CN109642945B - 位置检测传感器及系统 - Google Patents

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Abstract

一种位置检测系统的位置检测传感器包括第一和第二无线电应答器，它们分别具有与天线连接的发送和接收单元和用于永久数据存储的存储单元。第一无线电应答器具有能量供应源并且能够以选择的方式被转换到能量消耗减少的休眠状态和转换到具有全部功能范围的活跃的运行状态。在活跃的运行状态下，建立与至少一个第一无线电应答器读取器的至少一个无线电连接以用于位置检测。由无线电应答器读取器以感应方式供能的第二无线电应答器设计和设置用于，在进入第二无线电应答器读取器的检测范围中时，将第一无线电应答器从休眠状态转换到活跃的运行状态或者经由第二无线电应答器读取器将配属于第二无线电应答器的位置信息传输到位置检测系统的服务器处。

Description

位置检测传感器及系统
技术领域
本发明涉及一种位置检测传感器及一种位置检测系统。
背景技术
在WO 2013/017596A1中描述了一种用于借助至少一个RFID读取器定位RFID标签的方法，其中，RFID读取器发送一个包括宽带信号的询问信号。RFID标签通过其天线阻抗的变化用一个代码信号调制询问信号，并且将其作为反射信号进行反射。RFID读取器接收反射信号，并且从中生成代码信号以及散射的宽带信号。通过将宽带信号与散射的宽带信号进行比较，RFID读取器测定宽带信号的传播时间。由所得到的传播时间差，RFID读取器测定RFID读取器与RFID标签之间的距离。
DE 10 2009 008174 A1披露一种用于测定RFID应答器的距离、速度和运动方向的方法，其中，RFID应答器以常见的方式借助一个RFID读取器被询问。为此，RFID读取器发送一个按相调制的供电载波信号。雷达模块同时发送雷达信号，雷达信号由RFID应答器接收并且反射。供电载波信号和雷达信号具有不同的频率。被反射的雷达信号又由雷达模块接收。从被反射的接收到的雷达信号中测定RFID应答器的位置。尤其是当供电载波信号上没有加调制有询问数据时，发送雷达信号。
EP 2 269 322 B1涉及一种用于探测和读取外部RFID标签的近场通信装置，其具有谐振环天线电路。谐振环天线电路包括一个具有非恒定天线电感的天线和用于调节谐振环天线电路的一个可变组件。天线具有用于近场通信的目标运行区域，在目标运行区域中，天线电感对于能够引起目标运行区域改变的干扰是敏感的。谐振环天线电路连接有一个集成电路，其包括用于谐振环天线电路的控制器、电感探测电路、唤醒电路和天线调节电路。唤醒电路对通过电感探测电路探测到的天线电感的预定变化作出反应，从而控制器从低功率睡眠模式切换到通信模式。
在EP 3 031 039 A1中描述了一种基于RFID的位置检测系统，其具有安装在待检测的物体处的RFID标签，借助低频率的唤醒信号可以将RFID标签从低能耗模式唤醒。唤醒信号包括位置信息，位置信息配属于借助唤醒信号检测RFID标签的RFID读取器。在通过接收唤醒信号唤醒RFID标签以后，RFID标签生成高频的应答信号，应答信号包括RFID标签的识别码和借助唤醒信号传输的位置信息。US 2015/0358697 A1相对地涉及一种基于RFID的位置检测系统，其中，借助一个额外的GPS传感器或者运动传感器将RFID标签从低能模式唤醒。
发明内容
因此本发明所基于的目的是，实现一种基于无线电应答器的位置检测传感器以及一种相应的位置检测系统，位置检测传感器一方面能够转换到能量消耗减少的休眠状态，另一方面也能够在发生预定事件或达到预设的参考点时被可靠地定位。
该目的根据本发明通过根据本发明的位置检测传感器并且通过根据本发明的位置检测系统得以解决。
