DE102010020531A1

DE102010020531A1 - RFID-Lesevorrichtung

Info

Publication number: DE102010020531A1
Application number: DE102010020531A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Reichenbach; Andreas Guenther
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2011-11-17

Abstract

Es wird eine RFID-Lesevorrichtung (10) für die stationäre Montage an einem Lesebereich (18) eines Förderers (12) oder eines Leseportals zum Auslesen mindestens eines auf dem Förderer (12) oder durch das Leseportal bewegten RFID-Transponders (22) angegeben, mit mindestens einer Antenne (24) zum Empfangen von RFID-Signalen von dem RFID-Transponder (22) und mit einer Auswertungseinheit (26) zum Auslesen einer RFID-Information aus den RFID-Signalen, wobei die Antenne (24) und/oder eine Sendeantenne eine Richtcharakteristik mit einer Vorzugsrichtung (28) aufweist, so dass von der Antenne (24) zu jedem festen Zeitpunkt nur RFID-Signale aus einem der Vorzugsrichtung (28) entsprechenden Teilwinkelbereich (30) des Lesebereichs (18) erfassbar sind, und wobei die Vorzugsrichtung (28) in unterschiedliche Schwenkwinkel schwenkbar ist, damit von der Antenne (24) zu unterschiedlichen Zeitpunkten unterschiedliche Teilwinkelbereiche (30) des Lesebereichs (18) erfassbar sind. Dabei ist die Auswertungseinheit (26) dafür ausgebildet, anhand der Empfangsintensität der RFID-Signale in Abhängigkeit von dem Schwenkwinkel zu entscheiden, ob der RFID-Transponder (22) auf dem Förderer (12) oder durch das Leseportal bewegt ist oder nicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine RFID-Lesevorrichtung für die stationäre Montage an einem Lesebereich eines Förderers oder eines Leseportals und ein Verfahren zum Auslesen eines RFID-Transponders, der sich auf einem Förderer oder in einem Leseportal durch einen Lesebereich bewegt, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 beziehungsweise 10.
RFID-Lesesysteme dienen der Identifikation von Objekten und Waren und werden unter anderem eingesetzt, um logistische Bewegungen zu automatisieren. An einem Identifikationspunkt, vor allem bei einem Wechsel des Besitzers der Ware oder einem Wechsel des Transportmittels, werden an den Waren befestigte RFID-Transponder ausgelesen und gegebenenfalls Informationen in den Transponder zurückgeschrieben. Dies führt zu schnellen und nachvollziehbaren Logistikbewegungen. Die erfassten Informationen werden verwendet, um die Weiterleitung und Sortierung von Gütern und Produkten zu steuern. Wichtige Anwendungen für die automatische Identifikation sind logistische Verteilerzentren, etwa von Paketversendern, oder die Gepäckaufgabe in Flughäfen.
Ein häufiger Einsatzort eines RFID-Lesesystems ist die Montage an einem Förderband, auf dem die Waren gefördert werden, oder in einem sogenannten Leseportal. Darunter ist ein beliebiger Durchgang zu verstehen, welcher mit einem oder mehreren RFID-Lesern und möglicherweise weiteren Sensoren ausgestattet ist. Objekte werden mittels eines Förderbandes, eines Transportfahrzeugs, wie ein Gabelstapler, oder auch von Hand durch das Leseportal bewegt und dabei anhand ihres RFID-Transponders identifiziert.
RFID-Transponder können prinzipiell aktiv sein, also eine eigene Energieversorgung aufweisen und selbstständig elektromagnetische Strahlung erzeugen. In der Praxis eignen sich diese Transponder für die Logistik aber weniger, weil durch die Energieversorgung die Stückpreise solcher Transponder nicht das für den Massenmarkt erforderliche geringe Niveau erreichen können. Deshalb werden zumeist passive Transponder ohne eigene Energieversorgung eingesetzt. In beiden Fällen wird durch elektromagnetische Strahlung des Lesegerätes der Transponder zur Abstrahlung der gespeicherten Information angeregt, wobei passive Transponder die notwendige Energie aus der Sendeenergie des Lesesystems beziehen. In dem etablierten Ultrahochfrequenzstandard ISO 18000-6 werden passive Transponder nach dem Backscatter-Verfahren ausgelesen.
