CN105874467A - 用于识别和/或定位rfid应答器的通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于识别和/或定位RFID应答器（12）的通信设备（10），所述通信设备具有第一RFID读取设备（14）和至少一个第二RFID读取设备（16），其中所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备（14、16）为了识别和/或定位所述RFID应答器（12）而将询问信号（S1至S4）发射给所述RFID应答器（12）并且从所述RFID应答器（12）接收应答信号（A1、A2），并且其中所述通信设备（10）具有释放装置（18），所述释放装置被构造用于将释放信号（R1/2_OUT、R3/4_OUT、R1/2/3/4_OUT）发送给所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备（14、16），所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备（14、16）由于所述释放信号而发射所述询问信号（S1至S4）。

Description

用于识别和/或定位RFID应答器的通信设备
技术领域
本发明涉及用于识别和/或定位RFID应答器的通信设备，所述通信设备具有第一RFID读取设备和至少一个第二RFID读取设备，其中所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备为了识别和/或定位RFID应答器将询问信号发射给RFID应答器并且从RFID应答器接收应答信号。除此之外，本发明涉及具有这种通信设备的通信网。最后，本发明涉及用于识别和/或定位RFID应答器的方法。
背景技术
利用RFID技术（RFID：Radio-Frequency Identification（射频识别）例如可以识别以及定位物体。RFID系统包括RFID应答器，所述RFID应答器例如可以被安置在物体上。除此之外，RFID系统包括一个或多个RFID读取设备，所述RFID读取设备可以发射相应的询问信号。询问信号以交变磁场的形式被发射。该交变场也可以用于给RFID应答器供应能量。RFID应答器根据询问信号将应答信号发送回RFID读取设备。借助该信号可以明确地识别RFID应答器。
当例如在空间中存在多个发射询问信号的RFID读取设备时，可能发生RFID读取设备和RFID应答器的信号的冲突。如果由多个RFID读取设备所发送的询问信号在不同时间点到达RFID应答器并且多个用于读出标识的命令序列相消地叠加，则所需要的调制深度未被实现并且标识不能被读出。
发明内容
本发明的任务是更可靠地实现RFID应答器的识别和/或定位。
该任务通过具有专利权利要求1的特征的通信设备以及通过具有专利权利要求10的特征的方法被解决。本发明的有利的改进方案是从属权利要求的主题。
根据本发明的用于识别和/或定位RFID应答器的通信设备包括第一RFID读取设备和至少一个第二RFID读取设备，其中所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备为了识别和/或定位RFID应答器将询问信号发射给RFID应答器并且从所述RFID应答器接收应答信号并且其中所述通信设备具有释放装置（Auslöseeinrichtung），所述释放装置被构造用于将释放信号发送给所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备，所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备由于所述释放信号而发射所述询问信号。
释放装置因此可以协调：RFID读取设备何时将询问信号发射给RFID应答器。释放装置尤其可以操控RFID读取设备，使得所述RFID读取设备同时发射询问信号。因此可以实现多个RFID读取设备的同步运行。通信设备的该运行模式通过由被分布在空间中的RFID读取设备所发射的信号的相长叠加实现空间中的确定的位置处的场强增加。通过该方法可以显著地增加也被称为RFID标签的常规的无源的RFID应答器的读取有效距离。
除此之外可以确保用于读出RFID应答器的信息的信号在相同时间点被发送并且因此不发生由不同的被分布在空间中的RFID读取设备所发送的信号的冲突。以这种方式可以确保由相干的RFID读取设备所发送的询问信号在RFID应答器处相长地叠加为一个信号并且此外实现所要求的调制深度。
释放装置优选地被构造用于在预先确定的时间点将释放信号发送给所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备。因此可以实现多个RFID读取设备同时发射询问信号并且询问信号同时抵达RFID应答器。因此可以可靠地阻止各个RFID读取设备的询问信号之间的冲突。
在一种实施方式中，释放装置被构造用于将释放信号周期性地发送给所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备。所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备也可以将多个询问信号或者一系列询问信号发送给RFID应答器。多个询问信号例如可以以时间上相同的间隔被发送到RFID应答器。因此可以实现通信设备的可靠的运行。
