DE60118153T2

DE60118153T2 - MULTISTANDARD-SYSTEM FüR RFID-ETIKETTEN

Info

Publication number: DE60118153T2
Application number: DE60118153T
Authority: DE
Inventors: A. Clifford Thornhill HORWITZ; E. William Durham DAVIDSON
Original assignee: SAMSYS TECHNOLOGIES Inc; SAMSYS TECHNOLOGIES Inc RICHMOND HILL
Current assignee: Sirit Inc
Priority date: 2000-01-06
Filing date: 2001-01-05
Publication date: 2007-03-08
Also published as: CA2395847A1; US20040085191A1; DE60118153D1; ATE321309T1; US20050083180A1; DE60118153T8; US7196613B2; US7116212B2; AU2659501A; EP1244997A1; US6617962B1; EP1244997B1; WO2001050407A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Funkfrequenzerkennungssysteme und insbesondere eine Lesevorrichtung für ein Funkfrequenzerkennungssystem, das mit verschiedenen Etiketten auf verschiedenen Frequenzen unter Benutzung verschiedener Protokolle arbeiten kann.
Hintergrund der Erfindung
Im Allgemeinen ermöglicht ein Funkfrequenzerkennungssystem (RFID), dass Objekte mit Etiketten gekennzeichnet werden, so dass, wenn das Etikett durch das elektromagnetische Feld einer Lese-/Abfragevorrichtung hindurchgeführt wird, das Objekt durch Lesen des Etikettes, welches an dem Objekt angebracht ist, erkannt wird. Im Einsatz sind RFID-Etiketten auf sehr verschiedene Weisen angebracht, umfassend verschraubt mit dem Artikel oder einfach an das Innere der existierenden Verpackung oder Kennzeichnung geklebt. Sie können mit benutzerfestgelegten Daten zur Benutzungszeit kodiert werden, oder mit einem Zahlensystem zur Zeit der Etikettenherstellung vorkodiert werden oder sogar mit einer Kombination von beidem.
Funkfrequenzerkennungssysteme haben eine Reihe von Vorteilen gegenüber gedruckten Papierkennzeichnungen wie Barcode-Systemen, in dem: es ist ein viel größerer Automatisierungsgrad ermöglicht; eine klare Sichtlinie ist nicht erforderlich; die Etiketten können verschleiert sein durch Schmutz, Papier oder sogar durch andere Objekte oder Verpackung; Leseabstände können größer sein; Etiketten können entweder, um das Etikett vor Beschädigungen im Einsatz zu schützen oder aus Sicherheitsgründen verborgen sein; und im Falle von Lese-/Schreibetiketten können erweiterbare Informationen auf den Etiketten gespeichert werden, wie z. B. PO#, Verfallsdatum, Bestimmungsort, Bestätigung eines angewandten Prozesses, etc.
Dies sind nur einige der Vorteile von RFID-Etiketten. Das Etikett kann ein einzelner integrierter Schaltungs-Chip sein, der mit einer flachen, gedruckten Antenne verbunden ist oder könnte eine komplexe Schaltung sein, welche eine Batterie und Sensoren für Temperatur, Position, Orientierung oder irgendeine andere erforderliche Eigenschaft umfasst.
Insbesondere gibt es eine große Zahl von verschiedenen Etikettentypen, die durch eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften gekennzeichnet werden können, jedoch nicht darauf beschränkt sind: passiv, ohne Batterie und deswegen die gesamte für die Funktion erforderliche Energie von einem elektromagnetischen Feld erhaltend, das durch die Lese/Abfragevorrichtung gesendet wird oder aktiv unter Benutzung einer in dem Etikett selbst befindlichen Batterie; mit Kollisionsverhandelungseigenschaft, was bedeutet, dass mehr als ein Etikett in dem Feld einer einzelnen Lese/Abfragevorrichtung zu einer Zeit gelesen werden kann oder Nicht-Kollisionseigenschaft, was bedeutet, das nur ein Etikett in dem Feld der Lese-/Abfragevorrichtung zu einer Zeit sein kann, um einen guten Lesevorgang zu gewährleisten; multifrequenz, wobei die Daten von dem Etikett und zu dem Etikett auf verschiedenen Frequenzen transportiert werden oder einfachfrequenz, wobei der Träger in beiden Richtungen derselbe ist; vollduplex, wobei das Etikett Daten zu der Lese-/Abfragevorrichtung zurückübermittelt, während der Sender der Lese-/Abfragevorrichtung aktiv ist, oder halbduplex, wobei das Etikett darauf wartet, dass der Sender der Lese-/Abfragevorrichtung inaktiv wird, bevor sie antwortet; aufgefordert, wobei das Etikett von der Lese/Abfragevorrichtung aufgefordert werden muss, bevor sie Daten zurückübermittelt, oder unangefordert, wobei das Etikett zurückübermittelt, sobald sie angeschaltet ist; aktiver Sender, wobei das Etikett ihren eigenen Oszillator und Sender hat oder Rückstreuer, wobei das Etikett das von dem Sender der Lese-/Abfragevorrichtung erzeugte Feld moduliert; Nur-Lese-Etikett, die mit einem elektronischen Barcode gleichgesetzt werden kann oder Lese-/Schreibetikette, was einem Notizblock auf dem Etikett entspricht. In jedem Fall können Etiketten verschiedene Mengen zu transportierender Daten, verschiedene Größen von beschreibbarem Speicher, verschiedene Zugangsschemata zu Daten und verschiedene Schreibverfahren haben; Trägerfrequenz ist eine Funktion der Anwendung, der Physik des zu etikettierenden Objektes, der erforderlichen Reichweite und der Funkfrequenzspektrumsvorschriften des Landes, in welchem es benutzt wird; Datenrate ist eine Funktion der Trägerfrequenz, der Anwendungserfordernisse und der Funkfrequenzspektrumsvorschriften des Landes, in dem es arbeitet; Datenkodierungsverfahren können beträchtlich variieren, es wird jedoch üblicherweise irgendeine Art benutzt, die die Daten mit der Uhrzeit kodiert, wie z. B. die Manchester-Kodierung; ein Paketprotokoll zur Datenübertragung von und zu dem Etikett muss in Bezug auf Kopfdaten, Adressierung, Datenfeldtypen und -größen, Befehle, Funktionen, Quittierungsüberwachung (handshaking), etc. festgelegt werden; Fehlerkorrektur oder -erkennungskodes können von den Etiketten benutzt werden, um die Zuverlässigkeit des Etikettendatentransfers zu erhöhen, im Allgemeinen wird ein Schema nur zur CRC-Fehlererkennung benutzt, wobei jedoch der bestimmte CRC-Kode spezifiziert werden muss; zusätzliche Signalgeräte wie Piper oder LEDs können zu dem Etikett hinzugefügt werden, um den Benutzer auf ein bestimmtes etikettiertes Objekt in dem Feld aufmerksam zu machen und ihn dorthin zugeleiten; zusätzliche Sensoren für z.B. Temperatur können dem Etikett hinzugefügt werden, um extreme Bedingungen aufzuzeichnen, durch die das etikettierte Objekt hindurchgegangen ist.
