DD294830A5 - Anordnung zur objektidentifikation - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Objektidentifikation, die vorzugsweise bei der automatisierten Warenerkennung, einer Kontrolle oder Identifizierung von Objekten im Produktionsprozesz, in Transportprozessen, aber auch als elektronische Schlieszeinrichtung in der Sicherungstechnik oder zur Personenidentifizierung bzw. -kontrolle Verwendung finden kann. Sie loest die Aufgabe, eine solche Anordnung zu entwickeln, bei welcher ein die Energieversorgung von verwendeten Datentraegern realisierender Sender einer Abfrageeinrichtung nur bei Bedarf, also fuer einen Auslesevorgang, betrieben wird, und dafuer die potentiellen Moeglichkeiten der Abfrageeinrichtung und der Datentraeger selbst ausgenutzt werden. Dabei wird Datentraegern von einer Abfrageeinrichtung induktiv Energie in Form von impulsmodulierten HF-Wellen uebertragen. In den Datentraegern werden daraus eine Betriebsspannung gewonnen sowie Ruecksetz- und Synchronimpulse demoduliert. Die Datentraeger enthalten weiterhin mit den Identifikationsdaten programmierte Speicher, die auf Initialisierung ausgelesen werden. Je nach Speicherbelegung werden korrespondierend zu den Synchronimpulsen Lichtimpulse ueber einen Infrarotsender und einen Fotosensor an die Abfrageeinrichtung, in der die Identifikationsdaten dekodiert und zur Auswertung bereitgestellt werden, ausgegeben. Erfindungsgemaesz sendet ein zusaetzlicher Infrarotsender der Abfrageeinrichtung Impulse aus, die bei Kopplung mit einem Datentraeger von diesem auf den Fotosensor reflektiert werden. Erst nach dem Erkennen dieser reflektierten Impulse wird der HF-Sender fuer einen Identifikationsvorgang zugeschaltet. Fig. 1{Objektidentifikation; Abfrageeinrichtung; Datentraeger; Codekarte; Hochfrequenzsender; hochfrequente Wellen, impulsmoduliert; Rahmenantenne; Synchronimpuls; Infrarotsender}

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsrablet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Objektidentifikaion, bestehend aus einer Abfrageeinrichtung und ggf. mehreren Datenträgern, die günstigerweise eis flache Codekarte (im Scheckkarten-Format) ausgeführt sowie jeweils an oder in der Oberfläche der zu identifizierenden Objekte angebracht sind und von der Abfrageeinrichtung bei möglichen Relativentfernungen von einigen Zentimetern bis Dezimetern gelesen werden können, wobei die Anordnung vorzugsweise bei der automatisierten Warenerkennung, einer Kontrolle oder identifizierung von Objekten im Produktionsprozeß, insbesondere im Rahmen der computergesteuerten Fertigung (CIM), in Transportprozessen, aber auch als elektronische Schließeinrichtung in der Sicherungstechnik oder zur Personenidentifizierung bzw. -kontrolle Verwendung finden kann.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik Anordnungen und Verfahren zur Objektidentifikation unter Verwendung zusätzlicher Datenträger sind in großer Vlelft It und für

unterschiedlichste Anwendungen bekannt. In ihrer Grundkonfiguration bestehen sie stets aus einer Abfrageeinrichtung sowie den zu identifizierenden Objekten zugeordneten Datenträgern.

Einfachste Lösungen verwenden dazu Markierungen In einem bestimmten Code, die auf den zu identifizierenden Objekten

aufgebracht werden. Allgemein verbreitet sind dabei Strichcodes, die insbesondere bei der Warenerkennung eine große

Anwendung erfahren. Entsprechende Systeme sind u.a. in der DE-OS 2822573 und in der WO-Anm.88/05575 beschrieben. Solche Strichcodes werden Ober besondere Lesegeräte, sogenannte Scanner, gelesen. Dabei müssen die Scanner in geringstem Abstand und relativ genauer Positionierung Ober den Code geführt oder es müssen aufwendige und teure Laser- oder CCD-Scanner eingesetzt werden. Durch geringfügigste Verschmutzungen oder Beschädigungen können die Strichcodes bereits

unldentifizierbar werden. Zur Veränderung der codierten Daten müssen jeweils die alten Strichcodemarkierungen entfernt und neue aufgebracht werden.

Komfortablere Systeme, bei denen Daten von Objekten mit großer Störsicherheit gelesen werden können und die eine Programmierbarkeit der Daten in gewissem Umfange vorsehen, setzen deshalb Datenträger ein, welche die in ihnen

abgespeicherten Informationen Ober Trägermedien aktiv ausgeben.

In solchen Systemen ist es jedoch erforderlich, die Datenträger mit Energie zu versorgen. Hierfür ist im DD-WP 277141 eine Anordnung zum automatischen Identifizieren von Objekten beschrieben, bei der die Datenträger, die in Form von Induktionsschleifen mit spezieller Geometrie, als welche die Identifikationsdaten codiert sind,

induktiv von einer Sendespule aus mit Energie versorgt werden.

Zur Identifizierung selbst werden die Induktionsschleifen abgetastet und aus dem Phasenvergleich zwischen der ausgesendeten

und der Induzierten Spannung die Daten gewonnen.

