CN103701500A - 用于配置在rfid装置中的读/写设备的方法以及读/写设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于在具有至少两个读/写设备的RFID装置中配置读/写设备的方法和读/写设备，为了在读/写设备中的至少一个中配置，调节至少一个运行参数并在至少两个读/写设备之间直接交换与配置相关的消息。为了交换消息应用分别设立用于读/写设备与RFID应答器的通信的无线接口和设置用于与RFID应答器进行通信的通信方法和通信协议，读/写设备中的至少一个相对于所述读/写设备中的另一个模拟RFID应答器。通过这种方法能将读/写设备在集合体中彼此协调地配置，而不需经由主接口的通信并不需在读/写设备之间的单独的硬件机构或单独的数据连接。这种读/写设备也能被在集合体中彼此配置，读/写设备不具有主接口或不连在数据网络上（例如单机设备）。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于配置RFID装置中的读/写设备的方法，以及一种用于RFID装置的读/写设备。
背景技术
用于RFID装置的、尤其是在900MHz范围（UHF范围）中工作的这种RFID装置的读/写设备主要具有2个通信接口、即其中一个是到主机（可编程逻辑控制器、个人电脑或其他更高级别的***）的***接口，以及另一个是用于与RFID应答器通信的“空中接口”（“Air Interface”）。在此，读/写设备大多数时候设计为，使得所述读/写设备执行主机的指令，其中所述读/写设备与RFID应答器经由空中接口通信并且在此交换相应的有效数据（有效载荷）。
在具有多个读/写设备的装置中通常需要，将所述读/写设备在其相应的配置方面来彼此协调。这意味着，读/写设备的运行参数必须分别设定为，使得不会发生相互不期望的影响或相互干扰，然而其中必须保证的是，总计获得足够的无线电覆盖范围并且检测具有足够的质量（检测速率、发送和接收功率等）的待检测的RFID应答器。
对于配置读/写设备常见的是，将所述读/写设备借助于其主接口（Host-Schnittstelle）与编程设备等连接。在通常的、读/写设备的主接口连接在（可能的工业的）数据网络上的应用情况下，能够在相同的数据网络上连接有编程设备等，所述编程设备交替地或甚至同时地对运行参数（参数组或配置文件）进行访问，并且允许用户根据期望设定运行参数的值。
从文献US2007/0046467A1——Chakraborty等著有的“System andMethod for RFID Reader to Reader Communication”中已经已知一种方法：其中多个RFID读/写设备彼此协调，使得在同一时间总是仅允许一个读/写设备发送，而所有其他读/写设备处于接收模式中。在此，设有编程设备“中央权威消息源（Central Authoritative Source）”，其中配置消息从所述中央编程设备传输到读/写设备中的一个上，并且从所述读/写设备中的一个直接转发到下一个读/写设备，等。
发明内容
从现有技术出发得出的目的是，简化在RFID装置中的读/写设备的配置，并且在此尤其减少或节省对于配置所需的机构。
所述目的的解决方案的核心思想是，RFID读/写设备在集合体中相互自动配置，其中，对此必要的消息直接经由空中接口，更确切地说在应用RFID协议的情况下进行交换。
所述目的的解决方案尤其提供本文所述的方法的使用，其中提出一种用于在具有至少两个读/写设备的RFID装置中对读/写设备进行配置的方法，其中为了在读/写设备中的至少一个中进行配置而调节至少一个运行参数，并且其中在至少两个读/写设备之间直接交换关于配置的消息。在此，为了交换消息，应用分别设立用于读/写设备与RFID应答器通信的无线接口和设置用于与RFID应答器通信的通信方法和通信协议，其中，读/写设备中的至少一个相对于读/写设备中的另一个模拟RFID应答器。通过这种方法，能够对读/写设备以在集合体中彼此协调的方式进行配置，而不需要经由主接口进行通信并且不需要在读/写设备之间的单独的硬件机构或单独的数据连接。此外，这种读/写设备也能够在集合体中相互配置，所述读/写设备不具有主接口或不连接在数据网络上（例如单机设备）。
此外，所述目的通过本文所述的读/写设备来实现，其中提出一种用于RFID装置的读/写设备，其中读/写设备设立为用于与RFID装置的另一读/写设备交换与读/写设备的配置相关的消息。在此，在应用设置用于与RFID应答器通信的通信方法和通信协议的情况下，读/写设备设立为用于借助于设立为用于与RFID应答器进行通信的无线接口来交换消息，其中这个读/写设备构成为用于相对于读/写设备中的另一个模拟RFID应答器。通过这种读/写设备能够实现在本文中借助根据本发明的方法已经讨论过的优点。
根据本发明的方法的有利的设计方案下文中说明，其中所述设计方案的特征和优点按意义地也适用于根据本发明的读/写设备；反之，读/写设备的有利的设计方案的特征和优点按意义地也适用于根据本发明的方法。在本文中所阐述的特征既能够单独的，也能够以相互组合的方式实现。