Die Lesereichweiten eines RFID-Systems, besonders in dem Ultrahochfrequenzbereich, ist mit zehn Metern und mehr sehr hoch. Dies führt vor allem bei Antennen mit schwacher Richtwirkung dazu, dass relativ unselektiv Transponder in der gesamten Umgebung gelesen werden. Metallische Objekte in dem Lesebereich verstärken diesen unerwünschten Effekt noch, weil sie zu Reflexionen und damit Mehrwegeausbreitung führen. Auf diese Weise können sogar Transponder hinter der Antenne gelesen werden. In der praktischen Anwendung wird jedoch eine räumlich selektive Lesung angestrebt. Beispielsweise sollen an einem Förderband nur Transponder von Objekten gelesen werden, die auch tatsächlich auf dem Förderband bewegt werden, und an einem Leseportal nur solche, die das Leseportal durchqueren.
Herkömmliche RFID-Systeme leisten diese Unterscheidung nicht. Das führt dazu, dass versehentlich RFID-Informationen von Objekten außerhalb des Lesebereichs gelesen werden. Dies kann auch nur teilweise durch metallische Abschirmungen verhindert werden. Durchqueren außerdem mehrere Transponder gleichzeitig den Lesebereich, was wegen des höheren Durchsatzes häufig der Fall ist, so entspricht die Lesereihenfolge in aller Regel nicht der Reihenfolge der Objekte, so dass eine Zuordnung zwischen RFID-Information und Objekt erschwert ist.
Aus der DE 10 2007 030 738 A1 ist ein Kombinationssystem aus einem RFID-Leser und einem optoelektronischen Sensor bekannt. Der optoelektronische Sensor erkennt ein Bewegungsmuster und vergleicht es mit einem erwarteten Bewegungsmuster, beispielsweise der Durchfahrt durch ein Leseportal. Die RFID-Information wird nur von Objekten gelesen oder verwertet, die dem Bewegungsmuster entsprechen. Der Aufwand für ein solches System erhöht sich durch den erforderlichen optoelektronischen Sensor und dessen Auswertung erheblich.
Die EP 2 133 815 A1 offenbart ein RFID-Schreib/Lesesystem mit einer rotierenden Antenne, so dass ein Kommunikationsbereich mit einem Objekt mitbewegt wird, welches einen auszulesenden Transponder trägt. Dadurch soll ein längeres Zeitfenster zum Lesen und Schreiben der RFID-Information bereitgestellt werden. Die jeweilige Position des Kommunikationsbereichs wird in keiner Weise verwertet. Eine Lokalisierung oder eine Unterscheidung zwischen statischen und mitbewegten RFID-Transpondern ist daher nicht vorgesehen. Darüber hinaus ist eine mechanisch rotierende Antenne aufwändig und wartungsanfällig.
Die Erfindung hat daher die Aufgabe, eine räumlich selektive Lesung von bewegten RFID-Transpondern zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine RFID-Lesevorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Auslesen eines RFID-Transponders nach Anspruch 10 gelöst. Dabei geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, anstelle einer ungerichteten Antennencharakteristik, die den gesamten Lesebereich und damit auch einen großen zusätzlichen Raumbereich mit potentiellen Quellen von störenden RFID-Signalen, eine Antenne mit schmaler Richtcharakteristik einzusetzen. Damit werden nur noch RFID-Transponder aus einem gewünschten Raumbereich gelesen. Um dennoch den gesamten Lesebereich abzudecken, wird die Vorzugsrichtung der Richtcharakteristik dynamisch verändert. Aufgrund der Empfangsintensitäten, die unter den verschiedenen Vorzugsrichtungen gemessen werden, unterscheidet der RFID-Leser dann mit einem Förderer oder durch ein Leseportal bewegte von unbewegten RFID-Transpondern. Auf diese Weise werden selektiv nur RFID-Transponder ausgelesen oder verwertet, die sich auf dem Förderer oder durch das Leseportal bewegen.
