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Die
Erfindung betrifft ein Feststellungsverfahren für tragbare Gegenstände ausgehend
von einem Netz von N Antennen und ein das genannte Verfahren umsetzendes
Feststellungssystem.
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In
der gesamten Folge wird unter Antenne die Antenne selbst verstanden,
aber auch die Sender-Empfänger-Elektronik
von der genannten Antenne zugeordneten Signalen.
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Unter
tragbarem Gegenstand wird jeder Informationsträger vom Typ mit einer Antenne
ausgerüsteter
Chipkarte oder jedes elektronische Etikett verstanden.
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Im
Allgemeinen werden Antennen vernetzt, wenn das mit dem Treffen einer
Entscheidung beauftragte Verwaltungsorgan zentralisiert werden muss. Dies
ist zum Beispiel der Fall, wenn eine physische Zugangskontrolle
zu einem Wohnhaus oder eine Zugangskontrolle zu einem öffentlichen
Gebäude durchgeführt werden
soll. Das ist auch der Fall, wenn man die Spur eines Gegenstandes
in einer Datenbank behalten möchte.
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Die
Vernetzung von Antennen erlaubt die Verhinderung der Duplizierung
der Intelligenz im System und ermöglicht die Senkung der Kosten
der Anlage. Zu diesem Zweck wird daher ein Verwaltungssystem mit
einem Organ für
die zentralisierte Verwaltung des Netzes eingesetzt.
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Eine
derartige Organisation weist gewisse Schwierigkeiten auf. Die Zentralisierung
der Intelligenz des Systems generiert nämlich insbesondere mit dem
Betriebsmodus des Verwaltungsorgans verbundene Probleme.
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Derzeitig
wird die Vernetzung von N Antennen durch einen Abtastalgorithmus
verwaltet, der sukzessive die Antennen auswählt, um das Vorhandensein eines
tragbaren Gegenstandes zu überprüfen. Der
größte Nachteil
dieser Lösung
ist, dass eine Antenne ausgewählt
wird, selbst wenn ihr kein tragbarer Gegenstand präsentiert
wird. Das führt
zu einem Zeitverlust proportional zur Anzahl der Antennen des Netzes
und hindert das Verwaltungsorgan an der Übernahme anderer Aufgaben.
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In
dem Fall, in dem mehrere tragbare Gegenstände durch ein und dieselbe
Antenne festgestellt werden sollten, verwaltet das Verwaltungsorgan
diese Situation mittels eines Antikollions-Algorithmus, um die tragbaren
Gegenstände
auszuwählen,
die durch diese Antenne nacheinander festgestellt worden sind.
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Wenn
das Organ die Kommunikation mit den tragbaren Gegenständen mittels
dieser Antenne beendet hat und wenn es die Kollisionsphänomene an dieser
Antenne behoben hat, geht es zu einer anderen Antenne über.
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Betrachtet
man ein Netz von zum Beispiel 60 Antennen, wird somit jede Antenne
alle 1,6 Sekunden (64 × 25
Millisekunden) abgefragt, da die die Feststellung eines tragbaren
Gegenstandes vor einer Antenne erlaubende minimale Zeit 25 Millisekunden beträgt.
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In
dem Fall, in dem ein derartiges System zur Zugangskontrolle verwendet
wird, muss ein Benutzer bis zu 1,6 Sekunden vor dem Gegenstand warten, um
eine Antwort vom Feststellungssystem zu erhalten.
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Die
Zentralisierung des Feststellungsorgans generiert daher Probleme,
insbesondere die nachstehend aufgeführten Probleme:
- – eine
Erhöhung
der Komplexität
des Systems aufgrund der Verwaltung des Abtastens;
- – eine
verlängerte
Reaktionszeit durch das Abtasten der Antennen,
- – eine
komplexe Installation, denn das Verwaltungsorgan muss die Konfiguration
des Netzes kennen,
- – die
Antennen werden selbst dann abgefragt, wenn kein Gegenstand präsentiert
wird,
- – die
Anzahl der Antennen des Systems wird durch die Abtastzeit eingeschränkt.