Dabei ist jedoch eine sehr enge Kopplung zwischen der Abfrageeinrichtung und den !nduktionsschlelfen erforderlich. Es lassen

sich auf diese Weise nur sehr wenige Informationen übertragen, auch ergeben sich Probleme hinsichtlich der Störsicherheit.

Zur Vermeidung der letztgenannten Nachteile wird in der Anordnung nach WO-Anm. 86/01058 ein elektronisch aktiver Datenträger verwendet. Dabei enthalten eine al j feststation ausgelegte Auswerteeinrichtung und der Datenträger jeweils einen Schwingkreis unter Benutzung von Ferritantennen. FQr eine Identifikation werden beide Schwingkreise induktiv gekoppelt. Dabei wird dem Datenträger die zur Datenausgabe

erforderliche Energie über ein mit Synchronisatlonseignalen frequenzmoduliertes HF-Si(jnal übertragen, die Datenausgabe an die Feststation erfolgt mittels eines amplitudenmodulierten HF-Signales.

Neben der erforderlichen engen Kopplung zwischen den Schwingkreisen ergibt sich nachteilig, daß zur Realisierung der Ferritantenne ein größerer (Volumen-)Aufwand des Datenträgers erscheint bzw. leistungsstärkere HF-Sender und empfindliche Empfänger in der Feststation erforderlich sind. Das oben beschriebene Prinzip findet allgemeine Anwendung in elektronischen Schlössern, vgl. DE-OS 3149789 und DE-OS 3813492, wo die enge Kopplung zwischen Schloß und elektronischem Schlüssel a priori gegeben ist. Eine komfortable „elektronische Warenbegleitkarte" zur Anwendung im technologischen Prozeß der Produktion von Halbleiterchips ist in der Schrift „SMART-Traveller System. Integrated Solution for Material Control Automation"; ASYST Technologies; Oct. 1987 beschrieben. Dabei inzwischen den Datenträgern und Auswerteeinrichtungen eine bidirektionale Verbindung über Infrarot-LED's und

-Fototransistoren konzipiert, Die Datenträger lassen sich hierbei auslesen und mit neuen Daten beschreiben. Zusätzlich ist noch eine Ausgabe ausgewählter Daten über eine LCD-Anzeige am Datenträger möglich.

Zur Stromversorgung der Datenträger macht sich jedoch eine ständige autonome Energieversorgung, d. h. der Einsatz von Brennelementen, üblicherweise Lithium-Zellen, erforderlich, da der Stromverbrauch der Datenträger durch ihre Freiprogrammierbarkeit sowie die den Gebrauchswert erhöhenden Maßnahmen doch beträchtlich bzw. kein längerer Ausfall

der Stromversorgung zulässig ist.

Die Notwendigkeit von Brennelementen sowie die für sie erforderliche Wartung, ein zyklisches Ersetzen verbrauchter Elemente

sowie der größere Schaltungsaufwand und damit höhere Kosten stellen die gravierenden Nachteile dieses Systems dar.

Bei der Mehrheit der Anwendungen von Objektidentifikationssystemen machen sich zudem keine uneingeschränkte Freiprogrammierbarkeit der Datenträger sowie eine zusätzliche visuelle Datenausgabe am Datenträger selbst erforderlich. Weiterhin wurde bereite eine Anordnung zur Objektidentifikation vorgeschlagen, bei welchem eine Abfrageeinrichtung einen HF-Sender enthält, von welchem aus zu den Datenträgern, die jeweils zu identifizierenden Objekten zugeordnet sind, induktiv Energie in Form von mit Steuerimpulsen modulierten hochfrequenten Wellen übertragen wird. In den Datenträgern werden

daraus eine Betriebsspannung gewonnen sowie Rücksetz- und Synchronimpulse demoduliert. Die Datenträger enthalten weiterhin mit den Identifikationsdaten programmierte Speicher, die auf Initialisierung ausgelesen werden. Je nach

Speicherbelegung werden korrespondierend zu den empfangenen Synchronimpulsen Lichtimpulse über einen Infrarotsender

an einen Fotosensorder Abfrageeinrichtung, in derdie Identifikationsdaten dekodiert undzur Auswertung bereitgestellt werden, ausgegeben.

Damit werden die in der vorher genannten Lösung erscheinenden Nachteile vermieden. Es ist hler aber der HF-Generator

ununterbrochen in Betrieb und sendet die impulsmodulierte HF-Energie. Diese wird aber tatsächlich nur zu den wenige

Millisekunden andauernden Auslesevorgängen der Datenträger benötigt. Ziel der Erfindung >

Das Ziel der Erfindung ist die Verringerung des Stromverbrauchs und die Erhöhung der Lebensdauer eines in der Abfrageeinrichtung einer Anordnung zur Objektidentifikation verwendeten Senders, wobei die Anordnung mit geringstem Aufwand realisierbar ist und die Übertragung einer größeren Zahl von Informationen über variable Entfernungen im Zentimeterbis Dezimeterbereich gestattet, ohne daß den zu identifizierenden Objekten zugeordnete Datenträger eine autonome interne Energieversorgung besitzen.