根据本发明的位置检测系统包括第一无线电应答器，其可以固定在待检测的对象处，第一无线电应答器具有：与天线连接的发送和接收单元，发送和接收单元用于经由无线电应答器端口进行数据交换；用于永久的数据存储的存储单元；和，能够与发送和接收单元以及存储单元连接的能量供应源。存储单元可以借助配属于位置检测系统的第一无线电应答器读取器被读取或写入。优选地，第一无线电应答器读取器是基于RFID的位置检测系统的基站，或者构成基于RFID的位置检测系统的基站。此外，在第一无线电应答器的存储单元中存储有至少一个应答器识别符。第一无线电应答器能够以选择的方式被转换到能量消耗减少的休眠状态和转换到具有全部功能范围的活跃的运行状态。此外，第一无线电应答器设计和设置用于，在活跃的运行状态下，建立与至少一个第一无线电应答器读取器的至少一个无线电连接以用于位置检测。
根据本发明，设置有第二无线电应答器，其能够由无线电应答器读取器以感应的方式供能，第二无线电应答器具有：与天线连接的发送和接收单元，发送和接收单元用于经由无线电应答器端口进行数据交换；和，用于永久的数据存储的存储单元。存储单元可以借助第二无线电应答器读取器被读取或写入。优选地，第二无线电应答器是UHF应答器，其中，第二无线电应答器读取器在这种情况下是UHF应答器读取器。此外，在第二无线电应答器的存储单元中也存储有至少一个应答器识别符。
根据本发明，第二无线电应答器设计和设置用于，在进入第二无线电应答器读取器的检测范围中时，将第一无线电应答器从休眠状态转换到活跃的运行状态，或者经由第二无线电应答器读取器将配属于第二无线电应答器的位置信息传输到位置检测系统的服务器。以这种方式，为了将用于位置检测的第一无线电应答器依据事件或依据位置可靠地从低能模式再次激活或定位就不需要采取需要持久供能的措施，像是使用GPS或惯性传感器或者监控天线电感变化。
第一无线电应答器和第二无线电应答器可以例如仅仅布置在一个共同的传感器壳体内，并且不是一定需要相互电连接。在这种情况下，在进入第二无线电应答器读取器的检测范围中时，第二无线电应答器经由第二无线电应答器读取器将配属于第二无线电应答器的位置信息传输到位置检测系统的服务器处，而不必为此重新激活第一无线电应答器。优选地，配属于无线电应答器的位置信息包括相应的应答器识别符。有利地，存储在第一和第二无线电应答器的存储单元中的应答器识别符是一致的。
根据本发明的一种有利设计方案，第一无线电应答器与第二无线电应答器电连接。在这种情况下，第二无线电应答器设计和设置用于，在进入第二无线电应答器读取器的检测区域中时，将第一无线电应答器从休眠状态转换到活跃的运行状态。相应地，第一无线电应答器设计和设置用于，在从休眠状态激活以后，建立与至少一个第一无线电应答器读取器的至少一个无线电连接以用于位置检测。因此在这种情况下，第二无线电应答器读取器不必具有与位置检测系统的服务器的连接。此外，第一无线电应答器的存储单元有利地能够经由第二无线电应答器借助第二无线电应答器读取器被读取或写入。以这种方式，除了应答器识别符以外，借助第二无线电应答器还可以读取或者修改其他存储在第一无线电应答器中的数据。此外，第二无线电应答器尤其是可以集成到第一无线电应答器中。
根据本发明的位置检测系统包括至少一个符合前述实施方式的位置检测传感器。此外，设置有配属于一个位置检测系统的多个第一无线电应答器读取器，它们分别设计和设置用于，读取或写入由位置检测传感器所包括的第一无线电应答器的存储单元。此外，根据本发明的位置检测系统还包括多个第二无线电应答器读取器，它们分别设计和设置用于，以感应的方式为位置检测传感器所包括的第二无线电应答器供能并且对第二无线电应答器的存储单元进行读取或写入。
按照根据本发明的位置检测系统的一种优选设计方案，第一无线电应答器读取器是基于RFID的位置检测系统的基站或者构成基于RFID的位置检测系统的基站，而第二无线电应答器是UFH应答器并且第二无线电应答器读取器是UHF应答器读取器。这使得能够成本低廉地并且可靠地实现一种基于RFID的位置检测系统。
附图说明
下面根据附图用实施例详细阐述本发明。图中示出：
图1是基于RFID的位置检测系统，具有多个基于无线电应答器的位置检测传感器和多个无线电应答器读取器，
图2是根据图1的位置检测传感器的第一变体的示意图，