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Aufgabe
dieser Erfindung ist es, diese Probleme zu beheben.
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Der
erste Gegenstand der Erfindung ist ein die Verwaltung einer großen Anzahl
von Antennen auf für
das Verwaltungsorgan transparente Weise erlaubendes Feststellungsverfahren
für tragbare
Gegenstände.
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Erfindungsgemäß muss das
Feststellungsorgan darüber
hinaus mit einem Mittel zur sukzessiven Auswahl von jedem von den
Antennen festgestelltem tragbaren Gegenstand ausgerüstet sein,
wobei dieses Mittel bevorzugt durch einen Antikollisions-Algorithmus
gebildet wird, der an sich herkömmlich
sein kann.
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Gegenstand
der Erfindung ist insbesondere ein durch ein zentralisiertes Verwaltungsorgan
gesteuertes Feststellungsverfahren für tragbare Gegenstände ausgehend
von einem Netz von N Antennen, dadurch gekennzeichnet, dass es die
folgenden Stufen umfasst:
- – gleichzeitige Ausgabe von
Signalen an alle Antennen durch das Verwaltungsorgan,
- – Empfang
eines resultierenden Signals mit Antwortsignalen der Antennen, die
einen tragbaren Gegenstand festgestellt haben, durch das genannte
Organ,
- – sukzessive
Auswahl jedes ausgehend von diesem resultierenden Signal festgestellten
Gegenstandes gemäß einer
vorbestimmten Sequenz.
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Gemäß einem
anderen Merkmal wird die sukzessive Auswahl jedes Gegenstandes durch
die Umsetzung eines Antikollisions-Algorithmus realisiert.
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Gemäß einer
Variante wird der Empfang des resultierenden Signals durch das Verwaltungsorgan durch
den Empfang der Antwortsignale der Antennen jeweils am Eingangspunkt
des an jeder Antenne reservierten Organs und durch Summenbildung
der genannten Signale erhalten.
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Gemäß einer
anderen Variante wird der Empfang eines resultierenden Organs durch
das Verwaltungsorgan durch den Empfang des genannten resultierenden
Signals an einem Eingangspunkt des an der Struktur der Antennen
des Netzes reservierten Organs erhalten.
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Gemäß einer
Variante umfasst der Empfang des resultierenden Signals eine Identifizierungsstufe der
Herkunft der das genannte resultierende Signal bildenden Antwortsignale.
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Die
Identifizierung eines Antwortsignals umfasst eine Speicherstufe
der Identifizierung der entsprechenden bekannten Antenne durch den
Eingangspunkt, an dem das Antwortsignal empfangen wird.
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In
einer Variante besteht die Speicherung in der Positionierung einer
Kippschaltung in einem logischen Zustand und in ihrer Deaktivierung,
wenn das Organ mit dem von der entsprechenden Antenne festgestellten
tragbaren Gegenstand die Kommunikation aufgenommen ist.
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In
einer anderen Variante umfasst die Identifizierung eines Antwortsignals
eine Verkettungsstufe der Identifizierung der Antenne im von der
Antenne ausgegebenen Antwortsignal.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung besteht in einem Feststellungssystem
für tragbare
Gegenstände
mit einem Sender-Empfängermitteln
zugeordneten Netz von N Antennen und einem zentralisierten Verwaltungsorgan,
dadurch gekennzeichnet, dass:
- – das Verwaltungsorgan
Folgendes umfasst:
- – mit
den Sender-Empfängermitteln
der Antennen verbundene Sender-Empfängermittel,
- – wobei
die Ausgabemittel des Verwaltungsorgans zum gleichzeitigen Senden
von Signalen an alle Antennen geeignet sind,
- – und
wobei die Empfängermittel
des genannten Organs zum Empfang der Antwortsignale der Antennen
in Form von für
jede Antenne unterschiedlichen Signalen oder eines resultierenden
Signals – je
nach Art der zwischen den Sender-Empfängermitteln des Verwaltungsorgans
und den Antennen hergestellten Verbindung – geeignet sind, die einen
tragbaren Gegenstand festgestellt haben
und
- – Mittel
zur sukzessiven Auswahl jedes gemäß einer vorbestimmten Sequenz
festgestellten tragbaren Gegenstandes.
