DE102013003696A1 - Method for the locating a switching circuit in production or personalization system, involves detecting an oscillation of switching circuit in response on excitation by energy pulse, and determining oscillation amplitude - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lokalisieren eines zur kontaktlosen Datenkommunikation eingerichteten Schaltkreises. Der Schaltkreis umfasst dabei in der Regel zumindest eine Antenne, vorzugsweise in Form einer Antennenspule, und ein mit der Antenne verbundenes elektronisches Bauteil.The present invention relates to a method for locating a circuit adapted for contactless data communication. As a rule, the circuit comprises at least one antenna, preferably in the form of an antenna coil, and an electronic component connected to the antenna.
Eine kontaktlose Datenkommunikation im Sinne der vorliegenden Erfindung betrifft Übertragungsverfahren, welche beispielsweise zur Datenkommunikation mit kontaktlosen Chipkarten, z. B. gemäß
Um eine stabile Datenkommunikationsverbindung zwischen einem Lesegerät und einem mit dem Lesegerät kommunizierenden Datenträger herzustellen, ist es wesentlich, dass der Datenträger geeignet relativ zu einer Leseantenne des Lesegeräts angeordnet ist. Dies betrifft beispielsweise die Frage, wie eine Smartcard optimal auf oder an einem Kontaktlos-Lesegerät angeordnet wird, um eine optimale Datenkommunikation zu erreichen. Diese Frage kann insbesondere dann auftreten, wenn als Lesegerät und als Datenträger jeweils ein NFC-fähiges Endgerät, beispielsweise ein Smartphone, zum Einsatz kommt. Je nach Typ des Endgeräts ist ein NFC-Schaltkreis mit NFC-Antenne auf gerätespezifische Art in dem Endgerät integriert, ohne dass ein Nutzer dies erkennen kann. Dies hat zur Folge, dass je nach Typ der kommunizierenden Geräte eine relative Anordnung der Geräte zueinander zum Erreichen einer stabilen Datenkommunikation stark variieren kann, in einer für die jeweiligen Nutzer nicht erkennbaren Weise.In order to establish a stable data communication connection between a reader and a data carrier communicating with the reader, it is essential that the data carrier is suitably arranged relative to a reader antenna of the reader. This concerns, for example, the question of how a smart card is optimally arranged on or on a contactless reader in order to achieve optimum data communication. This question can occur in particular when a NFC-capable terminal device, for example a smartphone, is used as the reading device and as the data carrier. Depending on the type of terminal, an NFC circuit with NFC antenna is integrated in a device-specific manner in the terminal, without a user can recognize this. This has the consequence that, depending on the type of the communicating devices, a relative arrangement of the devices relative to each other can greatly vary in order to achieve stable data communication, in a manner not recognizable to the respective users.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, welche es erlauben, einen Schaltkreis zu lokalisieren, insbesondere um eine stabile Datenkommunikation zwischen Lesegerät und dem kontaktlos kommunizierenden Schaltkreis herzustellen.The object of the present invention is therefore to propose a method and a device which make it possible to locate a circuit, in particular in order to establish stable data communication between the reading device and the contactlessly communicating circuit.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein Gerät mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method and a device having the features of the independent claims. Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, den Schaltkreis, d. h. dessen Position und/oder räumliche Lage mittels Erfassen der abklingenden Schwingung in Antwort auf einen Anregungspuls zu lokalisieren. Auf Basis einer Lokalisierung kann der Schaltkreis gegebenenfalls verlagert werden. Die Verlagerung erfolgt insbesondere bis eine vorgegebene Position und/oder Lage erreicht ist. Die Verlagerung kann erfolgen, um dadurch eine Anordnung des Schaltkreises im Ansprechbereich eines Lesegerätes zu erreichen, welche eine stabile Datenkommunikation zwischen Schaltkreis und Lesegerät erlaubt. In der Regel ist das Lokalisierungsgerät das Lesegerät. Ebenso kann die Verlagerung erfolgen, um eine vorgegebene Position des Schaltkreises, beispielsweise in einem Produktions- oder Personalisierungssystem, zu erreichen.The present invention is based on the idea of the circuit, d. H. to locate its position and / or spatial position by detecting the decaying vibration in response to an excitation pulse. On the basis of a localization, the circuit can be shifted if necessary. The shift takes place in particular until a predetermined position and / or position is reached. The displacement can occur to thereby achieve an arrangement of the circuit in the response range of a reader, which allows stable data communication between the circuit and the reader. As a rule, the localization device is the reader. Likewise, the displacement may occur to achieve a predetermined position of the circuit, for example in a production or personalization system.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Lokalisieren eines zur kontaktlosen Datenkommunikation eingerichteten Schaltkreises umfasst die folgenden Schritte in einem Lokalisierungsgerät: Das Lokalisierungsgerät erzeugt einen Energiepuls derart, dass mittels des Energiepulses der Schaltkreis zur Schwingung angeregt werden kann. Die Schwingung des Schaltkreises in Antwort auf die Anregung wird mittels des Lokalisierungsgeräts erfasst. Das Lokalisierungsgerät ermittelt eine Amplitude der erfassten Schwingung. Anhand der ermittelten Amplitude lokalisiert das Lokalisierungsgerät den Schaltkreis.A method according to the invention for locating a circuit arranged for contactless data communication comprises the following steps in a localization device: The localization device generates an energy pulse in such a way that the circuit can be excited to oscillate by means of the energy pulse. The oscillation of the circuit in response to the excitation is detected by the locating device. The localization device determines an amplitude of the detected oscillation. The localization device locates the circuit on the basis of the determined amplitude.
Die Erfindung und deren Aspekte werden im Folgenden für ein Lesegerät und in dessen Ansprechbereich angeordnete Schaltkreise dargestellt, sind aber jeweils analog für ein Lokalisierungsgerät (ohne Lesegerätefunktion) verwendbar.The invention and its aspects are shown below for a reader and arranged in the response range circuits, but each analog for a localization device (without reader function) can be used.
Ein durch einen Energiepuls angeregter Schaltkreis schwingt nach der Anregung grundsätzlich unmittelbar mit einer freien, gedämpften Schwingung A(t) aus, welche mit der folgenden Formel beschrieben werden kann:
A(t) kann dabei dem Strom I oder der Spannung U eines durch den Schaltkreis gebildeten elektrischen Schwingkreises entsprechen. Demnach kann der Spannungsverlauf des Schaltkreises unmittelbar nach der Anregung mit der folgenden Formel beschrieben werden:
Die Kreisfrequenz ω entspricht dabei der Eigenresonanzfrequenz des Schaltkreises fres multipliziert mit 2π (ω = 2πfres). Aus dem Abklingkoeffizienten δ und der Eigenresonanzfrequenz fres kann die Güte Q des Schaltkreises ermittelt werden. Alternativ kann die Güte Q auch aus zwei aufeinander folgenden Maxima An und An+1 der Schwingungsamplitude des Schaltkreises ermittelt werden.The angular frequency ω corresponds to the natural resonance frequency of the circuit f res multiplied by 2π (ω = 2πf res ). From the decay coefficient δ and the natural resonance frequency f res , the quality Q of the circuit can be determined. Alternatively, the quality Q can also be determined from two successive maxima A n and A n + 1 of the oscillation amplitude of the circuit.
Die Erfindung basiert auf der Tatsache, dass die Amplitude der erfassten Schwingung abhängig ist von einer Anordnung des Schaltkreises im Ansprechbereich. Insbesondere spiegelt die Amplitude einen Abstand des Schaltkreises zum Lesegerät wider. Weiterhin kann die Amplitude Auskunft geben über eine relative Lage des Schaltkreises zum Lesegerät. The invention is based on the fact that the amplitude of the detected oscillation is dependent on an arrangement of the circuit in the response region. In particular, the amplitude reflects a distance of the circuit to the reader. Furthermore, the amplitude can provide information about a relative position of the circuit to the reader.
Der Begriff des „Lokalisierens” ist im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung breit zu verstehen. „Lokalisieren” kann einerseits bedeuten, lediglich eine sehr grobe Vorstellung über die Lage des Schaltkreises relativ zum Lesegerät zu ermitteln, beispielsweise, ob der Schaltkreis nahe genug am Lesegerät angeordnet ist, um grundsätzlich eine kontaktlose Datenkommunikation zu erlauben oder nicht. „Lokalisieren” umfasst aber auch eine relativ genaue Bestimmung einer Position des Schaltkreises relativ zu spezifischen Komponenten des Lesegeräts, wie dies nachfolgend im Detail erläutert wird. Schließlich umfasst der Begriff „Lokalisieren” auch ein Erkennen oder Ermitteln einer relativen räumlichen Lage des Schaltkreises zu Komponenten des Lesegeräts, insbesondere eine Ausrichtung der Spulenantenne des Schaltkreises relativ zu einer Lese- und Empfangsantenne des Lesegeräts.The term "localization" is to be understood broadly in the context of the present invention. On the one hand, "localizing" may mean merely determining a very rough idea of the position of the circuit relative to the reading device, for example, whether the circuit is located close enough to the reading device to basically permit contactless data communication or not. However, "locating" also includes a relatively accurate determination of a position of the circuit relative to specific components of the reader, as explained in detail below. Finally, the term "locating" also includes detecting or determining a relative spatial location of the circuit to components of the reader, particularly an alignment of the coil antenna of the circuit relative to a reader and receiver antenna of the reader.