在一个有利的设计方案中，为了配置所交换的消息与在一个位置上或通过读/写设备中的一个检测到的RFID应答器以及在检测所述应答器时测量出的无线电参数，尤其是接收场强（RSSI值）、读取速率等相关。在接收所述数据的读/写设备中，所述数据能够被用于决定关于运行参数的改变或用于其他设置，其中以有利的方式在本地得到的关于本地接收的应答器的数据能够用于比较。因此，例如可行的是，委托应答器以最好的质量接收的读/写设备用于处理所检测到的应答器的数据。为此可行的是，其他读/写设备借助于消息经由空中接口被告知：所述其它读写设备能够在正在运行的工作周期中忽略所述已知的应答器，等等。因此，在此情况下，已改变的运行参数涉及待忽略的应答器。
在另一有利的设计方案中，对于其他的在此描述的方法和设备替选地或附加地能够实现：读/写设备检测相邻的读/写设备的发送，以及应用在此已确定的或测量出的无线电参数，即例如接收质量或场强等，以便通过适当地调节发送功率、无线电信道、时隙等来实现整个装置的最优的无线电覆盖范围。在此，读/写设备中的一个例如能够在无线电集合体（Funkverbund）中确定为用于控制或配置其他的读/写设备的“主机（Master）”。所述“主机”功能也能够根据情况被读/写设备中的另一个采用；尤其能够考虑允许主机功能的“谈判（Aushandeln）”的层级结构或算法。但是，在一个替选的实施形式中，每个读/写设备也能够借助于所述读/写设备自身检测到的数据，以及借助于所述读/写设备从相邻的读/写设备得到的数据，来确定或优化其自己的无线电参数。有利地，在每个读/写设备中能够管理下述信息或列表：其中相邻的读/写设备例如必须能以何种最小强度和/或最大强度来接收发送、例如检测信号“清单（inventory）”。替选地，读/写设备也能够确定用于集合体的其他读/写设备的运行参数，能够将所述运行参数传输到所述集合体进而确定相邻的无线小区的特性。
作为待调节的运行参数例如考虑最大的或目前（将来）待使用的发送功率、待使用的或待封闭的无线电信道、接收电子装置的待使用的输入敏感度或者也考虑定时参数（timing-Parameter）。其他的运行参数能够详细指定待应用的通信协议，这既涉及用于对RFID应答器进行读和写的用于有效的运行的协议，也涉及用于与其他读/写设备进行通信的RFID通信协议。其他待调节的运行参数能够涉及用于选择或拒绝所检测到的RFID应答器的过滤参数。这意味着，例如借助于消息来确定：读/写设备中的哪个“处理”哪个RFID应答器，其中也能够指定组或识别号码范围。
当读/写设备将检测到的应答器经由无线电接口转告给相邻的读/写设备时，得到另一有利的使用情况，其中在相邻的读/写设备处进一步处理关于所述应答器的检测和可能的捕获到的有效数据（有效载荷）的信息，或者经由主接口报告给应用。在此，例如可行的是，这种RFID读/写设备也集成到不具有自己的主接口的或者到网络基础设施的连接是困难的或不可能的工业装置中。除了所检测到的应答器的识别号码以及可能存在的数据信息（有效载荷）以外，在此也能够有利地报告关于用于所检测到的读/写设备的识别号码或其他说明，以至于例如能够得出关于检测的位置的结论。
最后，根据本发明，在一个有利的设计方案中可行的是，借助于经由空中接口进行的通信，将配置数据从一个读/写设备传送到另一读/写设备并且在另一读/写设备处应用，这能够通过提供相同地配置的设备的方式，在安装大型网络时有利地用于减轻工作。另一有意义的使用情况产生在现有的读/写设备应用另一读/写设备进行交换时、例如为了维护目的而交换时得到。在此，也能够显著地简化或甚至完全省去对新投入使用的设备进行手动的重新配置。
有利地，读/写设备借助于调制的反向散射（“Backscattern”）相互通信，其中根据消息传输的“方向”能够改变模拟RFID应答器的读/写设备的作用。
附图说明
在下文中，借助于附图阐述根据本发明的方法的实施例。所述附图同时用于阐述根据本发明的读/写设备的实施例。
在此示出：
图1示出一个由四个读/写设备和一个RFID应答器构成的装置的示意图；
图2示出一个由两个读/写设备、一个具有应用的计算机和一个RFID应答器构成的装置；以及
图3示出一个由两个读/写设备和一个管理工作站构成的装置的示意图。
具体实施方式
在图1中示意地示出四个读/写设备R1、R2、R3、R4，所述读/写设备分别具有发送和接收路径TX、RX并且配备有信号处理器DSP。此外，在附图中示出RFID应答器TR。RFID应答器和读/写设备R1、R2、R3、R4都具有单义的识别号码，在示例中，RFID应答器TR具有识别号码ID_088897。
在图1中示出的是，读/写设备R1、R2、R3、R4既能够检测RFID应答器TR或能够与所述RFID应答器交换数据，也能够借助于相同的空中接口（天线、接收电路等）相互交换消息或数据。在此，不仅应答器TR，而且还有其他读/写设备R1、R2、R3、R4能够借助于已调制的反向散射（“Backscattern”）对一个读/写设备R1、R2、R3、R4的询问报告（“清单inventory”）进行响应。在此，除了识别号码（“ID’s”）以外，也能够传输有效内容，即例如在应答器TR中是数据存储器的内容，并且在其他读/写设备R1、R2、R3、R4中是任意的消息。