在另一设计方案中，所述第一RFID读取设备和/或所述至少一个第二RFID读取设备具有用于接收释放信号的第一连接元件。RFID读取设备通常具有控制单元。在该控制单元处可以设置有第一连接元件或者第一管脚，经由所述第一管脚将相应的RFID读取设备与释放装置连接。因此可以可靠地将释放信号从释放装置传输给相应的RFID读取设备。
在另一种实施方式中，所述第一RFID读取设备和/或所述至少一个第二RFID读取设备具有第二连接元件，在所述第二连接元件处能够输出信号，所述信号描述：所述第一RFID读取设备和/或所述至少一个第二RFID读取设备是否准备好发射询问信号。RFID读取设备或者其控制单元可以具有第二连接端子或者第二管脚，在所述第二连接端子或者第二管脚处分别输出信号，所述信号表征：相应的RFID读取设备是否准备好发送。因此可以可靠地询问RFID读取设备的相应的运行状态。
释放装置优选地被构造用于检验：所述第一RFID读取设备和/或所述至少一个第二RFID读取设备是否准备好发送询问信号。因此可以利用释放装置来可靠地检验RFID读取设备的运行状态。只有当RFID读取设备准备好发送时，才可以利用释放装置将释放信号传输给相应的RFID读取设备。因此可以实现通信设备的可靠的运行。
在另一设计方案中，释放装置被构造用于检验释放装置和第一RFID读取设备之间的数据连接的存在以及释放装置和至少一个第二RFID读取设备之间的数据连接的存在。换言之，释放装置可以检验RFID读取设备是否与释放装置连接以及多少RFID读取设备与释放装置连接。因此可以借助于释放装置来可靠地操控RFID读取设备。
在另一种实施方式中，第一RFID读取设备包括释放装置。在本发明的该实施方式中，释放装置的功能可以由RFID读取设备中的一个来提供。该RFID读取设备可以用作主RFID读取设备并且至少一个第二RFID读取设备可以用作从RFID读取设备。因此不需要附加的硬件来提供通信设备。
根据本发明的通信网包括根据本发明的通信设备和至少一个RFID应答器。在所述通信网中可以可靠地识别和/或定位RFID应答器。
根据本发明的用于识别和/或定位RFID应答器的方法包含：提供第一RFID读取设备，提供至少一个第二RFID读取设备，为了识别和/或定位RFID应答器而利用所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备将询问信号发射给RFID应答器并且从所述RFID应答器接收应答信号，以及利用释放装置将释放信号发送给所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备，由于所述释放信号而由所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备发射询问信号。
之前结合根据本发明的通信设备所描述的优点和改进方案按意义适用于根据本发明的通信网和根据本发明的方法。
附图说明
现在借助附图进一步解释本发明。在此：
图1示出用于识别和/或定位RFID应答器的通信设备的示意图；
图2示出如下示意图，借助所述示意图说明询问信号和应答信号在RFID读取设备和RFID应答器之间的传输；
图3示出所述通信设备的释放装置的电路；以及
图4示出一个表格，在所述表格中说明根据图3的电路的各个状态。
具体实施方式
随后进一步被叙述的实施例是本发明的优选的实施方式。
图1示出用于识别和/或定位RFID应答器12的通信设备10的示意图。通信设备10包括当前以结构相同的方式所构造的第一RFID读取设备14和第二RFID读取设备16。RFID读取设备14、16被构造用于将一个或多个询问信号发送给RFID应答器12。除此之外，RFID读取设备14、16被构造用于从RFID应答器12接收应答信号。借助所述应答信号可以识别和/或定位RFID应答器12。
图2说明RFID读取设备14、16和RFID应答器12之间的用于识别RFID应答器12的命令序列。所述识别通过读出也被称为EPC（Electronic Product Code（电子产品码））的标记来进行。当前的命令序列根据所谓的EPC-Class-1-Gen2标准来进行。在EPC由RFID应答器12发送给被分布在空间中的RFID读取设备14、16之前，首先由RFID读取设备14、16将3个询问信号S1、S2和S3发送给RFID应答器12。第一询问信号S1对应于命令“Select（选择）”，第二询问信号S2对应于命令“Query（询问）”并且第三询问信号S3对应于命令“Query-Rep（询问响应）”。RFID应答器12以也被称为RN16的第一应答信号A1来回复所述三个命令或者询问信号S1、S2、S3。紧接着进行另外的、由RFID读取设备14、16所发送的询问信号，所述询问信号也被称为ACK RN16。于是才由RFID应答器12在应答信号A2中将EPC传送给RFID读取设备14、16。
当RFID读取设备14、16在不同时间点将询问信号S1至S4发送给RFID应答器12时，可能发生信号之间的冲突。除此之外，当例如由RFID读取设备14、16所发送的询问信号S1至S4在不同时间点到达RFID应答器12时，不能实现所需要的调制深度。为了实现RFID读取设备14、16的同步运行，必须由RFID读取设备14、16在相同的时间点发射询问信号S1至S4。