Wie aus der obigen Liste entnommen werden kann, gibt es eine außerordentlich große Variationsbreite von Etikettentypen, die benutzt werden können oder durch eine Anwendung erforderlich sind, was es sehr schwierig macht, eine Lese/Abfragevorrichtung alle Etikettentypen handhaben zu lassen. Typischerweise müsste es eine spezifische Lese/Abfragevorrichtung geben, die an die spezifischen Eigenschaften eines jeden Typs von Etikett angepasst ist, welcher in der Anwendung benutzt wird.
Zum Beispiel würde ein kostengünstiges, passives Etikettensystem mit unangeforderter Etikettenantwort wie folgt implementiert sein: die Lese-/Abfragevorrichtung würde das Etikett zunächst durch Erzeugen eines elektromagnetischen Feldes einer gegebenen Frequenz aktivieren. Solch ein elektromagnetisches Feld kann z.B. durch Anlegen eines alternierenden elektrischen Stromes einer gegebenen Frequenz an eine Spule für Niederfrequenznahfeldsysteme, welche üblicherweise induktiv-gekoppelte Systeme genannt werden, oder an eine RF-Antenne für Fernfeldhöherfrequenzsysteme erzeugt werden.
Das Etikett umfasst eine Antenne, die für Fernfeldsysteme ein Dipol oder für induktive Systeme eine Spule sein könnte, die auf die Frequenz des von dem Abfragesender erzeugten elektromagnetischen Feldes eingestellt ist. Der so in der Etikettenantenne erzeugte elektrische Strom wird zur Energieversorgung des Etiketts benutzt. Daten werden zu dem Etikett generell durch Modulation dieses von dem Abfragesender erzeugten elektromagnetischen Feldes gesendet, welches üblicherweise das Erregungs- oder Beleuchtungsfeld genannt wird. Das Etikett kann dem Abfragesender Daten entweder durch Senden durch ihren eigenen Sender auf einer von dem Beleuchtungsfeld getrennten Frequenz und Antenne zurücksenden oder durch Modellierung des Beleuchtungsfeldes durch Veränderung der Beladung der Etikettenantenne, was üblicherweise Rückstreuersystem genannt wird. In jedem Fall wird entweder das von dem Etikett neu erzeugte elektromagnetische Feld oder die Störungen im Beleuchtungsfeld des Abfragesenders, welche durch das Rückstreuersystem des Etiketts verursacht sind, durch den Abfragesender detektiert. Die Daten von dem Etikett werden somit dekodiert, was ermöglicht, das Etikett und den Artikel zu erkennen, an welchem das Etikett angeheftet ist. In manchen Fällen wird, wie im Falle einer Lese/Schreibetikette, durch Modellieren des vom Abfragesender erzeugten elektromagnetischen Feldes geschrieben. Typische Informationen, die in dem Etikett gespeichert werden können, wären: PO#; Verfallsdatum; Bestimmungsort; Bestätigung eines angewandten Prozesses, etc.
Die Vor- und Nachteile, unterschiedliche Eigenschaften für die Etiketten zu benutzen, hängen so stark von der Art der Anwendung ab, dass es zu diesem Zeitpunkt keinen klaren überlegenen Typ eines Etiketts gibt, welcher das Gebiet gänzlich dominieren würde. Zum Beispiel ist in einigen Fällen Reichweite ein Vorteil, in anderen Fällen ein Nachteil. Objekte mit hohem Feuchtigkeits- oder Wassergehalt sind zur Etikettierung mit Hochfrequenz-Etiketten nicht geeignet. Anwendungen, die hohe Datenraten oder in dem Feld viele Etiketten zu jedem Zeitpunkt erfordern, sind für Niederfrequenz-Etiketten nicht geeignet. Die Etikettenkosten im Vergleich zu dem etikettierten Objekt und/oder die Wiederverwendbarkeit des Etiketts ist eine wichtige Nebenbedingung zur Auswahl von Etiketteneigenschaften.
Wie aus den oben gezeigten wenigen Beispielen ersichtlich, wird jede Anwendung ein Kompromiss an Etiketteneigenschaften sein, um die Erfordernisse der Anwendung zu erfüllen. Um die Leistungsfähigkeit zu maximieren und die Kostenziele zu erreichen, muss der Etikettentyp passend zur Anwendung gewählt werden. Selbst wenn eine einzelne Trägerfrequenz für eine Anwendung ausgewählt werden kann, könnten Unterschiede in den anderen Etiketteneigenschaften weiterhin verschiedene Lese-/Abfragevorrichtungen für die verschiedenen Etikettentypen erfordern. Unter der Annahme, dass das der Fall ist und dass irgendeine große Anwendung verschiedene Leistungsziele und daher Etikettentypen haben kann, ist es außerordentlich vorteilhaft, eine Lese-/Abfragevorrichtung zu haben, die flexibel ist und viele Etikettentypen gleichzeitig lesen kann. Das könnte sogar in solchen Anwendungen zwingend sein, wo es verschiedene Lese-/Abfragevorrichtungstypen gibt, die auf derselben Trägerfrequenz arbeiten und sich daher gegenseitig stören. Solch eine universelle Lese/Abfragevorrichtung würde außerdem das andere große Hindernis beim Implementieren von RFID-Etikettensystemen lösen und das ist, die Furcht vor einer Veralterung und nicht im Stande zu sein, den nächsten Typ eines Etiketts zu lesen, welcher in der Anwendung erforderlich sein könnte.
In einigen Situationen ist es für einen Endbenutzer eines Funkfrequenzerkennungssystems möglich, mehrere Lese/Abfragevorrichtungen einzubeziehen, sodass verschiedene Etiketten, die verschiedene Protokolle benutzen, gelesen werden können. Dies ist jedoch unwirtschaftlich und teuer, da mehrere Lesevorrichtungen nicht erforderlich wären, wenn ein einzelner gemeinsamer Standard an Etiketten benutzt würde. Weiterhin ist es wahrscheinlich, dass sich mehrere Lesevorrichtungen gegenseitig stören, besonders wenn sie auf gemeinsamen Funkfrequenzen arbeiten.
Herkömmliche Lesevorrichtungen für Funkfrequenzerkennungssysteme sind entworfen worden, um einige der oben genannten Probleme anzugehen. Zum Beispiel offenbart die internationale Patentanmeldung Nr. PCT/US98/10136, eingereicht von AVID Identification Systems, Inc., am 14. Mai 1998, und betitelt „READER FOR RFID SYSTEM", eine Lesevorrichtung zum Lesen von Etiketten von verschiedenen Protokollen in einem Funkfrequenzerkennungssystem. Gemäß dieses Systems wird das Erkennungssignal von dem Etikett von der induktiven Spule der Lesevorrichtung abgetastet wie oben beschrieben, indem die Spannung über der Spule in Übereinstimmung mit der Kodefrequenz, die in das Etikett einprogrammiert ist, moduliert wird. Das von der Spule empfangene Signal wird zur Verarbeitung und Dekodierung an die Zentralverarbeitungseinheit gesendet, wo das Signal zunächst durch Messen der Pulsbreite des Signals analysiert wird. Die Zentralverarbeitungseinheit wählt dann ein Etikettenprotokoll aus, dass, basierend auf der gemessenen Pulsbreite, höchstwahrscheinlich das richtige Protokoll ist.