Ein erfindungsgemäßes Lesegerät zur kontaktlosen Datenkommunikation mit einem entsprechend eingerichteten Schaltkreis umfasst einen Impulsgeber, der eingerichtet ist, einen im Ansprechbereich des Lesegeräts anordenbaren Schaltkreis über eine an den Impulsgeber angeschlossene Erregerspule kontaktlos anzuregen. Weiter umfasst das Lesegerät eine Messantenne. Diese ist eingerichtet, eine Schwingung des Schaltkreises zu erfassen. Eine Auswertungsvorrichtung des Lesegeräts ist mit der Messantenne verbunden und eingerichtet, eine Amplitude der von der Messantenne erfassten Schwingung des Schaltkreises zu ermitteln.A contactless data communication reader according to the invention with a correspondingly configured circuit comprises a pulse generator which is set up to contactlessly excite a circuit which can be arranged in the response region of the reading device via an excitation coil connected to the pulse generator. Furthermore, the reader comprises a measuring antenna. This is set up to detect a vibration of the circuit. An evaluation device of the reading device is connected to the measuring antenna and configured to determine an amplitude of the oscillation of the circuit detected by the measuring antenna.
Erfindungsgemäß umfasst das Lesegerät eine Lokalisierungseinheit. Diese ist eingerichtet, den Schaltkreis im Ansprechbereich des Lesegeräts anhand einer ermittelten Amplitude einer erfassten Schwingung in oben beschriebenen Sinn zu lokalisieren.According to the invention, the reading device comprises a localization unit. This is set up to locate the circuit in the response range of the reader based on a detected amplitude of a detected vibration in the sense described above.
Die Erfindung erlaubt damit auf einfache Weise eine Lokalisierung des Schaltkreises relativ zum Lesegerät. Auf Basis einer solchen Lokalisierung kann, wie nachfolgend im Detail beschrieben, die Position und/oder relative Lage des Schaltkreises zum Lesegerät noch optimiert werden, um den Aufbau einer stabilen Datenkommunikation zwischen Lesegerät und Schaltkreis zu ermöglichen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass eine herkömmliche, kommandobasierte Datenkommunikation zwischen Lesegerät und Schaltkreis zur Lokalisierung des Schaltkreises noch nicht notwendig ist. Mit anderen Worten, das Erzeugen eines Lesefeldes durch das Lesegerät kann unterbleiben. Dadurch werden die Energieressourcen des Lesegeräts geschont. Dies ist insbesondere vorteilhaft für batteriebetriebene Lesegeräte, beispielsweise Smartphones.The invention thus allows a simple way of localizing the circuit relative to the reader. Based on such a localization, as described in detail below, the position and / or relative position of the circuit to the reader can still be optimized to allow the construction of a stable data communication between the reader and the circuit. Another advantage of the invention is that conventional, command-based data communication between the reader and circuit for locating the circuit is not yet necessary. In other words, the generation of a reading field by the reader can be omitted. This protects the energy resources of the reader. This is particularly advantageous for battery-powered readers, such as smartphones.
Vorzugsweise erzeugt das Lesegerät den Energiepuls derart, dass der Schaltkreis mittels des Energiepulses über eine Erregerspule des Lesegeräts induktiv zur Schwingung angeregt werden kann. Die Anregung erfolgt dabei vorzugsweise durch ein gepulstes Magnetfeld. Dieses wird bevorzugt durch einen einzelnen Strompuls erzeugt, vorzugsweise einen Gleichstrompuls in Form eines Dirac-Stoßes.The reading device preferably generates the energy pulse in such a way that the circuit can be inductively excited to oscillate by means of the energy pulse via an excitation coil of the reading device. The excitation is preferably carried out by a pulsed magnetic field. This is preferably generated by a single current pulse, preferably a dc pulse in the form of a Dirac pulse.
In der Regel werden die Schritte des Erzeugers des Energiepulses, des Erfassen der durch den Energiepuls erzeugten Schwingung des Schaltkreises sowie des Ermitteln einer Amplitude einer derart erzeugten und erfassten Schwingung wiederholt ausgeführt. Wie nachfolgend im Detail erläutert, kann ein Lokalisieren des Schaltkreises durch das Lesegerät erheblich erleichtert werden, wenn eine Mehrzahl ermittelter Amplituden zum Lokalisieren des Schaltkreises herangezogen wird.In general, the steps of the generator of the energy pulse, the detection of the oscillation of the circuit generated by the energy pulse and the determination of an amplitude of such a generated and detected oscillation are repeatedly carried out. As explained in detail below, locating the circuit by the reader can be greatly facilitated if a plurality of detected amplitudes are used to locate the circuit.
Gemäß einer ersten Ausführungsform können die Energiepulse an einer einzigen Erregerposition des Lesegeräts ausgesendet werden. Dazu kann das Lesegerät beispielsweise eine einzelne Erregerspule umfassen, welche an einer vorgegebenen Erregerposition des Lesegeräts angeordnet ist.According to a first embodiment, the energy pulses can be transmitted at a single excitation position of the reader. For this purpose, the reading device may, for example, comprise a single excitation coil, which is arranged at a predetermined excitation position of the reading device.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die Energiepulse jedoch auch an vorgegebenen, unterschiedlichen Erregerpositionen des Lesegeräts ausgesendet werden. Dazu kann das Lesegerät eine Mehrzahl von Erregerspulen umfassen. Jede dieser Erregerspulen ist dann an einer der vorgegebenen, unterschiedlichen Erregerpositionen des Lesegeräts angeordnet. Vorzugsweise versorgt der vorstehend erwähnte Impulsgeber jede der Erregerspulen. Grundsätzlich können aber auch mehrere Impulsgeber vorgesehen sein.However, according to an alternative embodiment, the energy pulses can also be emitted at predetermined, different exciter positions of the reader. For this purpose, the reading device may comprise a plurality of exciter coils. Each of these excitation coils is then arranged at one of the predetermined, different excitation positions of the reader. Preferably, the aforementioned pulse generator supplies each of the exciting coils. In principle, however, several pulse generators can be provided.
Die Energiepulse können von den verschiedenen Erregerspulen oder allgemein, an den unterschiedlichen Erregerpositionen, in einer vorgegebenen Reihenfolge ausgesendet werden. Die verschiedenen Erregerspulen können sich dabei beispielsweise in einer vorgegebenen Reihenfolge abwechseln, beispielsweise zyklisch.The energy pulses may be emitted from the various excitation coils or, in general, at the different excitation positions, in a predetermined order. The various excitation coils may, for example, alternate in a predetermined sequence, for example cyclically.
Weiterhin können die Energiepulse in vorgegebenen, regelmäßigen oder unregelmäßigen zeitlichen Abständen erzeugt werden.Furthermore, the energy pulses can be generated in predetermined, regular or irregular time intervals.
In der Regel erfasst das Lesegerät die Schwingung des Schaltkreises an einer vorgegebenen Messposition des Lesegeräts. Dies geschieht in der Regel mittels der vorstehend genannten Messantenne des Lesegeräts. Diese ist an einer vorgegebenen Messposition des Lesegeräts angeordnet. Hierbei ist es möglich, als Messantenne eine herkömmliche Lese- und Empfangsantenne des Lesegeräts zu verwenden. As a rule, the reading device detects the oscillation of the circuit at a predetermined measuring position of the reading device. This is usually done by means of the above-mentioned measuring antenna of the reader. This is arranged at a predetermined measuring position of the reader. In this case, it is possible to use a conventional reading and receiving antenna of the reading device as the measuring antenna.
Alternativ ist es möglich, dass das Lesegerät die Schwingungen des Schaltkreises im Ansprechbereich des Lesegeräts an vorgegebenen, unterschiedlichen Messpositionen des Lesegeräts erfasst. Dazu kann das Lesegerät eine Mehrzahl von Messantennen umfassen. Jede dieser Messantennen ist dabei an einer der vorgegebenen, unterschiedlichen Messpositionen des Lesegeräts angeordnet.Alternatively, it is possible that the reading device detects the oscillations of the circuit in the response range of the reading device at predetermined, different measuring positions of the reading device. For this purpose, the reading device may comprise a plurality of measuring antennas. Each of these measuring antennas is arranged at one of the predetermined, different measuring positions of the reader.
