DE102012202920A1 - RFID-Marke mit zusätzlichem Modulator zur Laufzeitmessung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung eines mit einer Etikette zur Identifizierung mittels elektromagnetischer Wellen (RFID) markierten Objektes, wobei erst nach Ermittlung einer Entfernung eines Lesegerätes zu einem Entfernungsmessungsmodulator im Bereich eines Transponders bestimmt wird, ob ein Austauschen von Daten mit dem Transponder ausgeführt wird. Die Erfindung eignet sich insbesondere für industrielle Verfahren, bei denen ein Datenaustausch mit den gewünschten Objekten zuverlässig ausgeführt werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung eines mittels einer Marke oder Etikette zur Identifizierung mittels elektromagnetischer Wellen (RFID) markierten Objekts, mit einem ein erstes Frequenzband verwendenden ersten Lesegerät zum Datenaustausch mit der einen Transponder aufweisenden Etikette und zur Energieversorgung des Transponders.
  • Bei Verwendung von RFID-Marken oder -Etiketten ist es häufig wünschenswert, die Entfernung der Marke vom Lesegerät zu kennen. Zum einen um zu verhindern, dass Marken, die sich nicht im gewünschten Erfassungsbereich befinden, erkannt werden. Insbesondere in Materiallagern tritt eine Problematik auf, dass ein- und ausgehende Güter oder Objekte an einem Tor erfasst werden sollen, nicht jedoch Güter, die in der Nähe des gewünschten Erfassungsbereichs lediglich abgestellt sind. Ebenso ist es beispielsweise an Fertigungsbändern erforderlich, dass lediglich Güter erfasst werden, die sich gerade direkt an einer Bearbeitungsstation befinden und nicht zusätzliche weitere Güter.
  • Herkömmlicherweise wird entweder versucht über eine Feldstärke des Lesesignals eine Entfernungsschätzung durchzuführen, was aber aufgrund von Mehrwegeausbreitungen im industriellen Umfeld unzuverlässig ist. Herkömmliche Systeme sind meist nicht mit einem jeweiligen Standard kompatibel und benötigen in der Regel ebenso eine eigene Stromversorgung, beispielsweise Batterien.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung eines mit einer Marke oder Etikette zur Identifizierung mittels elektromagnetischer Wellen (RFID) markierten Objekts derart bereitzustellen, dass ein gewünschter Erfassungsbereich wirksam konfiguriert werden kann. Es sollen lediglich derartige Objekte ausgelesen werden können, deren Datenaus- oder -einlesen auch wirklich beabsichtigt ist.
  • Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch und ein Verfahren gemäß dem Nebenanspruch gelöst.
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zur Erfassung einer Etikette zur Identifizierung mittels elektromagnetischer Wellen beansprucht, mit einem ein erstes Frequenzband verwendendes ersten Lesegerätes zur Energieversorgung eines Transponders der Etikette und zum Datenaustausch mit dem Transponder; gekennzeichnet durch ein vom ersten getrenntes zweites Frequenzband verwendendes zweites Lesegerät zur Messung dessen Entfernung zu einem Entfernungsmessungsmodulator im Bereich der Etikette, wobei der Entfernungsmessungsmodulator mittels des ersten Lesegerätes mit der zur Entfernungsmessung erforderlichen Energie versorgt wird. Der Entfernungsmessungsmodulator ist vorteilhaft in der Nähe des Transponders positioniert.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zur Erfassung einer Etikette zur Identifizierung mittels elektromagnetischer Wellen mit den folgenden Schritten beansprucht: Energieversorgen eines Entfernungsmessungsmodulators im Bereich der Etikette mittels eines ein erstes Frequenzband verwendenden ersten Lesegerätes mit einer für eine Entfernungsmessung eines ein von dem ersten getrennten zweiten Frequenzband verwendenden zweiten Lesegerätes zu dem Entfernungsmessungsmodulator erforderlichen Energie; und ein in Abhängigkeit von der Entfernungsmessung ausgeführtes Energieversorgen eines von der Etikette umfassten Transponders mittels des ersten Lesegerätes und Austauschen von Daten mit dem Transponder.
  • Mit den Etiketten können wirksam Objekte markiert und einfach verwaltet werden. Zusätzlich zur Identifikation der Etikette steht nun eine Entfernungsinformation zur Verfügung.
  • Mit einer erfindungsgemäßen Abstandsmessung zwischen einem Lesegerät und einer RFID-Marke beziehungsweise -Etikette lässt sich ein gewünschter Erfassungsbereich konfigurieren. Es können Aussagen über die jeweiligen Lagen von Objekten oder Gütern gemacht werden.