为了该目的，在图1中所示出的通信设备10附加地具有释放装置18，所述释放装置被构造用于将释放信号R1/2_OUT发送给RFID读取设备14、16的相应的控制单元20，因此RFID读取设备14、16发射所述一个询问信号或者所述多个询问信号S1至S4。RFID读取设备14、16或者其控制单元20为此具有第一连接元件22或者管脚，所述管脚是用于释放信号R1/2_OUT的信号输入端。除此之外，控制单元20具有第二连接元件24，在所述第二连接元件处可以分别输出信号R1、R2，所述信号描述：相应的RFID读取设备14、16是否准备好发射询问信号S1至S4。RFID读取设备14、16可以分别以同轴电缆26与释放装置18连接。RFID读取设备的控制单元20例如可以通过微控制器来提供。
图3示出针对如下示例的释放装置18的电路，在所述示例中使用4个RFID读取设备14、16。当RFID读取设备14、16准备好发射询问信号S1至S4时，在其相应的第二连接元件24处输出逻辑1。当前这通过信号R1、R2、R3和R4来说明。一旦RFID读取设备14、16在程序运行中将要发送，就输出相应的信号R1、R2、R3或R4。RFID读取设备14、16在程序运行过程中一直保持在这一点上，直至第二RFID读取设备14、16同样将其状态设定为逻辑1。当前两个RFID读取设备14、16准备好发送时，信号R1/2*施加在第一与门28的输出端处（R1/2*=R1 & R2）。当第三和第四RFID读取设备14、16准备好发送时，信号R3/4*施加在第二与门30的输出端处（R3/4*=R3 & R4）。
信号R1/2*和R3/4*被输送给第三与门32。如果所有的RFID读取设备14、16准备好发送，则信号R1/2/3/4施加在第三与门32的输出端处（R1/2/3/4 = R1/2* & R3/4*）。该信号又被输送给第四与门34的输入端。如果该信号以及同时触发信号TRIG施加在第四与门34处，则信号R1/2/3/4_OUT被输出，所有的RFID读取设备由于所述信号而发射询问信号S1至S4。触发信号TRIG例如可以由开关提供，利用所述开关可以激活以及去激活释放装置18。
除此之外，信号R1/2/3/4被输送给非门36，所述非门的输出端（非R1/2/3/4）又与第五与门38和第六与门40连接。当信号R1/2*和非R1/2/3/4施加在第五与门38的输入端处时，在第五与门38的输出端处输出信号R1/2（R1/2 = R1/2* & 非R1/2/3/4）。与门38的输出端与第七与门42的输入端连接，所述第七与门接收触发信号TRIG作为另外的输入。如果所述两个信号施加在与门42处，则输出释放信号R1/2_OUT，第一和第二RFID读取设备14、16由于所述释放信号而发射询问信号S1至S4。如果信号R3/4*和非R1/2/3/4施加在第六与门40的输入端处，则在第六与门40的输出端处输出信号R3/4（R3/4 = R3/4* & 非R1/2/3/4）。与门40的输出端与第八与门44的输入端连接，所述第八与门接收触发信号TRIG作为另外的输入。如果所述两个信号施加在与门44处，则输出释放信号R3/4_OUT，第三和第四RFID读取设备由于所述释放信号发射询问信号S1至S4。
利用所示出的电路此外检查是否连接了另外的RFID读取设备14、16。如果情况不是如此，则例如输出R1/2_OUT被设定为逻辑1并且因此相应的第一连接元件2被设定为逻辑1，接着RFID读取设备在程序运行过程中继续工作。于是，值R1、R2、R3或R4在第二连接元件24处被设定为逻辑0。利用该电路可以在不对硬件进行改变的情况下连接要么2个要么4个RFID读取设备14、16。如果在当前实施例中使用3个RFID读取设备14、16，则第四输入端必须被人工地设定为逻辑1。
在根据图4的表格中示出了释放装置18的状态、即依赖于输入信号（R1、R2、R3、R4）的组合的所有输出可能性（R1/2、R3/4、R1/2/3/4）。通过总结果的取反（非 R1/2/3/4）以及与中间结果R1/2*和R3/4*的比较来辨认：多少RFID读取设备14、16被连接或者RFID读取设备14、16被连接在哪些输入端上。通过例如可以通过简单的开关来实现的触发信号TRIG可以激活或者去激活释放装置18。所示出的电路针对直至4个RFID读取设备14、16被设计并且可以原则上通过复制针对具有多于4个的RFID读取设备的运行而被扩展。
释放装置18基于逻辑组件的硬件技术上的实施可以通过使用自身的微控制器进行，由此于是连接元件的询问和根据所述表格的逻辑状态可以以软件被实现。由此得出如下优点：对于所有所连接的RFID读取设备来说一个软件版本就够了。原则上可以使用标准化的软件版本，所述软件版本必须在程序代码中的少量的位置处被修改，在所述位置处设置有用于发送调制信号的命令。程序代码于是被扩展，使得在调制信号的发送之前所定义的管脚的逻辑状态被检验或者询问并且所定义的管脚的逻辑状态被改变。
