外一个特征，连续地选择每个物体是利用防冲突算法进行的。

按照一个变型，管理单元接收信号是通过在为每个天线保留的单元的输入点分别接收天线的响应信号，并且将所述信号加起来进行的。

根据另外一个变型，管理单元接收信号是通过在为这个网络内所有天线保留的单元的输入口进行的。

根据一个变型，接收信号包括识别形成所述信号的响应信号的来源的步骤。

响应信号的识别包括将接收响应信号的输入点已知的天线的身份信息储存起来的步骤。

在一个变型中，存储包括设定触发器的逻辑状态，当这个单元开始跟对应天线检测到的便携体进行通信的时候释放它。

在另外一个变型中，响应信号的识别包括将天线的识别跟天线发送的响应信号联系起来的步骤。

本发明的另一个目的包括一个系统，用于检测便携体，包括跟发射/接收装置连接的N个天线的一个网络和一个集中管理单元，其特征在于：

·这个管理单元包括：

-跟天线的发射/接收装置连接的发射/接收装置，

-管理单元的发射装置能够同时将信号发射给所有天线，

-所述单元的接收装置能够从已经检测到便携体的天线接收响应信号，其形式是每个天线一个不同的信号，具体取决于管理单元的发射/接收装置和天线之间建立的连接的类型，和

-按照预先确定的顺序连续地选择检测到的每个便携体的装置。

按照预先确定的顺序连续地选择检测到的每个便携体的装置包括一个防冲突算法。

按照一个实施方案，管理单元的发射/接收装置和天线的发射/接收装置通过串行传输类型的连接进行点到点连接。

根据另外一个实施方案，管理单元的发射/接收装置包括通过串行传输类型的连接跟所有天线连接的一个输入点。

在第一个实施方案中，管理单元包括一个天线鉴别器。

通过阅读下面的描述同时参考附图，会更加清楚地了解本发明的优点。在这些附图中：

-图1概括地说明本发明，

-图2概括地描述本发明的一个变型，

-图3说明本发明的第一个实施方案，

-图4说明本发明的第二个实施方案，和

-图5说明本发明的第三个实施方案。

按照本发明的方法，管理单元OG能够将它发射的信号同时发射给所有天线，并且接收来自所述天线，结果信号S形式的所有响应信号。

这样，在这个管理单元OG看来，所有天线一起是一个单独的实体，如图1所示。

管理单元OG还能够连续地选择所述天线检测到的便携体，以便跟它们通信(用COM表示的功能)，这种选择按照预先确定的顺序进行。

实际上，连续选择将用一个防冲突算法AL来进行，而不管它是什么。

防冲突算法AL能够检测N个天线附近的便携体。

有许多的防冲突算法用来按照预先确定的程序进行选择。这个顺序可以有一定程度的优先级，也就是说在这种情况下能够给N个天线中检测到便携体的天线周围的便携体以最高的优先级建立通信。

这个算法还能够在管理成员和便携体之间按照以任意的方式给予天线，由系统结构确定的一个序列号进行通信。

图2说明本发明的方法的一个变型。

在这个变型中，天线A1～AN能够检测一个或者多个物体。这个变型一点也没有改变本发明的原理。还在天线和管理单元之间建立点到点连接，这一点在图3中能够看得更加清楚。

为了这一目的，管理单元将进来的信号加起来，从而能够将整个天线网络看作一个实体。这个单元接收来自检测到存在一个或者多个便携体并且形成信号S的天线的输入响应S1～SN。防冲突算法能够管理从天线网络同时到达的响应。

本发明的优点是根本不需要查询状态。

由于这一点，跟天线跟前的便携体建立通信所需要的时间不再取决于网络中天线的个数，而是只取决于同时存在的便携体的个数和防冲突算法的性能。

本发明的另外一个优点是能够按照优先级进行管理。优先级概念同时适用于天线的选择和便携体的选择。

最后，这个解决方案不需要增加管理单元的数目来保证天线网路中检测系统的性能。

现在描述对应于具有不同结构的系统的三个实施方案，这些系统能够用于不同的应用。

第一个实施方案用图3说明。

在这个实施方案中，系统跟天线网络之间存在点到点连接。这个连接可以是一个RS485，一个RS422，一个RS232或者其它连接。

管理系统TG包括管理单元OG，严格地讲它能够处理和分析从便携体收到的信息。管理单元同时查询这个阵列的所有天线，以便检测是否存在便携体。这一点用管理系统TG的发射/接收装置ER1在输出端O1～ON发射的所有信号E来代表。

天线网络收到的响应用来自天线网络的发射/接收电路ER2到达输入端I1～IN的信号R代表。

当然，每个天线都有它自己的发射/接收电路，但是这一点是用一个框的形式来说明，这个框说明天线网络的完整设备。

当便携体A或者B出现在任意一个天线跟前的时候，通过天线鉴别装置D将这一信息发送回管理单元，通过输入点D1～DN从所述天线收到所有响应信号。

这个装置D的作用是收集从天线发出的这组信息，并且将得到的信号S发送给管理单元，同时让它知道它的来源。

在图3所示的实例中，天线A2检测到一个便携体B，它被防冲突算法AL选中。

实际上，天线鉴别装置D有一个硬线逻辑，它包括例如一组RS触发器和加法器AD。网络中的每个天线都分配了一个RS触发器。

如果响应天线网络同时发射的信号，几个天线看到一个返回便携体检测信号，分配给这个天线的RS触发器被设置成1，从而能够识别返回信号的来源，也就是发射这个信号的天线。

因此鉴别器D能够将这个天线的识别号提交给管理单元，它会跟这个天线检测到的便携体进行通信。

管理单元会跟选中的便携体进行通信，并且将检测到这个便携体的天线的RS触发器复位。

这个实施方案能够用于有入口的建筑物的进入控制，并且管理分配给进入这个建筑物的不同人的权利。这个实施方案实际上能够按照分配给进门人的权利管理优先级。

下面将参考图4描述本发明的第二个实施方案。

在这个实施方案中，管理单元和天线网络之间的连接是用一个I2C总线进行的。发射/接收设备ER1是集电极开路类型的，以便将到达管理系统TG输入点的所有响应信号S1～SN叠加起来。

