DE102010021656A1 - Method for reading out radio frequency identification tags, involves providing transponder within operating distance of reader, where transponder emits set of data, where data are received by reader - Google Patents
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Abstract
Description
Transponder, heute vor allem RFID-Transponder in Form von RFID-Etiketten, werden häufig zur Verfolgung von Waren entlang einer Lieferkette, als Diebstahlschutz in Kaufhäusern oder in der Fertigung eingesetzt. Zum Auslesen der einzelnen RFID-Etiketten ist ein Lesegerät in der Nähe des auszulesenden RFID-Etiketts erforderlich.Transponders, today mainly RFID transponders in the form of RFID tags, are frequently used to track goods along a supply chain, as anti-theft protection in department stores or in production. To read out the individual RFID labels, a reader is required in the vicinity of the read RFID tag.
Passive RFID-Etiketten werden in der Regel über ein elektromagnetisches Feld von außen mit Energie versorgt, um antworten zu können. Initiiert wird die Kommunikation dabei durch das Lesegerät. Abhängig von der eingesetzten Technologie und Frequenz variiert die maximale Entfernung zwischen RFID-Etikett und Lesegerät, in welcher das RFID-Etikett noch von außen mit Energie versorgt und ausgelesen werden kann. Deshalb muss sich jeweils mindestens ein Lesegerät in Lesereichweite des RFID-Etiketts befinden, damit das RFID-Etikett ausgelesen werden kann.Passive RFID tags are usually powered from outside via an electromagnetic field to respond. The communication is initiated by the reader. Depending on the technology and frequency used, the maximum distance between the RFID tag and the reader varies, in which the RFID tag can still be supplied with energy from the outside and read out. Therefore, at least one reader must be within read range of the RFID tag so that the RFID tag can be read out.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transponder und ein Verfahren zum Auslesen von Transpondern anzugeben, welche eine Alternative zu den aus dem Stand der Technik bekannten Transpondern und Verfahren zum Auslesen von Transpondern bereitstellen.The invention has for its object to provide a transponder and a method for reading transponders, which provide an alternative to the known from the prior art transponders and methods for reading transponders.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Antenne ein Trägersignal in einem Frequenzbereich eines ersten Transponders und eines zweiten Transponders aussendet. Der erste Transponder, welcher sich außerhalb einer Reichweite eines Lesegeräts befindet, gewinnt aus dem Trägersignal Energie und sendet erste Daten aus. Der zweite Transponder, welcher sich innerhalb der Reichweite des Lesegeräts befindet, empfängt die ersten Daten unmittelbar von dem ersten Transponder und sendet zweite Daten aus, welche die ersten Daten beinhalten. Das Lesegerät empfängt die zweiten Daten.This object is achieved in that an antenna emits a carrier signal in a frequency range of a first transponder and a second transponder. The first transponder, which is out of the range of a reader, gains energy from the carrier signal and sends out first data. The second transponder, which is within range of the reader, receives the first data directly from the first transponder and transmits second data including the first data. The reader receives the second data.
Der Transponder weist eine Transponder-Antenne auf, welche zum Empfang eines Trägersignals und zur Gewinnung von Energie aus dem Trägersignal eingerichtet ist. Ferner weist der Transponder einen Mikroprozessor auf, welcher zum Empfang von ersten Daten unmittelbar von einem ersten Transponder und zum Aussenden von zweiten Daten, welche die ersten Daten beinhalten, programmiert ist.The transponder has a transponder antenna, which is set up to receive a carrier signal and to obtain energy from the carrier signal. Furthermore, the transponder has a microprocessor which is programmed to receive first data directly from a first transponder and to send out second data containing the first data.
Bei den Transpondern kann es sich insbesondere um RFID-Etiketten handeln.The transponders may in particular be RFID tags.
Das Verfahren und der Transponder ermöglichen es, in effizienter Weise mit einem einzigen Lesegerät eine Vielzahl von RFID-Etiketten auszulesen, welche sich außerhalb der Reichweite des Lesegerätes befinden. Hierzu werden die RFID-Etiketten untereinander ähnlich einem vermaschten Netz bzw. Ad-hoc-Netz vernetzt, indem einfache Antennen, welche keine Lese-/Schreib-Logik und keine Verbindung zu einem Computer-Netzwerk benötigen, die passiven RFID-Etiketten mit Energie versorgen. Hierzu muss die jeweilige Antenne lediglich im Frequenzbereich des RFID-Etiketts ein geeignetes Trägersignal aussenden. Die Transponder gewinnen aus dem Trägersignal Energie zur Verarbeitung und gegebenenfalls zum Weitersenden der Daten.The method and the transponder make it possible to efficiently read with a single reader a plurality of RFID tags that are out of range of the reader. For this purpose, the RFID labels are networked with each other similar to a meshed network or ad-hoc network by simple power antennas that do not require read / write logic and no connection to a computer network, the passive RFID labels , For this purpose, the respective antenna only needs to emit a suitable carrier signal in the frequency range of the RFID tag. The transponders gain energy from the carrier signal for processing and, if appropriate, for forwarding the data.
Das Verfahren und der Transponder machen sich hierbei zunutze, dass passive RFID-Etiketten nicht nur Informationen lesen, sondern auch schreiben können. Das Verfahren und der Transponder beruhen ferner auf der Erkenntnis, dass die Energiezufuhr nicht notwendig über ein Lesegerät, sondern auch über eine einfache Antenne erfolgen kann.The process and the transponder make use of the fact that passive RFID tags can not only read but also write information. Furthermore, the method and the transponder are based on the knowledge that the energy supply can not necessarily take place via a reading device but also via a simple antenna.