Das AVID-Funkfrequenzerkennungssystem kann an einer Reihe von Nachteilen leiden. Während das Funkfrequenzerkennungssystem zum Beispiel das Lesen von Etiketten mit verschiedenen Protokollen in demselben Frequenzbereich ermöglicht, erlaubt es nicht, dass Etiketten, die auf verschiedenen Frequenzen arbeiten, von derselben Lesevorrichtung gelesen werden, da die induktive Spule der Lesevorrichtung nicht auf allen elektromagnetischen Frequenzen betreibbar ist. Das AVID-System ist im Wesentlichen eine induktiv basierte Anordnung, welche auf einer einzelnen Frequenz arbeitet. Weiterhin nimmt das AVID- System nicht alle der oben beschriebenen Etiketteneigenschaften und Kennzeichen auf. Da das AVID-System eine einzelne Pulsbreite misst, kann das System im schlimmsten Falle nur die Datenrate von der Pulsbreite ableiten und im besten Falle nur von einer sehr kleinen Gruppe von Etikettentypen auswählen, wobei der Etikettentyp nur geeignet wäre, wenn er eine unterscheidbare Kopfpulsbreite hätte. Generell ist das AVID-System für mehrere Trägerfrequenzen nicht geeignet.
Ein weiteres System ist in US 5,952,935 beschrieben. Dies beinhaltet jedoch nur ein einzelnes Funkfrequenzmodul und ist so nicht geeignet für den Gebrauch mit Etiketten, die auf verschiedenen Frequenzbändern arbeiten.
Angesichts des Vorgehenden bleibt noch eine Lesevorrichtung für ein Funkfrequenzerkennungssystem, welche mit Etiketten benutzt werden kann, die auf verschiedenen Frequenzen mit verschiedenen Protokollen arbeiten.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt eine Lese/Abfragevorrichtung für ein Funkfrequenzerkennungssystem zur Verfügung, die geeignet ist für den Einsatz von Etiketten, die auf verschiedenen Frequenzen und mit verschiedenen Etikettenoperationseigenschaften wie Datenprotokoll, Kodierung, Datenraten, und oben beschriebener Funktionalität arbeiten.
Das Lese-/Abfragesystem gemäß der Erfindung teilt das Problem von mehreren Etikettentypen in zwei Klassen auf. Die erste Klasse ist durch eine Trägerfrequenz und die zweite Klasse durch die Etikettenoperationsparameter gekennzeichnet. Die erste Klasse kann grob in vier Hauptfrequenzbänder unterteilt werden, die heutzutage in Benutzung sind. Jedes dieser Bänder erfordert für sich genommen seinen eigenen Antennenaufbau, und einen für die Arbeitsfrequenz geeigneten Sender und Empfänger. Diese frequenzabhängige Komponente wird im Folgenden mit RFM oder Funkfrequenzmodul bezeichnet.
Die zweite Klasse ist über die übrigen Etikettenoperationsparameter festgelegt, die manchmal zusammengefasst und als Protokoll bezeichnet werden und als Rechenprobleme angesehen werden. Dieser Teil wird von einer anderen Komponente der Erfindung übernommen, die ICM oder Abfragesteuermodul genannt wird. Dieses Modul errechnet entweder die Parameter von dem empfangenen Etikettensignal direkt, wie z.B. die Datenrate, die Nachrichtenlänge und das Kodierungsschema, oder probiert die möglichen übrigen Parameter entweder parallel oder seriell vollständig durch, wie z.B. benutzten Typ von CRC. Die Resultate dieser Parameterbestimmungen werden gegen eine Liste von annehmbaren Etikettenparameterkombinationen überprüft, bevor die Daten als eine gültige Nachricht weitergeleitet werden.
Die Lese-/Abfragevorrichtung gemäß der Erfindung handhabt gleichzeitig Etiketten, die auf verschiedenen Trägerfrequenzen arbeiten, durch die Benutzung eines getrennten RFM für jede erforderliche mit einem ICM verbundene Trägerfrequenz. Die zwischen dem RFM und dem ICM übermittelten Daten werden von jeglichen Trägerfrequenzen befreit und von dem ICM in gleicher Weise prozessiert, ungeachtet auf welchem Frequenzband das Etikett arbeitet. Die Trägerfrequenz oder das RFM, von dem die Etikettendaten empfangen werden, wird lediglich als einer von vielen Parametern angesehen, um einen Etikettentyp aus einer Liste von gültigen Etikettentypparameterkombinationen zu spezifizieren.
Zusätzlich können mehrere RFMs, die auf derselben Trägerfrequenz arbeiten, zusammen mit einem einzelnen ICM benutzt werden, wo die Anwendung ein besonderes Formen des Feldes oder mehrere Antennenorientierungen oder Polarisationen erfordert, um alle Etikettenkonfigurationen zu lesen. In diesem Fall entfernt das einzige ICM jegliche Interferenzprobleme, die entstehen würden, wenn man zwei separate Lese-/Abfragevorrichtungen hätte, die versuchen die Kollisionsentscheidung und Befehle an ein Etikett zu handhaben, die von beiden Einheiten gleichzeitig empfangen werden könnten. Es verhindert auch das durch das starke Signal einer einzelnen Lese-/Abfragevorrichtung bedingte gänzliche Auswischen irgendeines schwachen Rückmeldesignals von einer Etikette, die andererseits lediglich für eine andere Lese-/Abfragevorrichtung sichtbar wäre.
Entsprechend eines Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Abfragesender für ein Funkerkennungssystem zur Verfügung gestellt, das eine Anzahl von Etiketten hat, wobei ausgewählte Etiketten auf einer ersten Frequenz arbeiten und andere Etiketten auf einer anderen Frequenz arbeiten, wobei der Abfragesender umfasst: (a) ein erstes Funkfrequenzmodul, das einen Sender zum Senden eines Ausgabesignals auf der ersten Frequenz zu den Etiketten hat und beinhaltend einen Empfänger zum Empfangenen von von den auf der ersten Frequenz arbeitenden Etiketten gesendeten Rückmeldesignalen; (b) ein zweites Funkfrequenzmodul, welches einen Sender zum Versenden eines Ausgabesignal auf der zweiten Frequenz zu den Etiketten hat und umfassend einen Empfänger zum Empfangenen von von den auf der zweiten Frequenz arbeitenden Etiketten gesendeten Rückmeldesignalen; (c) ein Steuermodul, das mit dem ersten und dem zweiten Funkfrequenzmodul verbunden ist, wobei das Steuermodul eine Steuerung zum Steuern der Sender für das Übersenden der Ausgabesignale zu den Etiketten und einen Dekodierer zur Dekodierung der von den Etiketten empfangenen Rückmeldesignale umfasst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Beispielhaft wird nun auf die begleitenden Zeichnungen verwiesen, welche eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen und in welchen:
1 ein Blockdiagramm ist, welches eine Lesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für ein Funkfrequenzerkennungssystem zeigt;
2 ein Blockdiagramm ist, welches eine konventionelle für den Einsatz mit der Lesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignetes Etikett zeigt;
3(a) ein Blockdiagramm ist, welches ein Lesefrequenzmodul für die Lesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
3(b) ein Blockdiagramm ist, welches ein Abfragesteuermodul für die RFID-Lesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
4(a) ein schematisches Diagramm ist, welches genauer die vordere Komponente des Lesefrequenzmoduls von 3(a) zeigt; und
4(b) ein schematisches Diagramm ist, welches genauer die nachgeordnete Komponente des Lesefrequenzmoduls aus 3(a) zeigt.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Zunächst wird auf 1 Bezug genommen, welche eine Multifrequenz/-protokoll-RFID-Etikettenlesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt und welche allgemein durch die Bezugsnummer 10 gekennzeichnet ist. Die Multifrequenz/protokoll-RFID-Etikettenlesevorrichtung 10 stellt den Abfragesender in einem Funkfrequenzerkennungs- („ID") -system 1 zur Verfügung. Wie in der Figur gezeigt, umfasst das Funkfrequenzerkennungssystem oder RFID 1 eine Mehrzahl an Etiketten. In konventionellen RFID-Systemen arbeiten die Etiketten in dem Feld für eine Lesevorrichtung alle auf derselben Frequenz mit denselben Etikettenparametern. Wie beschrieben werden wird, ist die Lesevorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dazu geeignet, Etiketten abzufragen, die auf verschiedenen Frequenzen in dem Funkfrequenzfeld arbeiten.