管理单元OG还有一个防冲突算法AL，并且能够处理和分析来自便携体的信息。

跟前一种情形一样，管理单元能够从它的输出点0同时询问网络中的所有天线，以便检测是否存在便携体。

这个实施方案还能够识别网络中的天线。

跟图3所示实施方案的差别是天线的识别是通过每个天线中的一个逻辑L来做到的，这跟传统方式一样。

在第二个实施方案中，只要发射/接收系统ER1通过它的输入口收到一个返回信号，管理单元就应用防冲突算法。

在这种情况下设备ER1能够将得到的信号S提供给管理单元。

这是因为按照设备技术，管理单元有可能用单独一个输入口跟网络中的所有天线串行连接。

这一连接可以用例如一个I2C总线实现。这一设备技术是一种集电极开路技术，它能够将发射的所有响应信号加在一起。

这样，当任何一个天线检测到一个便携体的时候，这个信息就被直接发回管理单元。

管理单元能够知道信息的来源，这是因为每个天线和每个天线拥有的逻辑L能够将所述天线的识别信息跟相应管理单元发射的信号发送的消息串接在一起。

例如，如图4所示，天线AN检测到一个便携体A，防冲突算法AL选中它，以便跟这个便携体进行通信。

这第二个实施方案的应用跟图3描述的实施方案的应用一样。

第三个实施方案用图5加以说明。

在这个实施方案中，在管理单元和天线网络之间有相同类型的连接，也就是说用I2C总线进行并行传输连接。管理单元的发射/接收设备ER1采用集电极开路技术，能够将输入口I收到的信号加起来，从而将一个结果信号S提供给管理单元自己。

管理单元包括防冲突算法，能够处理和分析从便携体收到的信息。

跟上面描述的实施方案一样，这个单元同时询问网络中的所有天线，以便检测是否存在便携体。

这个实施方案被用于需要知道收到的信号的信息来源的情形。

它能够用于高速公路收费处、防盗门、时问戳记(考勤钟)、停车场和物体计数等等。

在图5所示的实例中可以看到便携体B已经被网路中的天线用防冲突算法AL选中。

如上所述，本发明的查询不需要占用资源，并且有以下优点：

-系统对物体的存在的响应时间不依赖于天线个数，

-管理单元的复杂性不依赖于天线个数，

-可以将任意类型的防冲突算法用于这一方法，

-管理单元不需要知道网络中安装的天线的个数，

-天线不需要任何智能。

本发明能够用于工作在13.56MHz或者125kHz，符合ISO14443-A和ISO14443-B的任何类型的非接触便携体、标签(电子标签)。

Claims (13)

1.一种用集中管理单元控制的N个天线构成的网络检测便携体的方法，其特征在于它包括以下步骤：

-管理单元将信号同时发射给所有天线，

-所述单元接收得到的信号包括来自检测到便携体的天线的响应信号，

-按照预先确定的顺序，连续选择从这个得到的信号检测到的每个物体。

2.权利要求1的检测方法，其特征在于连续地选择每个物体是通过利用防冲突算法来做到的。

3.权利要求1的检测方法，其特征在于管理单元接收得到的信号是通过在为每个天线保留的单元的输入点分别接收天线的响应信号并且将这些信号加起来做到的。

4.权利要求1的检测方法，其特征在于管理单元接收得到的信号是通过在为系统中所有天线保留的单元的输入点接收得到的信号来做到的。

5.以上权利要求中任意一个的检测方法，其特征在于接收得到的信号包括识别形成得到的信号的响应信号的来源的步骤。

6.权利要求3和5的检测方法，其特征在于响应信号的识别包括储存收到响应信号的输入点知道的天线的识别信息的步骤。

7.权利要求6的检测方法，其特征在于其中的存储包括将一个触发器设置在一个逻辑状态，当这个单元跟对应天线检测到的便携体进行通信的时候将它复位。

8.权利要求4和5的检测方法，其特征在于响应信号的识别包括将天线发送的响应信号中的天线识别信息连接起来的步骤。

9.检测便携体的一种系统，包括N个天线构成的一个网络，连接了发射/接收装置，还有一个集中管理单元，其特征在于：

-管理单元(OG)包括：

-跟天线的发射/接收装置连接的发射/接收装置(ER1)，

-管理单元的发射装置，能够将信号同时发送给所有天线，

-所述单元的接收装置，能够根据管理单元的发射/接收装置与天线间建立的连接类型，以每个天线一个不同信号或一个最后形成信号的形式，从检测到便携体的天线接收响应信号，

-按照预先确定的顺序连续地选择检测到的每个便携体的装置(AL)。

10.权利要求9的检测系统，其特征在于按照预先确定的顺序连续地选择检测到的每个便携体的装置包括一个防冲突算法。

11.权利要求9或者10的检测系统，其特征在于管理单元的发射/接收装置和天线发射/接收装置以串行方式按照点到点模式连接在一起(I1～IN)。

12.权利要求9或者10的检测系统，其特征在于管理单元的发射/接收装置包括一个输入点(I)，按照串行方式跟所有的天线连接在一起。

13.权利要求11的检测系统，其特征在于管理单元包括一个天线鉴别器(D)。

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