WO2007003293A1 - Fixing means for a transponder for the identification of metallic or metal-containing objects using radio-based transponder technology (rfid) - Google Patents

Fixing means for a transponder for the identification of metallic or metal-containing objects using radio-based transponder technology (rfid) Download PDF

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WO2007003293A1
WO2007003293A1 PCT/EP2006/006120 EP2006006120W WO2007003293A1 WO 2007003293 A1 WO2007003293 A1 WO 2007003293A1 EP 2006006120 W EP2006006120 W EP 2006006120W WO 2007003293 A1 WO2007003293 A1 WO 2007003293A1
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WO
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transponder
magnetic
spacer
fastening means
metallic
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Application number
PCT/EP2006/006120
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Inventor
Josef Kenfenheuer
Original Assignee
Bayer Technology Services Gmbh
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Publication date
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    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
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    • G06K19/07771—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card the record carrier comprising means for minimising adverse effects on the data communication capability of the record carrier, e.g. minimising Eddy currents induced in a proximate metal or otherwise electromagnetically interfering object

Definitions

  • RFID radio-based transponder technology
  • the invention relates to a fastening means for transponders for the identification of metallic or metal-containing objects via radio-based transponder technology (RFID), wherein the transponder is temporarily attached to the metallic objects by means of magnetic force.
  • RFID radio-based transponder technology
  • JP 2004-217221 A describes a method for attaching a transponder to a metal container, wherein an installation gap for the transponder is provided in the container. The transponder is inserted ⁇ in this gap.
  • Transponders and containers require a special production. Only a low to medium range of a few centimeters is achieved.
  • EP 1 447 769 A1 relates to the arrangement of an active transponder on metallically conductive containers, wherein the transponder must be placed as close as possible to the surface or even integrated in the surface at a certain point of the container, so that the transponder by induction effect of the conductive surface is energized. This increases the range of the signal.
  • the phenomenon described requires accurate placement of the transponder on the container. The marking method is correspondingly difficult in practice and, because of the use of active transponders, considerably more expensive in comparison to passive transponders.
  • EP 1 083 519 A2 also describes a fastening system for an active transponder - consisting of a feed element, a chip and an antenna - on a metal bottle or a metal container.
  • the transponder is attached to a collar on the bottleneck, for example that the flow element is removed from the bottle an air-filled distance d.
  • the transponder is mounted on a dielectric spacer, which in turn is attached to the metal container.
  • the attachment method to the container is not specified.
  • Active transponders have the advantage that they have a higher transmission range than passive transponders - but have the disadvantage that they have a shorter life and are significantly more expensive.
  • the applicability of the fastening system for passive transponders has not been tested in EP 1 083 519 A2.
  • the Finnish company Fa. UPM-Rafsec markets the so-called FlagTag transponder labels for the marking of metal containers.
  • the transponder is embedded like a flag in a label that is glued to a container / container.
  • the transponders are more or less perpendicular to the metallic object surface.
  • the transmission of the signal is carried out with suitable reading antennas (circulating antenna field) without interference, as long as the transponder antenna does not fold over and thus does not get too close to the metallic object surface.
  • suitable reading antennas circulating antenna field
  • the invention relates to the attachment of transponders on metallic or metal-containing objects by means of magnets, in particular magnetic film or vapor-deposited magnetic layers or incorporated in labels magnetic film.
  • the magnet does not adversely affect the reading properties of the transponder; the transmission of the signal takes place over a longer range without interference.
  • Other advantages of the magnet are that the transponder can be inserted or removed easily and non-destructively and thus reusable.
  • the transponder is mounted parallel to the surface and is therefore less prone to the stress of transport.
  • the fastening system according to the invention is suitable for plane as well as uneven, round or wavy surfaces of metallic or metal-containing objects.
  • the spacer and / or the filler material and / or the magnetic film or the magnetic layer consists of a flexible, flexible, non-rigid material.
  • the transponder technology for metallic or metal-containing objects at reading distances of several meters can be used by using transponders with magnetically adhesive coatings in the UHF frequency range between 300 to 3 GHz.
  • the UHF transponders - from 700 MHz - are offered on the market as adhesive labels or as cardboard or plastic cards.
  • the fastening system according to the invention is suitable for all types of transponders.
  • the transponders must be placed at a distance from the metallic / metalliferous surface of the objects to be identified. This distance depends on the object to be identified, sometimes a distance of 1 mm is sufficient, in other cases 20 to 30 mm may be required. The necessary distance also depends on the readers used, their antenna performance and on the reading distance and must be determined on a case-by-case basis.
  • the size of the transponder is not essential.
  • the transponder can be kept away from the metal or metal-containing object to be identified by means of spacers (air bridge) or by means of a spacer made of dielectric material, such as foamed material, cardboard, plastic, paper or even air. When Spacer also spring coils can be used. When used on round surfaces, flexible or slightly flexible spacers / filling materials / magnetic foil are recommended. Magnets, magnetic feet, magnetic foils or vapor-deposited magnetic layers may be attached to the spacer or spacer for easy adhesion to metallic objects.
  • This construction could be made as an integrated transponder, e.g. Paper or PVC labels, plastic card or cardboard transponders, wherein thin magnetic foil or a magnetic layer are embedded / vapor deposited in bendable ends of the transponder. By tilting the ends of the transponder, an air gap between the transponder and the metallic surface is achieved, spacers / filling material is not needed in this case.
  • a transponder e.g. Paper or PVC labels, plastic card or cardboard transponders, wherein thin magnetic foil or a magnetic layer are embedded / vapor deposited in bendable ends of the transponder.
  • the shape of the spacer, the feet of dielectric material, the transponder, the magnetic foot, the strip, the foil or the deposited magnetic layer is arbitrary.
  • the tree shape is i.d.R. according to the material used, the application requirements and the economy.