Darlegung des Wesen* der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Objektidentifikation zu entwickeln, bei welcher ein die Energieversorgung der eingesetzten Datenträger realisierender Sender in der verwendeten Abfrageeinrichtung nur bei Bedarf,

also für einen Auslesevorgang, betrieben wird und dafür die potentiellen Möglichkeiten der Abfrageeinrichtung und der

Datenträger selbst ausgenutzt werden. Zur Lösung der Aufgabe wird eine Anordnung zur Objektidentifikation vorgeschlagen, die aus mindestens einer Abfrageeinrichtung und mindestens einem Datenträger, welcher jeweils zu identifizierenden Objekten zugeordnet Ist, besteht. Dabei enthält die Abfrageeinrichtung einen impulsmodulierten Hochfrequenzsender und ist im weiteren mit einem Fotosensor

ausgestattet, der mit einer Auswerteeinrichtung zur Feststellung von Identifikationsdaten verbunden ist. Der Datenträger ist mit einer die ihm zur Energieversorgung von der Abfrageeinrichtung bereitgestellte Hochfrequenzenergie empfangenden Antenne versehen. An der Empfangsantenne sind eine die Betriebsspannung des Datenträgers bereitstellende

Stromversorgungsschaltung sowie weiterhin Mittel zur Demodulation von Synchron- und Rücksetzimpulsen aus der

empfangenen Hochfrequenzenergie angeschlossen. Diese Impulse sind auf einen Adreßgenerator geführt, dessen Ausgänge mit den Adreßeingängen eines Speichers, in dem die Identifikationsdaten abgelegt sind, verbunden sind. Datenausgänge des

Speichers und die genannten Synchronimpulse sind auf einen Impulsgenerator geführt, an dessem Ausgang ein Sender für

iJchtimpulse angeschlossen ist.

Erfindungsgemäß ist die Abfrageeinrichtung ebenfalls mit einem Sender für Lichtimpulse versehen. Dazu ist der Datenträger als

diese Impulse passiv reflektierend ausgeführt. Vom die reflektierten Impulse aufnehmenden Fotosensor der Abfrageeinrichtung sind über die Auswerteeinrichtung Mittel zum Ein- und Ausschalten des Hochfrequenzsendars angesteuert.

In Ausgestaltung der Erfindung Ist der Sender für Lichtimpulse der Abfrageeinrichtung von der Auswerteeinrichtung

angesteuert.

In einem Ruhezustand der Anordnung, wenn keine Kopplung der Abfrageeinrichtung zu einem Datenträger gegeben Ist, sendet

der Sender für Lichtimpulse der Abfrageeinrichtung kontinuierlich in kurzen Zeitabständen Lichtimpulse mit von der

Auswerteeinrichtung eingestellten Parametern, d. h. in einer entsprechenden Kodierung. Solange diese Impulse nicht von der

Oberfläche eines Datenträgers auf den Fotosensor der Abfrageeinrichtung reflektiert werden und in der Auswerteeinrichtung die Korrespondenz der empfangenen mit den ausgesandten Lichtimpulsen festgestellt wurde, was eine hohe Störsicherheit der Anordnung garantiert, bleibt der Hochfrequenzsender von der Auswerteeinrichtung, die geeignete Schaltelemente ansteuert, abgeschaltet.

Erkennt die Auswerteeinrichtung Ober die empfangenen Lichtimpulse) daß eine Kopplung zu einem Datenträger gegeben ist, so wird der HF-Sender zugeschaltet und sendet kontinuierlich mit Steuerimpulsen modulierte hochfrequente Wellen. . Mit dem Zuschalten des HF-Senders erfolgt vorzugsweise das Abschalten des Senders für Lichtimpulse der Abfrageeinrichtung über die Auswerteeinrichtung.

Durch die vorwiegend induktive Kopplung wird dem Datenträger über seine Empfangsantenne die HF-Energie übertragen. In der Stromversorgungsschaltung wird daraus über Gleichrichtung und Stabilisierung die Betriebsspannung des Datenträgers gewonnen. Der angeschlossene Energiespeicher realisiert eine Speicherung für eine Ausgabe leistungsstarker Lichtimpulse über den Sender.

Über das Synchronfilter erfolgt die Demodulation der dem HF-Trägersignal aufmodulierten Impulse. Diese werden nach ihren Parametern unterschieden/so daß Synchron- und Rücksetzimpulse abgeleitet werden können.

In einer ersten Phase nach dem Zuschalten des HF-Senders wird die HF-Energie nur mit Rücksetzimpulsen moduliert. Damit wird die Verbindung zwischen Datenträger und Abfrageeinrichtung auf ihre Stabilität und Güte geprüft. Auf den ersten empfangenen Rücksetzimpuls wird der Adreßgenerator rückgesetzt, die damit adressierte Speicherbelegung, deren Daten vorzugsweise für den Test festgelegt worden sind, wird ausgelesen, die Daten werden umgesetzt und toren das von den Synchronimpulsen angesteuerte Monoflop. Der vom Monoflop angesteuerte Sender für Lichtimpulse des Datenträgers sendet zu den der übertragenen HF-Energie nufmodulierten Lichtimpulsen korrespondierende Lichtimpulse. Sobald vom Fotosensorder Abfrageeinrichtung diese Impulse aufgenommen und in der Auswerteeinrichtung erkannt wurden, steuert die Auswerteeinrichtung den Synchronimpulsgenerator so an, daß die HF-Energie nunmehr mit Synchronimpulsen moduliert wird.