  • Erfindungsgemäß werden zwei getrennte Frequenzbänder für RFID und eine Entfernungsmessung in einer Marke oder Etikette eingesetzt. Zusätzlich werden alle Modulatoren aus dem elektrischen Feld des ersten Lesegerätes gespeist.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in Verbindung mit den Unteransprüchen beansprucht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Entfernungsmessungsmodulator ein Backscatter-Modulator sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Entfernungsmessungsmodulator an einem den Transponder aufweisenden RFID-Chip integriert sein. Eine Integration kann in oder auf einen jeweiligen Chip ausgeführt sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Entfernungsmessungsmodulator von dem ersten Lesegerät indirekt über den Transponder mit Energie versorgt werden. Eine Energieversorgung erfolgt direkt vom Transponder. Diese Energieversorgung kann galvanisch mittels elektrischer Leitungen geschaffen sein. Dies gilt ebenso für eine Ansteuerung des Entfernungsmessungsmodulators von dem Transponder. Dazu können parallele elektrische Kontakte bereitgestellt sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das zweite Frequenzband relativ zum ersten Frequenzband zur Bereitstellung einer großen Entfernungsauflösung eine möglichst große Bandbreite aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Entfernungsmessungsmodulator derart an das zweite Frequenzband angepasst sein, dass ein möglichst großer Modulationshub erzeugt wird.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Entfernungsmessungsmodulator von dem Transponder gesteuert sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Entfernungsmodulator aktiviert sein, wenn der Transponder moduliert.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das zweite Lesegerät in das erste Lesegerät integriert sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Rechnereinrichtung bereitgestellt sein, die mittels der gemessenen Entfernung den Transponder als relevant oder nicht relevant bewertet.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Datenaustausch ein Auslesen von Daten aus dem Transponder und/oder ein Einlesen von Daten in den Transponder sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Datenaustausch lediglich mit in einem festgelegten Entfernungsbereich zu dem zweiten Lesegerät positionierten Objekten ausgeführt werden.
  • Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
  • 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein erstes Frequenzband F1 verwendendes erstes Lesegerät 1 bewirkt eine Energieversorgung eines Transponders 3, der einer Etikette zugeordnet ist, und einen Datenaustausch mit diesem Transponder 3. Ein vom ersten getrenntes zweites Frequenzband F2 verwendendes zweites Lesegerät 2 misst dessen Entfernung zu einem Entfernungsmessungsmodulator 4, der im Bereich beziehungsweise in der Nähe der Etikette positioniert ist. Der Entfernungsmessungsmodulator 4 wird mittels des ersten Lesegerätes 1 mit der zur Entfernungsmessung erforderlichen Energie versorgt. Zusätzlich ist eine Rechnereinrichtung 7 bereitgestellt, die einen jeweiligen Transponder 3 anhand einer gemessenen Entfernung als relevant oder nicht relevant bestimmt. Liegt ein Objekt beispielsweise lediglich in der Nähe eines Tores, so kann das dazugehörige Objekt als für einen Datenaustausch nicht relevant bewertet werden, da es als das Tor nicht durchlaufend erkannt worden ist. An einen Chip eines Standard-RFID-Tags oder Marke oder Etikette wird erfindungsgemäß ein zusätzlicher Backscatter-Modulator 4 angeschlossen, der eine geeignete Modulation zur Entfernungsmessung erzeugt. Grundsätzlich kann dieser zusätzliche Modulator 4 zur Entfernungsmessung ebenso auf einem derartigen RFID-Chip integriert sein. Ein derartiger Modulator 4 kann aus der gewonnenen Energie der RFID-Etikette gespeist werden und benötigt damit keine externe Stromversorgung. Der zusätzliche Modulator 4 bringt den großen Vorteil, dass für die Abstandsmessung ein Frequenzband F2 mit großer Bandbreite gewählt werden kann, was eine genaue Entfernungsmessung ermöglicht. Die Frequenzbänder F1, die für RFID-Anwendungen verwendet werden, sind sehr schmalbandig und damit nicht für eine Entfernungsmessung geeignet. Eine Entfernungsauflösung von Radarsystemen ist generell proportional zur verwendeten Bandbreite, je größer die Bandbreite, desto größer die Genauigkeit der Entfernungsmessung. Der zusätzliche Modulator 4 kann dabei an das Frequenzband angepasst werden, sodass ein großer Modulationshub entsteht, sodass eine Signalauswertung begünstigt wird. Weiterhin vorteilhaft bei dem vorgeschlagenen System ist es, dass der zusätzliche Modulator 4 von der RFID-Etikette beziehungsweise -Marke gesteuert werden kann und damit beispielsweise immer lediglich zusammen mit der Sendemodulation der