Wie in 1 gezeigt, ist die Lese- oder Abfragevorrichtung 10 betreibbar auf vier verschiedenen Frequenztypen der Etiketten 2, 4, 6 und 8. Der erste Typ von Etiketten 2, einzeln gezeigt als 2a, 2b und 2c, arbeitet auf einer ersten Frequenz, zum Beispiel 125 kHz. Der zweite Typ von Etiketten 4, einzeln gezeigt als 4a, 4b und 4c, arbeitet auf einer zweiten Frequenz, zum Beispiel 13,56 MHz. Der dritte Typ von Etiketten 6, einzeln gezeigt als 6a, 6b, 6c, 6d und 6e, arbeitetet auf einen dritten Frequenz, beispielsweise 869 MHz. Der vierte Typ von Etiketten 8, einzeln gezeigt als 8a, 8b und 8c, arbeitet auf einer vierten Frequenz, zum Beispiel 2,45 GHz. Während die Lesevorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung im Kontext von 4 Etikettentypen beschrieben ist, wird anerkannt werden, dass die Lesevorrichtung 10 für den Betrieb mit Etiketten geeignet ist, die auf anderen Frequenzen mit verschiedenen Operationsparametern arbeiten, ob auf derselben oder auf einer verschiedenen Frequenz.
In der Industrie kommen Funkfrequenzerkennungsetiketten generell in vier verschiedenen Frequenzbändern vor, 100–200 kHz, 13,56 MHz, 450-869-917 MHz und 2,45 GHz. Es versteht sich, dass alle vier Bänder verschiedene physikalische Eigenschaften haben, welche die Etiketten für spezifische Anwendungen und Bedingungen geeignet machen.
Das erste Frequenzband, das ist 100–200 kHz, ist geeignet zur Etikettierung von Behältern, die Flüssigkeiten beinhalten und auch zu Etikettierung des menschlichen Körpers. Diese Funkfrequenzfelder können gut festgelegt und gut beschränkt werden. Das erste Frequenzband ist jedoch nur für kurze Reichweiten von typischerweise weniger als einem Meter geeignet. Weiterhin ist das erste Frequenzband nur für sehr geringe Datenraten geeignet und gestattet deswegen geringe Leistungsfähigkeit in Anwendungen, bei denen es erforderlich ist, dass mehrere Etiketten in dem Funkfrequenzband zur selben Zeit gelesen werden.
Das zweite Frequenzband, das ist 13,56 MHz, wird üblicherweise für kurzreichweitige, passive Etiketten genutzt. Im Allgemeinen wird es induktiv in das Etikett eingekoppelt, da die Wellenlänge für eine praxisnahe Fernfeldantenne zu lang ist. Wie das erste Band ist die Reichweite relativ kurz, etwa einen Meter. Dieses Frequenzband ist auch empfindlich gegenüber dem Vorhandensein von Wasser und wird durch den menschlichen Körper störend beinflusst.
Das dritte Band, das ist 458-869-917 MHz wird normalerweise für langreichweitige, passive Etiketten benutzt (z.B. Halbduplexetiketten). Die Wellenlänge in diesem Band ist kurz genug, um Dipolantennen und Fernfeldeffekte zu benutzen. Dieses Band ist für langreichweitige Etikettenanwendungen geeignet, zum Beispiel ermöglicht eine Leistung von einem halben Watt eine Reichweite von 10 bis 15 Fuß. Dieses Band unterstützt auch hohe Datenraten und mit Anti-Kollisionsalgorithmen in der Leservorrichtung können viele Etiketten zur gleichen Zeit unterstützt werden. Um metallene Objekte zu etikettieren, müssen jedoch Abstandshalter oder spezielle Antennen benutzt werden und diese Etiketten sind nicht geeignet, um Menschen oder Behälter von Flüssigkeit zu etikettieren.
Das vierte Band, das ist 2,45 GHz, kann sehr hohe Datenraten unterstützen und ist deshalb für mehrere Etiketten, die in dem Funkfrequenzband arbeiten, geeignet. Auch ist bei der hohen Frequenz nur eine sehr kleine Antennengeometrie benötigt, was zu einer kleinen Basisfläche für das Etikett führt. Verglichen mit den anderen Frequenzbändern sind die Etiketten für dieses Band gegenüber Wasser und Menschen die empfindlichsten. Ein anderer Nachteil ist, dass diese Etikettentypen für eine effiziente Feldoperation eher kostspielige Komponenten benutzten.
Es wird zurück auf 1 verwiesenen. Um die Fähigkeit zu ermöglichen, mit verschiedenen Etikettentypen 2, 4, 6 oder 8 zu arbeiten, beinhaltet die Lesevorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ein Abfragesteuermodul 11 und ein Funkfrequenzmodul für jede verschiedene Etikettenfrequenz. Verschiedene Typen von Etiketten, die dieselbe Trägerfrequenz haben, können dasselbe Funkfrequenzmodul benutzen. Wie in 1 gezeigt, beinhaltet die Lesevorrichtung 10 ein Funkfrequenzmodul 12 zum Lesen der Etiketten 2, die auf der ersten Frequenz (z.B. 125 kHz) arbeiten, ein Funkfrequenzmodul 14 zum Lesen der Etiketten 4, die auf der zweiten Frequenz arbeiten, ein Funkfrequenzmodul 6 zum Lesen der Etiketten 6, die auf der dritten Frequenz (z.B. 13,56 MHz) arbeiten, ein Funkfrequenzmodul 16 zum Lesen der Etiketten 6, die auf der dritten Frequenz (z.B. 869 MHz) arbeiten, und ein Funkfrequenzmodul 18 zum Lesen der Etiketten 8, die auf der vierten Frequenz (z.B. 2,45 GHz) arbeiten. Die Funkfrequenzmodule 12, 14, 16, 18 stellen die Funk-Interfaces zwischen den jeweiligen Etiketten und dem Abfragesteuermodul 11 zur Verfügung.