Diese Synchronimpulse werden im Datenträger demoduliert. Nunmehr generiert der Adreßgenerator, mit jedem empfangenen Synchronimpulsfortschaltend, sukzessive jede Adreßbelegung des Speichers. Der Speicher wird entsprechend ausgelesen, die Identifikationsdaten werden seriell umgesetzt und toren das von den Synchronimpulsen gesteuerte Monoflop. Je nach Speicherbelegung wird damit korrespondierend zu den Synchronimpulsen der Sender für Lichtimpulse angesteuert und es erfolgt die Ausgabe bzw. Unterdrückung des dem Synchronimpuls zuzuordnenden Lichtimpulses.

Die l.ichtlmpulse werden wieder vom Fotosensor der Abtrageeinrichtung aufgenommen und nach entsprechender Formierung und Verstärkung an die Auswerteeinrichtung übergeben. In der Auswerteeinrichtung werden durch Vergleich der Synchronimpulse mit den empfangenen Lichtimpulsen die im Datenträger abgespeicherten Identifikationsdaten dekodiert und zur weiteren Auswertung bereitgestellt.

Nach Abschluß des Identifikationsvorganges schaltet die Auswerteeinrichtung den HF-Sender samt Impulsgenerator wieder ab und den Sender für Lichtimpulse der Abfrageeinrichtung wieder zu.

Durch die Einführung des zusätzlichen Senders für Lichtimpulse In der Abfragneinrichtung, der über Reflexsignale der Auswerteeinrichtung das Erkennen einer vorliegenden Verbindung der Abfrageeinrichtung mit einem Datenträger ermöglicht, braucht der HF-Sender nur für die eigentlichen Identifikationsvorgänge betrieben zu werden. Damit werden ständige Identifikationszyklen bei nicht vorhandenen Datenträgern vermieden.

Der zusätzliche erforderliche Schaltungsaufwand ist sehr gering, da als Empfangs- und Auswerteelemente für die Reflexsignale ohnehin vorhandene Baugruppen der Abfrageeinrichtung genutzt werden.

Durch die Kombination der hochfrequenten Energieübertragung bei gleichzeitiger Übertragung von Synchronisationsimpulsen durch Modulation des Energieträgers und der Übertragung der Identifikationsdaten vermittels der Infrarotverbindung zwischen Datenträger und Abfrageeinrichtung ist eine äußerst sichere Datenübertragung auch bei in weiten Grenzen (Zentimeter- bis Dazimeterbereich als technisch sinnvoll) veränderlicher Position von Datenträger und Hochfrequenzsender/Abfrageeinrichtung möglich.

AusfOhrungsbelsplel Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und vier Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1: das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung Fig. 2: den Stromlaufplan eines Datenträgers Fig. 3: den Stromlaufplan einer Abfrageeinrichtung Fig.4a: ein Impulsdiagramm der demodulierten HF-Spannung im Datenträger Fig. 4 b: ein Impulsdiagramm der Steuerimpulse für den Sender für Lichtimpulse. Wie In Fig. 1 dargestellt, verwendet die erfindungsgemäße Anordnung eine Abfrageeinrichtung 1 und dem zu identifizierenden Objekt zugeordnete, als Codekarte ausgeführte Datenträger 2 wovon einer dargestellt ist. Die Abfrageeinrichtung 1 enthält einen Hochfrequenzgenerator 3.1, der über einen Modulator 3.2 eine Hochfrequenzendstufe 3.3 ansteuert, an die eine als Ferritantenne ausgeführte Sendeantenne 3.4 angeschlossen ist. Der so konfigurierte Hochfrequenzsender 3 ist Ober einen Schalter 4, der von einer Auswerteeinrichtung 5 der Abfrageeinrichtung 1 angesteuert wird, zu· bzw. abschaltbar. Er überträgt induktiv auf die Codekarte 2 die für deren Stromversorgung erforderliche Energie. Dabei sind der HF-Energie Steuerimpulse in Form von Rücksetz- und Synchronimpulsen aufmoduliert. Dazu wird der Modulator 3.2 von einem Synchronimpulsgenerator 6 gesteuert, der an der Auswerteeinrichtung S angeschlossen Ist. Des weiteren enthält die Abfrageeinrichtung 1 einen Sender für Lichtimpulse 7, der ebenfalls von der Auswerteeinrichtung 5

angesteuert wird und in kurzen Zeitabständen in ihren Parametern definierte Lichtimpulse aussendet.

Zum Empfang der reflektierten Impulse sowie von der Codekarte 2 gesendeten Informationen ist die Abfrageeinrichtung 1 mit

einem Fotosensor 8 versehen, ihm ist ein Verstärker 9 nachgeschaltet, dessen Ausgänge wieder mit der Auswerteeinrichtung 5 verbunden sind.