Grundsätzlich ist auch eine Ausführungsform vorstellbar, in welcher sowohl eine Mehrzahl von Erregerspulen, als auch eine Mehrzahl von Messantennen vorgesehen sind. In der Regel wird aber entweder nur eine Erregerspule und mehrere Messantennen oder mehrere Erregerspulen und nur eine Messantenne verwendet werden.In principle, an embodiment is conceivable in which both a plurality of exciter coils, as well as a plurality of measuring antennas are provided. In general, however, either only one field coil and several measuring antennas or multiple field coils and only one measuring antenna will be used.
Der Schaltkreis umfasst eine induktiv koppelnde Antenne und ein mit der Antenne gekoppeltes elektronisches Bauteil. Die Antenne des Schaltkreises, ist vorzugsweise eine Antennenspule mit mindestens einer Leiterschleife.The circuit comprises an inductively coupling antenna and an electronic component coupled to the antenna. The antenna of the circuit is preferably an antenna coil with at least one conductor loop.
Die Messantenne(n) und die Erregerantenne(n) sind induktiv koppelnde Antennen, insbesondere Antennenspulen mit mindestens einer Leiterschleife.The measuring antenna (s) and the exciter antenna (s) are inductively coupling antennas, in particular antenna coils with at least one conductor loop.
Soweit technisch möglich, sind eine Erregerspule und eine zugehörige Messantenne jeweils orthogonal zueinander angeordnet. Das heißt in dem Fall, dass eine Mehrzahl von Erregerspulen vorgesehen sind, ist jede der Erregerspulen orthogonal zu der einen Messantenne angeordnet. In dem Fall, dass eine Mehrzahl von Messantennen vorgesehen ist, ist die eine Erregerspule orthogonal zu jeder der Messantennen angeordnet.As far as technically possible, an exciter coil and an associated measuring antenna are each arranged orthogonal to each other. That is, in the case that a plurality of exciting coils are provided, each of the exciting coils is arranged orthogonal to the one measuring antenna. In the case where a plurality of measuring antennas are provided, the one exciting coil is arranged orthogonal to each of the measuring antennas.
In dem Fall, dass die Erregerspule und die Messantenne nicht orthogonal zueinander, sondern beispielsweise nebeneinander angeordnet sind, wird der Erregungspuls der Erregerspule auch von der Messantenne erfasst. Zudem überlagert dann das Abschwingverhalten der Erregerspule das zu messende Abschwingverhalten der Antennenspule des Schaltkreises.In the case that the exciter coil and the measuring antenna are arranged not orthogonal to each other, but for example next to each other, the excitation pulse of the exciter coil is also detected by the measuring antenna. In addition, the Abschwingverhalten the excitation coil then superimposed on the measured Abschwingverhalten the antenna coil of the circuit.
Bei einer „orthogonalen” Anordnung der Erregerspule zu der Messantenne liegen diese derart zueinander, dass das Signal der Erregerspule von der Messantenne nicht wahrgenommen wird. Die Erregerspule ist dabei gegenüber der Messantenne räumlich so angeordnet, dass in der Messantenne im Wesentlichen kein Signal eingekoppelt wird. Ein Signal wird in eine Spule immer dann eingekoppelt, wenn das Ringintegral über den magnetischen Fluss Φ durch diese Spule größer als Null ist (vgl.
Wie bereits erwähnt, wird im Schritt des Lokalisierens vorzugsweise eine Mehrzahl ermittelter Amplituden zum Lokalisieren des Schaltkreises herangezogen.As already mentioned, a plurality of detected amplitudes are preferably used to localize the circuit in the localization step.
Zumindest ein Anteil der zum Lokalisieren des Schaltkreises herangezogenen Amplituden kann dabei aus solchen Schwingungen ermittelt worden sein, die zu verschiedenen Zeitpunkten durch das Lesegerät erfasst worden sind. Dabei können die für die jeweiligen Schwingungen ursächlichen Energiepulse an einer einzigen oder unterschiedlichen Erregerpositionen des Lesegeräts ausgesendet worden sein. Weiter können die entsprechenden Schwingungen ein an einer oder an verschiedenen Messpositionen des Lesegeräts erfasst worden sein.At least a portion of the amplitudes used to locate the circuit may have been determined from such oscillations that have been detected at different times by the reader. In this case, the energy pulses which are causative for the respective oscillations may have been transmitted at a single or different excitation positions of the reading device. Furthermore, the corresponding oscillations may have been detected at one or at different measuring positions of the reading device.
Weiterhin kann zumindest ein Anteil der zum Lokalisieren des Schaltkreises herangezogenen Amplituden aus solchen Schwingungen ermittelt worden sein, die an unterschiedlichen Messpositionen des Lesegeräts erfasst worden sind. Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, dass das Erfassen an den unterschiedlichen Messpositionen zu einem Zeitpunkt oder zu verschiedenen, aufeinanderfolgenden Zeitpunkten geschehen ist.Furthermore, at least a portion of the amplitudes used for locating the circuit may have been determined from those oscillations which have been detected at different measuring positions of the reading device. According to this embodiment, it is possible that the detection has been done at the different measuring positions at one time or at different, successive times.
Schließlich kann zumindest ein Anteil der zum Lokalisieren des Schaltkreises herangezogenen Amplituden aus solchen Schwingungen ermittelt worden sein, welche in Antwort auf Energiepulse erfasst worden sind, die an unterschiedlichen Erregerpositionen des Lesegeräts ausgesendet worden sind. Möglich ist hier, dass die Schwingungen an einer Messposition oder an unterschiedlichen Messpositionen des Lesegeräts erfasst worden sind. Das Erzeugen der Energiepulse an den unterschiedlichen Erregerpositionen wird dabei in der Regel zu unterschiedlichen, aufeinanderfolgenden Zeitpunkten geschehen sein.Finally, at least a portion of the amplitudes used to locate the circuit may have been detected from those oscillations detected in response to energy pulses emitted at different excitation positions of the reader. It is possible here that the vibrations have been detected at a measuring position or at different measuring positions of the reading device. Generating the energy pulses at the different excitation positions will usually be done at different, successive points in time.
Ein Lokalisieren des Schaltkreises im Ansprechbereich des Lesegeräts kann auf Amplituden zurückgreifen, welche zu verschiedenen der vorstehend erläuterten Klassen gehören. Locating the circuit in the reader's response range can rely on amplitudes associated with various of the classes discussed above.
Wie bereits vorstehend ebenfalls kurz erwähnt, kann aus den zum Lokalisieren herangezogenen Amplituden durch das Lesegerät eine Position des Schaltkreises relativ zum Lesegerät ermittelt werden.As already briefly mentioned above, a position of the circuit relative to the reading device can be determined from the amplitudes used for locating by the reading device.
Dabei kann aus zum Lokalisieren herangezogenen Amplituden, welche aus Schwingungen ermittelt worden sind, welche in Antwort auf Energiepulse erfasst worden sind, die an unterschiedlichen Erregerpositionen des Lesegeräts ausgesendet werden sind, eine Position des Schaltkreises relativ zu den unterschiedlichen Erregerpositionen des Lesegeräts ermittelt werden. Dies gilt, da die jeweiligen Amplituden in ermittelbarem Verhältnis zu einem Abstand des Schaltkreises zu den jeweiligen Erregerpositionen stehen. Denn der Energieeintrag in den Schaltkreis, bei Anregung durch den Energiepuls, und damit die Amplitude der erzeugten Schwingung des Schaltkreises, ist abhängig vom Abstand des Schaltkreises zur Erregerspule. Auf Basis solcher Abstände und deren Verhältnis zueinander ist eine Positionsbestimmung in bekannter Weise möglich.In this case, a position of the circuit relative to the different exciter positions of the reading device can be determined from localized amplitudes which have been determined from oscillations which have been detected in response to energy pulses which are transmitted at different exciter positions of the reader. This applies because the respective amplitudes are in determinable relation to a distance of the circuit to the respective exciter positions. For the energy input into the circuit, when excited by the energy pulse, and thus the amplitude of the generated oscillation of the circuit is dependent on the distance of the circuit to the excitation coil. On the basis of such distances and their relationship to each other, a position determination in a known manner is possible.