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Die
Mittel zur sukzessiven Auswahl jedes tragbaren Gegenstandes umfassen
gemäß einer
vorbestimmten Sequenz einen Antikollisions-Algorithmus.
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Gemäß einer
Ausbildungsform sind die Sender-Empfängermittel
des Verwaltungsorgans und die Sender-Empfängermittel
der Antennen Punkt an Punkt durch Verbindungen vom Typ Serienübertragung
verbunden.
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Gemäß einer
anderen Ausbildungsform umfassen die Sender-Empfängermittel des Verwaltungsorgans
einen mit allen Antennen durch eine Verbindung vom Typ Serienübertragung
verbundenen Eingangspunkt.
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In
dem Fall der ersten Ausbildungsform umfasst das Verwaltungsorgan
einen Antennendiskriminator.
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Weitere
Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der Lektüre der nachstehenden Beschreibung
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen deutlich, in denen:
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1 das
Prinzipschema der Erfindung darstellt,
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2 ein
Prinzipschema gemäß einer
Variante der Erfindung darstellt.
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3 eine
erste Ausführungsform
der Erfindung darstellt,
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4 eine
zweite Ausführungsform
der Erfindung darstellt und
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5 eine
dritte Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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Gemäß dem Verfahren
der Erfindung ist das Verwaltungsorgan OG zum gleichzeitigen Senden von
von ihm versandten Signalen auf alle Antennen und zum Empfang aller
Antworten der genannten Antennen in Form eines resultierenden Signals
S geeignet.
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Somit
wird die Struktur der Antennen durch dieses Verwaltungsorgan OG
als eine einzige Einheit gesehen, wie diese 1 symbolisiert.
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Das
Verwaltungsorgan OG ist ebenfalls zur sukzessiven Auswahl der durch
die genannten Antennen festgestellten tragbaren Gegenstände geeignet,
um mit ihnen zu kommunizieren (wobei diese Funktion die Referenz
COM trägt),
wobei diese Auswahl gemäß einer
vorbestimmten Sequenz erfolgt.
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Praktischerweise
wird die sukzessive Auswahl durch einen beliebigen Antikollions-Algorithmus AL
realisiert.
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Der
Antikollions-Algorithmus AL ermöglicht die
Feststellung eines N Antennen präsentierten tragbaren
Gegenstandes Q.
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Es
gibt zahlreiche die Ausführung
einer Auswahl gemäß einer
vorbestimmten Sequenz zulassende Antikollions-Algorithmen. Diese
Sequenz kann zum Beispiel einen Prioritätsgrad verwalten, das heißt, dass
sie in dem Fall die Herstellung der Kommunikation mit dem tragbaren
Gegenstand erlaubt, der der Antenne mit der obersten Priorität aus den
N Antennen präsentiert,
die einen tragbaren Gegenstand festgestellt hat.
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Der
Algorithmus kann ebenfalls die Kommunikation zwischen dem Verwaltungsorgan
und einem tragbaren Gegenstand in Abhängigkeit von einer den Antennen
nach dem Zufallsprinzip gegebene und durch die Konfiguration des
Systems definierte Ordnungszahl erlauben.
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2 stellt
eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
dar.
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In
dieser Variante ist vorgesehen, dass jede Antenne A1 bis AN zum
Feststellen einer oder mehrerer Gegenstände geeignet ist. Diese Variante ändert das
Prinzip der Erfindung in keiner Weise. Es ist darüber hinaus
vorgesehen, dass die Verbindung zwischen den Antennen und dem Verwaltungsorgan vom
Typ Punkt zu Punkt ist, wie in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf 3 zu
sehen ist.