Meistens ist die Antenne zugleich als Sendeantenne ausgebildet. Abweichend davon kann auch eine eigene Sendeantenne eingesetzt werden. Die dynamische Antennencharakteristik betrifft in verschiedenen Ausführungsformen die Sendeantenne, die Empfangsantenne oder beide. Beispielsweise genügt es, mit einem Rundumstrahler als Sender zu arbeiten, wenn die Empfangsantenne die entsprechend schmale Richtcharakteristik aufweist, und umgekehrt.
Die Sendeantenne dient einerseits Schreibvorgängen auf dem RFID-Transponder. Sprachlich wird in dieser Beschreibung zwischen einer RFID-Lesevorrichtung und einer RFID-Schreib/Lesevorrichtung nicht unterschieden. Die Sendeantenne versorgt darüber hinaus passive Transponder über eine Trägerfrequenz mit der notwendigen Energie.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass zwischen bewegten Objekten und statischen Objekten unterschieden werden kann, die als irrelevant oder als Störung betrachtet werden. Dadurch wird eine höhere Lesegenauigkeit und eine bessere Zuordnung der RFID-Information zu dem den Transponder tragenden Objekt ermöglich. Insgesamt verringert sich der Lesefehler, also die Rate der aufwändig von Hand nach zu bearbeitenden oder gar falsch behandelten Objekte.
Die Auswertungseinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, den Schwenkwinkel mit einer erwarteten Bewegung des RFID-Transponders mitzuführen und einen auf dem Förderer oder durch das Leseportal bewegten RFID-Transponder an einer gleichmäßigen Empfangsintensität zu erkennen. Solange demnach kein RFID-Transponder gelesen wird, verharrt die Vorzugsrichtung in einer Position, aus der Objekte erwartet werden, also beispielsweise gegen die Förderrichtung, und schwenkt dann mit, sobald ein RFID-Transponder erfasst wird. Die erwartete Bewegung an einem Förderband entspricht der gleichmäßigen Fördergeschwindigkeit. Es sind aber auch komplexere Bewegungen möglich, beispielsweise das Verlangsamen eines Gabelstaplers bei der Durchfahrt eines Leseportals. Wird ein RFID-Transponder während des Mitschwenkens kontinuierlich gelesen, so wird dies als auf dem Förderer oder durch das Leseportal bewegt aufgefasst. Ein gleichmäßiges Erfassen des RFID-Signals ist demnach bereits erfüllt, wenn das RFID-Signal überhaupt unter allen Schwenkwinkeln empfangen wird. Als noch schärfere Bedingung kann gefordert werden, dass die Empfangsintensität auch unter allen Schwenkwinkeln innerhalb von Toleranzen gleich hoch ist. Dabei wird vorzugsweise eine entfernungsabhängige Korrektur berücksichtigt. Beispielsweise in der häufigen mittigen Anordnung des RFID-Lesers an dem Lesebereich senkrecht zur der Förderrichtung ist die Entfernung zwischen Objekt und RFID-Leser unter flachen Schwenkwinkeln am Beginn und Ende des Lesebereichs größer als bei senkrechtem Lesen in der Mitte des Lesebereichs.
Die Auswertungseinheit ist alternativ dafür ausgebildet, den Schwenkwinkel in einem gleichförmigen Zyklus zu variieren. Dabei müssen zur Vereinfachung des Systems keinerlei Informationen über die erwartete oder tatsächliche Bewegung der Objekte berücksichtigt werden.