  • the design according to FIG. 5 spacer material air, label design with foldable ends and integrated magnetic strip
  • Magnetic feet, magnetic foil or magnetically vapor deposited layers are 0.01 to 3 mm, preferably 0.1 to 1 mm thick depending on the necessary magnetic attraction on the objects to be identified and the unevenness of the object surface.
  • the reader is understood not only to read but also to write transponder data.
  • 1-n antennas are connected to the readers themselves to enable the reading and writing of transponders.
  • the antennas of the transponders must normally be aligned with the antenna field of the reader in order to achieve good readability.
  • the inventive attachment of the transponder is suitable for normal as well as circularly polarized antenna fields of the readers.
  • the antennas of a reading device ie the so-called "lobe shape of the RF field” should preferably be aligned from above on the objects to be identified.
  • Side-facing antenna arrays may also identify objects that are not in the "identification area” due to the increased reading range of several meters at UHF (eg adjacent loading gates).
  • UHF eg adjacent loading gates.
  • Several steel drums can stand on one pallet, and the inner drums can only be read by attaching the transponders to the drum lid. The lateral attachment of the transponder on the inner barrels and the lateral reading exclude each other here, because the neighboring barrels hinder the transmission of the signal.
  • the transmission of the signal takes place between the magnetically attached transponder and the reading device in a range of typically 0.1 to 10 m, preferably 0.1 to 4 m, particularly preferably 0.1 to 2 m.
  • a typical application distance is 0.1 to 4 m.
  • the transponder according to the invention has the particular advantage that it ensures a trouble-free transmission of the signal regardless of the frequency range used, reader and or antennas.
  • Fig. 1 Transponder 1 with spacer example 3 and vapor-deposited magnetic layer. 4
  • Fig. 2 Transponder 1 with spacer example 2 and magnetic base. 4
  • Fig. 3 Transponder 1 with slightly flexible spacer / filling material 3 and magnetic feet
  • FIG. 4 Transponder 1 with spacer 2 and flexible magnetic foil 4 for round surfaces and soft filler material 5
  • Fig. 4a Transponder 1 with spacer 2, flexible magnetic film 4 for round surfaces without filler
  • Fig. 5 transponder with optional bendable ends 1 + 3 and integrated magnetic layer
  • Fig. 6 Transponder 1 with angled ends and magnetic film / magnetic layer 2 + 3
  • Fig. 7 TF ⁇ esponder 1 with surface-filling spacer 2 and magnetic film. 3
  • FIG. 8 Transponder 1 with non-surface-filling spacer 2 and magnetic layer 3
  • a transponder 1 was glued to one side of a cut spacer 3 made of cardboard, foam, polystyrene, etc., on the other side a magnetic film or a magnet was glued or a magnetic layer 4 was vapor-deposited.
  • a magnetic film or a magnet was glued or a magnetic layer 4 was vapor-deposited.
  • paper or PVC labels being incorporated into the magnetic film.
  • 2 magnetic film pieces 4 were placed at a distance next to a transponder 1 on the adhesive side of a label.
  • the distance between the transponder and the two magnetic foil pieces was chosen so that when kinking the resulting label ends a distance foot and thereby an air bridge between the transponder 1 and magnetic film pieces 4 corresponding to FIG. 5 is formed.
  • the label was folded over to enclose the transponder 1 and the magnetic film pieces 4.
  • transponders were incorporated into adhesive labels and glued in quasi-direct contact with the metallic surface, the transmission of the identification data of transponders was completely prevented by the steel drums used at a reading distance of 0.1 m and more.
  • the reading distance between antennas and transponders has a considerable influence on the minimum necessary distance of the transponder to the metallic surface.
  • the thickness of the magnetic film is not critical for the identification of the transponder.
  • a magnetic strip with a thickness of 8 mm was used, the insulating spacers were kept correspondingly thinner. Thereafter, it was found that the thickness of the magnetic film has no influence on the identification quality of the transponder. Therefore - the magnetic force only needs to be strong enough to ensure secure attachment of the transponder.
  • other requirements that speak for a stronger magnetic force eg impact resistance or manual removability, can be taken into account in individual cases.
  • the transponders were attached to the side of the barrels with magnetic adhesion.
  • the reading antennas were also aligned laterally.
  • the test result was the same as the reading from above with the transponders in the drum lids.
  • the use of several antennas from different sides could indeed improve the result.
  • several objects are simultaneously identified (e.g., several barrels on a pallet)
  • some barrels are no longer reliably detected due to metallic shielding by the other barrels.

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Abstract

The invention relates to a fixing means for a transponder (1) for the identification of metallic or metal-containing objects using radio-based transponder technology (RF-ID), the distance between the transponder and the container being maintained by a dielectric spacer (3) or distancing foot (2). The inventive fixing means are characterised in that the spacer or the distancing feet are fixed to the container by means of a magnetic force.

Description

Befestigungsmittel für Transponder zur Identifikation von metallischen oder metallhaltigen Objekten über funkbasierte Transpondertechnologie (RFID).Fasteners for transponders for the identification of metal or metal-containing objects via radio-based transponder technology (RFID).
Die Erfindung betrifft ein Befestigungsmittel für Transponder zur Identifikation von metallischen oder metallhaltigen Objekten über funkbasierte Transpondertechnologie (RFID), wobei der Transponder an den metallischen Objekten mittels Magnetkraft temporär befestigt wird.The invention relates to a fastening means for transponders for the identification of metallic or metal-containing objects via radio-based transponder technology (RFID), wherein the transponder is temporarily attached to the metallic objects by means of magnetic force.