作为示例假设的是：读/写设备R1、R2、R3、R4分布在工业环境中，以便无缝隙地覆盖较大的无线电范围。为此，每个读/写设备的发送功率应设定为高到使得从所述读/写设备发射的已调制的载波还应以最小接收场强在所有其他读/写设备R1、R2、R3、R4处被接收。另一方面，每个读/写设备R1、R2、R3、R4的发送功率应设定为尽可能小的，以便排除相互干扰。为此，读/写设备R1、R2、R3、R4中的每个能够分别开始称为“测试信号”的传输，其中其他读/写设备R1、R2、R3、R4不仅将其相应的识别号码“向回散射”（Backscattern），而且也将用于从首先提到的读/写设备R1、R2、R3、R4发射的无线电信号的在本地测量出的接收场强的值“向回散射”。因此，用于响应的读/写设备R1、R2、R3、R4的识别号码和用于接收场强的所属的场强值（RSSI值）是经由首先提到的读/写设备R1、R2、R3、R4的空中接口接收到的消息，据此所述数据能够在本地被评估并且能够被用于设定发送功率。所述方法能够由所有读/写设备R1、R2、R3、R4依次执行，这引起对参与的设备的运行参数（在此：发送功率）进行简单的、但是相互协调的配置。除了发送功率以外，当然也能够设定大量的其他运行参数，其中在各个读/写设备R1、R2、R3、R4中也能够采用用于不同的运行要求的不同的算法借助于接收到的消息来来用于确定运行参数。
替选于在此提出的每个读/写设备R1、R2、R3、R4计算和应用其自己的参数的方法，也能够由一个读/写设备R1、R2、R3、R4发送指令给所述设备中的另一个，借助于指令对所述第二设备提出或规定参数调节。
在图2中示意地示出由两个读/写设备R1、R2、RFID应答器TR和具有应用AW的个人电脑构成的视图。所述应用AW例如是必须经由所检测到的RFID应答器TR通知到的工业控制程序。为了所述目的，具有应用AW的个人电脑连接到读/写设备R2的主接口上，例如经由USB接口或网络连接来连接。借助于经由空中接口的从读/写设备R1到读/写设备R2的传输来报告由读/写设备R1检测到的、不位于读/写设备R2的接收有效范围中的RFID应答器TR。为此，读/写设备R1开始新的“清单”，其中在已调制的载波中包含关于存在用于读/写设备R2的消息的信令。所述发送由读/写设备R2接收和解调，据此所述设备切换到“响应模式”并且类似于RFID应答器，即在模拟模式中，对读/写设备R1报告其存在。类似于读/写设备将数据传输到RFID应答器的用户存储器所采用的方法，现在，读/写设备R1传输RFID应答器TR的有效数据内容和序列号、关于检测时间点的时间信息以及统计数据（例如信噪比、计时参数、场强），它们在检测到RFID应答器TR时被登记。所述信息根据在具体的应用情况中的要求，由读/写设备R2报告给应用AW。在一个简单的实施形式中，RFID应答器TR的检测在此以与读/写设备R2本身可能检测所述应答器TR的相同的方式报告。然而，在一个替选的实施形式中，也能够传输附加信息，除了上述值以外，所述附加信息尤其也关于：传输关于应答器TR不是在读/写设备R2的位置或无线电范围被检测到，而是由读/写设备R1或在那里的无线电范围的位置上被检测到。
对于应答器TR在两个读/写设备R1、R2中被检测到的情况，在读/写设备R2中能够进行关于在哪个位置上或在哪个读/写设备R1、R2中应答器TR以“更好的”接收特性被检测到的比较。因此，作为关于应答器TR的可能的停留位置的位置信息例如能够说明适用“更好的”接收特性的无线电单元或读/写设备R1、R2。在两个读/写设备R1、R2具有主接口的情况下，借助于相应的比较也能够确定：读/写设备R1、R2中的哪个转告或处理检测到的应答器TR。在一个简单的情况下也能够适用的是，首先检测到应答器TR的读/写设备R1、R2对与所述应答器TR的继续通信负责。因此，设有识别号码ID_088897的从读/写设备R1到读/写设备R2的相应的消息引起读/写设备R2从此以后忽略所述应答器TR。
关于检测到的或待忽略的RFID应答器的信息在此同样适合作为运行参数，如用于发送功率、计时、无线电信道、通信协议等的之前所述的设定值。
在图3中又示出一个由两个读/写设备R1、R2构成的装置，其中读/写设备R1与管理员工作站ADM连接。在此，具有配置信息、即具有运行参数的数据组被传输给读/写设备R1，所述读/写设备将所述运行参数经由空中接口通过从RFID通信技术中已经提及的方法和协议传输给第二读/写设备R2，据此所述运行参数被应用在所述第二读/写设备处。
在一个替选的实施形式中，读/写设备R1、R2也能够将其运行参数相互调准，而不必使用管理员工作站ADM。