Die Auswerteeinrichtung 5 muß dabei nicht Bestandteil der Abfrageeinrichtung 1 sein, es kann z. B. ein separater Rechner oder

ein Proießrechner der das Objektidentifikationssystem benutzenden Anlage verwendet werden, der die aufgenommenen

Informationen verarbeitet und entsprechende Identifikationsdaten ausgibt bzw. zur weiteren Verarbeitung bereitstellt. Eine Codekarte 2 ist von ihrer Oberflächenbeschaffenheit so ausgeführt, daß sie die von der Abfrageeinrichtung 1 gesendeten Lichtimpulse in hinreichendem Maße auf den Fotosensor 8 reflektiert. Sie enthält, integriert in ihre Platine, eine gedruckte Rahmenantenne 10, die auf den Hochfrequenzsender 3 abgestimmt ist. Der Rahmenantenne 10 ist ein Kondensator 11 parallelgeschaltet, so daß ein Parallelschwingkreis gebildet wird. An der Rahmenantenne 10 ist eine die Betriebsspannung Ub der Codekarte 2 bereitstellende Stromversorgungsschaltung 12

angeschlossen, deren Ausgänge mit einem Energiespeicher 13 verbunden sind.

Des weiteren ist die Rahmenantenne 10 mit einem Synchronimpulsfilter 14 zur Demodulation der der HF-Energie aufgeprägten Rücksetz- und Synchronimpulse verbunden. Es besitzt dementsprechend einen Rücksetzimpulse RESET und einen Synchronimpulse SYN ausgebenden Ausgang. Diese Impulse sind wiederum auf die Eingänge eines Adreßgenerators 15 gelegt, dessen Ausgänge mit Adreßeingängen eines Speichers 18, in dem die Identifikationsdaten programmiert sind, verbunden sind. Auf entsprechende Initialisierung generiert

der Adreßgenerator 15 nacheinander sukzessive die Adreßbelegungen des Speichers 16, so daß dieser ausgelesen wird.

An den Datenausgängen des Speichers 16 ist ein Parallel-Serien-Wandler 17 angeschlossen, der die parallel ausgelesenen Identifikationsdaten seriell ausgibt. Der Ausgang des Parallel-Serien-Wandlers 17 ist mit einem Eingang einer Torschaltung 18

verbunden, an derem zweiten Eingang die Synchronimpulse SYN anliegen. Der Ausgang der Torschaltung 18 steuert ein

Monoflop 19, so daß das Monoflop 19 mit Ober die Identifikationsdaten getorten Synchronimpulsen SYN angesteuert wird. Der Ausgang des Monoflops 19 steuert einen Sender 20 für Lichtimpulse, über die die Identifikationsdaten an die Abfrageeinrichtung 1 übergeben werden. Dabei ist der Sender 20 aus einem elektronischen Schalter 20.1 und dem von ihm

geschalteten eigentlichen Sender, einer Lichtquelle 20.2 aufgebaut. Die Lichtquelle 20.2 wird zur Ausgabe leistungsstarker

Sendeimpulse vom Energiespeicher 13 gespeist. In Fig. 2 ist eine konkrete Ausführungsform für eine Codekarte 2 dargestellt. Dabei bildet die Rahmenantenne L1 mit dem Kondensator C1 in bereits beschriebener Weise einen Eingangs- bzw. Empfangsschwingkreis. Ein Knoten des Schwingkreises ist auf Masse gelegt, am anderen Knoten sind zwei Dioden VD1; VD2

anodeneeitig angeschlossen.

Der Katodenanschluß der Diode VD2 ist mit einem Anschluß eines Elektrolytkondensators C2, der Katode einer Z-Diode VD3

und einem Anschluß eines Kondensators C4 verbunden, deren andere Anschlüsse an Masse liegen. Dabei bilden die

Elemente VD2; C 2; VD3; C4 die Stromversorgungsschaltung 12; am Knoten an der Anode der Z-Diode VD3 steht die durch Gleichrichtung mit nachfolgender Stabilisierung der an der Rahmenantenne L1 anliegenden HF-Spannung gewonnene Betriebsspannung Ub der Codekarte 2. Dieser Knoten ist weiterhin über einen Widerstand R4 mit einem als Energiespeicher 13 fungierenden Elektrolytkondensator C5,

dessen zweiter Anschluß an Masse gelegt ist, verbunden. Der Kondensator C 5 realisiert eine Speicherung der Energie für den leistungsstarken Sendeimpuls des Senders 20.

Der Katodenanschluß der Diode VD1 ist auf den Eingang eines Trigger-Negators D1.1 und über einen Widerstand R1 auf Masse

geführt.

Der Ausgang dee Negators D1.1 ist zunächst mit dem Takteingang eines RS-D-Flipflops D2 verbunden. Dabei liegt der Setzeingang des Flipflops D2 an Masse und der Dateneingang an der Betriebsspannung Ub. Der Datenausgang ist über einen Widerstand R3 auf den Rücksetzeingang des Flipflops D2 und über einen Kondensator C3 auf Masse gelegt. Damit ist das Flipflop D2 als Monoflop geschaltet, wobei die Elemente R3; C3 das Zeitglied bilden, so daß sich eine Zeitkonstante tau des Monoflops zu tau = R3 · C3 ergibt. Weiterhin ist der Ausgang des Negators D1.1 über einen Widerstand R2 auf einen Eingang

eines Trigger-NAND-Gatters D1.2 geführt, dessen zweiter Eingang am negierten Ausgang des Flipflops D 2 angeschlossen ist.