Wie in 1 gezeigt, sind die Funkfrequenzmodule 12, 14, 16, 18 mit dem Abfragesteuermodul 11 über einen Bus 19 verbunden. Der Bus 19 ist als ein Niedriggeschwindigkeitsbus ausgelegt und liefert für die Funkfrequenzmodule 12 bis 18 Steuersignale zum Abfragen der jeweiligen Etikettentypen 2 bis 8 und stellt Signaldaten für das Empfangen von durch die Etiketten zu den jeweiligen Funkfrequenzmodulen übermittelten Informationen zur Verfügung. Durch Gebrauch einer solchen Vorrichtung werden die Funkfrequenzmodule parallel angeordnet, um der Lesevorrichtung 10 eine Multifrequenz-Fähigkeit zu verschaffen, welche Lesevorrichtung durch das Hinzufügen von zusätzlichen Funkfrequenzmodulen oder durch das Ersetzen von einem oder mehreren der existierenden Funkfrequenzmodule 12, 14, 16 oder 18 durch für andere Frequenzbereiche konfigurierte Funkfrequenzmodule weiter umgestellt werden kann. Zusätzlich können eine Mehrzahl von Funkfrequenzmodulen auf demselben Frequenzband eingesetzt werden, wo es zur Formung des Feldes oder zur Handhabung verschiedener in dem Feld vorliegender Etikettenorientierungen erforderlich sein könnte. Es wird anerkannt werden, dass, wenn mehrere Funkfrequenzmodule in demselben Frequenzband benutzt werden, diese Funkfrequenzmodule sich in ihrer Zentralfrequenz genügend unterscheiden sollten, um Vorschriften zu entsprechen und derart, dass die Schwebungsfrequenz zwischen zwei Einheiten höher ist als die maximale Datenrate.
Als Nächstes wird auf die 2 Bezug genommen, welche in diagrammatischer Form den Aufbau eines typischen Etiketts 20 gemäß des Standes der Technik zeigt. Das Etikett 20 umfasst eine Serie von Modulen umfassend ein Air-Interface 21, eine Logik 22 und eine Energieversorgung 24. Wenn das Etikett 20 ein Lese-/Schreibetikett ist, gibt es ein Speichermodul 26. Das Air-Interface 21 bietet der Lesevorrichtung 10 ein Funkfrequenzkommunikations-Interface. Die Logik 22 umfasst herkömmliche Logik (das ist eine digitaler Schaltung), welche die anderen Module in dem Etikett 20 steuert. Die Energieversorgung 24 liefert lokale Energie zum Betrieb des Etiketts 20. In der Mehrzahl der Etiketten, das sind passive Etiketten, wird die Energieversorgung 24 von dem von der Lesevorrichtung 10 empfangenen RF-Signal gespeist. In aktiven Etiketten umfasst die Energieversorgungsschaltung eine Batterie und eine Aktivierungsschaltung. Wenn das Etikett 20 lesbar und beschreibbar ist, können benutzerfestgelegte Daten in diesem Speicher abgelegt und von der Lesevorrichtung zurückgelesen werden. Abhängig von den Etiketteneigenschaften könnte ein bestimmtes Etikett ein einmal beschreibbares Gerät sein oder es könnte löschbar sein und viele Male (typischerweise 10.000 mal) wieder beschrieben werden können. Einige Etiketten können nur über direkten Kontakt beschrieben werden und nicht durch das RF-Interface, die Lesevorrichtung bietet jedoch die Fähigkeit, die Etiketten über das RF-Interface zu beschreiben.
Als Nächstes bezugnehmend auf die 3(a) und 3(b) werden das Funkfrequenzmodul 12 beziehungsweise das Abfragesteuermodul 11 genau gezeigt. Gemäß dieses Aspektes der vorliegenden Erfindung bietet das Funkfrequenzmodul 12 das Funk-Interface zu den zugeordneten Typen von Etiketten 2, 4, 6 oder 8. Das Funkfrequenzmodul 12 ist ein frequenzabhängiges Gerät, zum Beispiel 100–200 kHz, 13,56 MHz, 458-869-917 MHz oder 2,45 GHz. Das Funkfrequenzmodul 12 und das (die) Etikett(en) arbeiten zusammen als eine Art Einheit (bezeichnet mit 13 in 3(a)), das heißt irgendeine gegebene Etikettenfrequenz hat ein zugeordnetes Funkfrequenzmodul 12 in der Lesevorrichtung 10. Wie in 3(a) angezeigt, umfasst das Funkfrequenzmodul 12 eine Air-Interface-Stufe 31 und eine Daten-Interface-Stufe 32. Sowohl die Air-Interface-Stufe 31 als auch die Daten-Interface-Stufe 32 umfassen Analogschaltungen, wie genauer mit Bezug auf 4 beschrieben wird. Die Daten-Interface-Stufe 32 bietet eine Funktion zum Formen von Daten.
Wie oben beschrieben, verbindet sich das Abfragesteuermodul 11 mit mehreren Typen von Funkfrequenzmodulen 12, 14, 16 und 18 und Etikettentypen und steuert diese über den Bus 19 (1). Diese Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt es der Lesevorrichtung 10, Etiketten in demselben Feld zu lesen, welche mit verschiedenen Frequenzen und/oder verschiedenen Operationsparametern arbeiten. Wie in der 3(b) gezeigt, umfasst das Abfragesteuernmodul 11 Daten-Interface- und Protokolle-Stufe 34 und eine Anwendungs-Interface-Stufe 36.
Die Anwendungs-Interface-Stufe 36 umfasst einen programmierten Mikroprozessor, der an die Daten-Interface- und Protokolle-Stufe 34 angekoppelt ist und die Operation des Abfragesteuermoduls 11 und der einzelnen Funkfrequenzmodule 12, 14, 16 und 18 über den Bus 19 steuert. Wie in 3(b) gezeigt, beinhaltet das Abfragesteuermodul 11 auch eine LCD-Berührtafel 38 zum Empfang von Benutzerbefehlen und zum Darstellen von Informationen über die Operation des Funkfrequenzerkennungssystems 1, der Funkfrequenzmodule 12, 14, 16 und 18 und der Etikettentypen. Vorzugsweise ist der Programmspeicher für den Mikroprozessor in der Anwendungs-Interface 36 als Flash-Speicher (flash memory) ausgeführt, wodurch es möglich ist, dass Programme von einem PC (nicht gezeigt) über eine konventionelle Netzwerkverbindung heruntergeladen werden.