Marke eine Modulation für die Entfernungsmessung durchgeführt wird. Dies ist insbesondere für eine Vereinzelung mehrerer Marken oder Etiketten im Erfassungsbereich notwendig. Eine Auswerteelektronik beziehungsweise ein Lesegerät 2 für die Entfernungsmessung kann dabei als eigenständige Baugruppe ausgeführt werden oder mit in das RFID-Lesegerät 1 integriert werden. Bezugszeichen 1 kennzeichnet das erste Lesegerät beziehungsweise RFID-Lesegerät. Bezugszeichen 2 kennzeichnet das zweite Lesegerät beziehungsweise Entfernungs-Lesegerät. Bezugszeichen 3 kennzeichnet den Transponder in der RFID-Marke oder -Etikette. Bezugszeichen 4 kennzeichnet den Modulator für die Entfernungsmessung. F1 kennzeichnet das Frequenzband 1 für die Verfahren der RFID und F2 kennzeichnet das Frequenzband 2 für die Entfernungsmessung.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Bevor ein Datenaustausch mit einer RFID-Etikette ausgeführt werden soll, muss ein Abstand erfasst werden. Mit einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Energieversorgen eines Entfernungsmessungsmodulators, der in der Umgebung eines Transponders 3 angeordnet ist, mittels eines ein erstes Frequenzband F1 verwendenden ersten Lesegerätes 1 mit einer für eine Entfernungsmessung eines ein von dem ersten getrennten zweiten Frequenzband F2 verwendenden zweiten Lesegeräts 2 zu dem Entfernungsmessungsmodulator 4 erforderlichen Energie. Mit einem zweiten Schritt S2 erfolgt ein in Abhängigkeit von der Entfernungsmessung ausgeführtes Energieversorgen eines von der Etikette umfassten Transponders 3 mittels des ersten Lesegerätes 1 und Austauschen von Daten mit dem Transponder.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zur Erfassung einer Etikette zur Identifizierung mittels elektromagnetischer Wellen (RFID), mit einem ein erstes Frequenzband (F1) verwendendes ersten Lesegerät (1) zur Energieversorgung eines Transponders (3) der Etikette und zum Datenaustausch mit dem Transponder (3); gekennzeichnet durch ein ein vom ersten getrenntes zweites Frequenzband (F2) verwendendes zweites Lesegerät (2) zur Messung dessen Entfernung zu einem Entfernungsmessungsmodulator (4) im Bereich der Etikette, wobei der Entfernungsmessungsmodulator (4) mittels des ersten Lesegeräts (1) mit der zur Entfernungsmessung erforderlichen Energie versorgt wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungsmessungsmodulator (4) ein Backscatter-Modulator ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungsmessungsmodulator (4) in einen den Transponder (3) aufweisenden RFID-Chip integriert ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungsmessungsmodulator (4) mittels der Energie des Transponders mit Energie versorgt wird.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Frequenzband relativ zum ersten Frequenzband zur Bereitstellung einer großen Entfernungsauflösung eine möglichst große Bandbreite aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungsmessungsmodulator (4) derart an das zweite Frequenzband angepasst ist, dass ein möglichst großer Modulationshub erzeugt wird.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungsmessungsmodulator (4) von dem Transponder gesteuert ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungsmessungsmodulator (4) aktiviert ist, wenn der Transponder moduliert.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lesegerät in das erste Lesegerät integriert ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rechnereinrichtung (7) mittels der gemessenen Entfernung den Transponder als relevant oder nicht relevant bestimmt.
  11. Verfahren zur Erfassung einer Etikette zur Identifizierung mittels elektromagnetischer Wellen (RFID), gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, mit den Schritten Energieversorgen eines Entfernungsmessungsmodulators (4) im Bereich der Etikette mittels eines ein erstes Frequenzband (F1) verwendenden ersten Lesegeräts (1) mit einer für eine Entfernungsmessung eines ein von dem ersten getrennten zweiten Frequenzband (F2) verwendenden zweiten Lesegeräts (2) zu dem Entfernungsmessungsmodulator (4) erforderlichen Energie; ein in Abhängigkeit von der Entfernungsmessung ausgeführtes Energieversorgen eines von der Etikette umfassten Transponders mittels des ersten Lesegeräts (1) und Austauschen von Daten mit dem Transponder (3).
  12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Auslesen von Daten aus den Transponder (3).
  13. Verwendung einer Vorrichtung zur Erfassung eines mit einer Etikette zur Identifizierung mittels elektromagnetischer Wellen (RFID) markierten Objekts, gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 11, zum Datenaustausch mit lediglich in einem festgelegten Entfernungsbereich zu dem zweiten Lesegerät (2) positionierten Objekten.
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