In automatisierten logistischen Umgebungen, z.B. Produktion, Lager, Versand, Transport, werden zur Materialverfolgung oder -kontrolle Produkte, Gebinde, Verpackungen, Pakete, usw. i. d. R. durch Barcode-Etikette identifiziert. Vielfach werden diese Objekte gemeinsam transportiert oder umverpackt, so dass alle Barcodes dabei nicht immer von außen direkt lesbar sind, und die Objekte vereinzelt werden müssen, um den notwendigen Sichtkontakt zu den Barcodes herzustelllen. Diese Aufwände für das Vereinzeln oder das Aufbrechen von Verpackungen/ Transportsicherungen wegen Identifikation oder Kontrolle könnte vermieden werden, wenn die gemeinsam transportierten Objekte auch ohne Sichtkontakt identifiziert werden könnten. Die dazu verwendbare Technologie ist unter dem Schlagwort RFID (Radio Frequency Identification) bekannt, d.h. Transponder (Elektronik-Chip mit Antenne) und Lesegeräte auf Basis elektromagnetischer Wellen. Die RFID-Technologie wird bereits bei nichtmetallischen oder nichtmetallhaltigen Objekten eingesetzt, ist aber für die Identifizierung von metallischen oder metallhaltigen Objekten (z.B. Behälter, Fässer, Container) problematisch, da diese eine hemmende bis isolierende Wirkung für elektromagnetische Felder besitzen.In automated logistic environments, e.g. Production, warehousing, shipping, transportation, are used for material tracking or control of products, containers, packaging, packages, etc. i. d. R. identified by barcode label. In many cases, these objects are transported together or repackaged, so that all barcodes are not always directly readable from the outside, and the objects must be separated to provide the necessary visual contact with the barcodes. These expenses for separating or breaking up packages / transport securing devices for identification or checking could be avoided if the jointly transported objects could also be identified without visual contact. The technology that can be used for this purpose is known by the keyword RFID (Radio Frequency Identification), i. Transponder (electronic chip with antenna) and readers based on electromagnetic waves. The RFID technology is already used on non-metallic or non-metal objects, but is problematic for the identification of metallic or metal-containing objects (e.g., containers, barrels, containers) because of their inhibitory to insulating effect on electromagnetic fields.
JP 2004-217221 A beschreibt eine Methode zur Befestigung eines Transponders an einem Metallcontainer, wobei ein Installationsspalt für den Transponder im Container vorgesehen ist. Der Transponder wird~in diesen Spalt eingeführt. Transponder und Container erfordern eine spezielle Anfertigung. Es wird nur eine niedrige bis mittlere Reichweite von einigen Zentimetern erreicht. EP 1 447 769 Al betrifft die Anordnung eines aktiven Transponders auf metallisch leitenden Behältern, wobei der Transponder so dicht wie möglich an der Oberfläche oder sogar in der Oberfläche integriert an einer bestimmten Stelle des Behälters plaziert werden muss, damit der Transponder durch Induktionswirkung der leitenden Oberfläche mit Energie versorgt wird. Damit wird die Reichweite des Signals erhöht. Das beschriebene Phänomen erfordert aber eine genaue Plazierung des Transponders auf dem Container. Die Markierungsmethode ist entsprechend in der Praxis schwierig und wegen des Einsatzes aktiver Transponder deutlich teurer im Vergleich zu passiven Transpondern.JP 2004-217221 A describes a method for attaching a transponder to a metal container, wherein an installation gap for the transponder is provided in the container. The transponder is inserted ~ in this gap. Transponders and containers require a special production. Only a low to medium range of a few centimeters is achieved. EP 1 447 769 A1 relates to the arrangement of an active transponder on metallically conductive containers, wherein the transponder must be placed as close as possible to the surface or even integrated in the surface at a certain point of the container, so that the transponder by induction effect of the conductive surface is energized. This increases the range of the signal. However, the phenomenon described requires accurate placement of the transponder on the container. The marking method is correspondingly difficult in practice and, because of the use of active transponders, considerably more expensive in comparison to passive transponders.
EP 1 083 519 A2 beschreibt ein Befestigungsystem ebenfalls für einen aktiven Transponder - bestehend aus einem Vorlaufelement, einem Chip und einer Antenne - auf einer Metallflasche oder einem Metallcontainer. Der Transponder wird z.B. auf einem Stellring am Flaschenhals befestigt, so dass das Vorlaufelement von der Flasche eine mit Luft gefüllten Distanz d entfernt ist. Alternativ wird der Transponder auf einem dielektrischen Abstandstück befestigt, was wiederum an dem Metallcontainer befestigt wird. Die Befestigungsmethode an dem Container ist nicht angegeben. Aktive Transponder haben den Vorteil, dass sie eine höhere Sendereichweite als passive Transponder - besitzen, haben aber den Nachteil, dass sie eine geringere Lebensdauer zeigen und deutlich teurer sind. Die Anwendbarkeit des Befestigungssystems für passive Transponder wurde in EP 1 083 519 A2 nicht getestet.EP 1 083 519 A2 also describes a fastening system for an active transponder - consisting of a feed element, a chip and an antenna - on a metal bottle or a metal container. The transponder is attached to a collar on the bottleneck, for example that the flow element is removed from the bottle an air-filled distance d. Alternatively, the transponder is mounted on a dielectric spacer, which in turn is attached to the metal container. The attachment method to the container is not specified. Active transponders have the advantage that they have a higher transmission range than passive transponders - but have the disadvantage that they have a shorter life and are significantly more expensive. The applicability of the fastening system for passive transponders has not been tested in EP 1 083 519 A2.
Damit die technischen und wirtschaftlichen Vorteile der RFID Technologie bei Identifikation von metallischen oder metallhaltigen Objekten aus mehreren Metern Leseentfernung für die Materialverfolgung/ -kontrolle im logistischen Umfeld genutzt werden können, bedarf es einer Befestigungsmethode möglichst für passive Transponder, die eine größere Reichweite des Signals trotz hemmender bis isolierender Wirkung von metallischen oder metallhaltigen Objekten ermöglicht.In order to use the technical and economic advantages of RFID technology in the identification of metallic or metal-containing objects from several meters reading distance for material tracking / control in a logistical environment, a mounting method for passive transponders, which requires a longer range of the signal despite obstructive until insulating effect of metallic or metal-containing objects allows.