Durch das Verfahren und den Transponder werden Kosten eingespart, da auf zusätzliche Lesegeräte verzichtet werden kann, welche teurer als einfache Antennen sind. Je nach Einsatz-Szenario werden gegebenenfalls sehr viele Lesegeräte eingespart und durch einfache Antennen ersetzt.The method and the transponder save costs because it is possible to dispense with additional readers which are more expensive than simple antennas. Depending on the application scenario, many readers may be saved and replaced by simple antennas.
Weiterhin kommuniziert jedes RFID-Etikett chaotisch mit jedem anderen RFID-Etikett in seiner Reichweite. Zur Kollisionsvermeidung können hier Standardverfahren wie z. B. ALOHA, Slotted ALOHA oder Slotted Terminal Adaptive Collection (STAC) eingesetzt werden. Hierdurch wird eine Redundanz erzeugt, welche eine Überprüfung der Konsistenz der ausgelesenen Daten erlaubt. Hierzu müssen lediglich zu unterschiedlichen Zeitpunkten oder von unterschiedlichen Lesegeräten empfangene Daten miteinander verglichen werden.Furthermore, every RFID tag communicates chaotically with every other RFID tag within its reach. To collision avoidance standard methods such. ALOHA, Slotted ALOHA or Slotted Terminal Adaptive Collection (STAC). As a result, a redundancy is generated, which allows a check of the consistency of the read data. For this purpose, only at different times or data received from different readers data to be compared.
Bei dem Verfahren und dem Transponder arbeiten die einzelnen Transponder als Repeater.In the method and the transponder, the individual transponders operate as repeaters.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens sendet die Antenne das Trägersignal im Wechsel für ein erstes Zeitintervall aus und für ein zweites Zeitintervall nicht aus. Dies bietet den Vorteil, dass bei Abspeicherung der Daten in einem flüchtigen Speicher in den RFID-Etiketten alle Informationen regelmäßig zurückgesetzt werden, sodass stets ein aktueller Stand an das Lesegerät übermittelt wird. Dies eignet sich beispielsweise für eine Anwendung, bei der mit RFID-Etiketten versehene Gegenstände von einem Fließband transportiert werden und dabei das Lesegerät passieren.According to a development of the method, the antenna transmits the carrier signal alternately for a first time interval and not for a second time interval. This offers the advantage that when storing the data in a volatile memory in the RFID tags all information is reset regularly, so that a current status is always transmitted to the reader. This is suitable, for example, for an application in which objects provided with RFID tags are transported by a conveyor belt and pass the reader.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are characterized by the features of the subclaims.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen: In the following, embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to figures. Show it:
Die Antenne
Zusammenfassend zeigt
Sobald die Antennen eingeschaltet werden, senden alle Transponder, wie zuvor beschrieben, ihre lokalen Listen an alle anderen Transponder in Reichweite. Die Transponder senden hierbei zu zufälligen Zeitpunkten oder in festgelegten Intervallen, um sicherzustellen, dass alle Transponder die benötigten Informationen empfangen können. Zur Kollisionsvermeidung können hier Standardverfahren wie z. B. ALOHA, Slotted ALOHA oder Slotted Terminal Adaptive Collection (STAC) eingesetzt werden.As soon as the antennas are switched on, all transponders, as described above, send their local lists to all other transponders in range. The transponders send at random times or at fixed intervals to ensure that all transponders can receive the required information. To collision avoidance standard methods such. ALOHA, Slotted ALOHA or Slotted Terminal Adaptive Collection (STAC).
Im Folgenden wird eine Weiterbildung des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels erläutert. Die Transponder können ihre eigenen Datensätze in ihrem festen Speicher
Gemäß einer Weiterbildung des Ausführungsbeispiels werden die ausgesendeten Daten und/oder die in jedem Transponder gespeicherten Daten mit einem gruppenbasierten Schlüssel verschlüsselt. Vorzugsweise werden die Datensätze hierbei nicht durch den Mikroprozessor
Der hierzu erforderliche gruppenbasierte Schlüssel kann hierbei als Identifikation direkt mitgesendet werden. Dies ist jedoch unsicher, da es abgehört werden kann. Alternativ kann der gruppenbasierte Schlüssel über ein logisches, exklusives Oder mit den auszusendenden Datensätzen verknüpft werden. Der gruppenbasierte Schlüssel kann jedoch auch mit einer Hash-Funktion in einen Hash-Wert umgewandelt werden, welcher mit den Datensätzen ausgesendet wird. Dies ist eine sichere Variante. So wird sichergestellt, dass nur zugelassene Transponder, welche im Besitz des gruppenbasierten Schlüssels sind, an der Kommunikation teilnehmen können.The required group-based key can be sent directly as identification. However, this is uncertain because it can be eavesdropped. Alternatively, the group-based key can be linked to the data records to be sent via a logical, exclusive or. However, the group-based key can also be hashed into a hash value that is sent out with the records. This is a safe variant. This ensures that only approved transponders in possession of the group-based key can participate in the communication.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele gelten für unterschiedliche Frequenzbereiche, unterschiedliche Formfaktoren und unterschiedliche RFID-Technologien (beispielsweise Backscatter und Induktive Kopplung) gleichermaßen. Weiterhin lassen sich die beschriebenen Varianten mit unterschiedlichen technologischen Plattformen und auch untereinander frei kombinieren. Das Lesegerät muss lediglich die Gesamtheit der empfangenen Listen und Datensätze auf Duplikate abgleichen.The exemplary embodiments described apply equally to different frequency ranges, different form factors and different RFID technologies (for example backscatter and inductive coupling). Furthermore, the variants described can be freely combined with different technological platforms and also with each other. The reader only needs to match the entirety of the received lists and records for duplicates.
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