Die Elemente VD1; D1.1; R1; D2; R3; C3; R2; D1.2 bilden das Synchronimpulsfilter 14. Der Ausgang des NAND-Gatters D1.2 ist über einen weiteren Trigger-Negator D1.3 auf den Rücksetzeingang eines vierstelligen Binärzählers D3 gelegt, dessen Takteingang am Ausgang des Gatters D2 angeschlossen ist. Der Binärzähler D3 arbeitet als Adreßgenerator 15. Die drei niedrigstwertigen der vier Ausgänge des Binärzählers D3 sind jeweils auf die drei Adreßeingänge eines ersten und

zweiten 8-Kanal-Multiplexers D4;D5 und der höchstwertige Ausgang des Binärzählers D3istauf den negierten Auswahleingang des ersten Multiplexers D4 sowie negiert auf den negierten Auswahleingang des zweiten Multiplexers D5 geführt. Die beiden

Multiplexer D4; D5 repräsentieren dabei den Parallel-Serien-Wandler 17. Der niedrigstwertige Dateneingang des ersten Multiplexers D4 ist mit der Betriebsspannung Ub, alle übrigen Dateneingänge der Multiplexer D4; D5 sind mit zugehörigen Datenausgängen einer Speicher-/Programmierschaltung P verbunden, in der die Programmierung der Identifikationsdaten vorgenommen ist. Diese sei nicht näher ausgeführt. Auf einfachste Weise, wie

dargestellt, ist sie als Matrix aus Drahtbrücken realisiert, über die ihre Ausgänge mit der Betriebsspannung verbunden werden.

Ist für einen Ausgang eine Brücke vorhanden, so liegt die Betriebsspannung am zugehörigen Eingang eines der Multiplexer D4; DS. In der Speicher-/Programmierschaltung P stehen 16 Bitstellen zur Programmierung zur Verfügung, so daß

2(exp15) = 32768 Zustände codiert abgespeichert werden können.

Die Datenausgänge demultiplexer D4;D5sind miteinander verbunden auf den Dateneingang einas weiteren RS-D-Flipflops D6

geführt, dessen Setzeingang an Masse und dessen Takteingang am Ausgang des Negators D1.1 angeschlossen ist. Der

Dateneingang ist weiterhin über einen Widerstand R9 auf Masse gelegt. Der Ausgang des Fliptlops D6 ist über einen Widerstand R6 auf den Rücksetzeingang des Flipflops D6 und über einen Kondensator C6 gegen Masse geschaltet. Damit

arbeitet auch Flipflop D6 als Monoflop, d.h. es stellt das Monoflop 19 dar, wobei die Elemente R6; C6 das Zeitglied mit der

Zeitkonstante tau' = R6 · C6 bilden und das Monoflop über die Ausgangsdaten der Multiplexer D4;D5 an seinem Dateneingang

getortwird.

Der negierte Ausgang des Flipflops D6 ist Ober einen Widerstand R8 auf den Basisanschluß eines pnp-TransIstors VT1 geführt, dessen Emitteranschluß über einen Widerstand R7 am Betriebsspannungsanschluß des Kondensators C5 angeschlossen und in dessem Kollektorstromkreis eine Infrarot-LED BD1 gegen Masse geschaltet ist. Dabei bilden die genannten Elemente R7; R8; VT1;BD1 den Sender 20. .

Eine konkrete Ausführungsform für eine Abfrageeinrichtung 1 zeigt Fig. 3.

Diese enthält als Hochfrequenzgenerator 3.1 einen Schwingquarz Q, dessen einer Ausgang über einen Negator D7.1 und einen zweiten Negator D7.2 mit seinem zweiten Ausgang, der den Ausgang des HF-Generators 3.1 darstellt, verbunden ist. Zugleich ist der erste Ausgang des Schwingquarzes Q über einen Widerstand R10 auf den Eingang des zweiten Negators D7.2 gelegt. Der Ausgang des HF-Generators 3.1 ist auf einen Eingang eines NAND-Gatters D7.3 geführt, dessen zweiter Eingang über einen Widerstand R11 an einem Ausgang 01 eines als Auswerteeinrichtung 7 arbeitenden und die Funktion des Synchronimpulsgenerators mit übernehmenden Einchipmikrorechners EMR angeschlossen ist. Dabei erfolgt Ober den genannten Ausgang 01 das Zu- bzw. Abschalten des Hochfrequenzsenders 3 durch die Freigabe der als Torschaltung arbeitenden NAND-Gatters D7.3 sowie die Modulation der hochfrequenten Wellen durch die Ausgabe von Rückseti- und Synchronimpulsen auf die Torschaltung (Austasten). Der Ausgang des NAND-Gatters D 7.3 ist über einen Negator D7.4und einen Widerstand R12 auf den Basisanschluß eines npn-TransistorsvT2 gelegt. Die Elemente R11;D7.3;D7.4; R12 stellen den Modulator 3.2 dar, das NAND-Gatter D7.3 übernimmt auch die Funktion des Schalters 4.

Der Transistor VT2 repräsentiert die HF-Endstufe 3.3 und treibt in seinem Kollektorkreis gegen die Betriebsspannung Ub' der Abfrageeinrichtung 1 die als Ferritantenne L2 ausgeführte Sendeantenne 3.4, der ein Kondensator C7 zu einem Parallelschwingkreis parallel geschaltet ist.