Die finnische Firma Fa. UPM-Rafsec vermarktet für die Markierung von Metallcontainern die so genannten FlagTag-Transponderetiketten. Bei diesen steht der Transponder wie eine Fahne (Flag) eingebettet in einem Etikett, das auf einen Container/ Behälter geklebt wird. Die Transponder stehen mehr oder weniger senkrecht zur der metallischen Objektoberfläche. Die Übertragung des Signals erfolgt mit geeigneten Leseantennen (zirkulierendes Antennenfeld) störungsfrei, solange die Transponderantenne nicht umknickt und damit nicht zu nahe an die metallische Objektoberfläche gelangt. Nachteil von den Flag-Tag-Transponderetiketten ist,The Finnish company Fa. UPM-Rafsec markets the so-called FlagTag transponder labels for the marking of metal containers. In these, the transponder is embedded like a flag in a label that is glued to a container / container. The transponders are more or less perpendicular to the metallic object surface. The transmission of the signal is carried out with suitable reading antennas (circulating antenna field) without interference, as long as the transponder antenna does not fold over and thus does not get too close to the metallic object surface. Disadvantage of Flag Tag Transponder Labels is
dass sie umknicken/ an den metallischen Container gepresst werden können und dadurch nicht mehr lesbar werdenthat they can be bent / pressed against the metallic container and thus become illegible
dass sie bei Transport des Containers beschädigt bzw. zerstört werden könnenthat they can be damaged or destroyed during transport of the container
dass sie bei Entfernung vom Container unweigerlich zerstört werden und nicht wieder verwendbar sindthat they are inevitably destroyed when removed from the container and are not reusable
dass die automatische Etikettierung einen speziellen FaIt- und Spendestempel erfordert.that the automatic labeling requires a special stamp and donation stamp.
Es bestand daher die Aufgabe, eine Befestigungsmethode für aktive oder passive Transponder auf metallischen oder metallhaltigen Objekten bereitzustellen, die gegenüber dem Stress des Transports widerstandfähig ist, bei dem das Einsetzen des Transponders praktisch und schnell erfolgt, wobei der benutzte Transponder wieder einsetzbar ist, und eine größere Reichweite des Signals (wenige Zentimeter bis mehrere Meter) trotz hemmender bis isolierender Wirkung des Containers ermöglicht ist. Diese wird durch das erfindungsgemäße Befestigungsmittel für Transponder zur Identifikation von metallischen oder metallhaltigen Objekten über funkbasierte Transpondertechnologie (RF-ID) gelöst, wobei der Abstand zwischen dem Transponder und dem Container durch ein dielektrisches Abstandstück oder Abstandfüsse gewährleistet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandstück - oder die -füsse mittels Magnetkraft am Container befestigt sind.It was therefore an object to provide a method of attachment for active or passive transponder on metal or metal-containing objects, which is resistant to the stress of transport, in which the insertion of the transponder is practical and fast, the transponder used is reusable, and a greater range of the signal (a few inches to several meters) despite inhibiting to insulating effect of the container is possible. This is achieved by the inventive fastening means for transponder for the identification of metallic or metal-containing objects via radio-based transponder technology (RF-ID), wherein the distance between the transponder and the container is ensured by a dielectric spacer or spacer feet, characterized in that the spacer - or the feet are attached by magnetic force to the container.
Die Erfindung betrifft die Befestigung von Transpondern auf metallischen oder metallhaltigen Objekten mittels Magneten, insbesondere Magnetfolie oder aufgedampfte magnetische Schichten oder in Etiketten eingearbeitete Magnetfolie.The invention relates to the attachment of transponders on metallic or metal-containing objects by means of magnets, in particular magnetic film or vapor-deposited magnetic layers or incorporated in labels magnetic film.
Überraschenderweise beeinflusst hierbei der Magnet die Leseeigenschaften des Transponders nicht negativ; die Übertragung des Signals erfolgt über größere Reichweite störungsfrei. Weitere Vorteile des Magnets sind, dass der Transponder sich leicht und zerstörungsfrei einsetzen oder entfernen lässt und damit wieder verwendbar ist. Außerdem wird der Transponder parallel zur Oberfläche befestigt und ist deswegen gegen den Stress des Transports weniger anfällig.Surprisingly, the magnet does not adversely affect the reading properties of the transponder; the transmission of the signal takes place over a longer range without interference. Other advantages of the magnet are that the transponder can be inserted or removed easily and non-destructively and thus reusable. In addition, the transponder is mounted parallel to the surface and is therefore less prone to the stress of transport.
Das erfindungsgemässe Befestigungssystem eignet sich für ebene als auch für unebene, runde oder wellige Oberflächen von metallischen oder metallhaltigen Objekten. Auf unebenen, welligen oder runden Oberflächen besteht das Abstandstück und/oder das Füllmaterial und/oder die Magnetfolie bzw. die magnetische Schicht aus einem flexiblen, biegsamen, nicht-starrem Material.The fastening system according to the invention is suitable for plane as well as uneven, round or wavy surfaces of metallic or metal-containing objects. On uneven, wavy or round surfaces, the spacer and / or the filler material and / or the magnetic film or the magnetic layer consists of a flexible, flexible, non-rigid material.
Die Transpondertechnologie für metallische oder metallhaltige Objekte bei Leseentfernungen von mehreren Metern kann durch Verwendung von Transpondern mit magnetisch haftenden Beschichtungen im UHF-Frequenzbereich zwischen 300 bis 3 GHz eingesetzt werden. Die UHF- Transponder - tygisch ab 700 Mhz - werden im Markt als Klebe-Etiketten oder als Papp- oder Kunststoffkarten angeboten.The transponder technology for metallic or metal-containing objects at reading distances of several meters can be used by using transponders with magnetically adhesive coatings in the UHF frequency range between 300 to 3 GHz. The UHF transponders - from 700 MHz - are offered on the market as adhesive labels or as cardboard or plastic cards.
Das erfindungsgemässe Befestigungssystem eignet sich für alle Arten von Transpondern.The fastening system according to the invention is suitable for all types of transponders.