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Zu
diesem Zweck realisiert das Verwaltungsorgan eine Summe der eingehenden
Signale, so dass das gesamte Antennennetz als eine einzige Einheit
gesehen wird. Dieses Organ empfängt
alle Antworten S1, S2 bis SN der Antennen, die jeweils das Vorhandensein
eines oder mehrerer tragbarer Gegenstände festgestellt haben, und
bildet ein resultierendes Signal S. Der Antikollisions-Algorithmus ermöglicht dem
Organ die Verwaltung des gleichzeitigen Eintreffens der Antworten
des Antennennetzes.
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Der
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Begriff des Abtastens
des Standes der Technik völlig
verschwindet.
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Aufgrund
dieser Tatsache hängt
die zur Herstellung der Kommunikation mit einem vor einer beliebigen
Antenne präsentierten
tragbaren Gegenstand benötigt
Zeit nicht mehr von der in dem Netz präsentierten Anzahl von Antennen
ab, sondern nur von der Anzahl der gleichzeitig präsentierten
tragbaren Gegenstände
und der Leistung des Antikollions-Algorithmus.
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Ein
anderer, aus dieser Erfindung hervorgehender Vorteil betrifft die
Möglichkeit
zur Verwaltung der Prioritäten.
Der Prioritätsbegriff
gilt gleichzeitig für die
Auswahl einer Antenne und für
die eines tragbaren Gegenstandes.
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Und
schließlich
bedingt diese Lösung
nicht die Multiplikation der Anzahl von Verwaltungsorganen, um die
Leistungen eines Feststellungssystems im Antennennetz zu garantieren.
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Nunmehr
werden drei zur Antwort auf Anwendungen, die unterschiedlich sein
können,
geeignete Umsetzungssysteme mit unterschiedlichen Konfigurationen
entsprechende Ausführungsformen beschrieben.
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Die
erste Ausführungsform
wird in 3 dargestellt.
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In
dieser Form liegt ein mit dem Antennennetz Punkt für Punkt
in Verbindung stehendes System vor. Die Verbindung kann eine Verbindung RS485
oder RS422 oder RS232 oder eine andere Verbindung sein.
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Das
Verwaltungssystem TG umfasst das mit der die Verarbeitung und Analyse
der von den tragbaren Gegenständen
empfangenen Informationen erlaubende Intelligenz ausgerüstete Verwaltungsorgan OG
im eigentlichen Sinne. Das Verwaltungsorgan fragt alle Antennen
des Netzes gleichzeitig ab, um das Vorhandensein eines tragbaren
Gegenstandes festzustellen. Das wird durch alle an den Ausgängen O1 – ON durch
die Sender-Empfänger-Vorrichtung ER1 des
Verwaltungssystems TG ausgegebene Signale E symbolisiert.
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Die
vom Antennennetz empfangenen Antworten werden durch die aus den
Sender-Empfänger-Schaltkreisen
ER2 des Antennennetzes stammenden und an den Eingängen I1 – IN eingehenden Signale
R symbolisiert.
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Selbstverständlich hat
jede Antenne ihren eigenen Sender-Empfänger-Schaltkreis, selbst wenn dies
hier in Form eines Blocks schematisch dargestellt ist, wobei dieser
Block die vollständige
Ausrüstung
des Antennennetzes darstellt.
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Wenn
ein tragbarer Gegenstand A oder B auf einer beliebigen Antenne vorhanden
ist, wird die Information zum Verwaltungsorgan über eine Antennendiskriminationsvorrichtung
D zurückverfolgt,
die alle Antwortsignale der genannten Antennen durch die Eingangspunkte
D1 bis DN empfängt.
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Die
Rolle dieser Vorrichtung D besteht in der Zusammenstellung dieses
Satzes aus den Antennen stammender Informationen und der Übertragung
eines resultierenden Signals S an das Verwaltungsorgan, indem ihm
die Kenntnis der Herkunft ermöglicht wird.
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In
dem in dieser 3 dargestellten Beispiel hat
die Antenne A2 einen tragbaren Gegenstand B festgestellt, der durch
den Antikollions-Algorithmus AL ausgewählt wurde.