Die Daten-Interface- und Protokolle-Interface-Stufe 34 beinhalt Schaltungen zur Verarbeitung des von der Daten-Interface-Stufe 32 (3(a)) in dem Funkfrequenzmodul 12 (14, 16 und 18) ausgebebenen Empfangssignals. Diese Verarbeitung beinhaltet das Durchführen von Takttrennung, das Wiederherstellen der Daten aus dem ausgegebenen Empfangssignal und die Handhabung von Datenprotokollen, basierend auf welchen die Etikettentypen gesteuert werden. Die Daten-Interface- und Protokolle-Stufe 34 ist vorzugsweise als eine feldprogrammierbare Gattervorrichtung oder FPGA ausgelegt. Vorteilhafterweise erlaubt eine Implementierung, die ein feldprogrammierbares Logikgerät benutzt, verschiedene Protokolle unter der Kontrolle des Mikroprozessors in die Anwendungs-Interface 36 nachzuladen. Das FPLD ist programmiert, um die an den verschiedenen Typen der Etiketten 2, 4, 6 oder 8 erhältlichen Datenraten und Protokolle entgegenzunehmen. Im Betrieb lädt der Mikroprozessor in dem Abfragesteuermodul 11 das FPGA mit den geeigneten Konfigurationsdaten, um Datendekodierung und Protokollumwandlung für die in dem Feld abzufragenden Etiketten vorzunehmen. An diesem Punkt sind die Daten gänzlich befreit von ihrer Trägerfrequenzkomponente und außer als ein Index in einer Liste von annehmbaren Etikettentypen mit ihren möglichen Operationsparametern wird die Trägerfrequenz nicht weiter zur Dekodierung benutzt. Es gibt Etikettenfamilien, welche ungeachtet der Trägerfrequenz dieselbe Logikschaltung und daher auch dieselben Operationsparameter benutzen. In diesem Fall benutzt die Daten-Interface- und Protokolle-Stufe dieselbe Prozedur zur Dekodierung, gleichgültig von welchem RFM das Signal herein kam. In einigen Fällen wird es verschiedene Etikettentypen geben, die auf derselben Trägerfrequenz arbeiten und die Interface- und Protokolle-Stufe wird sogar für Signale, die über dasselbe RFM hineinkommen, verschiedene Prozeduren benutzen.
Das FPGA steuert direkt die Sender für Signale, die zurück zu dem Etikett gehen, oder für Kollisionsentscheidungssignale, die zu den Etiketten gehen, weil das FPGA die für den bestimmten Etikettentyp erforderliche Taktrate und zeitliche Koordinierung bestimmt hat. Das RFM und der Mikroprozessor können diese Signale auch ausblenden, um generelle Steuerung des Senders des RFMs zu haben. Das ICM schaltet die Sender entsprechend Vorschriften- und Anwendungsanforderungen an, um die passiven Etiketten mit Energie zu versorgen und/oder die aktiven Etiketten in einen Wachzustand zu versetzen und jegliche für die benutzten Etikettentypen erforderliche Abfragesequenz wird übermittelt. Das ICM wartet dann auf die Antwortsignale von den Etiketten und bestimmt den Etikettentyp, der in dem Feld ist. Das FPGA errechnet direkt einen ausgewählten Parameter aus dem hereinkommenden Etikettensignal, wie z.B. Datenrate, Nachrichtenlänge und Kodierungsschema oder probiert erschöpfend entweder parallel oder seriell die möglichen restlichen Parameter durch, wie z.B. Typ des verwendeten CRC. Die Resultate der Parameterbestimmungen werden gegen eine Liste von annehmbaren Etikettenparameterkombinationen überprüft, bevor die dekodierten Daten als gültige Nachricht weitergeleitet werden.
Das FPGA ist dazu ausgebildet, um alle Datenübertragung auf niedriger Stufe zu und von dem Etikett über die Air-Interface-Stufe 31 und die Daten-Interface-Stufe 32 in dem Funkfrequenzmodul 14 zu handhaben. Während das FPGA programmiert ist, die Datenübertragung auf niedriger Stufe handzuhaben, ist der Mikroprozessor programmiert, alle Datenprotokollumwandlungen auf höherer Stufe und die Weiterleitung der verarbeiteten Daten zum Benutzer (das ist über die LCD-Berührtafel) oder zu einem vernetzten PC über ein Standarddatenübertragungsprotokoll, wie z.B. die TCP/IP, durchzuführen.
Vorzugsweise ist die Behandlung der Datenrate, Datenkodierung für die Etiketten in der Lesevorrichtung 10 ausgeführt als Takt- und Datentrennungsschema unter Benutzung einer phasenstarren Schleife auf dem einlaufenden Signal. Diese Ausführung ist vorteilhaft, da sich die Datenrate während des Sendens ändern kann und wird und es deswegen im Allgemeinen nicht ausreichend ist, einen einzelnen Puls zu messen, um eine genaue Bit-Rate für die Etikettendaten zu erhalten. Dies ergibt ein viel besseres Resultat als lediglich die Breite des führenden Impulses in der Nachricht zu messen.
Während die genaue Bestimmung der Datenrate der Etikettennachricht ausreicht, um zwischen Etikettentypen auf der Basis von verschiedenen Datenraten zu unterscheiden, so ist es selbstverständlich nicht ausreichend, um andere Operationsparameter des Etiketts zu bestimmen.
Die Daten- und Takttrennungsfunktion in dem FPGA legt die Daten der Protokoll- und Fehlerüberprüfungsfunktion des FPGA vor. Vorzugsweise ist das FPGA dahingehend implementiert, verschiedene Protokolle und CRC-Überprüfungen parallel anzubieten. Von dem Pfad, der zu einer vollständigen Überprüfung oder Null Fehlern in der Dekodierung führt, wird angenommen, dass er die korrekten Operationsparameter für dieses Etikett repräsentiert. Die Etikettennachricht wird dann zusammen mit dem angenommenen Etikettentyp dem Mikroprozessor vorgelegt, welcher sodann bestimmt, ob das Etikett in der Liste von annehmbaren Etikettentypen ist. Wenn dem so ist, werden die Etikettendaten zur Anwendung weitergeleitet.
Es wird nun Bezug genommen auf die 4(a) und 4(b), die genauer die Air-Interface-Stufe 31 beziehungsweise das Daten-Interface 32 für ein Funkfrequenzmodul 12, 14, 16 und 18 zeigen. Insbesondere zeigen die Figuren einen Fernfeldwirkungstyp von RFM, welches eine RF-Antenne im Gegensatz zu einer Spule mit induktiver Kopplung benutzt. Dieser Typ von RFM ist für hohe Frequenzen geeignet, wie z.B. UHF oder höher. Wie in 4(a) gezeigt, umfasst die Air-Interface-Stufe 31 eine Antenne 101, einen Zirkulator 102, einen Sender 104, eine Mischerstufe 106 und eine Verstärkungsstufe 108. Vorzugsweise umfassen die Mischerstufe 106 und die Verstärkerstufe 108 mindestens zwei Kanäle mit einer Verzögerung zwischen ihnen, um Quadraturdekodierung des Signals zu erlauben. Zusätzliche Kanäle und Verzögerungen könnten hinzugefügt werden, um zu erlauben, dass dasselbe RFM auf verschiedenen Frequenzen betrieben werden kann. 4(a) zeigt drei Kanäle, die Quadraturdekodierung von bis zu drei getrennten Trägerfrequenzen ermöglichen könnten. Jeder Kanal hat einen entsprechenden Mischer 107, einzeln gezeigt als 107a, 107b und 107c, und einen entsprechenden Verstärker 109, einzeln gezeigt als 109a, 109b und 109c. Für die Fachleute ist es selbstverständlich, dass es der 3-Kanal-Aufbau ermöglicht, Quadraturinformationen für jedes Etikett zu gewinnen. Der Sender 104 ist mit der Antenne 101 über den Zirkulator 102 verbunden. In gewohnter Weise erlaubt der Zirkulator 102, dass die Antenne 101 sowohl zum Senden von Signalen an die Etiketten 2 (4, 6 und 8) und zum Empfangen von Signalen von den Etiketten 2 (4, 6 und 8) benutzt werden kann. Der Sender 104 erzeugt ein konstantes Feld (das ist das Beleuchtungs- oder Energieversorgungssignal), welches jede der mit dem Funkfrequenzmodul 12 verknüpften Etiketten 2 mit Energie versorgt. Der Sender 104 erzeugt ebenfalls ein Referenzausgabesignal, welches für jeden der Kanäle an den Mischer eingespeist wird, wie in 4(a) gezeigt. Der Mischer 107b für den zweiten Kanal beinhaltet ein Verzögerungselement 105a, um das Einspeisen des Referenzausgabesignals zu verzögern. Ähnlich beinhaltet der Mischer 107c für den dritten Kanal ein Verzögerungselement 105b, um das Einspeisen des Referenzausgabesignals (welches von dem ersten Verzögerungselement 105a empfangenen wurde) weiter zu verzögern.