Die Transponder müssen in einem Abstand zur metallischen/ metallhaltigen Oberfläche der zu identifizierenden Objekte angebracht werden. Dieser Abstand ist abhängig von dem zu identifizierenden Objekt, manchmal reicht ein Abstand von 1 mm, in anderen Fällen können 20 bis 30 mm erforderlich sein. Der notwendige Abstand hängt auch von den verwendeten Lesegeräten, deren Antennenleistung und von der Leseentfernung ab und muss im Einzelfall bestimmt werden. Die Größe der Transponder ist dabei nicht wesentlich.The transponders must be placed at a distance from the metallic / metalliferous surface of the objects to be identified. This distance depends on the object to be identified, sometimes a distance of 1 mm is sufficient, in other cases 20 to 30 mm may be required. The necessary distance also depends on the readers used, their antenna performance and on the reading distance and must be determined on a case-by-case basis. The size of the transponder is not essential.
Der Transponder kann mittels Abstandshalter (Luftbrücke) oder mittels Abstandstück aus dielektrischem Material wie z.B. geschäumtem Material, Pappe, Kunststoff, Papier oder auch Luft von dem zu identifizierendem metallischen oder metallhaltigem Objekt ferngehalten werden. Als Abstandsstück können auch federnde Spiralen eingesetzt werden. Bei Einsatz auf runden Oberflächen bieten sich flexible oder leicht biegsame Abstandsstücke/ Füllmaterialien/ Magnetfolie an. An dem Abstandshalter oder dem Abstandsstück können Magnete, Magnetfüsse, Magnetfolien oder aufgedampfte magnetische Schichten zur einfachen Haftung auf metallischen Objekten befestigt werden.The transponder can be kept away from the metal or metal-containing object to be identified by means of spacers (air bridge) or by means of a spacer made of dielectric material, such as foamed material, cardboard, plastic, paper or even air. When Spacer also spring coils can be used. When used on round surfaces, flexible or slightly flexible spacers / filling materials / magnetic foil are recommended. Magnets, magnetic feet, magnetic foils or vapor-deposited magnetic layers may be attached to the spacer or spacer for easy adhesion to metallic objects.
Dieser Aufbau könnte als integrierter Transponder hergestellt werden, z.B. Papier- oder PVC- Etiketten, Plastikkarten- oder Papp-Transponder, wobei dünne Magnetfolie oder eine magnetische Schicht in abwinkelbaren Enden des Transponders eingebettet/ aufgedampft werden. Durch Abwinkein der Enden des Transponders wird ein Luftabstand zwischen Transponder und metallischer Oberfläche erreicht, Abstandstücke / Füllmaterial wird in diesem Fall nicht benötigt.This construction could be made as an integrated transponder, e.g. Paper or PVC labels, plastic card or cardboard transponders, wherein thin magnetic foil or a magnetic layer are embedded / vapor deposited in bendable ends of the transponder. By tilting the ends of the transponder, an air gap between the transponder and the metallic surface is achieved, spacers / filling material is not needed in this case.
Die Form des Abstandstück, der -füsse aus dielektrischen Material, des Transponders, des Magnet- fusses, der -streifen, der -folie oder die aufgedampfte Magnetschicht ist beliebig. Die Baumform richtet sich i.d.R. nach dem verwendeten Material, den Verwendungsanforderungen und der Wirtschaftlichkeit. Als wirtschaftliche und einfach verwendbare Variante kann die Bauform laut Fig. 5 (Abstandsmaterial Luft, Etikettenbauform mit umklappbaren Enden und integriertem Magnetstreifen) herausgestellt werden.The shape of the spacer, the feet of dielectric material, the transponder, the magnetic foot, the strip, the foil or the deposited magnetic layer is arbitrary. The tree shape is i.d.R. according to the material used, the application requirements and the economy. As an economical and easy-to-use variant, the design according to FIG. 5 (spacer material air, label design with foldable ends and integrated magnetic strip) can be emphasized.
Magnetfüsse, Magnetfolie oder magnetisch aufgedampfte Schichten sind 0,01 bis 3 mm, bevorzugt von 0,1 bis lmm dick abhängig von der notwendigen magnetischen Anziehungskraft auf den zu identifizierenden Objekte und der Unebenheit der Objekt-Oberfläche.Magnetic feet, magnetic foil or magnetically vapor deposited layers are 0.01 to 3 mm, preferably 0.1 to 1 mm thick depending on the necessary magnetic attraction on the objects to be identified and the unevenness of the object surface.
Unter Lesegerät (engl. Reader) wird nicht nur das Lesen sondern auch das Schreiben von Transponderdaten verstanden. An die Lesegeräte selbst werden 1-n Antennen angeschlossen, um das Lesen und Schreiben von Transpondern zu ermöglichen. Die Antennen der Transponder müssen normalerweise auf das Antennenfeld des Lesegerätes ausgerichtet sein, um eine gute Lesbarkeit zu erreichen. Es gibt Antennen für die RF-ID-Lesegeräte, die durch elektronische Ansteuerung ein zirkulär polarisiertes Antennefeld erzeugen können. Durch Verwendung solcher Antennen spielt die Lage der Transponder zum Antennenfeld keine große Rolle mehr, d.h. die Ausrichtung der Transponder beim Anbringen an den Objekten braucht nicht genau beachtet werden.The reader is understood not only to read but also to write transponder data. 1-n antennas are connected to the readers themselves to enable the reading and writing of transponders. The antennas of the transponders must normally be aligned with the antenna field of the reader in order to achieve good readability. There are antennas for the RF-ID readers, which can generate a circularly polarized antenna field by electronic control. By using such antennas, the position of the transponders to the antenna field no longer plays a major role, i. The alignment of the transponder when attaching to the objects need not be considered carefully.
Die erfindungsgemässe Befestigung des Transponders eignet sich für normale als auch für zirkulär polarisierte Antennenfelder der Lesegeräte.The inventive attachment of the transponder is suitable for normal as well as circularly polarized antenna fields of the readers.