An einem nächsten Ausgang 02 des Einchipmikrorechners EMR ist Ober einen Widerstand R13 ein npn-Translstor VT3 angeschlossen, der in seinem Kollektorkreis gegen die Betriebsspannung Ub' eine Infrarot-LED BD2 treibt. Angesteuert vom Einchipmikrorechner EMR, gibt dieser Sender 7 Lichtimpulse einer im Rechner EMR generierten Form in kurzen Abständen aus. Weiterhin enthält die Abfrageeinrichtung 1 einen als Fotosensor 8 dienenden Infrarotempfänger. Dieser besteht in stark vereinfachter Ausführung aus einer Fotodiode VT4, die katodenseitig an Masse liegt und deren Anodenanschluß mit dem Eingang eines über einen Widerstand R14 rückgekoppelten Operationsverstärkers A1 verbunden ist. Dessen Ausgang ist an einem Eingang M des Einchipmikrorechners EMR angeschlossen.

Der Einchipmikrorechner besitzt Kommunikationsmöglichkeiten über ein RTTY-Interface, wozu überTreiber ET bzw. STgeführta Eingangsports ED bzw. Ausgangsports SD vorgesehen sind. Weiterhin ist zur visuellen Ausgabe der empfangenen und verarbeiteten Identifikationsdaten in der Abfrageeinrichtung 1 eine Anzeigeeinheit BD3 implementiert, die über Dekoder/ Treiber D8 an einem weiteren Ausgangsport 03 des Einchipmikrorechners EMR angeschlossen sind. Nachfolgend sei die Funktion der erfindungsgemäßen Anordnung im Komplex erläutert:

In einem Ruhezustand der Anordnung, wenn keine Kopplung der Abfrageeinrichtung 1 zu einer Codekarte 2 gegeben ist, werden am zugehörigen Ausgang 02 des Einchipmikrorechners EMR periodisch kurze Steuerimpulse ausgegeben, mit denen über Transistor VT3 die Infrarot-LED BD2 angesteuert wird, die entsprechende codierte Lichtimpulse aussendet. Solange diese Impulse nicht von der Oberfläche einer Codekarte 2 auf die Fotodiode VT4der Abfrageeinrichtung 1 reflektiert werden und nicht nach einer Verstärkung und Formierung über die Elemente A1; R14 im Einchipmikrorechner EMR als zu den ausgesendeten Lichtimpulsen korrespondierend erkannt wurden, wird über den Ausgang 01 des Einchipmikrorechners EMR das NAND-Gatter D7.3 nicht freigegeben, so daß der HF-Sender 3 abgeschaltet bleibt.

Erkennt der Einchipmikrorechner EMR anhand empfangener Lichtimpulse, daß eine Kopplung zu einer Codekarte 2 vorliegt, so wird vom Ausgang 01 die Torschaltung (NAND-Gatter D7.3) freigegeben und damit der HF-Sender 3 zugeschaltet. Dieser sendet nun kontinuierlich mit Steuerimpulsen modulierte hochfrequente Wellen. Die dabei verwendete Frequenz ist relativ hoch und sei im Beispiel mit 13,560 MHz anzugeben.

Allgemein werden die HF-Schwingungen, gesteuert vom Einchipmikrorechner EMR, über den Modulator 3.2 durch Impulse unterschiedlicher Breite moduliert. Im Beispiel werden Impulse einer Breite A als Rücksetzimpulse und Impulse mit einer gegenüber A deutlich geringeren Breite B als Synchronimpulse verwendet.

Gleichzeitig zum Zuschalten des HF-Senders 3 wird Transistor VT3 nicht mehr vom Einchipmikrorechner EMR angesteuert, was einem Abschalten des Senders 7 entspricht.

Während des Identifikationsvorganges wird vom HF-Generator 3 der Abfrageeinrichtung 1 über die Ferritantenne L2 induktiv Energie auf die gedruckte Rahmenantenne L1 der Codekarte 2 übertragen.

Die induzierte HF-Spannung liegt dabei an der Diode VD2 zur Ableitung der Betriebsspannung Ub, was bereits beschrieben wurde, und an der Diode VD1.

Über die Diode VD1, Transistor R1 und die (nicht dargestellte) Eingangskapazität des Negators D1.1 erfolgt die Demodulation der aufgeprägten Impulse; diese stehen dann als Rücksetz-RESETundSynchronimpulw SYN Low-aktivam Widerstand R1 zur Verfugung. Fig.4a zeigt das zugehörige Taktdiagramm.

In einer ersten Phase nach dem Zuschalten des HF-Senders 3 wird die HF-Energie nur mit Rücksetzimpulsen RESET moduliert. Damit wird die Verbindung zwischen Codekarte 2 und Abfrageeinrichtung 1 auf ihre Stabilität und Güte geprüft. Die Impulsbreite derverwendetenRücksetilmpulseRESETIst dabei größer als die gewählte Zeltkonstante tau = R3 · C3 des als erstes Monoflop geschalteten Flipflops D2.

Dieses Monoflop wirkt nun in. Verbindung mit den Triggernegatoren D 1.2; D 1.3 als Impulsbreltendiskrlminator. Der zu Beginn einer Identifikationsoperation empfangene erste Rücksetzimpuls RESET schaltet das NAND-Gatter D1.2 auf Low, so daß über den Negator D1.3 der Rücksetzeingang des Binärzählers D3 aktiviert und der Binärzähler D3 zurückgestellt wird. Von den Multiplexern D4; D5 wird damit der Multiplexer D4 mit seiner niedrigstwertigen Adresse angesprochen. An seinem Ausgang wird in diesem Zustand wegen der am niedrigstwertigen Dateneingang fest anliegenden Betriebsspannung Ub ein logischer High-Pegel erzeugt. Dieser liegt am Dateneingang des Flipflops D8 an.