Die Auswertungseinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, eine Positionsinformation des RFID-Transponders zu ermitteln. Bei einer Ausführungsform, in welcher der Schwenkwinkel mit dem zu lesenden RFID-Transponder mitgeführt wird, handelt es sich dabei im Wesentlichen um den Schwenkwinkel selbst, der aber noch um verbleibende Intensitätsschwankungen korrigiert werden kann, die von Ungenauigkeiten der Nachführung herrühren. Bei zyklischer, von der Objektbewegung entkoppelter Schwenkbewegung ist die Bestimmung eines Intensitätsmaximums nicht nur eine Korrektur, sondern die wesentliche Positionsinformation. Möglich ist dann noch, den Intensitätsverlauf im Nachhinein mit einer erwarteten Objektbewegung zu korrelieren. Bei Anordnung an einem Förderer oder einem Leseportal können sich Objekte nur in einer Dimension bewegen, so dass der Winkel, unter dem RFID-Transponder erfasst werden, für eine Lokalisierung ausreicht.
Die Auswertungseinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, anhand der Positionsinformation eine Reihenfolge auszugeben, mit welcher RFID-Transponder auf dem Förderer angeordnet sind oder das Leseportal durchqueren. Die Reihenfolge der Objekte und die Reihenfolge, in der RFID-Informationen ausgelesen werden, muss nicht übereinstimmen. Diese Zuordnung kann aber über die Positionsinformation hergestellt werden. Nachgeordnete Einheiten, wie eine automatische Sortierung, können dann die richtige Handlung aus der RFID-Information für das richtige Objekt ableiten.
Die Antenne weist bevorzugt mehrere Einzelantennen unterschiedlicher Vorzugsrichtungen auf, wobei die Auswertungseinheit dafür ausgebildet ist, zwischen den Einzelantennen umzuschalten, um die Vorzugsrichtung zu verschwenken. Alternativ kann die Antenne mechanisch rotieren. Durch die elektronische Umschaltung entsteht weniger Wartungsaufwand.
Noch bevorzugter ist eine Multiplexereinheit vorgesehen, an der die Einzelantennen angeschlossen sind. Damit lässt sich die elektronische Umschaltung einfach und zuverlässig realisieren.
Die Antenne weist vorzugsweise eine Patchantenne auf, wobei ein Laufzeitglied vorgesehen ist, mit dem die einzelnen Patches mit unterschiedlichen Phasen ansteuerbar sind, um die Vorzugsrichtung einzustellen. Die gewünschte Richtcharakteristik in einer Vorzugsrichtung wird so über einen Phasenschieber elektronisch eingestellt. Dies erhält die volle elektronische Kontrolle über die Vorzugsrichtung und die damit einhergehende Flexibilität mit einer einfachen Antennenstruktur.
Vorteilhafterweise sind Einzelantennen unterschiedlicher Vorzugsrichtungen oder Patches in zwei Dimensionen vorgesehen. Die eine Dimension entspricht dabei der Förderrichtung oder der Durchtrittsrichtung durch das Leseportal, die andere unterscheidet Höhenlagen senkrecht hierzu. Selbstverständlich können diese Dimensionen durch Basistransformation auch anders realisiert werden.
Ausgestaltungen der Antenne sind in gleicher Weise für die Empfangsantenne und die Sendeantenne denkbar, soweit nicht ohnehin die Sendeantenne mit der Empfangsantenne identisch ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf ähnliche Weise weitergebildet werden und zeigt dabei ähnliche Vorteile. Derartige vorteilhafte Merkmale sind beispielhaft, aber nicht abschließend in den sich an die unabhängigen Ansprüche anschließenden Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile beispielhaft anhand von Ausführungsformen und unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Abbildungen der Zeichnung zeigen in:
1 eine schematische dreidimensionale Übersichtsdarstellung eines erfindungsgemäßen RFID-Lesers an einem Förderband;
2a–c vereinfachte Draufsichten auf den RFID-Leser gemäß 1 in drei verschiedenen Stadien der Bewegung eines Objekts durch dessen Lesefeld;
3 eine Blockdarstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen RFID-Lesers mit mehreren Antennen unterschiedlicher Richtcharakteristik;
4 eine Blockdarstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen RFID-Lesers mit einer Patchantenne und einem Phasenschieber; und
5 eine Blockdarstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen RFID-Lesers mit einer Patchantenne, deren Richtcharakteristik in zwei Dimensionen elektronisch verstellbar ist.