Die Antennen eines Lesegeräts, d.h. die sogenannte "Keulenform des HF-Feldes", soll bevorzugt von oben auf die zu identifizierenden Objekte ausgerichtet sein. Von der Seite ausgerichtete Antennenfelder würden wegen der bei UHF erhöhten Lesereichweite von mehreren Metern womöglich auch Objekte identifizieren, die sich nicht im "Identifizierungsbereich" befinden (z.B. nebeneinander liegende Verladetore). Auf einer Palette können mehrere Stahlfässer stehen, und die innenstehenden Fässer können nur durch Anbringung der Transponder auf dem Fassdeckel gelesen werden. Die seitliche Anbringung der Transponder an den inneren Fässern und die seitliche Lesung schließen sich hier aus, weil die Nachbarfässer die Übertragung des Signals behindern.The antennas of a reading device, ie the so-called "lobe shape of the RF field" should preferably be aligned from above on the objects to be identified. Side-facing antenna arrays may also identify objects that are not in the "identification area" due to the increased reading range of several meters at UHF (eg adjacent loading gates). Several steel drums can stand on one pallet, and the inner drums can only be read by attaching the transponders to the drum lid. The lateral attachment of the transponder on the inner barrels and the lateral reading exclude each other here, because the neighboring barrels hinder the transmission of the signal.
Die Übertragung des Signals erfolgt zwischen dem mit Magnet befestigtem Transponder und dem Lesegerät in einem Bereich von typisch 0,1 bis 10 m, bevorzugt 0,1 bis 4 m, besonders bevorzugt 0,1 bis 2 m. Ein typischer Anwendungsabstand beträgt 0,1 bis 4 m. Je größer der Abstand des Transponders von der metallischen Oberfläche ist, umso größer ist die Lesereicheweite des Transponders. Abstände von mehr als 5 cm wirken sich nicht mehr positiv auf die Lesereichweite aus.The transmission of the signal takes place between the magnetically attached transponder and the reading device in a range of typically 0.1 to 10 m, preferably 0.1 to 4 m, particularly preferably 0.1 to 2 m. A typical application distance is 0.1 to 4 m. The greater the distance of the transponder from the metallic surface, the greater the reading range of the transponder. Distances of more than 5 cm no longer have a positive effect on the reading range.
Der erfindungsgemäße Transponder hat den besonderen Vorteil, dass er eine störungsfreie Übertragung des Signals unabhängig vom eingesetzten Frequenzbereich, Lesegerät und oder Antennen gewährleistet. The transponder according to the invention has the particular advantage that it ensures a trouble-free transmission of the signal regardless of the frequency range used, reader and or antennas.
Ausführungsbeispiele:EXAMPLES
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Figuren erläutert ohne dabei auf diese beschränkt zu sein.An embodiment of the invention will be explained below with reference to accompanying figures without being limited to these.
' Sicht von der Seite: ' View from the side:
Fig. 1 : Transponder 1 mit Abstandstückbeispiel 3 und aufgedampfter Magnetschicht 4Fig. 1: Transponder 1 with spacer example 3 and vapor-deposited magnetic layer. 4
Fig. 2: Transponder 1 mit Abstandhalterbeispiel 2 und Magnetfusse 4Fig. 2: Transponder 1 with spacer example 2 and magnetic base. 4
Fig. 3: Transponder 1 mit leicht biegsamem Abstandstück/ Füllmaterial 3 und MagnetfusseFig. 3: Transponder 1 with slightly flexible spacer / filling material 3 and magnetic feet
4 für wellige Oberflächen4 for wavy surfaces
Fig. 4: Transponder 1 mit Abstandhalter 2 und flexibler Magnetfolie 4 für runde Oberflächen und weiches Füllmaterial 5FIG. 4: Transponder 1 with spacer 2 and flexible magnetic foil 4 for round surfaces and soft filler material 5
Fig. 4a: Transponder 1 mit Abstandhalter 2, flexible Magnetfolie 4 für runde Oberflächen ohne FüllmaterialFig. 4a: Transponder 1 with spacer 2, flexible magnetic film 4 for round surfaces without filler
Fig. 5: Transponder mit optional abwinkelbaren Enden 1+3 und integrierter MagnetschichtFig. 5: transponder with optional bendable ends 1 + 3 and integrated magnetic layer
44
Sicht von oben:View from above:
Fig. 6: Transponder 1 mit abgewinkelten Enden und Magnetfolie/ Magnetschicht 2+3Fig. 6: Transponder 1 with angled ends and magnetic film / magnetic layer 2 + 3
Fig. 7: TFβesponder 1 mit flächenfüllendem Abstandsstück 2 und Magnetfolie 3Fig. 7: TFβesponder 1 with surface-filling spacer 2 and magnetic film. 3
Fig. 8: Transponder 1 mit nicht flächenfüllendem Abstandstück 2 und Magnetschicht 3FIG. 8: Transponder 1 with non-surface-filling spacer 2 and magnetic layer 3
Herstellung von Ausführungsbeispiele:Production of exemplary embodiments:
In einer ersten Ausfuhrungsform (Fig. 1) wurde auf die eine Seite eines zugeschnittenen Abstandstücks 3 aus Pappe, Schaumstoff, Styropor, etc. ein Transponder 1 geklebt, auf der anderen Seite wurde eine Magnetfolie oder ein Magnet aufgeklebt oder eine Magnetschicht 4 aufgedampft. In ähnlicher Art und Weise kann man sich Papier- oder PVC-Etiketten vorstellen, in die Magnetfolie eingearbeitet wird.In a first embodiment (FIG. 1), a transponder 1 was glued to one side of a cut spacer 3 made of cardboard, foam, polystyrene, etc., on the other side a magnetic film or a magnet was glued or a magnetic layer 4 was vapor-deposited. Similarly, one can imagine paper or PVC labels being incorporated into the magnetic film.