因此，借助于所示出的装置和所概述的方法能够实现不同的应用场景。在自动化的“信道管理”的领域中，读/写设备R1、R2、R3、R4应当自主地、即不会强制性地整合所谓的“主机”来调节无线电信道等的应用。因为已知的问题是，在高密度的读/写设备R1、R2、R3、R4中，少量的（在欧洲：四个）可用的无线电信道（UHF范围）承受强的负荷。因此，所使用的信道必须选择为，使得设备不相互干扰。在一个自动化的方法中，其中读/写设备R1、R2、R3、R4经由其空中接口直接相互通信，设备能够相互发送关于其发送功率和天线增益的信息。所述值或具有所述值的消息能够由相邻的设备接收，其中计算路径衰减（路径损耗Path Loss）。通过对辐射功率、路径衰减/损耗、干扰阈值等的认知能够决定：是否能够在相同的信道上无干扰地工作。因此，在第三步骤中，借助相邻的设备确定可靠地引起RFID装置的无干扰的运行的信道占用。此外，如果例如由于设备相互间的小的间距或由于超出有效范围而不能够无干扰的运行，那么中央工作站或“主机”能够被告知。各个读/写设备R1、R2、R3、R4在“测试传输”中并且也在生产性运行中的测量结果也能够例如借助于嵌入式网络服务器提供给用户。
另一使用领域是有针对性地避免超出有效范围。刚好在工业的环境中，由于读/写设备R1、R2、R3、R4的高密度能够造成超出有效范围。然而，位于所期望的检测范围之外的RFID应答器TR由于超出有效范围而被检测到并且在生产过程中导致干扰或甚至损害。当将关于在生产过程中的前述读/写设备的正确的检测的数据经由空中接口传输到随后的读/写设备R1、R2、R3、R4时，能够构建待期望的应答器TR的列表。在后续的所接收的应答器TR与所述列表的条目不同的情况下，能够应用用于对超出有效范围作出反应的算法，以便相应地调节所参与的读/写设备R1、R2、R3、R4的运行参数。显而易见，也能够发起向用户发送报告。用于处理超出有效范围的另一可能性已经被简短地讨论，其中在不同的读/写设备R1、R2、R3、R4的不同的检测时进行在与应答器TR通信时的无线电特性的比较。为此，多个读/写设备R1、R2、R3、R4构建用于到相同的应答器TR的无线电通信。读/写设备R1、R2、R3、R4的在与相关的应答器TR通信时识别出最好质量（RSSI值、稳定的识别等）的那个读/写设备至少在无线电路径的意义上离相关的应答器TR最近。因此，通过相互交换所述信息，所参与的读/写设备R1、R2、R3、R4能够确定：应答器TR是否“超出有效范围。”第三个重要的应用情况已经借助于从一个读/写设备到另一读/写设备的运行参数的传输来描述，并且也能够称为“阅读器的克隆（ReaderCloning）”。因此，尤其当相同地构造不同的读取位置时，能够将一次性确定和确认的运行参数以简单的方式从一个设备复制到另一设备。
Claims (13)
1.一种用于在具有至少两个读/写设备（R1，R2，R3，R4）的RFID装置中对读/写设备（R1，R2，R3，R4）进行配置的方法，
其中为了在所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的至少一个中进行配置而调节至少一个运行参数，并且
其中在至少两个所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）之间进行与配置相关的消息的直接交换，
其特征在于，
为了交换所述消息，应用分别设立为用于所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）与RFID应答器（TR）的通信的无线接口和设置用于与RFID应答器（TR）进行通信的通信方法和通信协议，其中所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的至少一个相对于所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的另一个模拟RFID应答器（TR）。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
在配置所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的第一个时，借助于消息将关于在所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）的无线电范围中检测到的RFID应答器（TR）中的至少一个的信息和关于分别在一个或多个所述RFID应答器的检测中测量出的接收质量的数据传输到所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的第二个，其中在能够在多个所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的无线电范围中检测到RFID应答器（TR）的情况下，通过所述第二读/写设备做出下述决定：所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的哪个设置用于与所述RFID应答器（TR）进行数据交换或设置用于将所述RFID应答器（TR）报告给所述RFID装置的应用（AW）。
3.根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，