1 zeigt eine Übersichtsdarstellung eines erfindungsgemäßen RFID-Lesers 10, der an einem Förderer 12 montiert ist, welcher Objekte 14 in einer durch einen Pfeil 16 bezeichneten Richtung durch einen Lesebereich 18 fördert. Über dem Lesebereich 18 ist eine nur schematisch dargestellte elektromagnetische Abschirmung 20 vorgesehen. Abweichend von der Darstellung kann der so entstehende Lesetunnel weitere RFID-Leser oder weitere Antennen umfassen, um RFID-Signale an weiteren Positionen und aus weiteren Richtungen zu erfassen. Ebenso sind möglicherweise andere Sensoren vorgesehen, um zusätzliche Informationen über die Objekte 14 zu gewinnen, beispielsweise deren Eintritt in den und Austritt aus dem Lesebereich oder das Volumen oder Gewicht der Objekte 14. Schließlich umfasst die Erfindung auch Leseportale, an denen kein automatischer Förderer 12 vorgesehen ist, sondern bei dem Fahrzeuge oder Personen Objekte durch das Leseportal bewegen.
An den Objekten 14 sind RFID-Transponder 22 angeordnet, die von dem RFID-Leser 10 ausgelesen werden, wenn sie sich in dem Lesebereich 18 befinden. Zu diesem Zweck weist der RFID-Leser 10 eine Antenne 24 zum Senden und/oder Empfangen von RFID-Signalen auf, die mit einer Auswertungseinheit 26 verbunden ist, um eine RFID-Information in ein RFID-Signal zu codieren oder aus einem RFID-Signal auszulesen. RFID-Kommunikation als solche ist bekannt. Deshalb wird das RFID-Verfahren in der Auswertungseinheit 26 nicht näher erläutert, und es werden keine weiteren Elemente eines RFID-Lesers 10 dargestellt.
Die Antenne 24 weist eine Richtcharakteristik mit einer Vorzugsrichtung 28a–e auf. Die jeweilige Antennenkeule 30a–e erfasst nur einen Teilwinkel des Lesebereichs 18. Die Vorzugsrichtung 28a–e wird von der Auswertungseinheit 26 verschwenkt, um RFID-Transponder 20 innerhalb des gesamten Lesebereichs 18 auszulesen. Im einfachsten Fall erfolgt das Verschwenken durch mechanische Bewegung. Im Zusammenhang mit den 3 bis 5 werden Ausführungsformen erläutert, mit denen das Verschwenken allein durch elektronische Ansteuerung erreicht wird.
Das Verschwenken der Vorzugsrichtung 28a–e wird nun anhand der 2 näher erläutert. In 2a ist ein Objekt 14 mit einem auszulesenden Transponder 22 gerade in den Lesebereich 18 eingetreten. In 2b befindet sich das Objekt 14 auf Höhe des RFID-Lesers 10 und in 2c kurz vor dem Verlassen des Lesebereichs 18.
Während der Bewegung des Objekts 14 durch den Lesebereich 18 wird die Antennenkeule 30a–e verschwenkt, um das Objekt 14 zu verfolgen. In der Situation der 2a wird dabei außer dem zu lesenden Transponder des Objekts 14 auch ein statischer Transponder 32a erfasst. Der RFID-Leser 10 hat zu diesem Zeitpunkt noch keine Möglichkeit zu erkennen, welcher Transponder 22, 32a auf dem Förderer 12 bewegt ist und welcher nicht. Beide RFID-Transponder 22, 32a werden deshalb ausgelesen.