Der Mischer entfernt den Träger, um ein „Non Return to Zero"-Bild der Daten zu erzeugen, welches durch das Etikett auf den Träger moduliert wurde. Das Signal von dem Mischer ist AC-gekoppelt an die Verstärkerstufe, um etwaige in dem Signal enthaltene DC-Anteile zu entfernen. Dies ermöglicht höhere Verstärkungen bei den Verstärkern. Das Signal wird dann weiter differenziert, um scharfe Impulse an den führenden und nachhängenden Kanten der Datenbits bereitzustellen. Vorteilhafterweise ermöglicht dies sogar höhere Verstärkungsstufen und entfernt die Notwendigkeit des Filterns zwischen Stufen gemäß der Datenrate, was den Kanal so für eine große Bandbreite an Datenraten geeignet macht. Die Daten-Interface-Stufe 32 erhält die Ausgabe von der Verstärkerstufe 108 (das ist der Verstärkter 109 für jeden der drei Kanäle) in der Air-Interface-Stufe 31. Die Daten-Interface-Stufe 32 bietet eine Pulsformungsoperation und umfasst eine Pulsformungsschaltung 110, wie in 4(b) gezeigt, für jeden der drei Kanäle in der Air-Interface-Stufe 31 (4(a)). Die Pulsformungsschaltung 110 umfasst einen Diskriminator 111, eine Gleichrichterschaltung 112, einen Summenverstärker 114, einen Logikstufenumwandler 160 und einen Ausgabeanschluss 118. Der Diskriminator 111 umfasst einen Kondensator, der die Ausgabe von dem Verstärker 109a an die Gleichrichterschaltung 112 ankoppelt. Der Diskriminator 111 wandelt die Ausgabe das Ausgabesignals in Pulse mit festgelegten Kanten um. Die Gleichrichterschaltung 112 umfasst ein Paar von Dioden, welche die Pulse in positive und negative Kanten aufteilen. Die positiven und negativen Kanten werden dann durch den Operationsverstärker 114 summiert, was zu einem Puls für jede Kante führt. Der Logikstufenumwandler wandelt den Pegel der Pulse für die Ausgabe um. Der Ausgangsanschluss 118 zum Bus 19 (1) ist mit einem Opto-Kopplungsgerät ausgeführt, welches vorteilhafterweise Isolation und Pegelumwandlung zwischen den Schaltungen in dem Funkfrequenzmodul 12 (14, 16 oder 18) und dem Abfragesteuermodul 11 bietet. Die Pulse werden dann von einem Datenprotokolldekodierer in der Daten-Interface- und Protokolle-Stufe 34 des Abfragesteuermoduls 11 verarbeitet.
Der Datendekodierer ist in dem Programm (das ist die Firmware) implementiert, welches von dem Mikroprozessor in der Daten-Interface- und Protokolle-Stufe 34 ausgeführt wird. Der Datendekodierer stellt die Funktionalität zur Dekodierung der Pulsströme zur Verfügung, die von der Daten-Interface-Stufe 32 in dem Funkfrequenzmodul 12 (14, 16 und 18) empfangen wurden. Unter Benutzung des phasenstarre Schleifetakt- und -datentrennungsschemas wird der Pulsstrom entsprechend dem zu dem Etikettentyp 2, 4, 6 oder 8 zugeordneten Protokoll (z.B. Manchester-kodiert) dekodiert. Die drei Ausgabedatenkanäle in jedem Funkfrequenzmodul 12, 14, 16 und 18 stellen parallele Pfade für die Dekodierung der von den Etiketten empfangenen Daten zur Verfügung. Der programmierte Mikroprozessor führt Kodeüberprüfung und CRC-Dekodierung durch, um den Etikettendatenstrom auszuwählen, welcher keine Kodeverletzungen und ein erfolgreiches CRC-Resultat hat.
Im Betrieb beginnt das Abfragesteuermodul 11 die Abfrage der Etiketten über das Funkfrequenzmodul, welches für das Frequenzband der Etiketten eingestellt ist, zum Beispiel ist das zweite Funkfrequenzmodul 14 (1) für die 13,56 MHz-Etiketten eingestellt. Die Abfrage kann eine Reaktion auf eine Benutzereingabe über die LCD-Berührtafel 38 oder als eine Reaktion auf einen von einem vernetzten PC empfangenen Befehl sein. Das Abfragesteuermodul 11 sendet einen Befehl (das sind Steuersignale) über der Bus 19 zu dem Funkfrequenzmodul, welches auf die abzufragenden Etiketten eingestellt ist, zum Beispiel das Funkfrequenzmodul 14 für 13,56 MHz-Etiketten 4. Im Funkfrequenzmodul 14 erregt der Sender 104 (4(a)) die Antenne 101, um ein Abfrage- oder Energieversorgungssignal an die Etiketten 4 in dem Feld zu übermitteln. Zur gleichen Zeit erzeugt der Sender 104 auch ein Referenzausgabesignal für die Mischerstufe 106 (4(a)) wie oben beschrieben. Die auf die Frequenz des Funkfrequenzmoduls 14 eingestellten Etiketten 4 empfangen das Abfragesignal und werden durch das Abfragesignal mit Energie versorgt und senden nach einer kurzen Verzögerung ihre Antwortsignale zurück zu dem Funkfrequenzmodul 14. Die Antwortsignale werden von der Antenne 101 empfangen und zurückreflektiert und in drei Kanäle für die Mischerstufe 106 durch den Zirkulator 102 aufgeteilt. In der Mischerstufe 106 wird das empfangene Signal von dem gesendeten Signal abgezogen, um eine Phasenverschiebung zu erzeugen. Die Ausgabe von der Mischerstufe 106 wird zu der Verstärkerstufe 108 weitergeleitet. Das verstärkte Signal wird dann durch die Pulsformungsschaltung 110 (wie oben mit Bezug auf 4(b) beschrieben) geformt, um eine Folge von Pulsen in drei Kanälen zu erzeugen. Die drei Kanäle der Pulse werden über den Bus 19 zu der Daten-Interface- und Protokolle-Stufe 34 des Abfragesteuermoduls 11 übermittelt. In dem Abfragesteuermodul 11 benutzt der Datendekodierer (Daten Interface und Protokolle Stufe 34) ein Phasenstarre-Schleife-Takt- und -Datentrennungsschema, um den Pulsstrom herauszufiltern, das Protokoll für das Etikett zu bestimmen, und die von dem Etikett übermittelten Daten zu extrahieren. Kodeüberprüfung und Anwendung von CRC wird ebenfalls durchgeführt, um die Intaktheit der Datendekodierung sicherzustellen.