In dem Fall, dass zum Lokalisieren solche Amplituden herangezogen werden, welche aus Schwingungen ermittelt worden sind, die an unterschiedlichen Messpositionen des Lesegeräts erfasst worden sind, kann eine Position des Schaltkreises relativ zu den unterschiedlichen Messpositionen des Lesegeräts ermittelt werden. Dies gilt, da die entsprechenden Amplituden auch in ermittelbarer Relation zu einem Abstand des Schaltkreises zu den jeweiligen Messpositionen stehen. Der Energieeintrag in die Messantenne, und daher die Amplitude der erfassten Schwingung, ist abhängig vom Abstand des Schaltkreises zu der Messantenne. Eine Betrachtung der Verhältnisse der Abstände erlaubt auch hier in einfacher Weise eine Positionsbestimmung.In the event that those amplitudes are used for locating, which have been determined from vibrations that have been detected at different measuring positions of the reader, a position of the circuit relative to the different measuring positions of the reader can be determined. This applies because the corresponding amplitudes are also in determinable relation to a distance of the circuit to the respective measurement positions. The energy input into the measuring antenna, and therefore the amplitude of the detected vibration, is dependent on the distance of the circuit to the measuring antenna. A consideration of the ratios of the distances also allows a simple determination of a position.
Es versteht sich, dass die beiden, vorstehend genannten Varianten kombiniert werden können, um eine Position des Schaltkreises relativ zu den Erregerpositionen und den Messepositionen zu ermitteln.It is understood that the two variants mentioned above can be combined to determine a position of the circuit relative to the exciter positions and the fair positions.
Wie bereits erwähnt, kann aus den zum Lokalisieren herangezogenen Amplituden weiterhin eine räumliche Lage des Schaltkreises relativ zum Lesegerät ermittelt werden. Die räumliche Lage beschreibt dabei insbesondere die Ausrichtung einer Spulenantenne des Schaltkreises relativ zu einer Messantenne des Lesegeräts, beispielsweise der Lese- und Empfangsantenne des Lesegeräts. Der Energieeintrag in die Messantenne, und daher die Amplitude der erfassten Schwingung, ist abhängig von der räumlichen Lage der Antenne des Schaltkreises relativ zu der Messantenne. Analoges gilt mit Bezug auf eine relative Lage der Schaltkreisantenne zu einer Erregerspule.As already mentioned, a spatial position of the circuit relative to the reading device can furthermore be determined from the amplitudes used for localization. In particular, the spatial position describes the orientation of a coil antenna of the circuit relative to a measuring antenna of the reading device, for example the reading and receiving antenna of the reading device. The energy input into the measuring antenna, and therefore the amplitude of the detected oscillation, is dependent on the spatial position of the antenna of the circuit relative to the measuring antenna. The same applies with respect to a relative position of the circuit antenna to an exciter coil.
Aus den zum Lokalisieren herangezogenen Amplituden kann weiterhin eine Veränderung der Position des Schaltkreises relativ zum Lesegerät erkannt werden. Dies betrifft die Ausführungsform, in der Amplituden zu verschiedenen Zeitpunkten ermittelt worden sind. Das Lesegerät kann auf diese Weise eine Veränderung der Position des Schaltkreises zum Lesegerät erkennen.From the amplitudes used for locating a change in the position of the circuit can still be detected relative to the reader. This concerns the embodiment in which amplitudes have been determined at different times. The reader can detect in this way a change in the position of the circuit to the reader.
Besonders vorteilhaft lässt sich eine solche Erkennung in dem Fall einsetzen, dass das Lesegerät lediglich über eine Erregerspule und eine Messantenne verfügt. Eine solche Ausführungsform erlaubt zwar keine genaue Positionsbestimmung des Schaltkreises relativ zum Lesegerät. Es lässt sich aber sehr klar erkennen, ob sich eine Anordnung des Schaltkreises zum Lesegerät über ein gewisses Zeitintervall, aufgrund einer Verlagerung des Schaltkreises relativ zum Lesegerät, hinsichtlich des Aufbaus einer stabilen Datenkommunikation mit dem Lesegerät verbessert oder eher verschlechtert, beispielweise anhand einer zunehmenden bzw. abnehmenden Amplitude einer erfassten Schwingung.Such a detection can be used particularly advantageously in the case where the reading device has only one exciting coil and one measuring antenna. Although such an embodiment does not allow accurate positioning of the circuit relative to the reader. However, it can be seen very clearly whether an arrangement of the circuit to the reader over a certain time interval, due to a shift of the circuit relative to the reader, with respect to the structure of a stable data communication with the reader improves or rather deteriorates, for example, by increasing or decreasing amplitude of a detected vibration.
Analoges gilt für das Erkennen einer Veränderung der räumlichen Lage des Schaltkreises relativ zum Lesegerät.The same applies to the detection of a change in the spatial position of the circuit relative to the reading device.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst dieses einen weiteren Schritt im Anschluss an den Schritt des Lokalisieren. In diesem weiteren Schritt wird durch das Lesegerät ein Verlagerungssignal ausgegeben.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, this comprises a further step following the localization step. In this further step, a displacement signal is output by the reader.
Das Verlagerungssignal ist geeignet anzugeben, in welcher Weise der Schaltkreis relativ zum Lesegerät räumlich verlagert werden kann, um eine Anordnung des Schaltkreises im Ansprechbereich des Lesegeräts hinsichtlich einer stabilen Datenkommunikation mit dem Lesegerät zu verbessern. Eine räumliche Verlagerung umfasst dabei sowohl eine Veränderung der Position des Schaltkreises relativ zum Lesegerät als auch eine Veränderung der räumlichen Lage oder Anordnung des Schaltkreises relativ zum Lesegerät, d. h. insbesondere eine Ausrichtung der Antennenspule des Schaltkreises relativ zu einer Antenne des Lesegeräts.The displacement signal is suitable to indicate in what way the Circuit can be spatially displaced relative to the reader to improve an arrangement of the circuit in the response range of the reader in terms of stable data communication with the reader. A spatial displacement encompasses both a change in the position of the circuit relative to the reading device and a change in the spatial position or arrangement of the circuit relative to the reading device, ie in particular an orientation of the antenna coil of the circuit relative to an antenna of the reading device.
Um einen solchen ergänzenden Schritt zu unterstützen, umfasst das erfindungsgemäße Lesegerät in einer entsprechenden, bevorzugten Ausführungsform eine Verlagerungsbestimmungseinrichtung. Diese ist eingerichtet, ein Verlagerungssignal zu bestimmen, welches angibt, in welcher Weise der Schaltkreis relativ zum Lesegerät räumlich verlagert werden kann, um eine Anordnung des Schaltkreises im Ansprechbereich des Lesegeräts hinsichtlich einer Datenkommunikation mit dem Lesegerät zu verbessern. Weiterhin umfasst das Lesegerät eine Ausgabeeinrichtung, die eingerichtet ist, ein entsprechendes Verlagerungssignal auszugeben.In order to support such a supplementary step, the reader according to the invention in a corresponding, preferred embodiment comprises a displacement determination device. This is arranged to determine a displacement signal which indicates how the circuit can be spatially displaced relative to the reading device in order to improve the arrangement of the circuit in the response range of the reading device with respect to data communication with the reading device. Furthermore, the reading device comprises an output device which is set up to output a corresponding displacement signal.
Auf diese Weise wird es möglich, dass das Lesegerät einem Nutzer des Schaltkreises, welcher beispielsweise in einer kontaktlos kommunizierenden Chipkarte oder einem NFC-fähigen Endgerät integriert sein kann, ein Feedback hinsichtlich einer verbesserten Anordnung des Schaltkreises relativ zum Lesegerät geben kann. Der Nutzer kann in Reaktion auf das Verlagerungssignal die Anordnung des Schaltkreises im Ansprechbereich des Lesegeräts entsprechend anpassen und auf diese Weise die Möglichkeit schaffen, eine stabile Datenkommunikation zwischen dem Lesegerät und dem Schaltkreis herzustellen.In this way, it becomes possible for the reading device to give feedback to a user of the circuit, which may be integrated, for example, in a contactlessly communicating chip card or an NFC-enabled terminal, with regard to an improved arrangement of the circuit relative to the reading device. The user may, in response to the displacement signal, adjust the arrangement of the circuitry in the response range of the reader accordingly, thereby providing the ability to establish stable data communication between the reader and the circuitry.
Das Verlagerungssignal kann dabei insbesondere abhängig von einer zuvor ermittelten Position des Schaltkreises relativ zum Lesegerät bestimmt werden. Weiterhin ist es möglich, dass das Verlagerungssignal abhängig von einer Veränderung einer ermittelten Position des Schaltkreises bestimmt wird. Unter Verwendung entsprechender Verlagerungssignale wird es möglich, einem Nutzer des Schaltkreises eine optimale Position des Schaltkreises relativ zum Lesegerät anzuzeigen.The displacement signal can be determined in particular depending on a previously determined position of the circuit relative to the reading device. Furthermore, it is possible for the displacement signal to be determined as a function of a change in a determined position of the circuit. Using appropriate displacement signals, it becomes possible to indicate to a user of the circuit an optimal position of the circuit relative to the reader.