In einer weiteren Ausführungsform wurden 2 Magnetfolienstücke 4 mit einem Abstand neben einen Transponder 1 auf die Klebeseite eines Etiketts gelegt. Der Abstand zwischen Transponder und den beiden Magnetfolienstücken wurde dabei so gewählt werden, dass beim Abknicken der entstandenen Etiketten-Enden einen Abstandfuß und dadurch eine Luftbrücke zwischen Transponder 1 und Magnetfolienstücken 4 entsprechend Fig. 5 entsteht. Das Etikett wurde umgeklappt, um den Transponder 1 und die Magnetfolienstücke 4 zu umschließen.In a further embodiment, 2 magnetic film pieces 4 were placed at a distance next to a transponder 1 on the adhesive side of a label. The distance between the transponder and the two magnetic foil pieces was chosen so that when kinking the resulting label ends a distance foot and thereby an air bridge between the transponder 1 and magnetic film pieces 4 corresponding to FIG. 5 is formed. The label was folded over to enclose the transponder 1 and the magnetic film pieces 4.
Transmissionsversuche:Transmission tests:
6 Transponder UHF 868 MHz, kommerziell verfügbar Hersteller UPM-Rafsec, wurden mittels 15 mm Abstandstück aus Pappe und einer 0,3 mm dicken Magnetfolie (Fig. 1) jeweils auf den Deckel von 6 Stahlfässern Volumen 60 Liter gelegt. Eines der Stahlfässer wurde mit Wasser befüllt. Alle 6 Fässer wurden auf einer Palette mit Rollen mehrfach unter Leseantennen durchgefahren. Die Leseantennen waren in einem Bereich von 1 bis 2 m von der Oberkante der Fässer entfernt montiert, das Antennenfeld war also von oben auf die Transponder in den Fassdeckeln gerichtet, Leistung 2 W, Hersteller des UHF-Lesegerätes Fa. Samsys. Alle Transponder konnten identifiziert werden, das mit Wasser befüllte Fass und ein Fass mit 200 Liter Volumen erzeugten keinen Unterschied bei den Identifikationsversuchen. Es wurden umso mehr Lesefehler festgestellt, je geringer der Abstand des Transponders zur metallischen Oberfläche gewählt wurde. Das Hinzufühen oder das Entfernen der Magnetfolie beeinflusste das Ergebnis nicht.6 Transponders UHF 868 MHz, commercially available manufacturer UPM-Rafsec, were placed by means of 15 mm spacer made of cardboard and a 0.3 mm thick magnetic film (Fig. 1) each on the lid of 6 steel barrels volume 60 liters. One of the steel barrels was filled with water. All 6 barrels were driven on a pallet with rollers several times under reading antennas. The reading antennas were mounted in a range of 1 to 2 m from the upper edge of the barrels, the antenna field was thus directed from the top of the transponder in the drum lids, power 2 W, manufacturer of the UHF reader Fa. Samsys. All transponders could be identified, the barrel filled with water and a barrel of 200 liters volume produced no difference in the identification attempts. The smaller the distance of the transponder to the metallic surface, the more read errors were detected. Adding or removing the magnetic sheet did not affect the result.
Im Vergleich wurden Transponder in Klebe-Etiketten eingearbeitet und im quasi direktem Kontakt zur metallischen Oberfläche geklebt, die Transmission der Identifikationsdaten von Transpondern wurde von den verwendeten Stahlfässern bei einem Leseabstand von 0,1 m und mehr völlig verhindert.In comparison transponders were incorporated into adhesive labels and glued in quasi-direct contact with the metallic surface, the transmission of the identification data of transponders was completely prevented by the steel drums used at a reading distance of 0.1 m and more.
Gleiche Versuche mit den Flag-Tag-Etiketten der Firma UPM-Rafsec, bei denen die Transponder vom Etikett abgefaltet senkrecht zur metallischen Oberfläche positioniert wurden, ergaben nur dann gute Identifikationsergebnisse, solange die abgefalteten Transponder in einem Winkel von nahe 90 Grad zur metallischen Oberfläche positioniert waren. Da die Flag-Tag-Etiketten aus normalem Etikettenmaterial (z.B. Papier oder PVC-Folie) bestehen, kann der Transponder durch sein Eigengewicht oder wegen äußerer Einflüsse (z.B. Feuchtigkeit, Temperatur, mechanische Kräfte) auf die Etiketten-Klebefläche zurückfallen. Unsere Versuche zeigten, dass je weiter der abgefaltete Transponder die 90 Grad Position verläßte, um so mehr Lesefehler auftraten. Die aufgeklebten Flag- Tag-Etiketten wurden bei Entfernungsversuchen in jedem Fall zerstört.Similar tests with UPM-Rafsec's flag tag labels, where the transponders were folded away from the label and positioned perpendicular to the metallic surface, gave good identification results only as long as the folded transponders were positioned at an angle of almost 90 degrees to the metallic surface were. Because the flag tag labels are made of plain label material (e.g., paper or PVC film), the transponder may fall back onto the label adherend due to its own weight or external influences (e.g., humidity, temperature, mechanical forces). Our experiments showed that the farther the folded transponder left the 90 degree position, the more read errors occurred. The affixed flag tag labels were destroyed during removal attempts in any case.
Bei allen Versuchen wurde eindeutig festgestellt, dass die Leseentfernung zwischen Antennen und Transpondern erheblichen Einfluß auf den minimal notwendigen Abstand des Transponders zu der metallischen Oberfläche hat. Die Dicke der Magnetfolie ist für die Identifikation der Transponder nicht entscheidend. In einem ähnlichen Versuch mit Stahlfässern wurde ein Magnetstreifen mit einer Dicke von 8 mm benutzt, die isolierenden Abstandstücke wurden entsprechend dünner gehalten. Danach zeigte sich, dass die Dicke der Magnetfolie keinen Einfluß auf die Identifikationsgüte der Transponder besitzt. Daher - braucht die magnetische Kraft nur so stark zu sein, dass eine sichere Befestigung des Transponders gewährleistet ist. Natürlich können weitere Anforderungen, die für eine stärkere Magnetkraft sprechen, z.B. Stossfestigkeit oder manuelle Entfernbarkeit, im Einzelfall berücksichtigt werden.In all experiments it was clearly established that the reading distance between antennas and transponders has a considerable influence on the minimum necessary distance of the transponder to the metallic surface. The thickness of the magnetic film is not critical for the identification of the transponder. In a similar experiment with steel drums a magnetic strip with a thickness of 8 mm was used, the insulating spacers were kept correspondingly thinner. Thereafter, it was found that the thickness of the magnetic film has no influence on the identification quality of the transponder. Therefore - the magnetic force only needs to be strong enough to ensure secure attachment of the transponder. Of course, other requirements that speak for a stronger magnetic force, eg impact resistance or manual removability, can be taken into account in individual cases.