Im Laufe der Weiterbewegung des Objekts 14 und dem entsprechenden Verschwenken der Antennenkeule 30c verlässt der störende stationäre Transponder 32a die Richtcharakteristik des RFID-Lesers 10, so dass in der Situation der 2b ausschließlich der Transponder 22 des Objekts 14 gelesen wird. Allein anhand des Fehlens eines Signals von dem Transponder 32a kann die Auswertungseinheit 26 schon erkennen, dass sich dieser Transponder 32a nicht auf dem Förderer 12 befindet.
Kurz vor Verlassen des Lesebereichs 18 erfasst die mitschwenkende Antennenkeule 30e außer dem mitbewegten Transponder 22 einen weiteren stationären Transponder 32b. Außer einer Identifikation zur Unterscheidung von dem Transponder 22 ist dessen RFID-Information irrelevant, weil Objekte nicht plötzlich auf dem Förderer 12 entstehen und es sich deshalb bei dem Transponder 32b wiederum nur um einen störenden stationären Transponder handeln kann.
An diesem einfachen Beispiel wird klar, dass die Auswertungseinheit 26 aufgrund von Konsistenzannahmen einen mit dem Förderer 12 mitbewegten Transponder 22 zuverlässig von stationären Transpondern 32a–b unterscheidet und so eine geringere Fehlleserate erreicht. Zusätzlich zu der relativ einfachen Bedingung, dass ein mitbewegter Transponder 22 unter allen Schwenkwinkeln gelesen werden muss, kann auch die Empfangsintensität überprüft werden. Diese ist nur einem mitbewegten Transponder 22 gleichmäßig, jedenfalls dann, wenn die Entfernungsschwankung aufgrund der bekannten Bewegung auf dem Förderer 12 berücksichtigt wird.
Das Mitschwenken erfolgt gemäß der erwarteten Bewegung auf dem Förderer 12. Dazu kann auch eine Verbindung mit einer Steuerung des Förderers 12 vorgesehen sein, um Abweichungen von einer gleichmäßigen Fördergeschwindigkeit einzurechnen. Der Schwenkwinkel liefert damit direkt eine Positionsinformation über das Objekt 14. Befindet sich kein Transponder 22 in dem Lesebereich 18, so wird für die Antennenkeule 30a eine Ausgangsposition in Eintrittsrichtung gewählt.
In einer alternativen Ausführungsform wird die Antennenkeule 30a–e nicht gezielt mit Objekten 14 mitbewegt, sondern in einem unabhängigen Zyklus variiert. Denkbar ist, diesen Zyklus an eine erwartete mittlere Fördergeschwindigkeit anzupassen und als deren Ein- oder Vielfaches zu wählen. Die Lokalisierung eines Transponders 22 erfolgt. in diesem Fall anhand des Intensitätsmaximums in Abhängigkeit von dem Schwenkwinkel. Dazu kann ergänzend die erwartete Intensitätsverteilung eines mitbewegten Transponders 22 mit der gemessenen Intensitätsverteilung korreliert werden. Durch Auswertung des Intensitätsverlaufs kann im übrigen auch sowohl bei mit dem Objekt 14 mitbewegter als auch bei zyklisch variierter Antennenkeule 30a–e die Position der stationären Transponder 32a–b ermittelt werden.
3 zeigt eine vereinfachte Blockdarstellung einer Ausführungsform des RFID-Lesers 10. Dabei sind eine Vielzahl von Antennen 24a–e vorgesehen, denen jeweils eine Antennenkeule 30a–e mit fester, aber untereinander unterschiedlicher Vorzugsrichtung 28a–e zugeordnet ist. Auch die Form der Antennenkeulen 24a–e kann variieren, beispielsweise mit schmaleren mittigen Antennenkeulen 30c. Die Antennen 24a–e sind an einen Multiplexer 34 angeschlossen, der wiederum mit der Auswertungseinheit 26 verbunden ist. Mittels Zeitmultiplexing steuert die Auswertungseinheit 26 so jeweils diejenige Antenne 24a–e mit einer für einen einzustellenden Verschwenkungswinkel geeigneten Antennenkeule 30a–e an. Damit sind diskrete Verschwenkungswinkel einstellbar. In der Praxis genügen meist schon wenige diskrete Zustände, beispielsweise nur zwei jeweils nach rechts oder links ausgerichtete Antennenkeulen oder drei Antennenkeulen mit Vorzugsrichtungen rechts, mittig und links. Damit bleibt der Steuerungs- und Auswertungsaufwand gering.