In analoger Weise kann das Verlagerungssignal abhängig von einer räumlichen Lage des Schaltkreises relativ zum Lesegerät bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Verlagerungssignal ebenso abhängig von einer Veränderung der räumlichen Lage des Schaltkreises relativ zum Lesegerät bestimmt werden. Auf diese Weise wird es möglich, mittels des Verlagerungssignals einen Nutzer des Schaltkreises anzuweisen, den Schaltkreis relativ zum Lesegerät in einer optimalen räumlichen Lage anzuordnen.In an analogous manner, the displacement signal can be determined as a function of a spatial position of the circuit relative to the reading device. Alternatively or additionally, the displacement signal can also be determined as a function of a change in the spatial position of the circuit relative to the reading device. In this way it becomes possible to instruct a user of the circuit by means of the displacement signal to arrange the circuit relative to the reading device in an optimal spatial position.
Es versteht sich, dass das Verlagerungssignal beide Aspekte, d. h. sowohl die Position des Schaltkreises, als auch die räumliche Lage des Schaltkreises, betreffen kann. Alternativ ist es möglich, verschiedene Verlagerungssignale für diese verschiedenen Aspekte vorzusehen.It is understood that the displacement signal is both aspects, i. H. can affect both the position of the circuit, as well as the spatial position of the circuit. Alternatively, it is possible to provide different displacement signals for these different aspects.
Je nach Art des Lesegeräts und je nach Anwendungszusammenhang kann das Verlagerungssignal auf verschiedene Weise ausgegeben werden. Insbesondere bieten sich eine Ausgabe als akustisches Signal, als optisches Signal oder als taktiles Signal an.Depending on the type of reader and the context of the application, the displacement signal can be output in various ways. In particular, provide an output as an acoustic signal, as an optical signal or as a tactile signal.
Ein akustisches Signal kann dabei beispielsweise durch eine sich verändernde Tonhöhe oder dergleichen eine Verbesserung oder Verschlechterung der Anordnung des Schaltkreises zum Lesegerät angeben.An acoustic signal may indicate an improvement or deterioration of the arrangement of the circuit to the reader, for example, by a changing pitch or the like.
Ein optisches Signal kann in einfacher Weise anzeigen, in welche Richtung oder um welche Achse der Datenträger oder das Gerät mit dem Schaltkreis verschoben bzw. gedreht werden sollte. Eine optische Anzeige erlaubt insbesondere auch eine textgebundene Ausgabe einer Verlagerungsinformation.An optical signal can easily indicate in which direction or about which axis the data medium or the device with the circuit should be moved or rotated. An optical display in particular also allows a text-bound output of relocation information.
Ein taktiles Signal, welches insbesondere in Verbindung mit portablen Geräten verwendbar ist, kann beispielsweise eine zu- oder abnehmende Vibration des Endgeräts als Verlagerungssignal in vorgegebener Weise einsetzen.A tactile signal, which can be used in particular in connection with portable devices, can for example use an increasing or decreasing vibration of the terminal as a displacement signal in a predetermined manner.
Wie bereits erwähnt, kann das Lesegerät einerseits als stationäres Lesegerät eingesetzt werden. Der Schaltkreis wird dann zumeist in einem portablen Datenträger, beispielsweise einem RFID-Token, einer Smartcard oder dergleichen integriert sein. In ähnlicher Weise können auch portable Endgeräte, wie beispielsweise Mobilfunkendgeräte, Smartphones und dergleichen mit stationären Lesegeräten kommunizieren. Ziel des Verfahrens in einem solchen Anwendungszusammenhang ist insbesondere ein optimales Anordnen des Schaltkreises relativ zu der Lese- und Empfangsantenne des Lesegeräts. Dies betrifft insbesondere auch die relative Lage der Antenne des Schaltkreises zu der Lese- und Empfangsantenne des Lesegeräts. Die Antennen liegen vorzugsweise in räumlich parallelen Ebenen.As already mentioned, the reader can be used on the one hand as a stationary reading device. The circuit will then usually be integrated in a portable data carrier, for example an RFID token, a smartcard or the like. Similarly, portable terminals such as mobile terminals, smart phones, and the like may communicate with stationary readers. In particular, the aim of the method in such an application context is to optimally arrange the circuit relative to the reading and receiving antenna of the reader. This also applies in particular to the relative position of the antenna of the circuit to the reading and receiving antenna of the reader. The antennas are preferably in spatially parallel planes.
Alternativ kann das Lesegerät als portables Lesegerät ausgebildet sein. Insbesondere im Zusammenhang mit einer NFC-Kommunikation kann auch ein portables Endgerät, beispielsweise ein Smartphone, als Lesegerät fungieren. Primäres Ziel in diesem Anwendungszusammenhang ist ein Herstellen einer optimalen räumlichen Anordnung von Lesegerät und Schaltkreis zueinander, wobei hier der Schaltkreis zumeist ebenfalls in einem portablen Endgerät, das heißt einem Smartphone, Mobilfunkendgerät, oder dergleichen integriert ist.Alternatively, the reader may be designed as a portable reader. In particular, in connection with an NFC communication and a portable terminal, such as a smartphone, act as a reader. The primary goal in this context of application is to produce an optimal spatial arrangement of the reader and the circuit with each other, whereby in this case the circuit is usually likewise integrated in a portable terminal, that is to say a smartphone, mobile radio terminal, or the like.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Darin zeigen:The present invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show:
In
Ein solcher Schaltkreis
Das Lesegerät
Zumindest eine Messantenne
Wie in
Die mit der Auswertungseinrichtung
Eine Verlagerungsbestimmungseinrichtung
Die Ausgabeeinrichtung
In
In den
Die vier Erregerspulen
Anzahl und Lage der Erregerspulen
Gemäß der Anordnung in
Es versteht sich, dass die verschiedenen Erregerspulen
Im Folgenden wird mit Bezug auf
In Schritt S1 wird der Schaltkreis
In Schritt S2 wird eine Schwingung des Schaltkreises
In Schritt S3 wird die erfasste Schwingung durch eine Auswertungseinrichtung, beispielsweise die Auswertungseinrichtung
In Schritt S4 wird der Schaltkreis
Lokalisieren kann dabei bedeuten, dass lediglich festgestellt wird, ob der Schaltkreis
Grundsätzlich basiert jeder dieser Aspekte des Lokalisieren des Schaltkreises
Grundsätzlich lässt sich sagen, dass eine ermittelbare Amplitude einen größeren Wert aufweist, wenn der Abstand zwischen Erregerspule
Ist der Zusammenhang einer erfassten Amplitude zu einem Abstand einer Erregerspule bzw. einer Messantenne zu dem Schaltkreis erkannt, so ergibt sich unmittelbar, dass auf Basis von Verhältnissen solcher Abstände, die der Schaltkreis
Im Schritt S5 wird seitens des Lesegeräts
Wie im Schritt S6 angegeben, gibt eine Ausgabeeinrichtung
Um eine Anordnung des Schaltkreises
Das Erzeugen einer Mehrzahl von Energieimpulsen kann dabei von einer Erregerspule
Gemäß einer sehr einfachen Ausführungsform des Verfahrens sendet die eine Erregerspule
Eine in dieser Weise erhaltene Sequenz von Amplituden erlaubt das Erzeugen eines Verlagerungssignals P, welches angeben kann, ob sich, basierend auf den Werten der Amplituden, die Anordnung des Schaltkreises
Bei der Verwendung einer Mehrzahl von Erregerspulen
In analoger Weise ist eine Positionsbestimmung mittels einer Mehrzahl von Messantennen
Zusätzlich zu einer Positionsbestimmung des Schaltkreises
Hintergrund des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Tatsache, dass ein Schaltkreis
Die Amplitude A0 einer solchen Schwingung kann in einfacher und eindeutiger Weise, wie vorstehend beschrieben, für das vorliegende Verfahren ausgewertet werden. Als Amplitude für die Lokalisierung prinzipiell verwendbar wäre aber auch eine Amplitude An oder An + 1 des entsprechenden Maximums der abklingenden Schwingung oder ein daraus abgeleiteter Wert (z. b.: (An + An + 1)/2).The amplitude A 0 of such a vibration can be evaluated in a simple and unambiguous manner, as described above, for the present method. In principle, however, an amplitude An or An + 1 of the corresponding maximum of the decaying oscillation or a value derived therefrom (for example: (An + An + 1) / 2) would also be usable as the amplitude for the localization.