Mit der Vorderflanke des nächsten Rücksetzimpulses RESET wird das als zweites Monoflop geschaltete Flipflop D6 gestartet. Dessen Zeitkonstante tau' bestimmt die Breite des von der Infrarot-LED BD1 ausgesendeten Lichtimpulses. Seine Intensität kann über den Widerstand R 7 eingestellt werden.

Sobald von der Abfrageeinrichtung 1 über die Fotodiode VT4 diese Impulse sicher und eindeutig empfangen wurden, werden der HF-Energie schmaleren Synchronimpulse SYN aufgeprägt. Weil deren Impulsbreite kleiner als die Zeitkonstante tau ist.

gelangen wegen des jetzt gesperrten NAND-Gatters D1.2 und des sich aus der Eingangskapazität des NAND-Gatters D1.2 (nicht dargestellt) und dem Widerstand R 2 gebildeten Zeitverzögerungsgliedes keine Rücksetzimpulse RESET mehr zum

Binärzähler D3. Dadurch wird mit jeden Synchronimpuls SYN der Zählerstand des Binärzählers D3 um eins erhöht. Die Multiplexer D4; D5 schalten den am entsprechend des Zählerstandes, d. h. der anliegenden Adresse, ausgewählten Eingang

liegenden Zustand, der von der Speicher-ZProgrammierschaltung P übernommen wird, auf den Dateneingang des Flipflops D6 durch. Der Widerstand R9 realisiert bei offenem Multiplexereingang Low-Pegel am Dateneingang des Flipflops D6, bei geschlossenen Drahtbrücken führt der Dateneingang High-Pegel (Ub).

Nur wenn am Dateneingang High-Pegel anliegt, wird mit der Vorderflanke des Synchronimpulses SYN ein Lichtimpuls

ausgesendet. Bei Low-Pegel am Dateneingang fehlt der zum jeweiligen Synchronimpujls SYN korrespondierende Lichtimpuls.

Fig.4b zeigt dazu ein Impulsdiagramm der Steuerimpulse für die Infrarot-LED BD1. Im Einchipmikrorechner EMR aln Auswerteeinrichtung 5 werden aus der Korrespondenz bzw. dem Ausbleiben der Lichtimpulse

zu den Synchronimpulsen SYN die Identifikationsdaten dekodiert.

Die Auswerteeinrichtung 5 braucht also lediglich- unter Berücksichtigung von Zeitverzögerungen -während eines sehr kleinen Zeltfensters nach Auesenden des Synchronimpulses SYN den Fotsensor 8 zu aktivieren, um das Vorhandensein von Antwortimpulsen zu detektieren. Damit wird eine äußerst störsichere Übertragung erreicht. Nach Abschluß des Identifikationsvorganges schaltet die Auswerteeinrichtung 5 den HF-Sender 3 wieder ab und steuert die Infrarot-LED BD2 in der Abfrageeinrichtung 1 wieder mit Impulsen an. Bis zur Ansteuerung der Infrarot-LED BD2 kann dabei

noch eine Zeitverzögerung im Einchipmikrorechner programmiert sein.

Claims (2)

1. Anordnung zur Objektidentifikation, bestehend aus mindestens einer Abfrageeinrichtung und mindestens einem Datenträger, welcher jeweils zu identifizierenden Objekten zugeordnet ist, wobei die Abfrageeinrichtung einen impulsmodulierten Hochfrequenzsender enthält und im weiteren mit einem Fotosensor ausgestattet ist, der mit einer Auswerteeinrichtung zur Feststellung von Identifikationsdaten verbunden ist, an der weiterhin ein die Modulation des Hochfrequenzsenders steuernder Synchronimpulsgenerator angeschlossen ist, und wobei der Datenträger mit einer die ihm zur Energieversorgung von der Abfrageeinrichtung bereitgestellte Hochfrequenzenergie empfangenden Antenne versehen ist, an der Empfangsantenne eine die Betriebsspannung des Datenträgers bereitstellende Stromversorgungsschaltung sowie weiterhin Mittel zur Demodulation von Synchron- und Rücksetzimpulsen aus der empfangenen Hochfrequenzenergie angeschlossen sind, diese Impulse auf einen Adreßgenerator geführt sind, dessen Ausgänge mit den Adreßeingängen eines Speichers, in dem die Identifikationsdaten abgelegt sind, verbunden sind, und Datenausgänge des Speichers sowie die Synchronimpulse auf einen Impulsgenerator geführt sind, an dessem Ausgang ein Sender für Lichtimpulse angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfrageeinrichtung (1) ebenfalls mit einem Sender für Lichtimpulse (7) versehen ist, daß der Datenträger (2) als diese Impulse passiv reflektierend ausgeführt ist, und daß vom die reflektierten Impulse aufnehmenden Fotosensor (8) der Abfrageeinrichtung (1) über die Auswerteeinrichtung (5) Mittel (4) zum Ein- und Ausschalten des Hochfrequenzsenders (3) angesteuert sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender für Lichtimpulse (7) in der Abfrageeinrichtung (1) von der Auswerteeinrichtung (5) angesteuert ist.