Gewisse Anpassungen und Abwandlungen der Erfindung sind für den Fachmann offensichtlich. Daher sollen die hier beschriebenen Ausführungsformen als erläuternd und nicht beschränkend betrachtet werden und der Geltungsbereich der Erfindung ist vielmehr durch die angehängten Ansprüche festgelegt als durch die vorangehende Beschreibung.

Claims

Abfragesender (10) für ein Funkerkennungssystem, das eine Mehrzahl von Etiketten (2, 4, 6, 8) aufweist, wobei ausgewählte der Etiketten (2, 4, 6, 8) auf einer ersten Frequenz arbeiten, und die übrigen Etiketten (2, 4, 6, 8) auf einer anderen Frequenz arbeiten, der Abfragesender (10) umfassend: (a) ein erstes Funkfrequenzmodul (12), das einen Sender (104) zum Aussenden eines Ausgabesignals auf der ersten Frequenz zu den Etiketten (2, 4, 6, 8) aufweist, und das einen Empfänger (101) zum Empfangen von Rückmeldesignalen, die von den Etiketten (2, 4, 6, 8), ausgesendet werden, die auf der ersten Frequenz arbeiten, aufweist; (b) ein zweites Funkfrequenzmodul (14), das einen Sender (104) zum Aussenden eines Ausgabesignals auf der zweiten Frequenz zu den Etiketten (2, 4, 6, 8) aufweist, und das einen Empfänger (101) zum Empfangen von Rückmeldesignalen, die von den Etiketten ausgesendet werden, die auf der zweiten Frequenz arbeiten, aufweist; (c) ein Steuermodul (11), das mit dem ersten und dem zweiten Funkfrequenzmodul (12 und 14) gekoppelt ist, wobei das Steuermodul (11) Mittel zum Steuern der Sender (104) zum Aussenden der Ausgabesignale zu den Etiketten, und Signaldekodiermittel zum Dekodieren der Rückmeldesignale, die von den Etiketten empfangen werden, aufweist.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Empfänger zum Empfangen von Rückmeldesignalen Mittel zum Aufteilen der Rückmeldesignale auf mehrere Kanäle, und Mittel zum Umwandeln der Rückmeldesignale in Impulse (111) aufweist.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 2, wobei die Signaldekodiermittel Synchronisierungsmittel zum Synchronisieren der Frequenz der Impulse, und Mittel zum Gewinnen von Informationen aus den Impulsen gemäß einem Protokoll, welches mit dem Etikett, das das Rückmeldesignal aussendet, verknüpft ist.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 3, wobei die Signaldekodiermittel des Weiteren Kodeprüfungsmittel zum Prüfen der Impulse, und Mittel zum Auswählen des Kanals ohne Kodeverletzungen aufweisen.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 1, wobei das erste und das zweite Funkfrequenzmodul (12) jeweils (14) über einen Bus (19) mit der Steuerung (11) gekoppelt sind.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 5, des Weiteren aufweisend ein drittes Funkfrequenzmodul (16), das einen Sender (104) zum Aussenden eines Ausgabesignals auf einer dritten Frequenz zu den Etiketten aufweist, und das einen Empfänger (101) zum Empfangen von Rückmeldesignalen, die von den Etiketten ausgesendet werden, die auf der dritten Frequenz arbeiten, aufweist.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 6, des Weiteren aufweisend ein viertes Funkfrequenzmodul (18), das einen Sender (104) zum Aussenden eines Ausgabesignals auf einer vierten Frequenz zu den Etiketten aufweist, und das einen Empfänger (101) zum Empfangen von Rückmeldesignalen, die von den Etiketten ausgesendet werden, die auf der vierten Frequenz arbeiten, aufweist.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 7, wobei die erste Frequenz in einem Bereich von 100 bis 200 kHz liegt.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 8, wobei die zweite Frequenz im Wesentlichen 13,56 MHz beträgt.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 9, wobei die dritte Frequenz in einem Bereich von 458 bis 917 MHz liegt.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 10, wobei die vierte Frequenz im Wesentlichen 2,45 GHz beträgt.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 2, wobei der Sender (104) eine Antenne (101) und Mittel zum Erregen der Antenne als Reaktion auf ein Steuersignal vom Steuermodul (11) umfasst.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 12, wobei die Mittel zum Aufteilen der Rückmeldesignale auf mehrere Kanäle einen Zirkulator (102), der einen Eingangsanschluss, der mit der Antenne gekoppelt ist, und einen Ausgabeanschluss für jeden der Kanäle aufweist, umfassen.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 13, wobei die Mittel zum Aufteilen der Rückmeldesignale auf mehrere Kanäle einen Mischer (106) und einen Verstärker (108) für jeden der Kanäle aufweisen, wobei jeder der Mischer (106) einen Eingang, der mit dem entsprechenden Ausgabeanschluss des Zirkulators (102) gekoppelt ist, und einen Ausgang, der mit dem entsprechenden Verstärker (108) für den Kanal gekoppelt ist, aufweist, und wobei der Ausgang jedes der Verstärker (108) mit den Mitteln zum Umwandeln der Rückmeldesignale in Impulse (111) für den Kanal gekoppelt ist.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 14, wobei die Mittel zum Umwandeln der Rückmeldesignale in Impulse (111) eine Impulsformerschaltung (110) für jeden der Kanäle umfassen.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 15, wobei die Impulsformerschaltung (110) einen isolierten Ausgabeanschluss (118) aufweist, der mit einem Bus gekoppelt ist, der mit dem Steuermodul (11) verbunden ist.
Abfragesender (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Empfänger des ersten Funkfrequenzmoduls (12) Mittel zum Aufteilen der Rückmeldesignale auf mehrere Kanäle und Mittel zum Umwandeln der Rückmeldesignale in Impulse aufweist; wobei der Empfänger des zweiten Funkfrequenzmoduls (14) Mittel zum Aufteilen der Rückmeldesignale auf mehrere Kanäle und Mittel zum Umwandeln der Rückmeldesignale in Impulse aufweist; und wobei die Signaldekodiermittel des Steuermoduls (11) Synchronisierungsmittel zum Synchronisieren der Frequenz der Impulse und Mittel zum Gewinnen von Informationen aus den Impulsen gemäß einem Protokoll, welches mit dem Etikett, das das Rückmeldesignal aussendet, verknüpft ist, sowie Kodeprüfungsmittel zum Prüfen der Impulse und Mittel zum Auswählen des Kanals ohne Kodeverletzungen aufweisen.
Funkerkennungssystem, umfassend einen Abfragesender (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und eine Mehrzahl von Etiketten (2, 4, 6, 8), wobei ausgewählte der Etiketten auf einer ersten Frequenz arbeiten, und die übrigen Etiketten auf einer anderen Frequenz arbeiten.
Funkerkennungssystem gemäß Anspruch 18, wobei die Etiketten, die auf der ersten Frequenz arbeiten, ihre Ausgaben gemäß einem ersten Protokoll modulieren, und die Etiketten, die auf der zweiten Frequenz arbeiten, ihre Ausgaben gemäß einem zweiten Protokoll modulieren, und wobei das Steuermodul (11) so betreibbar ist, dass es die Ausgaben gemäß dem ersten bzw. dem zweiten Protokoll dekodiert.