4 zeigt eine vereinfachte Blockdarstellung einer weiteren Ausführungsform des RFID-Lesers 10. Dabei ist eine Patchantenne 24 mit zwei Antennenpatches 24a–b vorgesehen. Die beiden Antennenpatches 24a–b sind an einen Leistungsteiler und ein Laufzeitglied 36 angeschlossen, welches mit der Auswertungseinheit 26 verbunden ist. Durch Ansteuerung der Antennenpatches 24a–b mit entsprechenden Laufzeitverzögerungen beziehungsweise Phasen entsteht eine effektive gemeinsame Antennenkeule mit einer variablen Vorzugsrichtung. Die Auswertungseinheit 26 kann somit die Vorzugsrichtung 28 nachführen oder zyklisch quasikontinuierlich verstellen. Auch die Ansteuerung mit diskreten Laufzeitverzögerungen ist möglich, um die Umschaltung zwischen nur einigen diskreten Vorzugsrichtungen 28 zu erreichen.
Die bisher erläuterten Ausführungsformen ermöglichen ein Verschwenken der Vorzugsrichtung 28 in einer Ebene. Das ist für viele Anwendungen, gerade an einem ebenen Förderband des Förderers 12, auch ausreichend. Die Richtcharakteristik der Antenne 24 in der Senkrechten hierzu bleibt dabei nahezu konstant. 5 zeigt eine Ausführungsform des RFID-Lesers 10, die zusätzlich auch ein unabhängiges elektronisches Verschwenken in einer zweiten Dimension und damit eine Verfolgung oder Lokalisierung in der Höhenrichtung ermöglicht.
Dazu sind auf einer Patchantenne 24 Antennenpatches 24a1–d2 zweidimensional zu einer Matrix angeordnet. Jeder Antennenpatch ist über ein Laufzeitglied 36a1–d2 mit der Auswertungseinheit 26 verbunden. Durch geeignete Phasen beziehungsweise Laufzeitverzögerungen wird eine gemeinsame Antennenkeule 30 erzeugt, deren Vorzugsrichtung in der Ebene des Förderers 12 und senkrecht dazu zweidimensional ansteuerbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007030738 A1 [0007]
EP 2133815 A1 [0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 18000-6 [0004]

Claims

RFID-Lesevorrichtung (10) für die stationäre Montage an einem Lesebereich (18) eines Förderers (12) oder eines Leseportals zum Auslesen mindestens eines auf dem Förderer (12) oder durch das Leseportal bewegten RFID-Transponders (22), mit mindestens einer Antenne (24) zum Empfangen von RFID-Signalen von dem RFID-Transponder (22) und mit einer Auswertungseinheit (26) zum Auslesen einer RFID-Information aus den RFID-Signalen, wobei die Antenne (24) und/oder eine Sendeantenne eine Richtcharakteristik mit einer Vorzugsrichtung (28) aufweist, so dass von der Antenne (24) zu jedem festen Zeitpunkt nur RFID-Signale aus einem der Vorzugsrichtung (28) entsprechenden Teilwinkelbereich (30) des Lesebereichs (18) erfassbar sind, und wobei die Vorzugsrichtung (28) in unterschiedliche Schwenkwinkel schwenkbar ist, damit von der Antenne (24) zu unterschiedlichen Zeitpunkten unterschiedliche Teilwinkelbereiche (30) des Lesebereichs (18) erfassbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinheit (26) dafür ausgebildet ist, anhand der Empfangsintensität der RFID-Signale in Abhängigkeit von dem Schwenkwinkel zu entscheiden, ob der RFID-Transponder (22) auf dem Förderer (12) oder durch das Leseportal bewegt ist oder nicht.