借助于对与相应的所述RFID应答器（TR）相关的数据的比较而分别做出关于所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的至少两个的无线电范围中的接收质量的决定。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，
其特征在于，
在配置时应用由所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的第一个检测到的、所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的第二个的发送的接收质量，以调节所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的至少一个的至少一个运行参数。
5.根据权利要求4所述的方法，
其特征在于，
用于所述运行参数的已调节的值由所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的第一个来确定，将所述值借助于消息传输到所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的第二个并且在所述读/写设备中的第二个处应用。
6.根据权利要求4所述的方法，
其特征在于，
关于检测到的所述接收质量的数据借助于消息从所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的第一个传输到第二个，所述数据由所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的第二个评估并且用于确定或修正至少一个本地的运行参数。
7.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，
其特征在于，
应用最大的或待使用的发送功率、至少一个待使用的或待封闭的无线电信道，和/或接收器的输入敏感度作为待调节的运行参数。
8.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，
其特征在于，
应用用于选择或用于拒绝所检测到的RFID应答器（TR）的过滤算法的过滤参数作为所述运行参数。
9.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，
其特征在于，
借助于所述消息，由所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的第一个检测到的至少一个RFID应答器（TR）报告给所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的第二个，其中所述至少一个RFID应答器（TR）由所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的第二个转告给与所述第二读/写设备（R1，R2，R3，R4）以通信的方式链接的应用（AW）。
10.根据权利要求9所述的方法，
其特征在于，
在将由所述第一读/写设备检测到的至少一个RFID应答器（TR）由所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的第二个转告时，转告关于以下说明：所述RFID装置的所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的哪一个或哪些个检测到被报告的所述RFID应答器（TR）。
11.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，
其特征在于，
借助于所述消息，多个或所有的配置数据从所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的第一个复制到第二个并且在第二个处应用。
12.一种用于RFID装置的读/写设备，
其中所述读/写设备设立为用于与所述RFID装置的另一读/写设备交换关于读/写设备（R1，R2，R3，R4）的配置的消息，
其特征在于，
在应用设置用于与RFID应答器（TR）通信的通信方法和通信协议的情况下，所述读/写设备设立为用于借助于设立为用于与RFID应答器（TR）进行通信的无线接口来交换消息，其中所述读/写设备构成为用于相对于所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的另一个模拟RFID应答器（TR）。
13.根据权利要求12所述的读/写设备，
其特征在于，
所述读/写设备构成为用于模拟所述RFID应答器（TR），以用于以调制的方式反向散射由所述读/写设备（R1，R2，R3，R4）中的另一个发送的已调制的载波信号。
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