作为另外的实施方式，两个RFID读取设备14、16可以经由相应的线路相互连接。RFID读取设备14、16中的一个在该实施方式中充当主读取设备，另一RFID读取设备充当从读取设备。逻辑状态的分析在此通过主读取设备进行。从读取设备在程序运行期间为了读出EPC经由第二连接元件24通知主读取设备：所述从读取设备想要何时发送相应的询问信号S1至S4。主读取设备又经由第一连接元件22通知从读取设备：所述从读取设备被允许何时实际上、即正好当主读取设备也想要发送这些命令时发送这些询问信号。在该变型方案中针对RFID读取设备的控制单元20需要两个不同的软件版本。除此之外，必须在主读取设备处设置有相应的连接元件22、24。
在第三实施方式中使用例如计算脉冲形式的释放信号，所述释放信号施加在相应的控制单元20的管脚处。一旦释放信号被控制单元20辨认出，就例如在命令序列开始时以发射询问信号S1至S4开始，并且在确定的能够调整的时间之后进行另一释放信号，由此按照顺序发送下一个所调制的发送信号等等。对于第三实施方式来说同样需要一个释放装置18，以便可以输出具有所定义的频率和脉冲宽度的释放信号。除此之外，RFID读取设备14、16必须具有第一连接元件22。

Claims (10)

1.用于识别和/或定位RFID应答器（12）的通信设备（10），所述通信设备具有：
- 第一RFID读取设备（14），和
- 至少一个第二RFID读取设备（16），其中
- 所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备（14、16）为了识别和/或定位所述RFID应答器（12）而将询问信号（S1至S4）发射给所述RFID应答器（12）并且从所述RFID应答器（12）接收应答信号（A1、A2），
其特征在于，
- 所述通信设备（10）具有释放装置（18），所述释放装置被构造用于将释放信号（R1/2_OUT、R3/4_OUT、R1/2/3/4_OUT）发送给所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备（14、16），所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备（14、16）由于所述释放信号而发射所述询问信号（S1至S4）。
2.根据权利要求1所述的通信设备（10），其中所述释放装置（18）被构造用于将所述释放信号（R1/2_OUT、R3/4_OUT、R1/2/3/4_OUT）在预先确定的时间点发送给所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备（14、16）。
3.根据权利要求1或2所述的通信设备（10），其中所述释放装置（18）被构造用于将所述释放信号（R1/2_OUT、R3/4_OUT、R1/2/3/4_OUT）周期性地发送给所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备（14、16）。
4.根据前述权利要求之一所述的通信设备（10），其中所述第一RFID读取设备（14）和/或所述至少一个第二RFID读取设备（16）具有用于接收所述释放信号（R1/2_OUT、R3/4_OUT、R1/2/3/4_OUT）的第一连接元件（22）。
5.根据前述权利要求之一所述的通信设备（10），其中所述第一RFID读取设备（14）和/或所述至少一个第二RFID读取设备（14）具有第二连接元件（24），在所述第二连接元件处能够输出信号（R1、R2、R3、R4），所述信号描述：所述第一RFID读取设备（14）和/或所述至少一个第二RFID读取设备（16）是否准备好发射所述询问信号（S1至S4）。
6.根据前述权利要求之一所述的通信设备（10），其中所述释放装置（18）被构造用于检验：所述第一RFID读取设备（14）和/或所述至少一个第二RFID读取设备（16）是否准备好发送所述询问信号（S1至S4）。
7.根据前述权利要求之一所述的通信设备（10），其中所述释放装置（18）被构造用于检验所述释放装置（18）和所述第一RFID读取设备（14）之间的数据连接的存在以及所述释放装置（18）和所述至少一个第二RFID读取设备（16）之间的数据连接的存在。
8.根据前述权利要求之一所述的通信设备（10），其中所述第一RFID读取设备（12）包括所述释放装置。
9.具有根据前述权利要求之一所述的通信设备（10）和至少一个RFID应答器（12）的通信网。
10.用于通过以下方式识别和/或定位RFID应答器（12）的方法，
- 提供第一RFID读取设备（14），
- 提供至少一个第二RFID读取设备（16），
- 为了识别和/或定位所述RFID应答器（12）而利用所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备（14、16）将询问信号（S1至S4）发射给所述RFID应答器（12）并且从所述RFID应答器（12）接收应答信号（A1、A2），
其特征在于，
-利用释放装置（8）将释放信号（R1/2_OUT、R3/4_OUT、R1/2/3/4_OUT）发送给所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备（14、16），所述第一和/或所述至少一个第二RFID读取设备（14、16）由于所述释放信号而发射所述询问信号（S1至S4）。
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