RFID-Lesevorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Auswertungseinheit (26) dafür ausgebildet ist, den Schwenkwinkel mit einer erwarteten Bewegung des RFID-Transponders (22) mitzuführen und einen auf dem Förderer (12) oder durch das Leseportal bewegten RFID-Transponder (22) an einer gleichmäßigen Empfangsintensität zu erkennen.
RFID-Lesevorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Auswertungseinheit (26) dafür ausgebildet ist, den Schwenkwinkel in einem gleichförmigen Zyklus zu variieren.
RFID-Lesevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswertungseinheit (26) dafür ausgebildet ist, eine Positionsinformation des RFID-Transponders (22) zu ermitteln.
RFID-Lesevorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei die Auswertungseinheit (26) dafür ausgebildet ist, anhand der Positionsinformation eine Reihenfolge auszugeben, mit welcher RFID-Transponder (22) auf dem Förderer (12) angeordnet sind oder das Leseportal durchqueren.
RFID-Lesevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antenne (24) mehrere Einzelantennen (24a–e) unterschiedlicher Vorzugsrichtungen aufweist, und wobei die Auswertungseinheit (26) dafür ausgebildet ist, zwischen den Einzelantennen (24a–e) umzuschalten, um die Vorzugsrichtung (28) zu verschwenken.
RFID-Lesevorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei eine Multiplexereinheit (34) vorgesehen ist, an der die Einzelantennen (24a–e) angeschlossen sind.
RFID-Lesevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Antenne (24) eine Patchantenne aufweist, und wobei ein Laufzeitglied (36) vorgesehen ist, mit dem die einzelnen Patches (24a–b) mit unterschiedlichen Phasen ansteuerbar sind, um die Vorzugsrichtung (28) einzustellen.
RFID-Lesevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei Einzelantennen (24a–d) unterschiedlicher Vorzugsrichtungen (28) oder Patches (24a1–d2) in zwei Dimensionen vorgesehen sind.
Verfahren zum Auslesen eines RFID-Transponders (22), der sich auf einem Förderer (12) oder in einem Leseportal durch einen Lesebereich (18) bewegt, wobei mit mindestens einer Antenne (24) RFID-Signale von dem RFID-Transponder (22) empfangen werden und eine RFID-Information aus den RFID-Signalen gelesen wird, wobei eine Vorzugsrichtung (28) einer Richtcharakteristik der Antenne (24) und/oder einer Sendeantenne in unterschiedliche Schwenkwinkel verschwenkt wird, um unter jeweils einem Schwenkwinkel RFID-Signale aus einem der Vorzugsrichtung (28) entsprechenden unterschiedlichen Teilwinkelbereich (30) des Lesebereichs (18) zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Empfangsintensität der RFID-Signale in Abhängigkeit von dem Schwenkwinkel entschieden wird, ob sich der RFID-Transponder (22) auf dem Förderer (12) oder durch das Leseportal bewegt oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schwenkwinkel mit einer erwarteten Bewegung des RFID-Transponders (22) mitgeführt und ein auf dem Förderer (12) oder durch das Leseportal bewegter RFID-Transponder (22) an einer gleichmäßigen Empfangsintensität erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schwenkwinkel in einem gleichförmigen Zyklus variiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei anhand der Schwenkwinkel und/oder der Empfangsintensität in Abhängigkeit des Schwenkwinkels eine Positionsinformation des RFID-Transponders (22) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei anhand der Positionsinformation eine Reihenfolge ausgegeben wird, mit welcher RFID-Transponder (22) auf dem Förderer (12) angeordnet sind oder das Leseportal durchqueren, und wobei die RFID-Information anhand der Reihenfolge Objekten (14) zugeordnet wird, die auf dem Förderer (12) bewegt werden oder das Leseportal durchqueren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Vorzugsrichtung (28) in zwei Dimensionen verschwenkt wird.