Anschließend werden mit Bezug auf die
In
Ein dritter Anwendungsfall ist die Datenkommunikation eines stationären Lesegeräts mit einer Smartcard, welche in
Abschließend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in den folgenden Absätzen zusammenfassend angegeben:
- 1. Verfahren zum Lokalisieren eines zur kontaktlosen Datenkommunikation eingerichteten Schaltkreises durch ein Lokalisierungsgerät, umfassend die Schritte: – Erzeugen eines Energiepulses durch das Lokalisierungsgerät derart, dass mittels des Energiepulses der Schaltkreis zur Schwingung angeregt werden kann; – Erfassen einer Schwingung des Schaltkreises in Antwort auf die Anregung durch den Energiepuls; – Ermitteln einer Amplitude der erfassten Schwingung; – Lokalisieren des Schaltkreises anhand einer ermittelten Amplitude.
- 2.
Verfahren nach Absatz 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lokalisierungsgerät den Energiepuls derart erzeugt, dass der Schaltkreis mittels des Energiepulses über eine Erregerspule des Lokalisierungsgeräts induktiv zur Schwingung angeregt werden kann. - 3.
Verfahren nach Absatz 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anregen des Schaltkreises als induktives Anregen mittels eines gepulsten Magnetfeldes erfolgt, wobei das Magnetfeld vorzugsweise durch einen einzelnen Strompuls erzeugt wird. - 4. Verfahren nach einem der
Absätze 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die abklingende Schwingung des Schaltkreises erfasst wird. - 5. Verfahren nach Absatz 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strompuls vorzugsweise als Gleichstrompuls in Form eines Dirac-Stoßes erzeugt wird.
- 6. Verfahren nach einem der
Absätze 1bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Erzeugens des Energiepulses, des Erfassens der Schwingung und des Ermittelns der Amplitude wiederholt ausgeführt werden. - 7. Verfahren nach Absatz 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiepulse an einer Erregerposition des Lokalisierungsgeräts ausgesendet werden.
- 8. Verfahren nach Absatz 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiepulse durch eine Erregerspule ausgesendet werden, welche an einer vorgegebenen Erregerposition des Lokalisierungsgeräts angeordnet ist.
- 9. Verfahren nach Absatz 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiepulse an vorgegebenen, unterschiedlichen Erregerpositionen des Lokalisierungsgeräts ausgesendet werden.
- 10. Verfahren nach Absatz 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiepulse durch eine Mehrzahl von Erregerspulen ausgesendet werden, wobei jede der Erregerspulen jeweils an einer der vorgegebenen, unterschiedlichen Erregerpositionen des Lokalisierungsgeräts angeordnet ist.
- 11. Verfahren nach Absatz 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiepulse in einer vorgegebenen Reihenfolge an den vorgegebenen, unterschiedlichen Erregerpositionen des Lokalisierungsgeräts ausgesendet werden.
- 12. Verfahren nach einem der Absätze 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiepulse in vorgegebenen zeitlichen Abständen erzeugt werden.
- 13. Verfahren nach einem der Absätze 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Lokalisierungsgerät die Schwingung des Schaltkreises an einer Messposition des Lokalisierungsgeräts erfasst.
- 14. Verfahren nach Absatz 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Lokalisierungsgerät die Schwingung des Schaltkreises mittels einer Messantenne erfasst, welche an einer vorgegebenen Messposition des Lokalisierungsgeräts angeordnet ist.
- 15. Verfahren nach einem der Absätze 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Lokalisierungsgerät die Schwingung des Schaltkreises an vorgegebenen, unterschiedlichen Messpositionen des Lokalisierungsgeräts erfasst.
- 16. Verfahren nach Absatz 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Lokalisierungsgerät die Schwingung des Schaltkreises mittels einer Mehrzahl von Messantennen erfasst, wobei jede der Messantennen jeweils an einer der vorgegebenen, unterschiedlichen Messpositionen des Lokalisierungsgeräts angeordnet ist.
- 17. Verfahren nach einem der Absätze 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Lokalisieren eine Mehrzahl ermittelter Amplituden zum Lokalisieren des Schaltkreises herangezogen wird.
- 18. Verfahren nach Absatz 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Anteil der zum Lokalisieren des Schaltkreises herangezogenen Amplituden aus Schwingungen ermittelt worden ist, die zu verschiedenen Zeitpunkten durch das Lokalisierungsgerät erfasst worden sind.
- 19. Verfahren nach Absatz 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Anteil der zum Lokalisieren des Schaltkreises herangezogenen Amplituden aus Schwingungen ermittelt worden ist, die an unterschiedlichen Messpositionen des Lokalisierungsgeräts erfasst worden sind.
- 20. Verfahren nach einem der Absätze 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Anteil der zum Lokalisieren des Schaltkreises herangezogener Amplituden aus Schwingungen ermittelt worden ist, welche in Antwort auf Energiepulse erfasst worden sind, die an unterschiedlichen Erregerpositionen des Lokalisierungsgeräts ausgesendet worden sind.
- 21. Verfahren nach einem der Absätze 17
bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass aus den zum Lokalisieren herangezogenen Amplituden eine Position des Schaltkreises relativ zum Lokalisierungsgerät ermittelt wird. - 22. Verfahren nach Absatz 21, dadurch gekennzeichnet, dass aus zum Lokalisieren herangezogenen Amplituden, welche aus Schwingungen ermittelt worden sind, welche in Antwort auf Energiepulse erfasst worden sind, die an unterschiedlichen Erregerpositionen des Lokalisierungsgeräts ausgesendet worden sind, eine Position des Schaltkreises relativ zu den unterschiedlichen Erregerpositionen des Lokalisierungsgeräts ermittelt wird.
- 23. Verfahren nach Absatz 21
oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass aus zum Lokalisieren herangezogenen Amplituden, welche aus Schwingungen ermittelt worden sind, die an unterschiedlichen Messpositionen des Lokalisierungsgeräts erfasst worden sind, eine Position des Schaltkreises relativ zu den unterschiedlichen Messpositionen des Lokalisierungsgeräts ermittelt wird. - 24. Verfahren nach einem der Absätze 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass aus den zum Lokalisieren herangezogenen Amplituden eine räumliche Lage des Schaltkreises relativ zum Lokalisierungsgerät ermittelt wird.
- 25. Verfahren nach einem der Absätze 17
bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass aus den zum Lokalisieren herangezogenen Amplituden eine Veränderung der Position des Schaltkreises relativ zum Lokalisierungsgerät erkannt wird. - 26. Verfahren nach einem der Absätze 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass aus den zum Lokalisieren herangezogenen Amplituden eine Veränderung der räumlichen Lage des Schaltkreises relativ zum Lokalisierungsgerät erkannt wird.
- 27. Verfahren nach einem der
Absätze 1 bis 25, gekennzeichnet durch die Schritte im Anschluss an das Lokalisieren: – Bestimmen eines Verlagerungssignals durch das Lokalisierungsgerät, wobei das Verlagerungssignal geeignet ist anzugeben, in welcher Weise der Schaltkreis relativ zum Lokalisierungsgerät räumlich verlagert werden kann, um eine Anordnung des Schaltkreises im Ansprechbereich des Lokalisierungsgeräts hinsichtlich einer Datenkommunikation mit dem Lokalisierungsgerät zu verbessern und – Ausgeben des Verlagerungssignals. - 28. Verfahren nach einem der Absätze 21 bis 23 und Absatz 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlagerungssignal abhängig von einer ermittelten Position des Schaltkreises bestimmt wird.
- 29. Verfahren nach Absatz 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlagerungssignal abhängig von einer Veränderung der ermittelten Position des Schaltkreises bestimmt wird.
- 30.
Verfahren nach Absatz 24 und 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlagerungssignal abhängig von einer räumlichen Lage des Schaltkreises relativ zum Lokalisierungsgerät bestimmt wird. - 31. Verfahren nach Absatz 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlagerungssignal abhängig von einer Veränderung der räumlichen Lage des Schaltkreises relativ zum Lokalisierungsgerät bestimmt wird.
- 32. Verfahren nach einem der Absätze 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlagerungssignal als akustisches Signal ausgegeben wird.
- 33. Verfahren nach einem der Absätze 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlagerungssignal als optisches Signal ausgegeben wird.
- 34. Verfahren nach einem der Absätze 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlagerungssignal als taktiles Signal ausgegeben wird.