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Praktischerweise
umfasst die Antennendiskriminationsvorrichtung D eine verkabelte
Logik mit zum Beispiel einer Kippschaltungsstruktur RS und einer
Additionsvorrichtung AD. Eine Kippschaltung RS wird jeder Antenne
der Reserve zugeordnet.
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Wenn
als Antwort auf das gleichzeitige Senden von Signalen an das Antennennetz
mehrere Antennen ein Feststellungssignal tragbarer Gegenstände zurücksenden,
werden die diesen Antennen zugeordneten Kippschaltungen RS auf 1
gesetzt, was die Identifizierung der Herkunft des zurückgesendeten Signals
erlaubt, das heißt
der Antenne, die dieses Signal gesendet hat.
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Der
Diskriminator D erlaubt infolgedessen die Vergabe der Identifizierungsnummer
der Antenne an das Verwaltungsorgan, das mit dem von der genannten
Antenne festgestellten tragbaren Gegenstand die Kommunikation aufnehmen
wird.
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Das
Verwaltungsorgan wird mit dem ausgewählten tragbaren Gegenstand
die Kommunikation aufnehmen und den Zustand der der Antenne, die diesen
tragbaren Gegenstand festgestellt hat, entsprechenden Kippschaltung
RS wieder auf 0 setzen.
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Diese
Ausführungsform
ist insbesondere für Anwendungen
wie zum Beispiel die Zugangskontrolle zu einem Gebäude mit
zu kontrollierenden und zu verwaltenden Eingangstüren und
die Verwaltung von unterschiedlichen, in dieses Gebäude eintretenden Personen
zuerkannten Rechten geeignet. Diese Ausführungsform erlaubt in der Tat
die Verwaltung der Prioritäten
gemäß den Eingangstüren und
der den eintretenden Personen zuerkannten Rechte.
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Nunmehr
wird die zweite, durch das Schema der 4 dargestellte
Ausführungsform
beschrieben.
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In
dieser Ausführungsform
wird die Verbindung zwischen Verwaltungsorgan und dem Antennennetz
zum Beispiel durch einen Bus 12C realisiert. Die Sender-Empfänger-Ausrüstung ER1
ist vom Typ mit offenem Kollektor zur Überlagerung aller am Eingangspunkt
I des Verwaltungssystems TG eintreffenden Antwortsignale S1 – SN.
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Das
Verwaltungsorgan OG ist ebenfalls mit einem Antikollions-Algorithmus
AL und einer die Verarbeitung und Analyse der von den tragbaren
Gegenständen
erhaltenen Informationen zulassenden Intelligenz ausgerüstet.
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Wie
im vorherigen Fall erlaubt das Verwaltungsorgan die gleichzeitige
Abfrage aller Antennen des Netzes ausgehend von seinem Ausgangspunkt
0 zur Feststellung des Vorhandenseins eines tragbaren Gegenstandes.
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Diese
Ausführungsform
erlaubt ebenfalls die Identifizierung der Antennen des Netzes.
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Ein
weiterer Unterschied gegenüber
der soeben unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen Ausführungsform
besteht darin, dass die Identifizierung der Antenne durch eine an
sich herkömmliche, in
jeder Antenne platzierte Logik L realisiert wird.
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In
dem Fall dieser zweiten Ausführungsform wird
der Antikollisions-Algorithmus sofort bei Empfang eines vom Sender-Empfänger-System
ER1 empfangenen zurückgesandten
Signals auf seinem Eingangsport durch das Verwaltungsorgan umgesetzt.
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Die
Ausrüstung
ER1 erlaubt in diesem Fall die Lieferung eines resultierenden Signals
S an das Verwaltungsorgan.
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Je
nach den Technologien der Ausrüstungen kann
nämlich
ein einziger Eingangsport I beim Verwaltungsorgan durch eine verbundene
Verbindung vom Typ Serienübertragung
auf alle Antennen des Netzes vorhanden sein.