In einem weiteren Versuch wurden die Transponder magnetisch haftend an der Seite der Fässer befestigt. Die Leseantennen wurden ebenfalls seitlich ausgerichtet. Das Testergebnis war das gleiche wie bei der Lesung von oben mit den Transpondern in den Fassdeckeln. Hier mußte allerdings darauf geachtet werden, dass jedes Fass mit der Tranponderseite in Richtung des Antennenfeldes gedreht war. D.h. die Transponder konnten nicht durch die Fässer hindurch gelesen werden, wenn die Transponder dem Lesegerät abgewandt waren. Der Einsatz von mehreren Antennen von verschiedenen Seiten konnte das Ergebnis zwar verbessern. Doch bei Identifikation von mehreren Objekten gleichzeitig (z.B. mehrere Fässer auf einer Palette) werden einige Fässer wegen metallischer Abschirmung durch die anderen Fässer nicht mehr zuverlässig erkannt.In another experiment, the transponders were attached to the side of the barrels with magnetic adhesion. The reading antennas were also aligned laterally. The test result was the same as the reading from above with the transponders in the drum lids. Here, however, had to be taken to ensure that each barrel was rotated with the transponder side in the direction of the antenna field. That the transponders could not be read through the barrels when the transponders were facing away from the reader. The use of several antennas from different sides could indeed improve the result. However, when several objects are simultaneously identified (e.g., several barrels on a pallet), some barrels are no longer reliably detected due to metallic shielding by the other barrels.
Solange keine metallischen Objekte übereinander gestapelt werden ist die Identifikation von oben die vorteilhaftere Variante. As long as no metallic objects are stacked on top of each other, the identification from above is the more advantageous option.

Claims

Patentansprüche claims
1. Befestigungsmittel für Transponder zur Identifikation von metallischen oder metallhaltigen Objekten über funkbasierte Transpondertechnologie (RP-ID), wobei der Abstand zwischen dem Transponder und dem Container durch ein dielektrisches Abstandstück oder Abstandfüsse gewährleistet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandstück oder die -füsse mittels Magnetkraft am Container befestigt sind.1. Fastening means for transponder for the identification of metallic or metal-containing objects via radio-based transponder technology (RP-ID), wherein the distance between the transponder and the container is ensured by a dielectric spacer or spacer feet, characterized in that the spacer or feet by means of Magnetic force are attached to the container.
2. Befestigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkraft durch Magnetfuss, Magnetstreifen, Magnetfolie oder aufgedampfte Magnetschicht ausgeübt wird.2. Fastening means according to claim 1, characterized in that the magnetic force is exerted by magnetic foot, magnetic strip, magnetic film or vapor-deposited magnetic layer.
3. Befestigungsmittel nach Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Abstandstück oder die -füsse und/oder die magnetische Schicht und/oder der Transponder integriert sind.3. Fastening means according to claims 1 or 2, characterized in that the dielectric spacer or feet and / or the magnetic layer and / or the transponder are integrated.
4. Befestigungsmittel nach Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenzeichnet, dass das Abstandstück und/oder das Füllmaterial und/oder die Magnetfolie bzw. die magnetische Schicht aus einem flexiblen, biegsamen, nicht-starrem Material bestehen, wenn ein magnethaftender Transponder auf unebene, wellige oder runde Oberflächen befestigt werden soll.4. Fastening means according to claims 1 to 3, characterized thereby that the spacer and / or the filling material and / or the magnetic film or the magnetic layer of a flexible, flexible, non-rigid material, when a magnetic transponder on uneven, wavy or round surfaces should be attached.
5. Befestigungsmittel nach Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenzeichnet, dass das Abstandstück oder die -füsse aus dielektrischen Material und/oder der Transponder und/oder der Magnetfuss, der Magnetstreifen, die Magnetfolie oder die aufgedampfte Magnetschicht aus einer beliebiger Bauform besteht.5. Fastening means according to claims 1 to 4, characterized thereby that the spacer or feet of dielectric material and / or the transponder and / or the magnetic base, the magnetic strip, the magnetic foil or the vapor-deposited magnetic layer consists of any desired construction.
6. Befestiguftgsmittel nach Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfuss, die Magnetstreifen, die Magnetfolie oder die magnetische Schicht 0,01 bis 20 mm dick ist.6. Befestigungsiguftgsmittel according to claims 1 to 5, characterized in that the magnetic base, the magnetic strip, the magnetic sheet or the magnetic layer is 0.01 to 20 mm thick.
7. Befestigungsmittel nach Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder mit dem UHF-Frequenzbereich zwischen 300 bis 3 GHz eine störungsfreie Übertragung des Signals von 0,1 m bis 10 m gewährleistet.7. Fastening means according to claims 1 to 6, characterized in that the transponder with the UHF frequency range between 300 to 3 GHz ensures trouble-free transmission of the signal from 0.1 m to 10 m.
8. Befestigungsmittel nach Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder eine störungsfreie Übertragung des Signals unabhängig von einem eingesetzten Frequenzbereich, Lesegerät und / oder Antennen gewährleistet. 8. Fastening means according to claims 1 to 6, characterized in that the transponder ensures trouble-free transmission of the signal regardless of a frequency range used, reader and / or antennas.
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