图3是根据图1的位置检测传感器的第二变体的示意图。
具体实施方式
图1中所示的基于RFID的位置检测系统实现了，在预设的监控范围5内、例如在一个库房中，利用固定在待检测的对象处的基于RFID的位置检测传感器1监控待检测的对象。在监控范围5内布置有基于RFID的位置检测系统的多个基站2和多个UHF应答器读取器3，基站借助第一无线电应答器读取器来实现，UHF应答器读取器构成第二无线电应答器读取器。基站2分别具有与基于RFID的位置检测系统的服务器4的通信连接，而具有其相应的检测范围31的UHF应答器读取器3有利地指向监控区域5的进入点，例如指向库房的大门。
根据图2和3，分别作为定位传感器的基于RFID的位置检测传感器1包括第一无线电应答器11，其具有：与天线连接的发送和接收单元，发送和接收单元用于经由无线电应答器端口进行数据交换；用于永久的数据存储的存储单元；和能量供应源，例如蓄电池或充电池，能量供应源能够与发送和接收单元以及存储单元连接，以便为它们供应电能。第一无线电应答器11的存储单元可以借助集成到基站2中的第一无线电应答器读取器被读取或写入并且具有至少一个应答器识别符作为存储内容。相应地，集成到基站2中的第一无线电应答器读取器被配置用于读取或写入第一无线电应答器11的存储单元并且测定在第一无线电应答器11与第一无线电应答器读取器之间的距离，例如借助信号传播时间来测定距离。
第一无线电应答器11能够以选择的方式被转换到能量消耗减少的休眠状态和转换到具有全部功能范围的活跃的运行状态。此外，第一无线电应答器11配置用于，在活跃的运行状态下，建立与至少一个第一无线电应答器读取器的至少一个无线电连接以用于位置检测，从而至少测定与第一无线电应答器读取器的距离。
此外，基于RFID的位置检测传感器1分别包括一个UHF应答器作为第二无线电应答器12，其可以被动地或感应地由一个无线电应答器读取器供能。第二无线电应答器12分别具有：与天线连接的发送和接收单元，其用于经由无线电应答器端口进行数据交换；和，用于永久的数据存储的存储单元。第二无线电应答器12的存储单元可以借助第二无线电应答器读取器被读取或写入并且具有至少一个应答器识别符作为存储内容，应答器识别符在本实施例中与存储在第一无线电应答器11的存储单元中的应答器识别符一致。相应地，UHF应答器读取器2作为第二无线电应答器读取器配置用于，以感应的方式为第二无线电应答器12供能并且对第二无线电应答器的存储单元进行读取或写入。
此外，第二无线电应答器12配置用于，在进入第二无线电应答器读取器的检测范围31中时，或者将第一无线电应答器11从休眠状态转换到活跃的运行状态，或者经由第二无线电应答器读取器将配属于第二无线电应答器12的位置信息传输到服务器4。在此，位置信息也包括相应的应答器识别符。
根据图2中所示的位置检测传感器1的第一变体，与图3中所示的第二变体相反，在第一无线电应答器11与第二无线电应答器12之间不存在电连接13。因此对于第一变体来说，在进入第二无线电应答器读取器的检测范围31中时，没有设置第一无线电应答器11从休眠状态到活跃的运行状态的转换，而是第二无线电应答器12在这种情况下将配属于它的位置信息经由相应的第二无线电应答器读取器传输到服务器4。
图3中所示的在第一无线电应答器11与第二无线电应答器12之间存在电连接的第二变体中，第二无线电应答器12在进入第二无线电应答器读取器的检测范围31中时，将第一无线电应答器11从休眠状态转换到活跃的运行状态。相应地，在第二变体中，第一无线电应答器11配置用于在从休眠状态激活以后，建立与至少一个第一无线电应答器读取器的至少一个无线电连接以用于位置检测。在本实施例中，在第二变体中还提出，第一无线电应答器11的存储单元能够经由第二无线电应答器12借助第二无线电应答器读取器被读取或写入，而为此并不需要第一无线电应答器读取器。

Claims (10)

1.一种位置检测传感器，具有：
-第一无线电应答器，该第一无线电应答器能够固定在待检测的对象处，所述第一无线电应答器具有
-与天线连接的发送和接收单元，所述发送和接收单元用于经由无线电应答器端口进行数据交换，