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Diese
Verbindung wird zum Beispiel durch einen Bus 12C realisiert.
Die Technologie der Ausrüstungen
ist eine Technologie mit offenem Kollektor, der die Addition aller übertragenen
Antwortsignale ermöglicht.
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Wenn
ein tragbarer Gegenstand bei einer beliebigen Antenne festgestellt
wird, wird die Information somit direkt an das Verwaltungsorgan
weitergeleitet.
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Das
Verwaltungsorgan kann die Herkunft der Information kennen, denn
jede Antenne und insbesondere die Logik L, die jede Antenne umfasst,
lässt die
Verkettung der Identifizierungsinformation der genannten Antennen
mit den als Antwort auf die durch das Verwaltungsorgan gesendeten
Signale gesendeten Meldungen zu.
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Beispielhaft
durch diese 4 dargestellt hat die Antenne
AN einen tragbaren Gegenstand A festgestellt, der durch den Antikollisions-Algorithmus AL
ausgewählt
wurde, um mit diesem tragbaren Gegenstand zu kommunizieren.
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Diese
zweite Ausführungsform
deckt dieselben Anwendungen ab wie die durch 3 dargestellte
Ausführungsform.
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Eine
dritte Ausführungsform
wird durch das Schema der 5 dargestellt.
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In
dieser Ausführungsform
verfügt
man über denselben
Verbindungstyp zwischen dem Verwaltungsorgan und dem Antennennetz,
das heißt
einer Verbindung vom parallelen Übertragungstyp
mit zum Beispiel einem Bus 12C. Die Sender-Empfänger-Ausrüstung ER1
des Verwaltungsorgans hat eine Technologie vom Typ mit die Addition
von am Eingang I empfangenen Antwortsignalen erlaubendem offenem
Kollektor, so dass ein resultierendes Signal S an das Verwaltungsorgan
selbst geliefert wird.
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Das
Verwaltungsorgan enthält
den Antikollisions-Algorithmus
und die die Verarbeitung und Analyse der von den tragbaren Gegenständen erhaltenen
Informationen erlaubende Intelligenz.
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Dieses
Organ fragt auf dieselbe Weise wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
beschrieben gleichzeitig alle Antennen des Netzes ab, um das Vorhandensein
eines tragbaren Gegenstandes festzustellen.
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Diese
Ausführungsform
ist insbesondere in dem Fall geeignet, in dem es nicht notwendig
wäre, die
Herkunft der Information der empfangenen Signale zu kennen.
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Sie
findet insbesondere in den Anwendungsbereichen wie zum Beispiel
der Autobahnmaud, den Diebstahlsicherungssäulen, Zeitstemplern (Stundenstemplern),
Parkuhren und Zählvorrichtungen
für Gegenstände, usw.
Anwendung.
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In
dem Beispiel, das in dieser 5 dargestellt
wird, sieht man, dass ein tragbarer Gegenstand B bei einer der Antennen
des Netzes durch den Antikollisions-Algorithmus AL ausgewählt wurde.
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Wie
wir soeben gesehen haben, greift die durch die Erfindung vorgeschlagene
Verwaltung nicht auf das Abtasten zurück und weist die folgenden
Vorteile auf:
- – die Antwortzeit des Systems
auf die Präsentation
eines Gegenstandes ist unabhängig
von der Anzahl der Antennen.
- – die
Komplexität
des Verwaltungsorgans ist unabhängig
von der Anzahl der Antennen,
- – für die Umsetzung
dieses Verfahrens kann jeder Typ von Antikollions-Algorithmen eingesetzt
werden,
- – das
Verwaltungsorgan braucht die Anzahl der im Netz installierten Antennen
nicht zu kennen,
- – die
Intelligenz der Antennen kann vollständig weggelassen werden.
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Die
Erfindung bezieht sich auf jede Art von tragbaren Gegenständen ohne
Kontakt vom Typ ISO14443-A und ISO14443-B, Tags (elektronischen Etiketten),
die mit Frequenzen von 13,56 MHz oder 125 kHz arbeiten.