- 35. Verfahren nach einem der
Absätze 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Lokalisierungsgerät als stationäres Lokalisierungsgerät ausgebildet wird und dass der Schaltkreis in einem portablen Datenträger oder einem portablen Endgerät integriert ist. - 36. Verfahren nach einem der
Absätze 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Lokalisierungsgerät als portables Lokalisierungsgerät ausgebildet wird und dass der Schaltkreis in einem portablen Datenträger oder einem portablen Endgerät integriert ist. - 37. Verfahren nach Absatz 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Lokalisierungsgerät und das Endgerät als Mobilfunkendgerät oder Smartphone oder Tablet-Computer ausgebildet sind.
- 38. Verfahren nach einem der Absätze 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Lokalisieren die Position des Datenträgers oder des Endgeräts relativ zum Lokalisierungsgerät ermittelt wird.
- 39. Verfahren nach Absatz 38, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Lokalisieren die Position des Schaltkreises des Datenträgers oder des Schaltkreises des Endgeräts relativ zu einer Lese- und Empfangsantenne des Lokalisierungsgeräts ermittelt wird.
- 40. Verfahren nach einem der Absätze 35 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Lokalisieren die räumliche Lage des Datenträgers oder des Endgeräts relativ zum Lokalisierungsgerät ermittelt wird.
- 41. Verfahren nach Absatz 40, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Lokalisieren die räumliche Lage des Schaltkreises des Datenträgers oder des Schaltkreises des Endgeräts relativ zu einer Lese- und Empfangsantenne des Lokalisierungsgeräts ermittelt wird.
- 42. Verfahren nach einem der
Absätze 1 bis 40 dadurch gekennzeichnet, dass das Lokalisierungsgerät ein Lesegerät zur kontaktlosen Datenkommunikation mit dem entsprechend eingerichteten Schaltkreis ist, wobei vorzugsweise die Sende- und Empfangsantenne des Lesegerätes als Messantenne verwendet wird. - 43. Lokalisierungsgerät, wobei das Lokalisierungsgerät umfasst: – einen Impulsgeber, der eingerichtet ist, einen Schaltkreis über eine an den Impulsgeber angeschlossene Erregerspule kontaktlos anzuregen; – eine Messantenne, die eingerichtet ist, eine Schwingung des Schaltkreises zu erfassen; – eine Auswertungsvorrichtung, welche mit der Messantenne verbunden ist und eingerichtet ist, eine Amplitude der von der Messantenne erfassten Schwingung des Schaltkreises zu ermitteln; und – eine Lokalisierungseinheit, die eingerichtet ist, den Schaltkreis (im Ansprechbereich des Lokalisierungsgeräts) anhand einer ermittelten Amplitude zu lokalisieren.
- 43. Lokalisierungsgerät nach Absatz 42, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Erregerspulen.
- 44. Lokalisierungsgerät nach Absatz 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Messantenne mit einer herkömmlichen Sende- und Empfangsantenne des Lokalisierungsgeräts übereinstimmt.
- 45. Lokalisierungsgerät nach Absatz 42 oder 43, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Messantennen.
- 46. Lokalisierungsgerät nach einem der Absätze 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Erregerspulen orthogonal zu der Messantenne angeordnet ist.
- 47. Lokalisierungsgerät nach Absatz 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerspulen orthogonal zu jeder der Messantennen angeordnet ist.
- 48. Lokalisierungsgerät nach einem der Absätze 42 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalisierungseinheit eingerichtet ist, zum Lokalisieren des Schaltkreises eine Mehrzahl ermittelter Amplituden heranzuziehen.
- 49. Lokalisierungsgerät nach Absatz 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalisierungseinheit eingerichtet ist, aus den zum Lokalisieren herangezogenen Amplituden eine Position des Schaltkreises relativ zum Lokalisierungsgerät zu ermitteln.
- 50. Lokalisierungsgerät nach Absatz 48 oder 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalisierungseinheit eingerichtet ist, aus den zum Lokalisieren herangezogenen Amplituden eine räumliche Lage des Schaltkreises relativ zum Lokalisierungsgerät zu ermitteln.
- 51. Lokalisierungsgerät nach einem der Absätze 42 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalisierungseinheit eingerichtet ist, aus den zum Lokalisieren herangezogenen Amplituden eine Veränderung der Position des Schaltkreises relativ zum Lokalisierungsgerät zu erkennen.
- 52. Lokalisierungsgerät nach einem der Absätze 42 bis 51, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalisierungseinheit eingerichtet ist, aus den zum Lokalisieren herangezogenen Amplituden eine Veränderung der räumlichen Lage des Schaltkreises relativ zum Lokalisierungsgerät zu erkennen.
- 53. Lokalisierungsgerät nach einem der Absätze 42 bis 52, gekennzeichnet durch – eine Verlagerungsbestimmungseinrichtung, die eingerichtet ist, ein Verlagerungssignal zu bestimmen, – eine Ausgabeeinrichtung, die eingerichtet ist, das Verlagerungssignal auszugeben.
- 54. Lokalisierungsgerät nach Absatz 53 wobei das Verlagerungssignal angibt, in welcher Weise der Schaltkreis relativ zum Lokalisierungsgerät räumlich verlagert werden soll, und
- 55. Lokalisierungsgerät nach Absatz 53 oder 54, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinrichtung eingerichtet ist das Verlagerungssignal an einen Nutzer des Schaltkreises auszugeben.
- 56. Lokalisierungsgerät nach Absatz 55, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinrichtung eingerichtet ist das Verlagerungssignal als akustisches, taktiles und/oder optisches Signal auszugeben.
- 57. Lokalisierungsgerät nach Absatz 53 oder 54, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinrichtung eingerichtet ist das Verlagerungssignal an eine Verlagerungsvorrichtung auszugeben, welche eingerichtet ist den Schaltkreis zu verlagern.
- 58. Lokalisierungsgerät nach einem der Absätze 42 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass das Lokalisierungsgerät als mobiles Endgerät ausgebildet ist, insbesondere als Mobilfunkendgerät oder als Smartphone.
- 59. Lokalisierungsgerät nach einem der Absätze 42 bis 58, dadurch gekennzeichnet, dass Lokalisierungsgerät ein Lesegerät ist.
- 60. Lesegerät nach Absatz 59 dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalisierung erfolgt, um eine Anordnung des Schaltkreises im Ansprechbereich des Lesegerätes hinsichtlich einer Datenkommunikation mit dem Lesegerät zu verbessern.
- 61. System mit zumindest einem Lokalisierungsgerät nach einem der Absätze 42 bis 60, wobei das System zur Produktion, Prüfung und/oder Personalisierung des Schaltkreises vorgesehen ist.
- A method for locating a contactless data communication circuit by a localization device, comprising the steps of: generating an energy pulse by the localization device such that the circuit can be excited to oscillate by means of the energy pulse; - detecting a vibration of the circuit in response to the excitation by the energy pulse; - determining an amplitude of the detected vibration; - Locating the circuit based on a detected amplitude.
- 2. The method according to
paragraph 1, characterized in that the localization device generates the energy pulse such that the circuit can be inductively excited to oscillate by means of the energy pulse via an excitation coil of the localization device. - 3. The method according to
paragraph 1 or 2, characterized in that the exciting of the circuit takes place as an inductive exciting means of a pulsed magnetic field, wherein the magnetic field is preferably generated by a single current pulse. - 4. The method according to any one of
paragraphs 1 to 3, characterized in that the decaying vibration of the circuit is detected. - 5. The method according to paragraph 4, characterized in that the current pulse is preferably generated as a DC pulse in the form of a Dirac impact.
- 6. The method according to any one of
paragraphs 1 to 5, characterized in that the steps of generating the energy pulse, the detection of the oscillation and the determination of the amplitude are carried out repeatedly. - 7. The method according to paragraph 6, characterized in that the energy pulses are emitted at a field position of the localization device.
- 8. The method according to paragraph 7, characterized in that the energy pulses are emitted by an excitation coil, which is arranged at a predetermined exciter position of the localization device.
- 9. The method according to paragraph 6, characterized in that the energy pulses are emitted at predetermined, different exciter positions of the localization device.
- 10. The method according to paragraph 9, characterized in that the energy pulses are emitted by a plurality of excitation coils, wherein each of the excitation coils is arranged in each case at one of the predetermined, different exciter positions of the localization device.
- 11. The method according to paragraph 9 or 10, characterized in that the energy pulses are emitted in a predetermined order at the predetermined, different excitation positions of the localization device.
- 12. The method according to any one of paragraphs 6 to 11, characterized in that the energy pulses are generated at predetermined time intervals.
- 13. The method according to any of paragraphs 6 to 12, characterized in that the localization device detects the oscillation of the circuit at a measuring position of the localization device.