-用于永久的数据存储的存储单元，借助配属于位置检测系统的第一无线电应答器读取器能够读取和/或写入所述存储单元，并且在所述存储单元中存储有至少一个应答器识别符，以及
-能量供应源，所述能量供应源能够与所述发送和接收单元以及所述存储单元连接，
-其中，所述第一无线电应答器能够以选择的方式被转换到能量消耗减少的休眠状态和转换到具有全部功能范围的活跃的运行状态，并且
-其中，所述第一无线电应答器设计和设置用于，在活跃的运行状态下，建立与至少一个所述第一无线电应答器读取器的至少一个无线电连接以用于位置检测，
-第二无线电应答器，所述第二无线电应答器能够由无线电应答器读取器以感应的方式供能，所述第二无线电应答器具有：
-与天线连接的发送和接收单元，该发送和接收单元用于经由无线电应答器端口进行数据交换，
-用于永久的数据存储的存储单元，借助第二无线电应答器读取器能够读取和/或写入该存储单元，并且在该存储单元中存储有至少一个应答器识别符，
-其中，所述第二无线电应答器设计和设置用于，在进入第二无线电应答器读取器的检测范围中时，将所述第一无线电应答器从所述休眠状态转换到所述活跃的运行状态，或者通过所述第二无线电应答器读取器将配属于所述第二无线电应答器的位置信息传输到所述位置检测系统的服务器处。
2.根据权利要求1所述的位置检测传感器，其中，所述第一无线电应答器与所述第二无线电应答器电连接，其中，所述第二无线电应答器设计和设置用于，在进入到第二无线电应答器读取器的检测范围中时，将所述第一无线电应答器从所述休眠状态转换到所述活跃的运行状态，并且其中，所述第一无线电应答器设计和设置用于，在从所述休眠状态被激活以后，建立与至少一个第一无线电应答器读取器的至少一个无线电连接以用于位置检测。
3.根据权利要求2所述的位置检测传感器，其中，所述第二无线电应答器集成到所述第一无线电应答器中。
4.根据权利要求2或3所述的位置检测传感器，其中，所述第一无线电应答器的存储单元能够经由所述第二无线电应答器借助所述第二无线电应答器读取器被读取和/或写入。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的位置检测传感器，其中，存储在所述第一无线电应答器的存储单元和所述第二无线电应答器的存储单元中的应答器识别符是一致的。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的位置检测传感器，其中，配属于无线电应答器的位置信息包括相应的应答器识别符。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的位置检测传感器，其中，所述第一无线电应答器读取器是基于RFID的位置检测系统的基站或者构成基于RFID的位置检测系统的基站。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的位置检测传感器，其中，所述第二无线电应答器是UHF应答器，并且其中，所述第二无线电应答器读取器是UHF应答器读取器。
9.一种位置检测系统，具有
-至少一个根据权利要求1至8中任一项所述的位置检测传感器，
-配属于一个位置检测系统的多个第一无线电应答器读取器，所述第一无线电应答器读取器分别设计和设置用于，读取和/或写入由所述位置检测传感器所包括的第一无线电应答器的存储单元，
-多个第二无线电应答器读取器，所述第二无线电应答器读取器分别设计和设置用于，以感应的方式为由所述位置检测传感器所包括的第二无线电应答器供能并且读取和/或写入所述第二无线电应答器的存储单元。
10.根据权利要求9所述的位置检测系统，其中，所述第一无线电应答器读取器是基于RFID的位置检测系统的基站或者构成基于RFID的位置检测系统的基站，其中，所述第二无线电应答器是UHF应答器，并且其中，所述第二无线电应答器读取器是UHF应答器读取器。
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