- 14. The method according to paragraph 13, characterized in that the localization device detects the oscillation of the circuit by means of a measuring antenna, which is arranged at a predetermined measuring position of the localization device.
- 15. The method according to any of paragraphs 6 to 12, characterized in that the localization device detects the oscillation of the circuit at predetermined, different measuring positions of the localization device.
- 16. The method according to paragraph 15, characterized in that the localization device detects the oscillation of the circuit by means of a plurality of measuring antennas, each of the measuring antennas is in each case arranged at one of the predetermined, different measuring positions of the localization device.
- 17. The method according to any one of paragraphs 6 to 16, characterized in that in the step of locating a plurality of determined amplitudes is used for locating the circuit.
- 18. The method according to paragraph 17, characterized in that at least a portion of the amplitudes used for locating the circuit has been determined from vibrations, which have been detected at different times by the localization device.
- 19. The method according to paragraph 17 or 18, characterized in that at least a portion of the amplitudes used for locating the circuit has been determined from vibrations that have been detected at different measuring positions of the localization device.
- 20. The method according to any one of paragraphs 17 to 19, characterized in that at least a portion of the amplitudes used for locating the circuit has been determined from oscillations which have been detected in response to energy pulses emitted at different exciter positions of the locating device.
- 21. Method according to one of paragraphs 17 to 20, characterized in that a position of the circuit relative to the localization device is determined from the amplitudes used for locating.
- 22. A method according to paragraph 21, characterized in that amplitudes used for localization, which have been determined from vibrations detected in response to energy pulses emitted at different excitation positions of the localization device, determine a position of the circuit relative to the different excitation positions of the localization device is determined.
- 23. Method according to
paragraph 21 or 22, characterized in that from amplitudes used for localization, which have been determined from oscillations which have been detected at different measuring positions of the localization device, a position of the circuit is determined relative to the different measuring positions of the localization device. - 24. The method according to any one of paragraphs 17 to 23, characterized in that from the amplitudes used for locating a spatial position of the circuit is determined relative to the localization device.
- 25. The method according to any of paragraphs 17 to 24, characterized in that from the amplitudes used for locating a change in the position of the circuit is detected relative to the localization device.
- 26. The method according to any one of paragraphs 17 to 25, characterized in that from the amplitudes used for locating a change in the spatial position of the circuit is detected relative to the localization device.
- 27. A method according to any one of
paragraphs 1 to 25, characterized by the steps subsequent to locating: - determining a displacement signal by the location device, the displacement signal being adapted to indicate how the circuit can be spatially displaced relative to the location device to improve an arrangement of the circuit in the response range of the localization device with respect to a data communication with the localization device and - outputting the displacement signal. - 28. The method according to any one of paragraphs 21 to 23 and paragraph 27, characterized in that the displacement signal is determined depending on a determined position of the circuit.
- 29. The method according to paragraph 28, characterized in that the displacement signal is determined depending on a change in the determined position of the circuit.
- 30. The method according to
paragraph 24 and 27, characterized in that the displacement signal is determined depending on a spatial position of the circuit relative to the localization device. - 31. The method according to paragraph 30, characterized in that the displacement signal is determined depending on a change in the spatial position of the circuit relative to the localization device.
- 32. The method according to any one of paragraphs 27 to 31, characterized in that the displacement signal is output as an acoustic signal.
- 33. The method according to any of paragraphs 27 to 32, characterized in that the displacement signal is output as an optical signal.
- 34. The method according to any one of paragraphs 27 to 33, characterized in that the displacement signal is output as a tactile signal.
- 35. The method according to any one of
paragraphs 1 to 34, characterized in that the localization device is designed as a stationary localization device and that the circuit is integrated in a portable data carrier or a portable terminal. - 36. The method according to any one of
paragraphs 1 to 34, characterized in that the localization device is designed as a portable localization device and that the circuit is integrated in a portable data carrier or a portable terminal. - 37. The method according to paragraph 36, characterized in that the localization device and the terminal are designed as a mobile terminal or smartphone or tablet computer.
- 38. The method according to any one of paragraphs 35 to 37, characterized in that in the step of locating the position of the data carrier or the terminal is determined relative to the localization device.
- 39. The method according to paragraph 38, characterized in that in the step of locating the position of the circuit of the data carrier or the circuit of the terminal relative to a Reading and receiving antenna of the localization device is determined.
- 40. The method according to any one of paragraphs 35 to 39, characterized in that in the step of locating the spatial position of the data carrier or the terminal is determined relative to the localization device.
- 41. The method according to paragraph 40, characterized in that in the step of locating the spatial position of the circuit of the data carrier or the circuit of the terminal is determined relative to a read and receive antenna of the localization device.
- 42. The method according to any one of
paragraphs 1 to 40, characterized in that the localization device is a reading device for contactless data communication with the appropriately configured circuit, wherein preferably the transmitting and receiving antenna of the reading device is used as a measuring antenna. - 43. Locating device, wherein the locating device comprises: - a pulse generator which is adapted to contactlessly excite a circuit via an exciter coil connected to the pulse generator; - A measuring antenna, which is adapted to detect a vibration of the circuit; - An evaluation device which is connected to the measuring antenna and is adapted to determine an amplitude of the detected by the measuring antenna oscillation of the circuit; and a localization unit configured to locate the circuit (in the localizer device's response range) based on a detected amplitude.
- 43. Locating device according to paragraph 42, characterized by a plurality of excitation coils.
- 44. Locating device according to paragraph 42 or 43, characterized in that the measuring antenna coincides with a conventional transmitting and receiving antenna of the localization device.
- 45. Locating device according to paragraph 42 or 43, characterized by a plurality of measuring antennas.
- 46. Locating device according to one of the paragraphs 42 to 44, characterized in that each of the exciting coils is arranged orthogonal to the measuring antenna.
- 47. Locating device according to paragraph 45, characterized in that the excitation coils is arranged orthogonal to each of the measuring antennas.
- 48. Locating device according to one of the paragraphs 42 to 47, characterized in that the localization unit is arranged to use a plurality of determined amplitudes for locating the circuit.
- 49. A localization device according to paragraph 48, characterized in that the localization unit is arranged to determine from the amplitudes used for locating a position of the circuit relative to the localization device.
- 50. localization device according to paragraph 48 or 49, characterized in that the localization unit is arranged to determine from the amplitudes used for locating a spatial position of the circuit relative to the localization device.
- 51. Locating device according to one of the paragraphs 42 to 50, characterized in that the localization unit is arranged to detect from the amplitudes used for locating a change in the position of the circuit relative to the localization device.
- 52. Locating device according to one of the paragraphs 42 to 51, characterized in that the localization unit is arranged to detect from the amplitudes used for locating a change in the spatial position of the circuit relative to the localization device.
- 53. A localization device according to any one of paragraphs 42 to 52, characterized by - a displacement determination device which is adapted to determine a displacement signal, - an output device which is adapted to output the displacement signal.
- 54. The location device of paragraph 53, wherein the displacement signal indicates how the circuit is to be spatially displaced relative to the location device, and
- 55. Locating device according to paragraph 53 or 54, characterized in that the output device is set up to output the displacement signal to a user of the circuit.
- 56. Locating device according to paragraph 55, characterized in that the output device is set up to output the displacement signal as an acoustic, tactile and / or optical signal.
- 57. Locating device according to paragraph 53 or 54, characterized in that the output device is set up to output the displacement signal to a displacement device, which is set up to shift the circuit.
- 58. Locating device according to one of the paragraphs 42 to 57, characterized in that the localization device is designed as a mobile terminal, in particular as a mobile terminal or as a smartphone.
- 59. Locating device according to one of the paragraphs 42 to 58, characterized in that the localization device is a reading device.
- 60. A reader according to paragraph 59, characterized in that the localization takes place to an arrangement of the circuit in the response range of the reading device with regard to data communication with the reading device.
- 61. A system comprising at least one locator device according to any one of paragraphs 42 to 60, wherein the system is for producing, testing and / or personalizing the circuit.
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- ISO/IEC 14443 [0002] ISO / IEC 14443 [0002]
- „RFID-Handbuch” von Klaus Finkenzeller, 6. Auflage, Carl Hanser Verlag, München, 2012, Kapitel 4.1.6 und 4.1.9.2 [0030] "RFID Handbook" by Klaus Finkenzeller, 6th edition, Carl Hanser Verlag, Munich, 2012, chapter 4.1.6 and 4.1.9.2 [0030]
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- 2013-03-04 DE DE201310003696 patent/DE102013003696A1/en active Pending
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"RFID-Handbuch" von Klaus Finkenzeller, 6. Auflage, Carl Hanser Verlag, München, 2012, Kapitel 4.1.6 und 4.1.9.2 |
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